Depuis 2014, l'Illini Solar Car Team conçoit, construit et fait courir des voitures solaires uniques qui aident le monde à envisager un avenir sans empreinte carbone pour le transport personnel. Aujourd'hui, plus de 100 étudiants du campus Urbana-Champaign de l'Université de l'Illinois gèrent une opération sophistiquée couvrant des disciplines telles que l'électricité, la mécanique, la stratégie et la télémétrie, ainsi que les affaires et les médias. Le modem RF Digi XBee® PRO aide ces passionnés à garder un œil attentif sur leur création afin d'optimiser la vitesse, la distance et les performances.
Relever le défi de l'énergie solaire
Passionnés par la redéfinition de l'avenir de l'automobile, des dizaines d'étudiants - ingénieurs, défenseurs de l'environnement et simples amateurs de voitures - collaborent chaque année dans l'espace OpenLab et dans divers garages du campus Urbana-Champaign de l'université de l'Illinois. Leur unique mission : construire le véhicule le plus rapide et le plus efficace alimenté uniquement par le soleil. L'Illini Solar Car Team (ISC) inscrit ses véhicules à des compétitions internationales, telles que l'American Solar Challenge et le Formula Sun Grand Prix, et se classe parmi les cinq premiers contre des concurrents mondiaux.
Le dernier véhicule d'ISC - Brizo - est doté d'un châssis en fibre de carbone avec une suspension à double triangulation, d'un moteur sans balai à courant continu à deux bobines sur la roue arrière, de 4 mètres carrés de cellules solaires au silicium et d'une batterie de 5,3 kWH composée de 420 batteries au lithium-ion. La voiture de 423 livres peut atteindre une vitesse de pointe de 70 miles par heure et a parcouru plus de 1500 miles.
Selon Alex Lymberopoulos et Nafi Osmani, deux membres de l'ICS, le système électrique est au cœur du fonctionnement de la Brizo. "Une voiture électrique doit être fiable, depuis le système d'alimentation global du moteur et de la batterie sur mesure jusqu'au réseau solaire et aux bribes de code qui activent les clignotants", explique Nafi Osmani. "Presque toutes les cartes du Brizo sont conçues à partir de zéro et fonctionnent avec un code personnalisé. C'est ainsi que nous sommes en mesure de créer un véhicule homologué qui peut traverser le continent en toute fiabilité."
Le dilemme de la télémétrie
Le jour de la course, la télémétrie joue un rôle clé pour assurer le fonctionnement optimal du Brizo. "Lorsque vous parcourez 1 500 miles sur plusieurs jours, il est essentiel de surveiller tous les systèmes - le moteur, la consommation de la batterie, les capteurs de température et l'électronique", explique M. Lymberopoulos. "Nous avons une voiture de tête et une voiture de poursuite qui entourent le Brizo pendant la course, ce qui nous permet d'obtenir des données précises et opportunes, de les analyser et de prendre des décisions en connaissance de cause. Ces données sont cruciales car, si ces systèmes dépassent leurs zones de sécurité, nous pouvons subir un emballement thermique qui détruit la batterie. Nous avons des seuils d'alerte pour la température dans notre code personnalisé, puis un seuil de sécurité pour éviter les dommages.
Comment ces données parviennent-elles à la voiture de poursuite ? Par l'intermédiaire d'un Digi XBee PRO 900HP intégré aux cartes conçues sur mesure par l'ISC. Digi XBee-Les modules -PRO offrent une connectivité sans fil d'une portée inégalée aux appareils. Prenant en charge des distances de visibilité RF allant jusqu'à 28 miles (avec des antennes à gain élevé) et des débits de données allant jusqu'à 200 Kbps, ces modules sont idéaux pour les applications à portée étendue nécessitant un débit de données plus important.
Le Digi XBee-PRO 900HP ne nécessite aucune programmation et peut être configuré facilement à l'aide de Digi XCTU® ou via un jeu de commandes AT simplifié. Les modules Digi XBee sont pré-certifiés pour une utilisation dans plusieurs pays, ce qui réduit encore les coûts de développement et les délais de mise sur le marché.
"Nous branchons le XBee sur notre carte réceptrice qui se trouve dans la voiture de poursuite", explique M. Osmani. "Elle nous fournit les données de toutes les cartes et de tous les capteurs du système qui se trouvent sur le bus CAN (Controller Area Network), en particulier la température et la vitesse. À partir de là, nous compilons les données dans une base de données MongoDB, nous les transmettons à notre application de télémétrie et à notre application de stratégie, puis nous prédisons les performances de la voiture et de ses systèmes dans différentes conditions."
"Nous avons remarqué que la plupart des écoles concurrentes utilisent le module XBee", a déclaré M. Lymberopoulos. "Cela témoigne de sa fiabilité et de sa durabilité. Ces voitures font l'objet de courses dans tout le pays et nous n'avons jamais eu de problèmes de fiabilité.
Un avenir radieux
Après des kilomètres de course sur piste et d'essais sur route, Brizo a fait ses débuts lors de l'American Solar Challenge 2021. Elle a parcouru plus de 1 000 miles, depuis Independence, dans le Missouri, jusqu'à Santa Fe, au Nouveau-Mexique, le long de la piste historique nationale de Santa Fe. Brizo s'est classé troisième dans la course de qualification du Formula Sun Grand Prix, et quatrième sur la route. La prochaine course de Brizo aura lieu lors de l'American Solar Challenge 2022, le long de la piste historique nationale de l'Oregon, en commençant à nouveau par le Missouri et en terminant le long de la piste dans l'Idaho.
Mais ces véhicules électriques sophistiqués ne sont pas les seuls à être promis à un bel avenir. "Nous acquérons une expérience précieuse en matière de conception, de fabrication et d'essai de systèmes électriques", explique M. Osmani, et nous démontrons qu'un véhicule électrique alimenté par l'énergie solaire peut devenir une réalité réalisable et commercialisable en masse. Les grandes entreprises technologiques recrutent régulièrement les membres de notre équipe, car ces compétences sont très bien adaptées aux futurs marchés commerciaux.
Communiquer avec Digi
Vous êtes à la recherche de solutions et d'une assistance de nouvelle génération ? Voici les prochaines étapes :