Diseño y fabricación de un volante electrónico para un monoplaza de competición

Abstract

En este proyecto se ha llevado a cabo el diseño y la fabricación de un volante electrónico para un monoplaza de competición. En especial, para un monoplaza estilo Formula Student que se desarrolla en la Universitat politécnica de València (UPV). El primer paso fue el diseño de todo el sistema electrónico desde cero y su diagrama de bloques. Para ello, se han tenido en cuenta todas las necesidades que debería ser capaz de controlar el volante, como por ejemplo, todas las ayudas a la conducción, una tira de LED’s para poder ver las revoluciones por minuto a las que se encuentra el monoplaza, el cambio de marchas a través de dos levas, posibilidad de manejar una radio o la interfaz con el piloto para poder ver todas las variables necesarias y útiles por pantalla y posteriormente se han elegido uno a uno los componentes. El segundo paso fue, una vez elegidos estos realizar un esquemático con todos ellos para un posterior diseño de una PCB. A continuación, ésta se diseñó a dos capas con sistemas de protección frente a cortocircuitos y contra ruido eléctrico, además, cumpliendo unos tamaños específicos para el posterior ensamblaje en una estructura ergonómica del volante. Esta PCB, fue diseñada mediante el software Altium Designer. Todos los componentes fueron soldados a mano y testeados conforme iba avanzando el número de componentes en la PCB. El último paso fue la fabricación de la estructura final del volante realizado con un núcleo de espuma, mecanizado en una CNC de 3 ejes y un laminado exterior en fibra de carbono, dándole así, rigidez y ligereza al volante. El último paso fue finalmente, el desarrollo del código necesario mediante el software Keil MDK v5 para una correcta implementación del volante al monoplaza Formula Student. Respecto a años anteriores del proyecto, este volante electrónico se compondrá de 4 selectores, 3 botones y una pantalla. Con todos ellos, el piloto podrá modificar el reparto de frenada, el control de tracción, el control de salida, el cambio automático y podrá tener bajo su control todas las variables del vehículo, aumentando así la fiabilidad en pista, la seguridad de éste y conseguir reducir el tiempo por vuelta.