El Proyecto de Vehículos Solares de la Universidad de Minnesota, que imagina un mundo postcombustible, ha participado en más de 30 competiciones nacionales y mundiales en tres continentes. Su objetivo: perfeccionar los diseños de los coches y replantearse cómo pueden viajar las personas de forma eficiente, cómoda y práctica utilizando únicamente la energía derivada de sus paneles solares a bordo. Los módems Digi XBee® de 900 MHz ayudan al equipo a hacer un seguimiento de los datos críticos durante las pruebas y las competiciones.
Alimentado por el sol, impulsado por la innovación
El vehículo solar Freya
Durante más de 30 años, equipos multidisciplinares de estudiantes de la Universidad de Minnesota han perseguido una visión singular: aplicar su ingeniería innovadora y avanzar continuamente para hacer de los automóviles propulsados por energía solar una realidad pragmática.
Bajo los auspicios del Proyecto de Vehículos Solares de la Universidad de Minnesota (UMNSVP), los esfuerzos de los estudiantes se demuestran anualmente a través de competiciones interestatales e internacionales en las que las universidades alinean sus vehículos para correr cientos de kilómetros y determinar los ganadores en una serie de categorías y a través de una variedad de métricas. A lo largo de varias décadas, el equipo UMNSVP ha construido un sólido historial. En la historia del equipo
- Ningún coche ha dejado de clasificarse o terminar una carrera
- Primer o segundo puesto en 19 de las 35 pruebas disputadas
- Ocho clasificaciones entre los cinco primeros en competiciones internacionales
- Ha corrido en cinco países diferentes
- Ha quedado siete veces en segundo lugar en el American Solar Challenge
- Ganó seis veces el Gran Premio de Fórmula Sun
La última iteración es FreyaEl UMNSVP es el vehículo más grande hasta la fecha y el primero de cuatro plazas. Este vehículo compite en la clase Cruise dentro de las competiciones American Solar Challenge y Bridgestone World Solar Challenge. Según Jacob Bunzel, estudiante de último año de ingeniería informática, y Alex Bohm, estudiante de último año de informática, este es el 14th vehículo que los equipos han producido en los últimos 30 años. "Hacemos el nuestro desde cero", dijo Bunzel. "Usamos una envoltura de fibra de carbono sobre una carcasa a base de Nomex, y utilizamos materiales similares para el chasis".
El Freya en la carretera
"Naturalmente, nuestro objetivo es crear algo ligero y moldeable para que nuestros ingenieros puedan darle una forma aerodinámicamente optimizada", explica Bohm. "Tenemos subequipos separados de expertos en aerodinámica, paneles solares, sistemas eléctricos, dinámica del vehículo, operaciones y estrategia. Incluso tenemos estudiantes conductores que se seleccionan mediante pruebas, por lo que es un proyecto en el que se trabaja en estrecha colaboración, lo que lo convierte en un proyecto muy divertido".
Mantenerse conectado - con Digi XBee
Miembros del equipo de la UMNSVP trabajando
Una de las claves del éxito del SVP de la Universidad de Minnesota es la capacidad de permanecer conectado a los ordenadores y datos del vehículo y supervisar a distancia el rendimiento en tiempo real. Para ello, el equipo ha integrado el módulo RF Digi XBee® SX 900 MHz para telemetría a bordo.
El Digi XBee SX 900 ofrece una combinación de fiabilidad y redundancia para dispositivos inalámbricos de baja potencia y misión crítica que utilizan el protocolo de red DigiMesh® o el modo simple punto a multipunto. Con una antena integrada, un alcance de línea de visión de RF de hasta 65 millas y un potente bloqueo de interferencias, el módulo es ideal para aplicaciones que requieren alcance, redundancia de datos y fiabilidad de los datos. Además, el pequeño formato de montaje en superficie Digi XBee ahorra un valioso espacio en la placa.
El bus del vehículo del Freya recopila datos de módulos y sensores personalizados, que se envían a través de Digi XBee a los controladores de diagnóstico del vehículo de cabeza o del vehículo de competición. Ese servidor analiza los datos que el equipo utiliza para realizar ajustes en tiempo real en el vehículo, así como para crear estudios longitudinales y análisis de tendencias. "Utilizamos el módulo Digi XBee SX para compartir nuestra telemetría con el coche de cabeza que sigue al vehículo solar en tiempo real", explica Bohm. "Valoramos la sencillez, el consumo y el pequeño tamaño del XBee SX", afirma Bohm. "Es muy fiable y no necesitamos servicio de telefonía móvil, lo que está muy bien porque a veces el vehículo entra y sale de zonas con cobertura".
"Nos gusta la posibilidad de hacer ajustes en tiempo real durante los viajes, ya sean pruebas o carreras", dijo Bunzel. "Estamos haciendo un seguimiento de todo, desde el número de millas, la carga por milla y las velocidades de viaje hasta los niveles de batería. Enviamos cientos de mensajes por segundo a nuestro ordenador de diagnóstico que viaja con el Freya".
El camino hacia el círculo de los ganadores
Uno de los varios equipos del UMNSVP, con el Freya
El Freya -que puede alcanzar velocidades de más de 65 mph y recorrer hasta 400 millas con una sola carga- ha continuado la tradición del UMNSVP, acumulando impresionantes victorias en 2021. El vehículo se hizo con los máximos honores como vehículo multiocupante número 1 en el Gran Premio Fórmula Solar 2021 (en el Heartland Motorsports Park de Topeka, Kansas). En el Desafío Solar Americano 2021 (desde Independence, Missouri, hasta Las Vegas y Nuevo México), el Freya obtuvo el segundo puesto en su clase y anotó la mejor puntuación de practicidad.
"Aprendemos constantemente de nuestros datos y aspiramos a mejorar nuestra fiabilidad con modificaciones adicionales", dijo Bunzel. "Tenemos 25 personas en las carreras y al menos otras 50 trabajando en el vehículo en el campus, así que es un verdadero trabajo de equipo. A todos nos importa aprender, colaborar y hacer avanzar la tecnología. Es una experiencia genial para todos".