Hauptsteuereinheit | Formula Student



Hauptsteuereinheit | Formula Student
Hauptsteuereinheit | Formula Student
Hauptsteuereinheit | Formula Student

Entwicklung einer Hauptsteuereinheit für einen Formula Student Rennwagen.



Starkstrom Augsburg e. V. ist ein Verein, der sich mit der Konstruktion, Entwicklung und Fertigung von Elektrorennwägen beschäftigt, um damit an den internationalen Wettbewerben der Formula Student teilzunehmen. Dabei steht für die Studenten im Mittelpunkt, möglichst viel selbst zu entwickeln und die beste Leistung zu erzielen. Im Rahmen dieses Projekts war das Ziel, diesen Gedanken weiterzuführen und eine erste eigene Hauptsteuereinheit zu entwickeln, die es ermöglicht, diese beiden Grundsätze zu vereinigen!

Entwicklung des Basisboards
Mit Hilfe eines selbst entwickelten Basisboards für das System-On-Module „microZed“ konnte die perfekte Schnittstelle an den Rennwagen garantiert werden. Wichtige Komponenten bilden dabei eine Spannungsregelung, eine Bremslichtschaltung, Notauskontrollpunkte sowie die physikalische Anbindung von sechs getrennten CAN-BUS-Kanälen.

Hardware/Software-Co-Design
Auf dem ZYNQ-7000 System-on-Chip von Xilinx wurde ein speziell angefertigtes Buildroot-Linux aufgesetzt, welches das Arbeiten mit dem MATLAB-HDL-Coder vereinfacht, um die bereits bestehende MATLAB/Simulink-Software des Rennwagens einzubinden. Die gesamte Regelungssoftware wird mit Hilfe des HDL-Coders in einen IP-Core übersetzt. AXI-BUS-Schnittstellen sorgen für eine reibungslose Kommunikation zwischen dem Processing-System und den generierten Intellectual-Property-Cores auf der Programmierbaren Logik. Des Weiteren wurde ein speziell angefertigter IP-Core entwickelt, um eine PWM-Funktion bereitzustellen. Die gesamte Architektur bietet die Möglichkeit, spezielle Erweiterungen, wie z. B. ein Logging des CAN-Busses oder die Einbindung von Geräten mit einer seriellen Schnittstelle, umzusetzen.

Visualisierung von Telemetriedaten
Während der Testphase oder eines Rennens ist es wichtig, live Parameter zu überwachen bzw. entsprechende Wertkorrekturen vorzunehmen. Speziell für diesen Zweck wurde ein Graphical User Interface (GUI) entwickelt, welches es ermöglicht, Parameter mit ihren jeweiligen zeitlichen Verläufen in Form von Graphen anzuzeigen.


  • Jahr:
  • Studierende: Samuel Leitenmaier, Tobias Weichseldorfer, Valentin Lairich, Daniel Schwinghammer, Philip Wehle, Philipp Schwer, Markus Plösch
  • Semester: 5. Semester
  • Studiengang: Technische Informatik
  • Supervision: Prof. Dr. Gundolf Kiefer
  • Tags: Embedded Systems, Linux, FPGA, Simulink, StarkStrom