Situação de projecto

Caros,

Estivemos algum (bastante) tempo sem dar notícias! O tempo escasseia quando se está em término de curso e a actualização do blog ficou para trás.

Estamos em Julho e o projecto poderia ser entregue agora. Contudo, tendo em conta que não está terminado apenas será apresentado em Setembro. Mas já lá vamos...

Ora bem, o projecto encontra-se assim:

 - Foi desenvolvido o diferencial electrónico estando a funcionar em pleno. Recorremos a um PIC de 8 bits da Microchip, optoacopladores analógicos para tratamento de sinais, DACs para enviar velocidade para cada roda, entre outros;

- Foi desenvolvida uma interface para o utilizador poder alterar e visualizar todos os parâmetros relativos ao diferencial e a valores do kart (velocidade, distancia percorrida, entre outros). Utilizando outro PIC, a interface tem por base um LCD, barra de leds, botões, entre outros;

Aspecto da interface com o utilizador

 - O diferencial e a interface encontram-se instalados em caixas separadas, comunicando com recurso ao protocolo I2C;

 - Já foram projectadas e produzidas as placas de circuito impresso para estas funções;

Imagem 3D de uma das PCB com recurso ao software Altium Designer

 - Utilizámos conversores de tensão DC-DC comutados da Texas Instruments para obtermos as diversas tensões necessárias para a electrónica;

 - Foi implementado um pedal de um carro para obter a posição do pedal do acelerador. Para determinar o ângulo de rotação do volante, acoplámos uma roda dentada ao eixo do volante que se encontra interligada a outra roda (por meio de uma correia), que possui um potenciómetro que fornece ao uC uma tensão em função do ângulo do volante;

 - Tal como referido noutro post, o sistema de tracção foi escolhido no início do ano. Contudo, apenas recebemos os motores (ainda faltam os controladores) há cerca de uma semana, o que atrasou o projecto. Neste momento estamos a trabalhar na adaptação dos motores/rodas ao chassis do KartCross. Tendo em conta que temos como objectivo a não alteração da estrutura base do Kart, iremos construir um suporte deste género:

Suporte a construir para fixação das rodas motrizes

Existem mil e um aspectos que poderiam ser referidos aqui, contudo como a ausência foi grande agora torna-se um pouco complicado expor todas as informações técnicas. Mas esperamos em breve dar mais novidades!

Cumprimentos

Aquisição de sinal: velocidade das rodas (actualização!)

Caros,

Cá estamos nós novamente para apresentar mais informação relativamente ao nosso projecto!
Desta vez, é para "rectificar" o nosso último post. Digo rectificar, porque o post estava correcto até que.. decidimos mudar de rumo! Ou seja, não iremos utilizar o encoder óptico descrito no post anterior mas sim (em princípio!) um sensor de efeito de hall. E porquê? Porque um encoder óptico funciona muito bem mas para ambientes sem qualquer tipo de interferência. Sendo o encoder óptico um emissor e um receptor de infravermelhos, teremos certamente interferências da luz solar no encoder.. e se para resolver este problema poderíamos "inventar" uma aplicação de modo a colocar os componentes o mais próximo possíveis de modo a não haver interferência por parte do Sol, ou colocar este sensor dentro de uma "caixa", o mesmo não poderá ser feito para prevenir a sujidade.. ou seja, sendo a roda um local onde toda a sujidade, poeiras, entre outros, podem ser acumulados, não é a solução mais fiável!
Assim.. um sensor de efeito de Hall, sendo um sensor indutivo, funciona perfeitamente quando exposto a ambientes mais "severos" do ponto de vista do material.

Em breve colocaremos uma explicação detalhada do sensor e dos restantes avanços que estamos a ter no projecto!

Cumprimentos a todos e... Bom trabalho!!

Aquisição de sinal: velocidade das rodas e sinais analógicos

Caros leitores,

O projecto está em desenvolvimento e existem algumas novidades, nomeadamente à aquisição de sinal e no microprocessador a utilizar.
Actualmente estávamos a pensar utilizar um PIC18f4520, com uma frequência de 40MHz. Contudo, de modo a deixar um projecto robusto e com possibilidade de expansão, vamos então utilizar um dsPIC33, sendo mais rápido e tendo mais funcionalidades (como níveis de interrupções, maior resolução no ADC, mais timers, entre outros).

Em relação à aquisição do sinal da velocidade das rodas, a nossa solução recai (não é totalmente definitivo visto ainda não a termos implementado fisicamente) para um encoder óptico, ou seja:

                              www.kalipedia.com  

A solução a implementar será algo idêntico à imagem anterior, ou seja, no disco da roda. Contudo, iremos furar o disco apenas em duas extremidades, e com recurso ao microprocessador conseguimos calcular a velocidade da roda tendo em conta o número de vezes que o feixe de luz é recebido pelo receptor num intervalo de tempo definido.

Quanto à aquisição de sinais analógicos, iremos implementar um optoacoplador linear em cada tensão de modo a termos um isolamento correcto do sinal, não tendo assim influência de efeitos exteriores como temperatura ou ruído.

Optoacoplador linear: Vishay IL300

Até breve!

Carregamento de veículos eléctricos por wireless

Leitores,

Colocando neste blog informação que achamos interessante na temática da mobilidade eléctrica deixamos para leitura uma notícia da Delphi, que apesar de já possuir quase dois meses é ainda uma expectativa:

Delphi Working to Make Electric Vehicle Wireless Charging a Reality

Escolha do sistema de tracção

Caríssimos,

Em consequência do estudo de várias possibilidades para o sistema de tracção da nossa plataforma ( e foram muitas! Contactos efectuados com empresas da Alemanha, E.U.A., China, etc. ), optámos por implementar motores DC HUB de 2kW/48V comercializados por uma empresa nacional, a Batlight.
Assim, na passada quinta-feira fomos às instalações da dita empresa, onde fomos muito bem recebidos pelo Sr. António Silva, a quem agradecemos todo o tempo dispensado, de modo a conciliar várias informações técnicas dos motores e controladores associados aos mesmos.

A nossa opção de implementação de motores DC HUB tem como base vários parâmetros, entre eles: o valor de binário que estes motores apresentam, preço, tensão de alimentação, adaptação mecânica no veículo, entre outros. As características dos nossos motores e controladores (esperamos que sejam mesmo nossos em breve!), são:

Motores:
Potência: 2kW
Tensão: 48V
Máxima eficiência: 92%
Máximo torque: 110 Nm (parâmetro importante)
Velocidade máxima: 750 rpm
Dimensão: 10'' (os motores serão embutidos em jantes de alumínio de 10'') Poder de subida: 25%~30%

Controladores:
Seis sensores de posicionamento
Duas sondas térmicas (90º e 100º)
Funcionamento a seis fases
Sistema de protecção para baixa e alta tensão, e curto-circuito
Sistema regenerativo

Apesar destas características favoráveis, os motores apresentam um inconveniente pois são motores de scooter, logo a fixação do veio da jante é efectuada simetricamente de ambos os lados, o que não coincide com a mecânica do nosso kart. Vamos então adaptar o veículo para a correcta fixação da jante/motor.


Enquanto isto, estamos a desenvolver todo a electrónica associada ao efeito diferencial a implementar na nossa plataforma (o conceito de geometria de Ackerman introduz alguma informação sobre o assunto, mas em breve colocaremos mais conteúdos), bem como o início do estudo da colocação das baterias do STAND ASLA no veículo.

Até breve...!

Patrocínio STAND ASLA

Caros leitores,

É com muito gosto que publicitamos aqui o patrocínio da empresa STAND ASLA, uma referência no mercado automóvel representando várias marcas relevantes como a Magneti Marelli, CTR, Philips, entre outras.

Agradecemos à empresa o apoio prestado. O nosso muito obrigado, STAND ASLA!

Podem consultar toda a informação da empresa no site oficial do STAND ASLA

Direcção paralela e geometria de Ackerman

Caros leitores,

Desta vez, explicamos o conceito de direcção paralela e direcção de Ackerman!

Estes dois tipos de direcção de um veículo estão ligados ao seu desempenho quando este descreve uma trajectória não linear (uma curva). Mas.. o que acontece exactamente quando curvamos o nosso carro? Uma roda terá de rodar mais rápido que outra? Isso depende do tipo de direcção que possui!

     Direcção paralela

Quando conduzimos um automóvel e o curvamos, este descreve uma curvatura que não é mais que um segmento de uma circunferência. Tendo em conta que o veículo possui duas rodas em cada eixo, é natural afirmar que a roda exterior terá de percorrer uma maior distância em relação à roda interior, ou seja, o raio da trajectória da roda exterior é maior. Esta situação pode ser comparada com uma prova de atletismo, onde os atletas das pistas exterior partem mais adiantados em relação aos atletas das pistas mais interiores.


Os automóveis mais antigos foram produzidos com direcção paralela, ou seja, quando o veículo descreve uma curva as rodas direccionais apresentam exactamente o mesmo ângulo de curvatura.

Locomoção de Robots móveis, ESTG - IPL, Carlos Neves 

Este tipo de direcção foi ultrapassado e substituído pelo facto de induzir escorregamento, isto é, como o centro da circunferência descrita pelas rodas é diferente, a roda interior vai acompanhar a roda exterior "por arrasto".

     Direcção de Ackerman

Neste tipo de direcção as rodas direccionam-se de modo que o ponto de viragem (centro da circunferência descrita por cada roda) seja coincidente.

Locomoção de Robots móveis, ESTG - IPL, Carlos Neves 

Como é visível na figura, os pontos de viragem coincidem e os ângulos de curvatura de cada roda são diferentes. Para calcular o valor dos ângulos, recorremos à matemática, nomeadamente à trignometria, sendo o parâmetro a a distância do centro da circunferência ao eixo traseiro (no seguimento da distância d):

Para além desta conclusão, poderemos simplificar o esquema de direcção de Ackerman, reduzindo-a para um triciclo, através da criação de uma roda imaginária ao invés de duas direccionais, sendo que esta nova roda terá de descrever um ângulo que tenha o mesmo centro de circunferência que o do esquema anterior.

Locomoção de Robots móveis, ESTG - IPL, Carlos Neves 

Para esta configuração simplificada da direcção de Ackerman, o valor do ângulo é dado por:

Até breve...!