Cruscotto

Il cruscotto è quella parte del veicolo con la quale il pilota si interfaccia. Il cruscotto della ET-1 è riportato in Figura 2-20.

Sul cruscotto deve essere visualizzata la marcia attualmente inserita, un’indicazione sul numero di giri e un warning relativo all’eccessivo surriscaldamento del motore. Devono essere presenti i tasti che permettono al pilota di passare di marcia: un tasto, Shift-Up, per salire di marcia e un tasto, Shift-Down, per scendere di marcia, un tasto, Neutral, per inserire la folle, ed un tasto, Launch, per abilitare la partenza Launch Control.

2.7.1 Display

Per visualizzare il numero di marcia è stato utilizzato un display a sette segmenti con punto, mentre per indicare il numero dei giri sono stati utilizzati sette led di diverso colore. Il warning sulla temperatura viene indicato da un ulteriore led. Per pilotare tali led è stato fatto uso di un unico led driver, il MAX6971, in grado di pilotare tutti e sedici i led. Il MAX6971 funziona in maniera analoga a uno shift-register, che viene caricato serialmente e le cui uscite sono in grado di pilotare i led direttamente collegati. La sua struttura è mostrata in Figura 2-21.

Figura 2-21: schema del led driver MAX6971

Per funzionare, lo shift-register deve essere alimentato con una tensione da 3V a 5V e deve essere pilotato dagli ingressi mostrati in Figura 2-22 e compatibili con la logica a 3.3V o 5V a seconda della tensione di alimentazione.

Il significato dei segnali è riassunto di seguito.

DIN: è l’ingresso seriale dei dati che vengono caricati nello shift-register a 16 bit interno. CLK: i dati vengono caricati nel registro sul fronte in salita del clock.

LE: abilita i latch che memorizzano il dato da inviare in uscita. Quando LE è alto i latch sono trasparenti quindi il dato presente nello shift-register passa ai direttamente ai driver si uscita gestiti da OE.

OUT0-OUT15: sono le uscite open-drain alle quali collegare direttamente i led. Quando attive le uscite pilotano i led con una corrente costante. Si noti che il catodo del diodo deve essere collegato al terminale OUT mentre l’anodo del diodo led deve essere collegato alla tensione di alimentazione.

OE: Abilita le uscite. Quando alto le uscite sono in alta impedenza e i led sono spenti e il contenuto del latch di uscita non è modificato. Quando è basso i le uscite sono attive e i led sono accesi a seconda del contenuto dei latch. Se l’uscita del latch è alta allora il led è acceso. L’uso di OE può essere utile per far lampeggiare i led.

DOUT: è l’uscita seriale dello shift-register interno a 16 bit. Tale segnale non è stato utilizzato. SET: tra tale pin e massa deve essere montata una resistenza. Il valore della resistenza fissa il valore della corrente che scorrerà nei led come mostrato in figura.

Figura 2-23: corrente che attraversa i led in funzione della resistenza Rset.

V+: è la tensione di alimentazione del dispositivo che può andare da 3 V a 5 V. Tale valore di tensione può essere diversa dalla tensione di alimentazione dei led. Se il dispositivo è alimentato con 3.3V diverrà compatibile con la logica a 3,3 V mentre se alimentato a 5 V diverrà compatibile con la logica a 5V; il valore di Vih è pari a 0,7V+ e quello di Vil è pari a 0,3V+.

Tutti i segnali descritti devono essere forniti dalla GCU, incluse le alimentazione del led driver e dei led stessi. È necessario rispettare le specifiche temporali dei segnali. Il led driver verrà alimentato a 3.3V e le specifiche temporali, relative a 3.3V, sono riportate in Figura 2-24.

Figura 2-24

Di particolare interesse è il valore del periodo minimo che può avere il segnale di clock: 52 ns. Il DSP a bordo della GCU funziona con un clock di 100 MHz, ovvero un periodo di clock di 10 ns.Iil

valore minimo possibile con il quale è possibile commutare un pin di I/O è sicuramente superiore o uguale a 20ns (pensando che un istruzione di commutazione di I/O impieghi solamente un ciclo di clock). Tale valore può essere preso tranquillamente come riferimento per eseguire una temporizzazione che rispetti i 52 ns.

Lo schema elettrico del display è indicati in Figura 2-25, si riporta anche i collegamenti che quest’ultimo deve avere con la GCU.

Figura 2-25 Schema elettrico del Display e collegamenti con la GCU.

In Figura 2-26 è riportata una foto della scheda realizzata in laboratorio che monta tutti i componenti del display. Tale scheda verrà inserita direttamente nel cruscotto della vettura.

Figura 2-26: scheda display

La GCU deve provvedere la tensione di alimentazione, 3.3V e relativo riferimento, per il display e i segnali necessaria pilotarlo: DIN, CLK, LE, OE.

2.7.2 Comandi

I comandi che il pilota deve avere sono quattro. Uno per salire di marcia, uno per scende di marcia, uno per inserire la folle e uno per abilitare il Launch Control.

I comandi delle marce sono delle leve poste dietro il volante, in modo che il pilota possa attivarle senza togliere le mani dal volante. Per rilevare il movimento delle leve è stato scelto di far uso di una coppia magnete e sensore di Hall, come mostrato nella Figura 2-27.

Figura 2-27: Comandi la volante, per i dettagli si veda bibliografia [1]

Quando il pilota deve salire di marcia deve tirare a se la leva di destra, avvicinando quindi la coppia magnete-sensore di Hall di sinistra. Il sensore di Hall che è stato scelto è l’HAMLIN 55100, studiato appositamente per rilevare la presenza o meno di un magnete vicino (sensore di posizione) e dotato di un package che permette di montare il sensore tramite due viti non di materiale ferromagnetico. Si osservi la Figura 2-28.

Figura 2-28: sensore utilizzato per rilevare i comandi di Shift-Up e Shift-Down.

Si tratta di un dispositivo a tre terminali, uno di alimentazione uno di massa e uno di uscita. L’uscita è di tipo open collector e deve essere collegata ad una resistenza di pull-up. Il valore dell’uscita è bassa quando il magnete si trova vicino al sensore. Si osservi la Figura 2-29.

Figura 2-29: schema a blocchi del sensore Hamlin 55100

Il dispositivo deve essere alimentato a 5 V. Il valore di tensione al quale connettere la resistenza di pull-up non necessariamente deve essere pari a 5 V. Il magnete che è stato abbinato al sensore è tale da permettere il rilevamento della pressione quando la leva è nei pressi del fondo corsa; è molto importante che l’entità del magnete non sia troppo elevata ovvero non sia tale da causare riconoscimenti erronei dovuti a vibrazioni delle leve durante il movimento della vettura.

Per i comandi li Neutral e di Launch sono stati usati due pulsanti normalmente aperti.

La GCU deve fornire l’alimentazione,5V più riferimento, e ricevere il segnale dei sensori di hall relativi ai comandi di Shift-Up e Shift-Down. Deve prevedere l’ingresso, segnale più riferimento, per i tasti di Launch e Neutral.