Von Marco Sciacovelli, 5Ia

Mein Projekt ist ein Datenaufnahmesystem für Speeddown-Fahrzeuge.

Was ist Speeddown?

Speeddown ist die Weiterentwicklung der besser bekannten Seifenkistenrennen. Es handelt sich um antriebslose Hightech Fahrzeuge, die mit modernster Technik, wie hydraulisch einstellbaren Stoßdämpfern, sowie Scheibenbremsen und u.v.a.m ausgestattet sind. Die Fahrzeuge werden, je nach Ausstattung in verschiedene Kategorien eingeteilt, es geht von der Einsteigerklasse für Kinder, bis zu den professionellen Serien. Diese adrenalinhaltigen Rennen, werden meist auf Bergstrecken abgehalten. Den Testfahrten folgen drei gewertete Durchgänge; es siegt die schnellste Runde. Da die Zeitunterschiede zwischen den Fahrern sehr knapp sind, ist es für den Piloten sehr wichtig, Daten wie die Geschwindigkeit und die G-Kräfte (Fliehkräfte) jederzeit zu analysieren, um eventuellen Fehlern des Fahrers oder des Fahrzeuges vorzubeugen.

Wie kam mir diese Idee?

Ich fahre selbst seit einem Jahr Speeddownrennen und habe gemerkt, dass das Interpretieren der Streckenverhältnisse, des Verhaltens des Rennmobils und eventuelle Fahrfehler, ohne die relevanten Daten sehr schwierig ist. Deshalb habe ich in Zusammenarbeit mit der Firma „Greenmamba Speeddowncars“ aus Eppan dieses Projekt entwickelt. Wir haben zuerst an einem Grundkonzept gearbeitet und haben dann beschlossen, dass Geschwindigkeit, GPS-Position, sowie G-Kräfte, gefahrene Strecke und Laufzeit aufgenommen werden müssen.

Die Hardware

Um die Datenaufnahme zu ermöglichen, musste ich eine eigene Hardware designen. Da ich die Fachrichtung Informatik besuche, kenne ich mich nicht so gut mit Mikroprozessoren aus. Deshalb wollte ich eine kompakte, einfach zu programmierende und kostengünstige Lösung finden. So habe ich mich für einen Mikroprozessor Arduino UNO entschlossen. Um die verschiedenen Komponenten möglich platzsparend zu anzuordnen habe ich eine eigene Platine entwickelt. Die Hardware besteht hauptsächlich aus 5 Teilen: dem Arduino, der Platine, einem Micro-SD Modul, einem GPS-Modul und einem sogenannten Accelerometer, d.h. einem Beschleunigungsmesser. Die Daten, werden von den verschiedenen Sensoren erfasst und auf die Micro-SD geschrieben. Falls ein Fehler (z.B. Ausfall eines Sensors oder defekt des GPS Moduls) auftritt, wird dieser über eine farbige LED angezeigt. Das Hauptziel ist es, die Hardware so kompakt wie möglich zu halten, um das Projekt in Zukunft auch für andere Bereiche zugänglich zu machen.

Die Software

Um die aufgenommenen Daten anschließend zu visualisieren, habe ich mich mit meinem Tutor, Herrn Professor Tobias Mayr, für eine Webseite entschlossen, welche mithilfe der sog. Angular Technologie entwickelt wurde. Die Webseite beinhaltet 3 Funktionen: das Abspeichern der wichtigsten Parameter des Fahrzeuges, das Visualisieren der Daten in einem Kurvendiagramm und das Visualisieren in einer geografischen Karte. Die Angular Technologie erwies sich als optimale Lösung, da die Dokumentation sehr ausführlich geschrieben ist und in der heutigen Arbeitswelt immer öfters verwendet wird. Um die Daten der Benutzer zu speichern, verwenden wir Firebase in Verbindung mit Google-Analytics.

Die erste Funktion, welche wir umgesetzt haben, ist das sogenannte Settings-Formular. Dieses ermöglicht es die am Fahrzeug eingestellten Parameter abzuspeichern und zu archivieren. An einem Speeddown-Fahrzeug kann man z.B. das Gewicht, die Bodenfreiheit, den Reifendruck und die Stoßdämpfereinstellungen nach Wunsch ändern, um das Fahrverhalten anzupassen. Diese Einstellungen werden oft vorgenommen und anschließend wieder vergessen. Falls man in Zukunft nochmals an diesem Rennen teilnimmt, kann man die gleichen Einstellungen wieder verwenden.

Die zweite Funktion, welche wir realisiert haben, ist die Map-Komponente. Diese ermöglicht es, die aufgenommenen Daten in einer geografischen Karte zu visualisieren. Für die Karte, haben wir die Google-Maps API verwendet. Dem Endbenutzer steht somit wie Streetview zur Verfügung. Das Visualisieren der Daten auf einer Karte mit größtmöglicher Auflösung kann für den Fahrer sehr nützlich sein, da er dadurch Abweichungen von der Ideallinie erkennen kann. Möchte man nun einen Datensatz an einem bestimmten Zeitpunkt visualisieren, so öffnet sich durch einen Mouseklick ein Dialog mit dem entsprechenden Datensatz.

Die letzte Funktion, welche wir eingebaut haben, ist die Diagramm-Komponente. Diese ermöglicht es ähnlich wie die Map-Komponente, die aufgenommen Daten zu visualisieren. Anstatt sie in einer geografischen Karte zu visualisieren, werden sie in einem üblichen Kurvendiagramm mit den drei Datensätzen, Geschwindigkeit, Längsbeschleunigung und Seitenbeschleunigung angezeigt. Falls man einen Datensatz ausblenden möchte, so kann man durch einen einfachen Mouseklick auf das dementsprechende Label den Datensatz ausblenden. Die maximal erreichten Werte werden unten leicht sichtbar angezeigt.

Dieses Projekt hat mir zum Verstehen gegeben, wie man in der Arbeitswelt so ein Projekt entwickelt. Es hat mir zusätzlich einen Einblick in die anderen Fachrichtungen wie Automation gegeben und mich in mehreren Bereichen gefordert. Zum ersten Mal musste ich eine eigene Platine entwerfen.

Abschließend möchte ich Gerold Spitaler, Tobias Mayr und Karlheinz Meraner danken. Ohne sie wäre dieses Projekt nicht möglich gewesen. Ein weiteres Dankeschön geht an meine Familie und all meine Freunde, die mich immer unterstützt und mir hilfreiche Tipps gegeben haben.

Über diesen Link, besteht die Möglichkeit die Webseite zu besuchen und auszuprobieren:
https://dataloggingsolutions.firebaseapp.com/login

Für weiterführende Informationen stehe ich gerne zur Verfügung:
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