Utvikling av kretskort og programvare for sensorsystem

Abstract

Prosjektet har vært en videreutvikling av sensorseksjonen av en desentralisert ECU designet i 2022, brukt av ION racing. ION Racing er en studentorganisasjon som hvert år bygger en racerbil. Dette sensorsystemet skal brukes i 2024 bilen.

Sensorsystemet består av tre kretskort og seks forskjellige sensorer. Disse kretskortene er to sensorkort, og et forsyningskort. Sensorkortene skal ta inn signaler fra sensorene, og gjør dette om til lesbar data. Begge sensorkortene vil ha en mikrokontroller. Signalene kommer blant annet fra temperatur sensorer, trykk sensorer, og posisjonsensorer. All data er sendt over på CAN, og sensorkortene vil også kommunisere med hverandre over CAN.

I tillegg til design og produksjon av systemet, er det også laget egen programvare for systemene. Her er sensorkortene identisk delt inn for å behandle sensorene bak og framme i bilen. CAN kommunikasjonen er også satt opp i egen programvare.

I designfasen ble det planlagt hvordan sensorkort oppsette skulle se ut. Dette gikk først ut på å finne ut hvor mange sensorer som skulle implenteres. Riktig typer sensor som tåler arbeids- omgivelsen sin, samt at den var pris-vennlig. Neste del var å designe kretskortene med en PCB design software. Her var det å lete etter riktige komponenter og tegne skjematikktegning, samt designe kretskortene. Etter dette startet prosjektfasen hvor sensorkortene ble produsert i Kina, og forsyningskortet lokalt på UiS. Komponentene som ble kjøpt inn skal loddes på kretskortene på egenhånd. Til slutt ble kretskortene og sensorene testet separat, før de testes med programvare.

The project has been a further development of the sensor section of a decentralized ECU designed in 2022, used by ION racing. ION Racing is a student organization that builds a racing car every year. This sensor system will be used in the 2024 car.

The sensor system consists of three circuit boards and six different sensors. The circuit boards consist of two sensor cards, and a supply card. The sensor cards must take in signals from the sensors, and turn this into readable data. Both sensor boards will have a microcontroller. The signals come, among other things from temperature sensors, pressure sensors, and position sensors. All data is sent over CAN, and the sensor cards will also communicate with each other via CAN.

In addition to the design and production of the system, separate software has also been created for the systems. Here, the sensor cards are identically divided in order to process the sensors at the back and front of the car. CAN communication is also set up in its own software.

In the design phase, it was planned how the sensor board layout should look. This was the first step to find out how many sensors should be implemented. The right types of sensor that can withstand working its surroundings, as well as that it was price-friendly. The next part was to design the circuit boards with a PCB design software. Here it was looking for the right components and drawing a schematic drawing, as well designing the circuit boards. After this, the project phase began where the sensor cards were produced in China, the supply card locally at UiS. The components that were purchased must be soldered onto the circuit boards on their own. Finally, the circuit boards and sensors were tested separately, before being tested with software.