Мультируль

Давайте сначала разберемся, что же такое мультируль?

Мультируль - это рулевой штурвал, на котором есть кнопки для управления функциями автомобиля. На нашем болиде он позволяет переключать передачи с помощью подрулевых лепестков, запускает и глушит двигатель, а также на его экране показывается информация о состоянии болида: обороты двигателя, передача, скорость, заряд аккумулятора и другие. На главной странице экрана отображается только то, что нужно пилоту, - эти данные можно выбирать и располагать по-своему, чтобы сконцентрировать внимание пилота только на самом важном. С главной страницы можно переключиться на технические: на них можно увидеть вообще всё, что отслеживается датчиками, - но это больше для работы инженеров, потому что на извилистых трассах Формулы Студент практически нет времени, чтобы разглядывать экран. 

Идея создать мультируль была позаимствована из старших формул, но не столько нам хотелось покрасоваться, сколько сделать для пилота удобный инструмент управления болидом.

Разработка началась в 2021 году и заняла более года. Впервые его показали на соревнованиях в Москве 2022 года, поэтому болиду Quattro выпала честь представить наш проект. В качестве дисплея для отображения информации был выбран Nextion, который позволял без проблем отрисовывать графику, но единственным его минусом была низкая частота обновления дисплея - всего 20 кадров в секунду. А с учётом тонкостей предоставления данных с микроконтроллера на дисплей получилось 5 обновлений в секунду, так что при нажатии на педаль газа значение оборотов на руле сильно отставало от действительных. 

С платой же всё вышло удачно, её удалось заказать сразу с качественной сборкой.

Главной проблемой разработки мультируля был выбор Canny 5 nano в качестве микроконтроллера, который отвечал за принятие данных с блока управления двигателем и посылание ему команд. Хоть Canny был простым и удобным, его программирование очень сильно замедлило работу. Виною послужил графический язык, который очень ограничен по функционалу. Например, в нём нет возможности писать код в привычном виде, поскольку алгоритм выстраивается блок-схемой. Казалось бы, блок-схема выглядит красиво и понятно, но из-за отсутствия в языке циклов for и while она разрастается до невероятных размеров и сильно теряет в читабельности.

Также возникли сложности с проводом для подключения мультируля к низковольтной сети болида. Поскольку не было специального разъема в быстросъём (aka quick release), кабель питания пришлось прокладывать снаружи, из-за чего он часто перегибался и ломался. Было принято решение заменить его на кабель-пружинку, но и у него был свой недочет - легко ломающиеся маленькие проводки, которые позже укрепили и тем самым решили проблему.

Во время разработки мультируля мы столкнулись с неожиданными ситуациями и забавными нюансами, куда же без них?

Когда программа была закончена, настало время собрать всё воедино, поместив компоненты в корпус. После установки внезапно нашлась проблема: руль без нажатия каких-либо кнопок стал посылать двигателю команды зажигания. Долго пересматривая алгоритм работы программы, инженер никак не мог понять, почему так происходит. Позже сокомандники подсказали, что карбон (материал, из которого изготовлен корпус), проводит электричество. Кроме того, болты одного из креплений упирались в ножки микроконтроллера и вызывали замыкания, от которых и шли сигналы. Это удалось быстро решить с помощью прокладки из картона.

После соревнований, на сентябрьских тестах команда столкнулась с проблемой: стал гаснуть дисплей и отключаться микроконтроллер. Выяснилось, что виной этому стали две проблемы. 

Первая - это отсоединение проводов в коннекторах. Если бы коннектор оставался в своем изначальном облике, то всё было бы нормально, но за счет своей длины он торчал из руля и задевал другие части машины. На технической инспекции это заметили и сказали укоротить металлическую часть, из-за чего пропала надежность удержания проводов.

Вторая - это окисление коннекторов из-за дождя, под который попал болид на соревнованиях.

Напоследок хочется сказать, что на защите конструкции мультируль помог нам не только получить высокие оценки, но и приятно удивить судей. А ещё советуем уделять особое внимание влагозащите и выбору компонентов, чтобы избежать дополнительных трудностей! 🙂