Con una velocidad máxima de 110 km/h y una autonomía de 700 km, Estebanel automóvil solar de la Politécnica de Montreal, está obteniendo los máximos honores en competiciones mundiales como el Gran Premio de Fórmula Solar. Y lo que es más importante, este equipo heterogéneo de 40 estudiantes está demostrando las posibilidades de la energía limpia y la tecnología solar en el transporte.
Pasión por la energía solar
Durante más de 25 años, sucesivos equipos de estudiantes de la Polytechnique Montréal se han reunido para trabajar en el diseño, la construcción, la financiación y el funcionamiento de automóviles propulsados por energía solar. El equipo debe su nombre a un anime muy popular en Québec en el que había un cóndor que volaba con la fuerza del sol, y Esteban era el nombre del protagonista. La serie de vehículos Esteban del equipo ha sido aclamada por su eficiencia, peso y aerodinámica superiores. Por el camino, el equipo se ha llevado el primer premio en el Gran Premio de Fórmula Solar de 2018 y 2019 y ha estado entre los primeros clasificados en las competiciones del Desafío Solar Americano.
Hoy, Esteban 10 -el primer biplaza del equipo- puede alcanzar velocidades de 110 km/h y, a una media de 70 km/h, cubrir distancias de hasta 700 km. Estos logros son cortesía de un equipo multidisciplinar compuesto por decenas de ingenieros mecánicos y eléctricos, expertos en software e informática y un equipo de operaciones y negocios, todos ellos comparten su pasión por la energía verde y por demostrar cómo el "coche del futuro" está cerca de convertirse en el "coche de hoy".
Electrónica personalizada integrada con Digi XBee
Los estudiantes de informática Henri Larocque y Victor Gilbert, codirectores del equipo eléctrico, dirigen a 23 compañeros en el diseño de la sofisticada electrónica del Esteban, que constituye el corazón del coche solar. "Hacemos todas nuestras placas de circuito impreso y diseñamos nuestros propios módulos", explica Larocque, "y los soldamos a mano. Luego producimos todo el código para ellos. Algunos controlan el paquete de baterías y otros los paneles solares y otros subsistemas del coche".
Todas estas placas de circuito impreso y módulos están conectados a través de un bus de red de área de controlador (bus CAN) que agrega los datos que generan. A la hora de transmitir esos datos, el equipo Esteban confía en las conexiones celulares y de radiofrecuencia para obtener la flexibilidad que necesita. Algunos datos van al equipo Polytechnique Montréal que va en un "coche de persecución" detrás de la Esteban. Otros datos van directamente a un servidor del equipo en el campus de Montreal.
En la mayoría de los casos, incluidas las rutas de carrera que llevan al vehículo fuera del alcance de la telefonía móvil, el equipo confía en un módulo Digi XBee® que se instala en una de sus placas diseñadas a medida. Digi XBee-Los módulos -PRO 900HP proporcionan la mejor conectividad inalámbrica de su clase a los dispositivos. Con un alcance de línea de visión RF de hasta 28 millas (con antenas de alta ganancia) y velocidades de datos de hasta 200 Kbps, estos módulos son ideales para aplicaciones de largo alcance que requieren un mayor rendimiento de datos.
Para las conexiones celulares, el coche también puede transmitir datos a través de un módem inteligente Digi XBee 3 Global LTE Cat 1 al servidor del equipo. Digi XBee 3 ofrece una manera rápida y fácil de integrar la conectividad celular en el vehículo Esteban, permitiendo rápidamente la conectividad inalámbrica y la funcionalidad fácil de añadir. Basándose en la tecnología líder en la industria, los módulos precertificados Digi XBee 3 Global LTE Cat 1 ofrecen la flexibilidad para cambiar entre múltiples frecuencias y protocolos inalámbricos según sea necesario.
"Podemos utilizar ese componente de radiofrecuencia si el coche de persecución está a menos de 100-110 metros de la Esteban", dijo Gilbert. "Esa es nuestra conexión principal. Utilizamos la conexión celular por redundancia. La ventaja añadida es que la conexión LTE nos permite asociar marcas de tiempo a los datos, lo que resulta muy útil".
"El equipo de Esteban existe desde hace muchos años, así que tenemos muchos conocimientos y experiencia que se transmiten de año en año, lo que facilita aún más la programación de los módulos XBee. Con Digi, nunca hemos perdido una conexión".
Controlar una situación que evoluciona rápidamente
Ya sea en pruebas de conducción o en plena competición, el equipo Esteban controla constantemente todos los aspectos del rendimiento del vehículo. "Cuando el vehículo está en movimiento, observamos una serie de parámetros importantes", explica Larocque, "como la temperatura de la batería, la velocidad del vehículo, la carga restante y cuánta energía -en vatios- se está convirtiendo a partir del sol. Utilizamos estos datos para resolver cualquier problema y estar al tanto de las situaciones que surgen, especialmente durante las carreras. Después, analizamos los datos para ver si podemos hacer mejoras a largo plazo. Es un reto muy divertido".
Lo que resulta aún más atractivo para el equipo es que sus esfuerzos no se limitan a teorías abstractas y documentos académicos: están construyendo el futuro.
Es genial", dice Gilbert. "Estamos fabricando coches funcionales y demostrando que la energía limpia es viable para el transporte, no en el futuro, sino ahora mismo. Nuestro vehículo ya puede alcanzar una velocidad de 110 km/h y recorrer hasta 700 km sólo con energía solar. Aún queda camino por recorrer, pero estamos ayudando a mostrar el futuro de los coches solares comerciales".
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