Depuis 2014, l'Illini Solar Car Team conçoit, construit et fait courir des voitures solaires uniques qui aident le monde à envisager un avenir à empreinte carbone nulle pour le transport personnel. Aujourd'hui, plus de 100 étudiants de tout le campus Urbana-Champaign de l'Université de l'Illinois dirigent une opération sophistiquée couvrant des disciplines telles que l'électricité, la mécanique, la stratégie et la télémétrie, ainsi que le commerce et les médias. Le modem RF XBee® PRO de Digi 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 mission singulière : 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 face à des concurrents internationaux.
Le dernier véhicule d'ISC, Brizo, est équipé d'un châssis en panneaux de fibre de carbone avec une suspension à double triangulation, un moteur sans balais à courant continu à deux bobines aux roues arrière, 4 mètres carrés de cellules solaires au silicium et un bloc de batteries de 5,3 kWH composé de 420 batteries lithium-ion. La voiture de 423 livres peut atteindre une vitesse de pointe de 70 mph et a parcouru plus de 1500 miles.
Selon Alex Lymberopoulos et Nafi Osmani, deux étudiants de premier cycle du SCI, 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 panneau solaire et aux bribes de code qui activent les clignotants", explique Nafi Osmani. "Presque toutes les cartes de la 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 essentiel pour garantir le fonctionnement optimal du Brizo. "Lorsque vous faites une course de 1 500 miles sur plusieurs jours, il est crucial de surveiller tous les systèmes - le moteur, la consommation de la batterie, les capteurs de température et l'électronique", a déclaré Lymberopoulos. "Nous avons une voiture de tête et une voiture de poursuite autour de la Brizo pendant la course, afin de pouvoir obtenir des données précises en temps voulu, les analyser et prendre des décisions éclairées. Ces données sont cruciales car, si ces systèmes dépassent leurs zones de sécurité, nous pouvons connaître un emballement thermique qui détruit la batterie. Nous avons des seuils d'avertissement pour la température dans notre code personnalisé, puis un seuil d'alarme pour éviter les dommages."
Comment ces données atteignent-elles la voiture de poursuite ? Par un Digi XBee PRO 900HP modem, intégrés aux cartes conçues sur mesure par l'ISC. Digi XBee-Les modulesPRO offrent une connectivité sans fil à portée optimale pour les appareils. Prenant en charge des portées RF en visibilité directe 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 accru.
Le Digi XBee-PRO 900HP ne nécessite aucune programmation et peut être configuré facilement à l'aide des éléments suivants Digi XCTUou 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 de réception qui se trouve dans la voiture de poursuite", explique 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), notamment 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 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."
Une route brillante pour l'avenir
Après des kilomètres de courses sur piste et d'essais sur route, Brizo a fait ses débuts lors de l'American Solar Challenge 2021. Elle a parcouru plus de 1000 miles, en partant d'Independence, dans le Missouri, jusqu'à Santa Fe, au Nouveau-Mexique, le long de la Santa Fe National Historic Trail. Brizo s'est classé troisième dans la course de qualification du Grand Prix Formula Sun, 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 partant à nouveau du Missouri et en terminant le long de la piste en Idaho.
Mais ces véhicules électriques sophistiqués ne sont pas les seuls à avoir un bel avenir. "Nous acquérons une expérience précieuse en matière de conception, de fabrication et de test de systèmes électriques", a déclaré M. Osmani, et nous démontrons comment un véhicule électrique alimenté par l'énergie solaire peut devenir une réalité sur le marché de masse. Les grandes entreprises technologiques recrutent régulièrement les membres de notre équipe car ces compétences se transfèrent très bien aux futurs marchés commerciaux."
Communiquer avec Digi
Vous recherchez des solutions et une assistance de nouvelle génération ? Voici quelques étapes à suivre :