El equipo FSUPV Team de la Universidad Politécnica de Valencia ha desarrollado un tacómetro LED para su segundo prototipo, el FSUPV-02. Como parte del sistema de ayuda al piloto, este tacómetro muestra el rango de RPM en el que se encuentra el motor iluminando 9 LEDs.
Antes de hablar acerca de cómo se ha desarrollado o con qué objetivo, primero es necesario saber qué es lo que se pone a prueba en esta competición. Las competiciones de Formula Student se componen de cuatro pruebas dinámicas:
- Acceleration: aceleración de 75 m donde se evalúa la aceleración en recta del coche.
- SkidPad: circuito en ocho donde se pone a prueba la habilidad del coche y del piloto en curva.
- Autocross: vuelta cronometrada a un circuito determinado y que significa la clasificación para la última prueba.
- Endurance: en el mismo circuito se ruedan 22 km, incluyendo un cambio de piloto, donde se pone a prueba la fiabilidad del coche.
Con el objetivo principal de garantizar la salida y el cambio de marcha del piloto en el rango óptimo de RPM del motor se ha desarrollado este sistema.
Los criterios de diseño eran garantizar una buena distribución visual de los LEDs, así como reducir lo máximo posible el tamaño con un proceso de montaje sencillo. Por esa razón el sistema está controlado usando un Arduino NANO. Se trata de una placa que posee una programación sencilla además de ser un elemento del que se puede encontrar gran cantidad de información. Por otro lado es un componente que tiene pequeñas dimensiones y permite un montaje reducido.
Para llevar a la placa la señal de RPM, un puerto de salida de la ECU está configurado de tal forma que manda un pulso de señales comprendido entre 0-12 V. La frecuencia de los pulsos está determinada por la velocidad del motor. El microcontrolador analizando está señal puede mostrar el rango de RPM en el que se encuentra el motor. El tacómetro cuenta con 9 LEDs, de esta forma el rango que muestra empieza en 4.000 RPM llegando hasta 12.000 RPM, iluminando cada LED para cada mil RPMs.
Se han utilizado LEDs de alta intensidad alimentados a 12V y la intensidad de iluminación de los LEDs está ajustada con software vía PWM. La iluminación de los LEDs es progresiva, sin embargo, cuando se alcanza el rango óptimo de RPM todos los LEDs se iluminan para producir en el piloto una mejor respuesta. Se han empleado transistores para controlar los LEDs.
Debido a que la señal que entrega la ECU es de 12V, se ha incluido un divisor de tensión para asegurar 5V de entrada a la placa. Todo el sistema ha sido integrado en una PCB diseñada por el equipo tratando de optimizar el espacio para reducir el tamaño.
La estructura que envuelve la PCB se ha montado en la parte superior del chasis, en la línea visual del piloto. Se trata de un soporte realizado por impresión 3D, resistente al agua y de simple montaje. Utiliza los mismos tornillos que el soporte de la dirección para anclarse al chasis, lo que significa utilizar menos componentes y se traduce en reducir peso (que siempre resulta interesante en este tipo de competiciones). Se compone de dos partes, una caja fija y una tapa que quedan unidas por dos tornillos. La idea de que tuviera un montaje sencillo se ideó con el objetivo de si había algún problema con cualquier componente poder reemplazarlo de forma rápida y con facilidad.
Con este sistema y mediante test en pista el piloto se ha adaptado al sistema mejorando las salidas y los cambios de marcha realizándolos en el rango óptimo de RPM.