Diseño de un sistema eléctrico de baja tensión para su aplicación a una motocicleta eléctrica de competición

Equa ion Chap e 1 Sec ion 1 T abajo Fin de G ado Ingenie ía de las Tecnologías Indus iales Diseño de un Sis ema Eléc ico de Baja Tensión pa a su aplicación a una Mo ocicle a Eléc ica de Compe ición Au o : Guille mo del Cas illo To es Tu o : Juan An onio Sánchez Segu a Dp o. de Ingenie ía Elec ónica Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Uni e sidad de Se illa Se illa, 2020 2 P oyec o Fin de Ca e a Ingenie ía de Telecomunicación Diseño de un Sis ema Eléc ico de Baja Tensión pa a su aplicación a una Mo ocicle a Eléc ica de Compe ición Au o : Guille mo del Cas illo To es Tu o : Juan An onio Sánchez Segu a P o eso colabo ado Dp o. de Ingenie ía Elec ónica Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Uni e sidad de Se illa Se illa, 2020 4 P oyec o Fin de Ca e a: Diseño de un Sis ema Eléc ico de Baja Tensión pa a su aplicación a una Mo ocicle a Eléc ica de Compe ición Au o : Guille mo del Cas illo To es Tu o : Juan An onio Sánchez Segu a El ibunal nomb ado pa a juzga el P oyec o a iba indicado, compues o po los siguien es miemb os: P esiden e: Vocales: Sec e a io: Acue dan o o ga le la cali icación de: 6 Se illa, 2013 El Sec e a io del T ibunal A mi amilia A mis maes os 8 Ag adecimien os En p ime luga , desea ía ag adece al p o eso Juan An onio Sánchez Segu a, po su comple a disposición y aseso amien o de es e abajo. En segundo luga a mis pad es y a mi he mana, po guia me, apoya me y hace me sen i único en es e boni o camino llamado ida. En e ce luga , a mis amigos y el equipo US Racing. Po acompaña me y enseña me an o en es a e apa uni e si a ia y sen i que sin ellos nada de es o hubie a sido posible. 16 ÍNDICE DE FIGURAS Ilus ación 1: Equipos pa icipan es en V edición Mo os uden 18 Ilus ación 2: Mo ocicle a del equipo US Racing 19 Ilus ación 3: Logo Mo os uden Elec ic 20 Ilus ación 4: Peugeo Scoo ’elec 21 Ilus ación 5: Ha ley-Da idson Li eWi e 22 Ilus ación 6: Mo ocicle a Mo oE 24 Ilus ación 7: An onio Cobas posando con una mo ocicle a 26 Ilus ación 8: Ramón Au ín abajando con Jo ge Lo enzo 27 Ilus ación 9: Ramón Au in con Dani Ped osa 28 Ilus ación 10: Teleme ía pa a moni o iza el pulso ca diaco 30 Ilus ación 11: Diablo Supe Bike 31 Ilus ación 12: DigiHUD Speedome e 31 Ilus ación 13: Race Sense 32 Ilus ación 14: Teleme ía 2D 33 Ilus ación 15: In e az 2D 34 Ilus ación 16: In e az AIM 35 Ilus ación 17: Señal GPS ci cui o de elocidad de Je ez en Google Ea h 35 Ilus ación 18: Señal GPS cu a D y Sha k en Google Ea h 36 Ilus ación 19: Ba e ía de 72 V 37 Ilus ación 20: Con olado in e so DC/AC 38 Ilus ación 21: Mo o eléc ico 39 Ilus ación 22: In e up o es de a anque 40 Ilus ación 23: Esquema eléc ico de una mo ocicle a eléc ico 41 Ilus ación 24: Diseño inal de la mo ocicle a eléc ica de US Racing 43 Ilus ación 25: Dis ancias de sepa ación 44 Ilus ación 26: Esquema de un sis ema de adquisición de da os 46 Ilus ación 27: Ci cui o con e ido in ensidad- ol aje 46 Ilus ación 28: Ci cui o ampli icado 47 Ilus ación 29: A duino Mega 2560 48 Ilus ación 30: Senso empe a u a LM35DZ 50 Ilus ación 31: Acele óme o ADXL345 51 Ilus ación 32: GPS Venus 51 Ilus ación 33:Ta je a/display AIM MXm 57 Ilus ación 34: Componen es AIM MXm 58 Ilus ación 35: Pines AIM MXm 59 Ilus ación 36: Cables y canales de AIM MXm 59 Ilus ación 37: Cables que quedan sin conec a 60 Ilus ación 38: Senso LVDT delan e o 61 Ilus ación 39: Senso de empe a u a 62 Ilus ación 40: Esquema comunicación CAN-BUS 62 Ilus ación 41: Esquema Bende 64 Ilus ación 42: Ci cui o de desconexión base 66 Ilus ación 43: Ci cui o de baja ensión 67 Ilus ación 44: Señales de eleme ía 67 Ilus ación 45: Po encióme o 69 Ilus ación 46: Senso de empe a u a 69 Ilus ación 47: Vol íme o de la ba e ía p incipal 69 Ilus ación 48: Señales del con olado 70 Ilus ación 49: Señales del Bende y BMS 70 Ilus ación 50: Fusible, in e up o y ba e ía de baja ensión 70 Ilus ación 51: Caja de dis ibución 71 Ilus ación 52: Esquema inal 75 Ilus ación 53: Po al de desca ga de Race S udio 83 Ilus ación 54: Elección de a je a 83 Ilus ación 55: Lis a de senso es y canales 84 Ilus ación 56: Con igu ación de una señal 84 18 1 INTRODUCCIÓN 1. 1 ¿Qué es Mo os uden ? Mo os uden es una compe ición in e nacional de mo ociclismo p omo ida y o ganizada po Mo o Enginee ing Founda ion (MEF) y TechnoPa k Mo o land. Pa icipan en ella uni e sidades de odo el mundo, do ando a los es udian es la posibilidad de aplica odos los conocimien os adqui idos du an e su o mación a un p oyec o eal como es el diseño y pos e io ab icación de un p o o ipo de mo ocicle a de compe ición. La compe ición se di ide en dos ca ego ías: mo o de combus ión y mo o de p opulsión eléc ica. Se desa olla cada dos años en el ci cui o in e nacional de Mo o land, en Alcañiz. En la úl ima edición se p odujo un éco d de pa icipación llegando a cua o con inen es con más de 70 equipos insc i os, des acando uni e sidades de India, Canadá, B asil y Colombia. La o ganización suminis a a cada equipo un ki básico pa a u iliza como base del diseño del p oyec o. Es e ki es á compues o po mo o , llan as, sis ema de enos y neumá icos. Además, o o ga una no ma i a écnica cuyo cumplimien o es obliga o io pa a da po homologada la mo ocicle a en la compe ición. Así, odos los equipos ienen el mismo “enunciado del p oblema”. Ilus ación 1: Equipos pa icipan es en V edición Mo os uden Las ases que o man Mo os uden son las siguien es: • MS1: Es a o mada po la e aluación de una se ie de en egas a los o ganizado es explicando y desa ollando las medidas omadas pa a el diseño del p o o ipo. Es as en egas deben inclui los cálculos y simulaciones que ga an izan el co ec o compo amien o de la mo ocicle a. También incluye un p oyec o de indus ialización y o o de inno ación. • MS2: Es a ase se desa olla en es momen os. En p ime luga , se ealizan p uebas es á icas: p uebas es uc u ales, del sis ema de segu idad y enada. Pos e io men e se p ocede a la ealización de p uebas dinámicas, e aluando el compo amien o del p o o ipo en el ci cui o. Finalmen e, se p ocede á con los es s de acele ación, enada y e sa ilidad. Es a ase e mina con el e en o inal y ocupa po comple o el in de semana. Cons a de dos en enamien os lib es, la clasi icación pa a o ma o den en la pa illa de salida y la ca e a. En de ini i a, Mo os uden es un desa ío p ecioso pa a los es udian es, donde ienen la opo unidad de plasma odos sus conocimien os adqui idos a lo la go de su o mación en el desa ollo de un p o o ipo de compe ición que pos e io men e se á medido en e a o as uni e sidades en un ma co in e nacional. 1. 2 US Racing La Uni e sidad de Se illa, y especialmen e La Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía, han apos ado desde el p ime momen o en es e p oyec o, en endiendo la compe ición como una o ma de po encia los conocimien os écnicos de los alumnos y en en a los a si uaciones eales que end án que supe a en el ma co de la compe ición. US Racing es una de las 23 uni e sidades que lle an compi iendo en Mo os uden desde que se c eó dicha compe ición en 2009. Su obje i o e a c ea una mo ocicle a de 125cc y 2T. En pos e io es ediciones, debido al cambio de ca ego ía de MOTOGP de 125cc a 250cc, se comenza on a u iliza mo o es de 4T de 250cc. No ue has a 2014 cuando se implan ó la nue a ca ego ía “Elec ic”, dando la opo unidad a las uni e sidades de compe i con mo ocicle as 100% eléc icas. En es as 5 ediciones, US Racing siemp e ha compe ido en la ca ego ía “Pe ol”, pe o es e año el equipo ha Ilus ación 2: Mo ocicle a del equipo US Racing 20 decidido ans o ma se y ocaliza odo su es ue zo en el diseño de una mo o comple amen e eléc ica. El equipo ha apos ado po la e iciencia y las ene gías eno ables pa a p omo e la mo ilidad eléc ica. Sin duda alguna es un e o complicado y ambicioso, pe o nos obliga a sali de “la zona de con o ” pa a abaja y, sob e odo, ap ende en aspec os nue os del diseño del p o o ipo. 1. 3 La mo ocicle a eléc ica 1. 3. 1 In oducción La de inición de mo ocicle a eléc ica es muy sencilla, es simplemen e una mo ocicle a que u iliza un mo o eléc ico como medio de p opulsión y, po an o, no p oduce ni con aminación acús ica ni a mos é ica. Hoy en día, los ehículos eléc icos han i umpido en el me cado de la au omoción como la no edad y u u o de es e sec o . Es o se debe a que la con aminación de las g andes ciudades p eocupa a los ciudadanos, ya que cada ez exis e una mayo conciencia medioambien al y su ge la necesidad de educi la emisión de sus ancias noci as. Además, en g andes ciudades se es án empezando a oma medidas pa a educi es a con aminación, es ingiendo el ánsi o de ehículos de combus ión y c eando polí icas pa a impulsa las en as de ehículos eléc icos. Debido a es o, si se pasea po el cen o de una g an ciudad no es di ícil encon a múl iples ehículos eléc icos como coches, mo ocicle as, pa ine es o bicicle as. 1. 3. 2 His o ia de la mo ocicle a eléc ica Con a iamen e a lo que uno pueda pensa , la his o ia de la mo ocicle a eléc ica es muy an igua. Comenzó en 1865 en Ohio cuando el ingenie o Ogden Bol on J solici ó la p ime a pa en e pa a una bicicle a eléc ica. En la p ime a mi ad del siglo XX, múl iples ingenie os ame icanos abaja on e in en a on desa olla una come cialización de mo ocicle as eléc icas pe o debido a la escasa ecnología disponible no ue on capaces de lle a la a cabo. No obs an e, es impo an e des aca el abajo que ealiza on ab ican es como Sims & Je e ies, Ilus ación 3: Logo Mo os uden Elec ic Soco el o Indian Mo o cycle. En 1973 Mike Co bin es ableció el p ime éco d de elocidad pun a de una mo ocicle a eléc ica, llegando a alcanza los 162 km/h. Un año más a de su p opia emp esa consegui ía inalmen e saca al me cado p o o ipos eléc icos [1]. Pe o no ue has a 1992, en la Fe ia de los In en os de Buenos Ai es, cuando se p odujo el pun o de in lexión en es e ipo de ehículos. El a gen ino Robe o Eugenio Gen ile p esen ó al público un ehículo de dos uedas p opulsado 100% po ene gía eléc ica, capaz de coge elocidades de has a 65 km/h con una au onomía p opia de 50 kilóme os. Es e hecho desencadenó múl iples a ances en el sec o , e elando a la sociedad que no se encon aba an lejos de implan a el ehículo eléc ico como he amien a de anspo e. En 1993 Peugeo sacó al me cado el p ime scoo e o almen e eléc ico ab icado en se ie con des ino come cial. El modelo se llamó Scoo ’elec y eu ilizó los elemen os de ca oce ía y suspensión del modelo de combus ión Zeni h. El ión-li io no se había implan ado oda ía en ba e ías y se usaban ba e ías compues as po níquel-cadmio (NiCd), popula es en onces pa a pilas eca gables usadas en el ámbi o domés ico. El Scoo ’elec es aba compues o po es ba e ías colocadas en e los pies del conduc o y po de ás de ellos, log ando así un cen o de g a edad muy bajo. Su mo o DC gene aba 2,8 kW de po encia pe o al es a homologado el p o o ipo a la ca ego ía de ciclomo o , su elocidad máxima es aba limi ada a 45 km/h. Ac ualmen e la mo ocicle a eléc ica es á comple amen e ins au ada en el me cado de la au omoción. La ma iculación de es e ipo de ehículo ha enido una subida exponencial, pasando de las 9614 unidades eléc icas en 2012 a las 43463 en 2018. Es e mo imien o ha conlle ado a la apa ición de múl iples ab ican es, donde des acan emp esas como Ze o Mo o cycles, Be eco, B ammo o Vol a. Además, debido a la demanda en el me cado, g andes ab ican es legenda ios de mo ocicle as como BMW o Ha ley-Da idson no han dudado en inclui un modelo eléc ico en sus escapa a es. Ilus ación 4: Peugeo Scoo ’elec 22 La Ha ley-Da idson Li eWi e es el mejo ejemplo de e olución y desa ollo eléc ico. El modelo de 2020 cuen a con 105 CV ó 78 KW, pe mi iendo pasa de 0 a 100 km/h en solamen e 3 segundos. Po o o lado, ha conseguido ala ga la au onomía del ehículo, llegando a 158 kilóme os en ciudad. Pe o lo más in e esan e es la op imización del iempo de ca ga de la ba e ía, implemen ando un modelo de ca ga ápida DC que pe mi e pasa del 0% al 80% de ca ga de ba e ía en solamen e 40 minu os [2]. 1. 3. 3 Ven ajas y des en ajas Una ez in oducida y desa ollada la his o ia de las mo ocicle as eléc icas, es impo an e conoce los aspec os posi i os y nega i os que es as conlle an, siemp e compa ándolas con las mo ocicle as con encionales o de combus ión: Ven ajas • Necesi an un meno man enimien o: Es e man enimien o es más sencillo y económico, e i ando los cambios de acei es y p o ocando epa aciones más higiénicas. • La ca ga eléc ica es más ba a a que la gasolina: una de las en ajas más impo an e es que sale más económico ealiza una ca ga eléc ica que llena el depósi o de una mo o de combus ión. • No desp ende olo es en uncionamien o: al no unciona con gasolina, no deja la es ela de olo es p opios de es e combus ible. • No hacen uido: una de las mayo es quejas de la sociedad con a las mo os es el uido excesi o que gene an. La mo o eléc ica es silenciosa y debido a la p opulsión eléc ica no necesi a ubos de escape. • No gene an emisiones con aminan es: al no expulsa gases noci os, el impac o medioambien al del ehículo dec ece d ás icamen e. Des en ajas Ilus ación 5: Ha ley-Da idson Li eWi e • Aho a mismo es más ca a: pese a que exis en sub enciones, aho a mismo el p ecio de media de una mo ocicle a eléc ica es mucho más al o que el p ecio de una de combus ión. Al lle a escaso iempo implan ada en el me cado, aho a mismo la op imización de la ecnología eléc ica es mucho meno que la de combus ión, ele ando su p ecio. • Es di ícil encon a pues os de ca ga: en e a las nume osas es aciones de se icio exis en es, oda ía se hace cos oso encon a en ca e e a o ciudad pues os que e puedan da oma de co ien e. • El epos aje es más la go: la di e encia en e ambos mé odos es abismal, a dando al ededo de una ho a la mo ocicle a eléc ica y es minu os la de combus ión. • Meno elocidad: Po egla gene al las mo os eléc icas no consiguen llega a elocidades pun as muy al as. • Ba e ías con ida limi ada: Al igual que las ba e ías de los mó iles, pueden baja su endimien o y pe de capacidad debido a ac o es ex e nos como el ío. Es o es una g an des en aja ya que la ba e ía puede se el elemen o más ca o de la mo ocicle a. • El silencio: pa adójicamen e pa a muchas pe sonas puede esul a una des en aja. El mundo del mo o siemp e ha es ado asociado al sonido, además, la al a de uido puede ocasiona acciden es de los pea ones. 1. 3. 4 Mo oE Las mo os eléc icas ya son una ealidad en las ciudades, pe o ambién es án c eciendo en el mundo de la compe ición. En 2019, la FIM (Fede ación In e nacional de Mo ociclismo) c ea el p ime campeona o del mundo o mado po p o o ipos o almen e eléc icos. Es e campeona o se llama Mo oE Wo ldchampionship y es una inicia i a pa a publici a la mo o eléc ica en la sociedad ac ual. Es a nue a ca ego ía iene un escapa e inmejo able, compa iendo paddock y ci cui o con Mo oGP, Mo o2 y Mo o3. Además, los equipos posee án boxes llamados E-Paddock, con odos los se icios y he amien as eléc icas necesa ias. La mo ocicle a se á la misma pa a odos los equipos, la Ene gica Ego Co sa de la ma ca i aliana Ene gica. Es e modelo es á desa ollado exclusi amen e pa a es a compe ición y se segui á e olucionando pa a mejo a las p es aciones de los p o o ipos. Compues o con un mo o eléc ico de imanes pe manen es, o ece una po encia de unos 160 CV con solo 260 kilog amos de peso. Se es ima que puedan llega a elocidades pun as de 270 km/h. En cuan o a la ba e ía, su capacidad onda en unos 20 kWh. Es un p o o ipo o almen e diseñado y ab icado pa a la compe ición, mon ando sis ema de enos B embo, suspensiones Ohlins y llan as Ma chesini [3]. Las ca e as du a án en e 8 y 10 uel as, dependiendo de la longi ud del ci cui o. La au onomía de las ba e ías se á uno de los pun os cla es de la ca ego ía, donde se á undamen al encon a el equilib io en e elocidad y ges ión pa a llega a la línea de me a. 24 1. 4 Obje i o y alcance El p opósi o p incipal de es e abajo es el desa ollo de un sis ema de baja ensión adap ado al p o o ipo de mo ocicle a eléc ica que se p esen a á en la VI edición de Mo os uden po el equipo US Racing. Es e abajo se e á supedi ado po el eglamen o de la compe ición, el cual es ablece las unciones mínimas que debe desempeña el sis ema. Po o o lado, in lui á no ablemen e en el abajo de o os depa amen os del equipo como el depa amen o de es uc u al o el depa amen o de luidodinámica, pa a así consegui un esul ado inal equilib ado y óp imo al implan a se ísicamen e en el p o o ipo. Den o de es e sis ema, des acan es pa es: 1. Implemen ación de la eleme ía. 2. Ci cui o de a anque y desconexión manual de la mo ocicle a. 3. Conec i idad de la eleme ía con el BMS (Ba e y Managemen Sys em) median e el p o ocolo CAN. Ilus ación 6: Mo ocicle a Mo oE 2 ESTADO DEL ARTE 2. 1 Teleme ía La eleme ía se de ine como ecnología capaz de p opo ciona la medición emo a de magni udes ísicas y en ia la in o mación hacia un disposi i o. El é mino iene del g iego: ele, dis ancia y me on, medida. Hoy en día, la elec ónica iene mucho peso den o del mundo del mo o y de la compe ición. Se ha p oducido al desa ollo de po encia en los mo o es, que ha su gido la necesidad de con ola e implemen a un po en e sis ema eléc ico que con igu e y mues e el compo amien o del p o o ipo de compe ición en pis a. Aquí apa ece la eleme ía, donde median e di e sos senso es ins alados en la mo ocicle a, el ingenie o es capaz de mejo a las p es aciones de la mo ocicle a a pa i de los da os ecibidos. Es a ecnología ha su ido una inc eíble e olución, po lo que es necesa io analiza y sin e iza su desa ollo en el mundo del mo ociclismo de compe ición. 2. 1. 1 O igen de la eleme ía en el mo ociclismo de compe ición Pese a que el inicio del mo ociclismo de compe ición se emon a al inicio del siglo XX, no ue has a 1990 cuando se empezó a implemen a la eleme ía. Aquí es cuando apa ece un ingenie o ca alán llamado An onio Cobas, pad e de la eleme ía en el mundial de mo ociclismo. Él y su pupilo, Ramón Au ín, ue on los p ime os en ealiza in es igaciones y comenza a in oduci es a ecnología en los p o o ipos de compe ición. Es os dos ingenie os españoles implemen a on con éxi o oda la ecnología de sis emas elemé icos que ya exis ían en el mundo de la a iación o au omoción come cial. An onio Cobas (1952-2004) e a un adelan ado a su iempo, isiona io y que nunca pa ó de p opone inno aciones en el mundo del mo o y de la compe ición. Realizó múl iples es udios y abajos de los elemen os es uc u ales de una mo ocicle a, des acando el chasis. E a un apasionado de la ecnología y en 1982 adqui ió su p ime o denado y comenzó a desa olla se como p og amado . Su obje i o e a implemen a odos los a ances que exis ían en la Fo mula 1 en el mundo del mo ociclismo [4]. En 1989 sus in es igaciones die on la uel a al mundo. Puso en uncionamien o un equipo de senso es epa idos po oda la es uc u a de la mo ocicle a e hizo campeón del mundo de 125 c.c a un Alex C i illé de an solo 17 años. Sin duda alguna había encon ado la o ma pe ec a, nunca an es is a, de pe ecciona la pues a a pun o de la máquina. 32 o Race Sense: So wa e con cobe u a pa a iOS y And oid. Cuen a con como colabo ado con el ex pilo o de Mo oGP An hony Wes . Su p ecio es de 9,90 eu os y es capaz de egis a los da os básicos de una eleme ía come cial. Velocidades, acele aciones lineales y la e ales, inclinaciones y posiciones son da os que la aplicación nos mues a. A pa e de b inda la posibilidad de compa i con o os usua ios los p opios egis os, la aplicación a acompañada de un p og ama de o denado que pe mi e ealiza un análisis más comple o de las medidas [9]. Sis emas p o esionales de eleme ía Son u ilizados en las g andes compe iciones del mundo del mo o como Fo mula 1 y Mo oGP. Es os sis emas es án o mados po múl iples senso es ( empe a u a, acele óme os, lambda,e c) que en ían las señales a una cen ali a que si e de almacenamien o de los da os. Adquie en la in o mación con la máxima esolución y p ecisión posible, do ando a los ingenie os de mucha in o mación del es ado del ehículo en la pis a. Debido a es o, los ingenie os pueden u iliza es os da os pa a egula pa áme os. Pueden cambia compo amien os como el con ol de acción, el an i-wheelie o la en ega de po encia, esul ando muy ú il pa a p opo ciona a los pilo os los eglajes con los que se sien en más segu os y cómodos. o 2D: Ilus ación 13: Race Sense 2D & Diebold es una de las emp esas de ecnología elec ónica más pun e as del au omo ilismo de al o ni el. Es a emp esa alemana o ece un sopo e especializado pa a los equipos de Fo mula capaz de adqui i , g aba y e alua los da os medidos. Posee un amplio ca álogo de senso es, da a logge s y ex ensiones pa a aumen a las mediciones. Además, odos los canales de comunicación lle an implemen ado el bus CAN, mejo ando la iabilidad de las medidas. En la siguien e imagen se mues a mejo el sis ema de adquisición de da os: 2D o ece un so wa e p opio llamado WinaRace, compues o po es p og amas que acili an la con igu ación del sis ema e in e p e ación de los da os. Es os p og amas son [10]: -Explo ado de e en os: pe mi e ges iona las ci as -WinI : con igu a los módulos de comunicación -Analizado : mues a los da os almacenados Ilus ación 14: Teleme ía 2D 34 o AIM: AIM es la p o eedo a elec ónica o icial del campeona o del mundo de Mo oGP. Al igual que 2D, o ece en su ca álogo odos los disposi i os necesa ios pa a mon a una eleme ía p ecisa de compe ición. Des acan sus ki s plug and play, acili ando en g an medida al clien e la implemen ación de su ecnología. P opo ciona un so wa e p opio, Race S udio 2, median e el cual pe mi e al usua io p og ama las comunicaciones y isualiza los da os. Ilus ación 15: In e az 2D Ilus ación 16: In e az AIM Es e es un ejemplo de eleme ía AIM implemen ada en una Yamaha R6 en el ci cui o de elocidad de Je ez de la F on e a. Los senso es u ilizados has sido los siguien es: -Senso lambda: in o ma de la can idad de oxígeno p esen e en el gas de escape p oceden e de la combus ión del mo o . -Senso de e oluciones del mo o : mues a las e oluciones po minu o del mo o . -Senso gas: es e senso , ambién llamado TPS, indica de mane a ins an ánea el eco ido del acele ado del puño. -Senso suspensión delan e a: en la g á ica se co esponde con HORQUILLA, ú il pa a sabe el eco ido de la suspensión delan e a, con igu a la p eca ga de es a y ma ca los pun os de enada. -Senso suspensión ase a: se co esponde con AMORTIGUADOR. Da o impo an e pa a conoce las p es aciones de la mo ocicle a acele ando y que se p oduzca un caballi o (wheelie). Po o o lado, el so wa e pe mi e ex ae los da os GPS a Google Ea h, pe mi iendo al pilo o y écnicos conoce la azada exac a ealizada po la pis a. Ilus ación 17: Señal GPS ci cui o de elocidad de Je ez en Google Ea h 36 2. 2 Ci cui o de a anque y desconexión de una mo ocicle a eléc ica El ci cui o de a anque de una mo ocicle a eléc ica iene muchas simili udes con el de una de combus ión. No obs an e, al apa ece un mo o eléc ico sus i uyendo al de gasolina, apa ecen nue os componen es ineludibles pa a el uncionamien o de la máquina. Pa a in oduci es e sis ema se explican los componen es elec ónicos de mayo ele ancia indispensables pa a el uncionamien o del ehículo. 2. 2. 1 Componen es des acados de al a ension Ba e ía La ba e ía es el elemen o más ca o, pesado y de mayo amaño encima de la mo ocicle a, po lo que adquie e una impo ancia undamen al. Ilus ación 18: Señal GPS cu a D y Sha k en Google Ea h Una ba e ía, po de inición es un acumulado de elec icidad. Almacena ene gía eléc ica u ilizando p ocesos elec oquímicos. En el caso de los ehículos eléc icos, hace al a que es as ba e ías engan un p oceso elec oquímico e e sible, habili ando la opción de ca ga las y eca ga las. Como gene ado eléc ico del mo o , la elección o ab icación de la ba e ía conlle a un complejo es udio écnico. Cada p o o ipo iene su unción y es dis in a la ba e ía que necesi a una scoo e eléc ica que una mo o del mundial de Mo oE. Po ello, hay a ios pa áme os de la ba e ía que hay que conoce : § Tensión que p opo ciona cada celda (V). Es a ensión se puede modi ica añadiendo is as en se ie o pa alelo a la ba e ía pa a consegui la caída de ensión necesa ia. § Capacidad. Puede se el ac o de e minan e a la ho a de elección de una ba e ía. Su unidad es Ampe ios- ho a (Ah). No obs an e, la e e encia en iempos de ca ga y desca ga se mide en Culombios (C), siendo necesa ia la siguien e con e sión: 1𝐴ℎ = 3600(𝐶 § Ene gía capaz de suminis a la ba e ía. Su unidad es Va ios-ho a y simplemen e es el p oduc o de es as dos magni udes. § Tiempo de ca ga y desca ga. En unción de la u ilidad de la ba e ía, es muy impo an e conoce y op imiza el iempo que a da en ca ga se y desca ga se. Es e es un ejemplo de ba e ía u ilizada en bicicle as y scoo e s eléc icas. Fo mada po 320 pilas, posee Ilus ación 19: Ba e ía de 72 V 38 una capacidad de 40 Ah y p opo ciona una ensión de 72 V. Con olado Es e disposi i o es el enca gado de ges iona la en ega de ene gía p oceden e de la ba e ía al mo o eléc ico. Es una de las pa es más complejas de con igu a ya que el con olado pe mi e se p og amado pa a deja pasa la co ien e deseada al mo o . Además, abaja como in e so DC/AC. Es e es el obje i o p imo dial del con olado , ans o ma la co ien e con inua de las ba e ías en al e na pa a pode alimen a el mo o . A con inuación, se mues a el ejemplo de un con olado des inado al uso de una mo ocicle a eléc ica: Mo o eléc ico: Es la máquina mo iz del ehículo. T ans o ma la ene gía eléc ica en o ma de co ien e al e a en ene gía mecánica de o ación. El mo o asínc ono de imanes pe manen es es el más u ilizado en es e ámbi o. Es e mo o u iliza un campo magné ico gi a o io gene ado en el es a o y una se ie de imanes pe manen es ins alados en el o o que gi an con el campo del es a o . Al se asínc ono, la elocidad de gi o del o o es dis in a a la del campo magné ico del es a o . En el mundo de la compe ición, el obje i o p imo dial es llega an es que el i al a la línea de me a, po lo que es os mo o es son lle ados a su máximo endimien o en busca de ob ene sus máximas p es aciones. Po ello sus ensiones e in ensidades nominales son muy al as, de al ededo de 150 A y 100 V. G acias a es o pueden llega a gene a una po encia de 40 kW. Ilus ación 20: Con olado in e so DC/AC 2. 2. 2 Sis ema de baja ensión T as explica los g andes bloques elec ónicos de al a ensión que odo ehículo eléc ico con iene, llegamos al sis ema de baja ensión. Es e sis ema se enca ga del ci cui o de a anque y desconexión y ambién de la implemen ación de di e sos elemen os elec ónicos como puede se la eleme ía o alumb ado. Al se es e sis ema de baja ensión, la ensión de alimen ación de es e ci cui o oscila en e los 5 y 15V. La ob ención de es e ol aje se suele ealiza de dos o mas dis in as: Con e so DC/DC En odo ehículo eléc ico o ien ado a la compe ición coexis e un sis ema de al a ensión y o o de baja. Po ello, una o ma muy exi osa de consegui esa bajada de ol aje es implemen ando un con e ido DC/DC que disminuya el ol aje de al a al ni el deseado. Po ejemplo, muchas scoo e s eléc icas inco po an es e con e ido y un elé pa a ans o ma la ensión de 72V a 12V. Ba e ía ex e na de 12 V Es e mé odo e pe mi e sepa a al máximo el ci cui o de al a ensión y el de baja. En unción de los disposi i os que alimen e, puede se que se necesi e un con e ido DC/DC ex a. Al sepa a es os ci cui os se consigue una mayo segu idad pues el uncionamien o de ambos es casi independien e. No obs an e, la ocupación del sis ema c ece conside ablemen e al ene que implan a una ba e ía ex e na. Ilus ación 21: Mo o eléc ico 40 Realmen e el ci cui o de a anque y pa ada se asemeja bas an e al de las mo ocicle as de combus ión ya que los elemen os es uc u ales y geome ía son p ác icamen e idén icos. Sin emba go, iene cie as di e encias po que el mé odo de a anque es dis in o, p escindiendo en es e caso de mo o de a anque y bujía. Explicado odo es o se pueden enume a los disposi i os que se u ilizan en es e ipo de sis emas: o In e up o /bo ón de a anque y lla e: Se localizan en el manilla de echo o izquie do y su nomb e ulga es “piña”. La lla e acciona á odo el ci cui o de baja ensión, ac i ando la pan alla, alumb ado y senso es de caballe e. Una ez gi ada la lla e, al pulsa el bo ón de a anque la mo o es á lis a pa a el mo imien o. En es a piña se suelen inclui bo ones que aumen en la segu idad del ehículo, como bo ones de desconexión o apa a os luminosos. Es e elemen o se llama ci cui b eake y consis e en un pulsado que al se accionado co a po comple o la baja ensión del ci cui o. Casi odas las mo ocicle as eléc icas de compe ición inco po an es e bo ón. o Pan alla o display: Pe mi e mos a el compo amien o de la mo ocicle a al pilo o. Sin duda, es uno de los elemen os más impo an es ya que sin es a pan alla la conducción del ehículo se ía o almen e a ciegas. En mo ocicle as eléc icas se les suele añadi da os adicionales como ensión en e bo nas de la ba e ía, po cen aje de ba e ía o algún indicado de al a ensión. Hay de muchos ipos, pe o hoy en día las más u ilizadas son las digi ales que con un llama i o con as e de colo es acili a la isión y comp ensión de sus imágenes. o Teleme ía: Ya comen ada an e io men e, es o o de los elemen os más ú iles den o del mundo de la compe ición. Ilus ación 22: In e up o es de a anque o P o ecciones: Pa a el co ec o uncionamien o del sis ema es indispensable implemen a elemen os de p o ección. No malmen e se u ilizan usibles capaces de co a aguas a iba de los disposi i os in ensidades supe io es a las máximas pe mi idas po es os. De es a o ma se e i a daña los en un e o del sis ema. Los usibles ins alados suelen es a si uados jun os en un po a usibles y, así, la ex acción de los dañados es mucho más ácil. A con inuación, se mues a el esquema eléc ico comple o de baja ensión de una mo ocicle a eléc ica. La ba e ía p incipal es de 72 V y 60Ah, y pa a el sis ema de baja ensión se ha op ado po la ins alación de una ba e ía de 12 V. Es a úl ima alimen a odo el ci cui o de a anque, senso es, luces y display [11]. Ilus ación 23: Esquema eléc ico de una mo ocicle a eléc ico 48 La implemen ación de es e sis ema en una mo ocicle a de compe ición no es nada ácil. El p o o ipo es p openso a mo e se a g andes elocidades y su i mo imien os b uscos, po lo que consegui una señal sin uido y ú il es di ícil. P ecisamen e en el equipo se han ealizado con an e io idad a ios diseños de eleme ía usando el en o no A duino y nunca se ha conseguido implemen a debido a los p oblemas an e io men e mencionados. Pa a ello, es e año se a a abaja con una eleme ía o almen e especí ica pa a su uso en la compe ición. Pese a se bas an e más ca a que el mon aje de una eleme ía de A duino o Texas Ins umen , es una in e sión de u u o ya que puede llega a se i pa a los siguien es modelos. 3. 3. 2 An eceden es Inicialmen e la idea e a c ea la eleme ía desde ce o u ilizando so wa e de lib e con igu ación. De es a o ma, se aba a a ía en g an medida odo el sis ema y a la misma ez se pod ía cus omiza pe ec amen e al p o o ipo. A duino Mega 2560 ADK (R3) La a je a de adquisición de da os elegida ue la placa A duino Mega ADK (R3). Es a a je a mic ocon olado a es una de los más po en es del ab ican e A duino, y ue elegida debido a la g an can idad de da os que se p e endían p ocesa . Su g an núme o de pines y su educido amaño pe mi i ía al sis ema abaja de mane a fluida y segu a. Además, el en o no de p og amación A duino es de los más in ui i os y acili a ía bas an e la p og amación de los senso es [14]. Ilus ación 29: A duino Mega 2560 A con inuación se enume an las ca ac e ís icas p incipales de es e mic ocon olado : • Vol aje de alimen ación: 5V • Vol aje de en ada: 7-12V • Vol aje lími e de en ada: 6-20V • Pines digi ales: 54 • Pines PWM: 15 • Pines analógicos: 16 • Co ien e po pin: 40 mA • Memo ia Flash: 256 KB • SRAM: 8KB • EEPROM: 4 KB • Reloj: 16 Mhz • Dimensiones: 10,16 x 5,33 cm Senso es Pa a es e p oyec o de eleme ía, se adqui ie on dis in os ipos de senso es. Al se la p ime a ez que se ealizaba una eleme ía en el equipo, se mon a on solamen e los senso es capaces de cuan ifica las magni udes de la mo ocicle a básicas. Es os senso es ue on: • 2 Senso es de empe a u a: 50 El modelo elegido ue el LM35DZ del ab ican e Texas Ins umen s. Sus p incipales ca ac e ís icas son: o Tipo de salida: analógica o Tempe a u a ope a i a mínima: -55 C o Tempe a u a ope a i a máxima: 150 C o Co ien e de salida: 10 mA • 2 Senso es de desplazamien o lineal (LVDT): Pa a es os senso es se omó la decisión de ecicla los pa a aba a a el p esupues o. Se mon a ían uno pa a medi la suspensión delan e a y o o pa a la ase a. El amaño de ambos e a de 150 mm. • 1 acele óme o: El modelo elegido ue el acele óme o ADXL345 de Spa k un. Sus p incipales ca ac e ís icas son: o Tipo de salida: analógica Ilus ación 30: Senso empe a u a LM35DZ o Tensión de alimen ación: 2-3,6 V o Resolución de 13 bi s o Mide en los ejes X,Y,Z • Senso GPS: El disposi i o escogido ue el modelo Venus del ab ican e Spa k un. T abaja con una ecuencia de mues eo de 10 Hz, su icien e pa a conoce los da os de longi ud, la i ud, al i ud y elocidad de la mo ocicle a. Ilus ación 31: Acele óme o ADXL345 Ilus ación 32: GPS Venus 52 Código del A duino T as in oduci la a je a de adquisición de da os y los senso es, se desa olla el código pa a consegui mos a po pan alla los da os de los senso es ins alados. Se ealizó uno pa a lee los senso es de empe a u a, suspensión y acele óme o, y o o sepa ado solo pa a el GPS. Se i á explicando de alladamen e el uncionamien o de cada código median e el uso de comen a ios. Código 5 senso es 1. in senso ;// a iable pa a gua da los da os de los senso es 2. unsigned long iempo; // almacena el iempo del mic op ocesado 3. 4. oid se up() { 5. // Ab e el pue o se ie y espe a que se ab a 6. Se ial.begin(9600); 7. 8. oid loop() { 9. 10. S ing da aS ing = "";// c ea una s ing pa a gua da los da os leídos de los senso es 11. 12. o (in analogPin = 0; analogPin < 5; analogPin++) {// bucle pa a lee los 5 senso es, conec ados a los pines analógicos: 0,1,2,3,4,5 13. i (analogPin<2){// los pines 0 y 1 lee an los da os de los 2 senso es de empe a u a 14. in senso = analogRead(analogPin); 15. senso =(5.0 * senso * 100.0)/1024.0;// con e sión de la medida analógica a g ados cen íg ados 16. da aS ing += S ing(senso ); 17. } 18. else i (analogPin==2||analogPin==3){ // senso es de suspensión 19. 20. in senso = analogRead(analogPin); 21. senso =senso *(150.0/1023.0);// con ie e el alo de 0 a 1023 en milíme os de elongación 22. da aS ing += S ing(senso ); 23. } 24. else i (analogPin==4){//acele óme o 25. in senso = analogRead(analogPin); 26. senso =(senso -190.0)/490.0*100.0;// con ie e la señal a un alo en e 0 y 100 27. da aS ing += S ing(senso ); 28. } 29. 30. i (analogPin < 5) { 31. da aS ing += ","; 32. } 33. 34. } 35. iempo = millis();//pe mi e conoce el iempo ac ual del mic o 36. da aS ing+= iempo; 37. da aS ing += ";"; 38. 39. } Código GPS 1. #include <So wa eSe ial.h> 2. 3. So wa eSe ial gpsSe ial(11,10); // RX, TX (TX no se usa) 4. cons in sen enceSize = 80; 5. 6. cha sen ence[sen enceSize]; 7. 8. oid se up() 9. { 10. Se ial.begin(9600); 11. gpsSe ial.begin(9600); 12. } 13. 14. oid loop() 15. { 16. s a ic in i = 0; 17. i (gpsSe ial.a ailable()) 18. { 19. cha ch = gpsSe ial. ead(); 20. i (ch != ' n' && i < sen enceSize) 21. { 22. sen ence[i] = ch; 23. i++; 24. } 25. else 26. { 27. sen ence[i] = ' 0'; 28. i = 0; 29. displayGPS(); 30. } 31. } 32. } 33. 34. oid displayGPS() 35. { 36. cha ield[20]; 37. ge Field( ield, 0); 38. i (s cmp( ield, "$GPRMC") == 0) 39. { 54 40. Se ial.p in ("La : "); 41. ge Field( ield, 3); // da o la i ud 42. Se ial.p in ( ield); 43. ge Field( ield, 4); // N/S 44. Se ial.p in ( ield); 45. 46. Se ial.p in (" Long: "); 47. ge Field( ield, 5); // da o longi ud 48. Se ial.p in ( ield); 49. ge Field( ield, 6); // E/W 50. Se ial.p in ln( ield); 51. } 52. } Da os ob enidos y p oblemas encon ados En es e subapa ado se mues a pa e de los da os ob enidos a pa i de los dos códigos an e io es. Se mos a án pa es de los da os, ya que el núme o de in o mación almacenada e a desmesu ada pa a mos a la po comple o. Tabla 2: Da os ob enidos senso es La : 3724.8196N Long: 00600.0581W La : 3724.8201N Long: 00600.0581W La : 3724.8209N Long: 00600.0580W La : 3724.8249N Long: 00600.0599W La : 3724.8300N Long: 00600.0626W La : 3724.8360N Long: 00600.0648W La : 3724.8425N Long: 00600.0662W La : 3724.8507N Long: 00600.0664W La : 3724.8594N Long: 00600.0663W La : 3724.8689N Long: 00600.0658W La : 3724.8784N Long: 00600.0654W La : 3724.8880N Long: 00600.0652W La : 3724.8976N Long: 00600.0649W La : 3724.9070N Long: 00600.0647W La : 3724.9165N Long: 00600.0643W La : 3724.9256N Long: 00600.0642W La : 3724.9339N Long: 00600.0641W La : 3724.9412N Long: 00600.0635W La : 3724.9476N Long: 00600.0623W La : 3724.9534N Long: 00600.0611W La : 3724.9589N Long: 00600.0616W La : 3724.9640N Long: 00600.0644W La : 3724.9691N Long: 00600.0692W La : 3724.9752N Long: 00600.0736W La : 3724.9826N Long: 00600.0770W 56 La : 3724.9906N Long: 00600.0803W Tabla 3: Da os ob enidos GPS T as comp oba el co ec o uncionamien o del sis ema de mane a es á ica, el siguien e paso al que debía en en a se la eleme ía e a abaja co ec amen e bajo las condiciones p opias de una mo ocicle a de compe ición. Una mo ocicle a en un ci cui o expe imen a odo ipo de ib aciones, mo imien os anómalos y uido elec ómagne ico. De es a o ma, el sis ema ue some ido a b uscos mo imien os en los senso es y en la a je a con el obje i o de imi a una si uación eal en la pis a. T as a ias p uebas del sis ema, los da os leídos comenza on a alsea se debido a que es as señales exci adas e an muy suscep ibles a a iaciones. Llegado a es e pun o y iendo que el sis ema no unciona ía co ec amen e implemen ado en el p o o ipo, se plan ea on dos posibles soluciones: • Realiza la in eg ación de oda la elec ónica en un único ci cui o y segui desa ollando p o o ipos • Adqui i un sis ema especí ico de eleme ía pa a mo ocicle as de compe ición Finalmen e, se omó la decisión de adqui i una eleme ía especí ica, ya que no exis ían ga an ías de que pese a segui desa ollando la eleme ía inicial se consiguie an da os álidos. Además, pese a aumen a el p esupues o del p oyec o, es a nue a eleme ía pod ía eu iliza se e implemen a se en u u os p o o ipos del equipo. T as ealiza un g an es udio de me cado, se eligió el da alogge MXm del ab ican e i aliano AIM. 3. 3. 3 AIM MXm MXm es una a je a de adquisición de da os y a la misma ez una pan alla dashboa d de 5 pulgadas. Es e modelo combina unas dimensiones pequeñas con una amplia capacidad de almacenaje de da os [15]. Las ca ac e ís icas más des acadas de AIM MXm son: o Pe mi e conexión con la ECU del ehículo, en es e caso el in e so o 2 en adas pa a elocidades o 4 en adas analógicas o 2 salidas digi ales o Pan alla con igu able o GPS, acele óme o y gi oscopio in eg ados o Amplia base de da os de ci cui os o Conexión WIFI o 10 LEDs RGB p og amables o 4 Gigaby es de memo ia in e na o Pe mi e p o ocolo CAN o Posee 4 canales de comunicación o Pe mi e expansiones del sis ema Ilus ación 33:Ta je a/display AIM MXm 64 pa a co a el sis ema de al a ensión [17]. 3. 4. 2 De inición del ci cui o de a anque y desconexión • Ci cui o de con ac o y a anque: El con ac o de la mo ocicle a consis i á en un in e up o que enciende únicamen e el sis ema de baja ensión, alimen ando es e a su ez el BMS, el Bende y la eleme ía. Mien as an o, el a anque se p oduci á pulsando o o bo ón igual, habiendo ac i ado el con ac o p e iamen e, conec ado a su ez el sis ema de al a ensión. Si el sis ema se encuen a en co ec o uncionamien o, un LED ojo se encende á indicando que la mo o es á p epa ada pa a pone se en ma cha. • Ci cui o de desconexión: El ci cui o de desconexión se puede di idi en dos pa es cla amen e di e enciadas: el ci cui o de ape u a en caso de eme gencia y el ci cui o de ea me. A con inuación, se de alla á cada uno de ellos. o Ape u a del ci cui o en caso de eme gencia La ape u a del ci cui o en caso de eme gencia puede da se po dos azones. Puede se una ape u a manual, po acción de los mecánicos o el p opio pilo o, o puede se una ape u a accionada po el Ba e y Managemen Sys em (BMS en adelan e). o Ape u a manual La ape u a del ci cui o en caso de que el pilo o o los mecánicos lo p ecisen necesa io se ealiza á median e la pulsación de una se a de eme gencia que, como indica el eglamen o, se á de colo ojo. La se a de eme gencia unciona según el mé odo más ex endido, es deci , pulsa pa a ab i y gi a pa a Ilus ación 41: Esquema Bende ce a . Al pulsa la se a de eme gencia se co a po comple o la alimen ación de oda la ci cui e ía de la mo ocicle a, quedando así aisladas las ba e ías del es o de componen es, al y como indica el eglamen o, el cual ci a que la se a de eme gencia debe ab i los con ac o es del acumulado de ba e ías. También el T ac i e Sys em Mas e Swi ch (TSMS en adelan e) debe ealiza es a a ea. En cuan o a la opología de la se a de eme gencia, consis i á en un con ac o u ilizado pa a co a la pa e de G ounded Low Vol age Sys em (GLVS en adelan e). Además, al co a el ci cui o de baja ensión, co a á el BMS y po an o el ci cui o de al a ensión. Así, cuando se pulse la se a de eme gencia, ambos ci cui os queda án desconec ados de sus espec i as alimen aciones. De es a mane a se cumple el equisi o p incipal del eglamen o, el cual exige que la se a de eme gencia ab a los con ac o es del acumulado de ba e ías. Además de la p opia se a de eme gencia pa a ab i el ci cui o, se án necesa ios o os componen es necesa ios pa a e i a posibles sob eca gas o sob e ensiones en caso de allos de aislamien o o al as co ien es/ ensiones. Es os componen es se án usibles pasi os. Como se puede obse a en la igu a 37, se dispone de es in e up o es c uciales en el ci cui o de desconexión: § Shu down Bu on (SERVICE): es la se a de eme gencia que se enca ga de aisla el acumulado de ba e ías del es o del sis ema. § T ac i e Sys em Mas e Swi ch (Pilo ): bo ón de a anque que pe mi e, como su p opio nomb e indica, el a anque de la mo ocicle a. § GLV Mas e Swi ch (Pilo ): lla e de con ac o de baja ensión. o Rea me El ea me de la mo ocicle a se ealiza á jun o al a anque de la misma. Es deci , cuando se pulsa la se a de eme gencia se desconec an las alimen aciones del sis ema GLVS y HVS de sus espec i os componen es. Con es o, una ez que se haya pulsado la se a, pa a ea ma el sis ema se han de segui los siguien es pasos: § Ce a la se a de eme gencia gi ándola pa a que se cie e el con ac o . § Se ab e el con ac o y se a anca la mo o. De es a mane a, es a ol e á a se alimen ada y es a á lis a pa a ol e a unciona . 3. 4. 3 Esquema eléc ico 66 En p ime luga , odo el sis ema de baja ensión se encon a á compues o de cables con p o ección IP 65, que o ece p o ección comple a con a pol o (dígi o 6) y p o ección en e a cho os de agua (dígi o 5). Pa a la desconexión del sis ema se ha u ilizado de base el siguien e esquema: Se ha modi icado el esquema de mane a que se incluyan los elemen os que o man pa e del sis ema en baja ensión, el cual es a á aislado gal ánicamen e del sis ema de al a ensión (HSV). El esquema comple o puede obse a se en la igu a 6. Además, en el modelo ep esen ado en la igu a 38 se añade el sis ema de adquisición de da os o eleme ía ( igu a 39), undamen al en el sis ema de baja ensión. Es a ayuda á al pilo o a conoce en iempo eal, g acias a la dashboa d, la si uación de la ca ga de las ba e ías y su empe a u a, la elocidad, e c. Pa a ello se usa án los senso es necesa ios, ep esen ados en la igu a 39 median e señales de en ada/salida a la eleme ía. En la abla se pueden e las señales que o man pa e de la igu a 38 y que ayuda en el en endimien o del ci cui o. Ilus ación 42: Ci cui o de desconexión base Ilus ación 43: Ci cui o de baja ensión Ilus ación 44: Señales de eleme ía 68 Señales Elemen o/in o mación A Po encióme o del puño de echo (acele ado ). B Ac i ación LED ojo que indica el encendido del mo o . C Tempe a u a de las ba e ías. D Vol íme o pa a la ensión en bo nes de la ba e ía. E De ección de ugas al chasis (masa local) del ci cui o de baja ensión. F De ección de ugas al chasis (masa local) del ci cui o de al a ensión. Tabla 4: Señales En p ime luga , se ha in oducido el po encióme o del acele ado , colocado en el puño de echo de la mo ocicle a, cuyo alo se á ansmi ido al in e so (e ique a A de la igu a 38). Con más de alle puede e se en la igu a 40. Además, se incluye un LED ojo que indica el encendido del mo o . Es e LED depende de la señal B de la igu a 38, que es en iada po el BMS al in e up o que con ola el encendido de es e. Puede obse a se de alladamen e en la igu a 41. O o de los elemen os añadidos es el senso de empe a u a de las ba e ías (señal C de la igu a 38), cuya in o mación se á ansmi ida al BMS pa a que es e ealice co ec amen e la ges ión de ca ga de las ba e ías. Se añade ambién pa a el es udio de la ca ga de la ba e ía un ol íme o pa a la ensión en bo nes de es a. Como ocu e con el senso de empe a u a, es a in o mación ambién se á en iada al BMS (señal D de la igu a 38). Ambos elemen os pueden obse a se en las igu as 42 y 43. Finalmen e, el disposi i o de igilancia de aislamien o ecibe las señales E y F de la igu a 6, que son la in o mación sob e si ha ocu ido uga eléc ica al chasis (masa local) en el ci cui o de baja ensión y al a ensión, espec i amen e. En la igu a 44 se pueden e es e y el BMS, con las en adas y salidas mencionadas an e io men e. En la igu a 45 se puede obse a la p ocedencia de la señal F de la igu a 44, medida en bo nes del mo o (al a ensión). Pa a conclui , cabe des aca el usible colocado, que se i á pa a p o ege la ed de baja ensión an e sob eca gas y co oci cui os. Además, la se a de eme gencia (colocada p e ia al usible) se i á pa a co a la co ien e del ci cui o eléc ico de la mo ocicle a, es ando al alcance del pilo o pa a se usada con acilidad. La se a y el usible se mues an en la igu a 45. Ilus ación 42: Led ojo Ilus ación 46: Senso de empe a u a Ilus ación 47: Vol íme o de la ba e ía p incipal Ilus ación 45: Po encióme o 70 3. 4. 4 Dimensionamien o y di eccionamien o del cableado Se debe ma ca la di e encia en e baja ensión y eleme ía. • Teleme ía El dashboa d/mic ocon olado se coloca á en la pa e supe io delan e a de la mo ocicle a, isible pa a el pilo o. El cableado i á desde BMS y ba e ía pequeña has a el dashboa d. • Ci cui o de a anque y desconexión Ilus ación 48: Señales del con olado Ilus ación 49: Señales del Bende y BMS Ilus ación 50: Fusible, in e up o y ba e ía de baja ensión El ci cui o de desconexión consis e en el cable que a desde la ba e ía has a la caja de dis ibución, donde se conec a á a la se a de eme gencia. La se a i á si uada ce cana al dashboa d de mane a que el pilo o pueda pulsa la con acilidad en caso de que sea necesa io. P e io a la in oducción de la de inición de los elemen os de baja ensión se ha de hace un es udio del di eccionamien o de los cables, su colocación en la mo ocicle a y qué ipos de cables se án necesa ios. Pa a e i a g andes di icul ades en el abajo manual de la mo ocicle a, se ha lle ado a cabo una idea pa a soluciona ácilmen e p oblemas con los elemen os de baja ensión: una caja de dis ibución delan e a. Es a consis e en una pequeña caja de polica bona o anspa en e, ideada pa a pode se obse ada sin necesidad de se abie a, y que se á el luga donde se coloquen los siguien es elemen os: • Teleme ía • Se a de eme gencia • Po a usibles • Bende Es a caja acili a el mon aje y desmon aje de los elemen os p e iamen e mencionados, así como consegui que la ins alación o desins alación de los usibles sean lo más cómodas posible. Además, se i á de paso pa a el cableado desde el po encióme o al in e so . En la igu a 47 puede obse a se el modelado en CATIA de dicha caja de dis ibución. Ilus ación 51: Caja de dis ibución 72 En la siguien e abla se puede obse a el ipo de cables que se usa á en cada elemen o jun o con su di eccionamien o, la in ensidad máxima eó ica y la que puede ci cula po el cable, usada pa a dimensiona los. Tipo de cable O igen Des ino Diáme o In ensidad máxima In ensidad máxima po el cable CAN BUS Teleme ía LVDT delan e o Cada conexión se compond á de dos cables, uno de 0.5(𝑚𝑚9y o o de 0.8 𝑚𝑚9 (diáme o de 8 y 11.5 mm espec i amen e) 100 mA 120 mA LVDT ase o BMS In e so Po encióme o (puño) In e so Baja ensión (Nega i o) Polo nega i o de la ba e ía de 12 ol ios BMS Cable de 4,9 𝑚𝑚9 (Diáme o 2,5 mm) 3 A * 𝑓 : 5 A * 𝑓 : Caja de dis ibución delan e a 3 A * 𝑓 : 5 A * 𝑓 : Caja de dis ibución delan e a Teleme ía Cada pin de cada canal de eleme ía: 3 A * 𝑓 : (Veáse igu a 5) Cada pin de cada canal de eleme ía: 5 A * 𝑓 : (Veáse igu a 5) Bende 2 A * 𝑓 : 4 A * 𝑓 : Baja ensión (Posi i o) Polo posi i o de la ba e ía de 12 ol ios Se a de eme gencia (In e io a la caja de dis ibución delan e a) 3 A 5 A Con ac o Bende 2 A 4 A BMS 3 A 5 A Teleme ía Cada pin de cada canal de eleme ía: 3 A (Veáse igu a 5) Cada pin de cada canal de eleme ía: 5 A (Veáse igu a 5) A anque Relé con ac o del BMS 3 A 5 A Caja de dis ibución delan e a (desde la se a) Piña (Con ac o + a anque) 8 A 12 A Tabla 5: Cables,di eccionamien o, Imáx El é mino 𝑓 : es un ac o de co ección de alo elegible en e 1.1 y 1.2, ya que el cable nega i o debe sopo a un poco más de in ensidad que el posi i o. 3. 4. 5 P o ecciones Tabla 6:Fusibles 80 5 PRESUPUESTO En es e capí ulo se de alla á el p esupues o empleado en el p oyec o. Cabe des aca que elemen os secunda ios al p oyec o como in e so , ba e ía o el p opio mo o no apa ece án debido a que se encuen an den o de o as compe encias. El p esupues o se di idi á en ma e iales, mano de ob a, gas os gene ales y bene icio indus ial. 5. 1 Cos e de los ma e iales Componen e Modelo Can idad Cos e uni a io (€) Cos e o al (€) Ta je a de adquisición de da os AIM MXm 1 950,00 € 950,00 € Senso de suspensión delan e o Po encióme o lineal AIM 150 mm 1 185,00 € 185,00 € Senso de suspensión ase o Po encióme o lineal AIM 75 mm 1 185,00 € 185,00 € Senso de empe a u a PT100 AIM 2 74,00 € 148,00 € Ba e ía 12 V ADNAu o HJTX9L-FP 1 66,51 € 66,51 € Bo ón de a anque YGL 12V 16A 1 11,99 € 11,99 € Bo ón de con ac o YGL 12V 16A 1 11,99 € 11,99 € Se a de eme gencia ZB2-BE102C 1 16,87 € 16,87 € Led ojo LAOMAO 5mm 12V DC 1 0,80 € 0,80 € Fusible gene al 15A 1 1,78 € 1,78 € Fusible Bende 3A 1 1,78 € 1,78 € Fusible baja ensión 4A 1 1,78 € 1,78 € Funda cable 6,4MM2 1 0,83 € 0,83 € Cable de conexión H07Z1-K 6MM2 5 0,74 € 3,70 € To alidad de cos es ma e iales 1.586,03 € Tabla 8: Cos e de los ma e iales 5. 2 Cos e de la mano de ob a Tabla 9: Cos e de la mano de ob a 5. 3 Cos e o al del p oyec o Desc ipción Can idad Cos e uni a io (€) Cos e o al (€) Tiempo de diseño 150 20,00 € 3.000,00 € Tiempo de con igu ación 20 20,00 € 400,00 € Tiempo de implemen ación 35 15,00 € 525,00 € Tiempo de análisis 15 25,00 € 375,00 € To al cos e mano de ob a 4.300,00 € 82 Desc ipción Cos e o al (€) To al cos e de ma e iales (MT) 1.586,03 € To al cos e de mano de ob a (MO) 4.300,00 € Gas os gene ales: 6%(MT+MO) 353,16 € Bene icio indus ial: 13%(MT+MO) 765,18 € Cos e o al del p oyec o 7.004,38 € Tabla 10: Cos e o al del p oyec o 6 ANEXO 6. 1 Ins alación del so wa e ace s udio 3 y con igu ación de la a je a de adquisición MXm Race S udio 3 es un so wa e desa ollado po el ab ican e AIM. En es e apa ado se mos a á los pasos pa a ins ala lo y con igu a lo pa a la a je a que se u iliza en es e p oyec o. Es impo an e menciona que es e p og ama solo es compa ible pa a el sis ema ope a i o de Windows, po lo que si se desea u iliza en o o sis ema ha á al a accede a el median e una máquina i ual. Los pasos son los siguien es: 1. Lo p ime o es desca ga se el p og ama, pa a ello hay que accede a su p opia página web y en a en la ca pe a de so wa es. Su di ección es: h ps://www.aim-spo line.com/en/sw- w-download.h m . Una ez en es a página, podemos ins ala la úl ima e sión del p og ama, Race S udio 3 Ve sión 3.31.06. 2. Una ez ins alado el p og ama y conec ado la a je a ía USB al o denado comenzamos con su con igu ación. i. Se clickea en el icono Con igu a ions si uado a iba a la de echa. ii. En la nue a en ana, se busca en el panel MXm y se pulsa OK. 3. Es el momen o de con igu a los canales de comunicación. Inicialmen e es án odos en deshabili ados po de ec o. Ilus ación 53: Po al de desca ga de Race S udio Ilus ación 54: Elección de a je a 84 En es a en ana apa ecen odas las señales y canales disponibles. Ac i ando el s ick se ac i a la señal indicada y pulsando sob e ella apa ece un panel donde puedes modi ica los pa áme os de con igu ación como nomb e, unción, ecuencia o unidad de medida. Ilus ación 55: Lis a de senso es y canales Ilus ación 56: Con igu ación de una señal 7 BIBLIOGRAFÍA [1] S eemi : La e olución de las mo ocicle as eléc icas h ps://s eemi .com/s eemschools/@juanpablo420/la-e olucion-de-las-mo ocicle as-elec icas [2] Ha ley Da idson: Li eWi e2020 h ps://www.ha ley-da idson.com/es/es/mo o cycles/li ewi e.h ml [3] ePaddock: La copa del mundo de Mo oE h ps://www.epaddock.i /es/mo oe-wo ld-cup/ [4] Wikipedia: An onio Cobas h ps://es.wikipedia.o g/wiki/An onio_Cobas [5] Box Repsol: San i He nández y Ramón Au ín h ps://www.box epsol.com/es/san i-he nandez- amon-au in/ [6] Al oni el: Usos emp esa iales de eleme ía h ps://www.al oni el.com.mx/ ecnologia/47490-7-usos-emp esa iales-de-la- eleme ia/ [7] Mo o Pasión Mo o: Diablo Supe Bike la aplicación pa a IOS h ps://www.mo o pasionmo o.com/ ecnologia/diablo-supe -bike -la-aplicacion-de-pi elli-pa a-ios [8] Apkpu e: Digihud h ps://apkpu e.com/es/digihud-speedome e /o g.m chops.and oid.digihud [9] Mo o Pasión: Race Sense h ps://www.mo o pasion.com/coches-hib idos-al e na i os/ ace-sense-de-an wes -la-aplicacion-pa a-mo e os- acing [10] 2D: h p://2d-da a eco ding.com/ 86 [11] Used Mo o Pa s: Esque básico de la mo o eléc ica h p://usedmo opa s.es/esquema-basico-de-la-mo o-elec ica/ [12] Reglamen o O icial Mo os uden 2019-2020 Ca ego ía Elec ic [13] HBM: ¿Qué es un acondicionado de señal? h ps://www.hbm.com/es/7339/que-es-un-acondicionado -de-senal- unciones/ [14] A duino: A duino Mega 2560 REV3 h ps://s o e.a duino.cc/a duino-mega-2560- e 3 [15] AIM Racing S o e: AIM MXm h ps://www.aim- acings o e.com/es/dash-logge s/56-aim-mxm.h ml [16] AIM MXm Use Guide: h ps://www.aim-spo line.com/download/doc/eng/mxm/MXm_use _guide_100.pd [17] Bende : Insula ion moni o ing, he concep h ps://www.bende .de/en/know-how/ echnology/i -sys em/insula ion-moni o ing 88