BIG DATA PÅ DEN KLASSISKE RACERBIL


Mikkel Holch er konsulent hos TechPeople og elektronikmand til fingerspidserne. I sin fritid roder han selvfølgelig også med elektronik. Ikke mindst, når han dyrker sin altoverskyggende hobby: Syverrace med primitive, men lynhurtige biler af samme type som en klassisk Lotus 7. Mikkels 7’er er dog helt speciel: Den er proppet med sensorer og elektronik, så han kan optimere bilen og sin kørsel på alle tænkelige parametre. Velkommen til Big Data på den klassiske racerbil.

Det ligner jo en racerbil fra 60’erne, forklarer Mikkel. Men så snart du går under hjelmen ser du noget helt andet. Der ligger en moderne 1-liters, 180 hestes motorcykelmotor, der kan gå op til 14.000 omdrejninger. Og så har jeg monteret CAN-bus, data-logger, temperaturmåling på dæk, positionsaflæsning på støddæmpere og meget mere. Det er ikke noget man har i en gadebil og mange racerbiler har heller ikke den slags elektronik.

Den mest højteknologiske

Mange andre biler i 7’er klassen er ganske primitive: et chassis, fire hjul, en motor og så af sted. Ikke Mikkels. Hans bil er den mest højteknologiske 7’er i dansk motorsport. Bilen afspejler både hans interesse for elektronik og hans passion for ræs, en kombi der har sikret ham gode resultater i sporten: Senest en fjerdeplads i både det danske og det skandinaviske mesterskab 2018.

– I Danmark har vi ikke så meget træningstid. Så jo mere data vi kan samle og analysere, jo bedre kan vi forberede os til næste løb. Vi samler masser af data. Når jeg har været ude og køre en weekend, så kan jeg bruge de næste 14 dage på bare at kigge data.

– Men i virkeligheden er det jo ingenting i forhold til Formel 1. Kevin Magnussens team har live-streaming til et hold på 50 mand, der bare sidder og kigger data i en løbsweekend. Nogle af dem overvåger olietrykket på motoren, ikke andet.

Mikkels højteknologiske racerbil er et work-in-progress. Noget af udstyret er allerede monteret på bilen, noget er under udvikling i hans elektronikværksted, mens andet indtil videre kun er ideer, som han udvikler sammen med sin makker Thomas Hansen, der til daglig designer indmad til elcykler.

Det sparsomme cockpit i raceren

Startede med data-logger

– Jeg startede med at sætte en mere avanceret datalogger i bilen, så jeg kunne måle på, hvordan den opfører sig. Jeg måler g-kræfter under kørsel og position på bilens støddæmperne, så jeg f.eks. kan se, hvor meget de trykkes sammen når jeg bremser. Der er monteret gps og et 6-akset accelerometer, der måler både acceleration og rotation i alle retninger. Dermed kan jeg bl.a. måle, hvor meget bilen krænger.

– Når vi kombinerer alle disse data får vi et billede af, hvordan bilen opfører sig på banen. Vi kan f.eks. se, hvis en støddæmper ikke er sat korrekt op, så den står og hopper under kørslen. Det kan vi så korrigere efterfølgende.

– Der sidder også en sensor på ratstammen, der måler mit styreudslag. Den fortæller bl.a. hvor meget jeg kontrastyrer i sving. Når rattet drejer i en anden retning end den bilen kører i, så betyder det, at du kører for hurtigt. Enten bremser du for sent på vej ind i svinget eller giver for meget gas på vej ud af svinget. Begge dele må man ikke, for så har man ikke fuld kontrol over bilen og taber fart.

En datalogger har uendelig mange muligheder. Her et udpluk, der viser rat-udslag, hastighed på hjul, position på støddæmpere, blanding i motor, temperatur på udstødning og olie- og benzintryk. Der kan så løbende udvides med dæktryk og dæktemperatur målinger. Alt sammen monteret på CAN-Bus til Loggeren, så det kan gemmes.

Speed-sensorer på hvert hjul

– Vi måler også bremsetryk foran og bagpå. Og vi vil montere speed-sensorer, så vi kan måle hastigheden på hvert hjul. Hvis højre hjul f.eks. blokerer under nedbremsning, så kan vi lægge lidt flere kg på hjulet for at gøre det lidt strammere. Ud fra data fra de fire speed-sensorer kan vi også se hvad der sker, når man accelererer ud af et sving. Kører det ene baghjul hurtigere end det andet? Hvis ja, så skal vi ind og kigge på, hvordan spærret i bagtøjet fungerer.

– Desuden har vi bygget en meget præcis overvågning af dæktemperaturen. De andre teams måler lige temperaturen, når bilen kører ind i pit. Men det er et gennemsnit af en hel omgang. Vi vil gerne kunne måle dæktemperatur helt ned i detaljen.

Syv infrarøde temperaturfølere

– Derfor har vi monteret en strip umiddelbart over hvert dæk med syv infrarøde følere fra Texas Instruments. De måler temperaturen hen over trædefladen og sender data over CAN-bus til data-loggeren.

– Temperaturen fortæller os noget om, hvordan dækket arbejder i svingene. Hvis dækket er varmest på ydersiden, så har hjulet ikke den rigtige vinkel og vi må justere camber. Er dækket varmest på midten betyder det, at dæktrykket er for højt.

– Vi vil også montere en infrarød føler på bremseskiven for at kunne måle hvor varm bremsen er. Hvis den ene skive er varmere end den anden, så hænger bremsen nok i den ene side.

Efter løb analyseres data for hver omgang. Her afsløres det, hvilke afvigelser der gør en evt. god eller dårlig omgang. Farverne Blå/Grøn/Rød på de forskellige grafer viser de 3 omgange der sammenlignes. I de fem vandrette kolonner vises gaspedal, RPM. hastighed, rat-udslag og referencetid. Oversigten viser, at omgang 5 er hurtigst. Men omgang 7 er faktisk 0.5 sekund hurtigere, inden der laves fejl.

Optimeret ledningsnet

Lav vægt har stor betydning i 7’er ræs. Derfor har Mikkel monteret kulfiberskærme og letvægtsfælge på bilen. Derudover har han kunnet spare fire kilo ved at skrotte bilens konventionelle ledningsnet og erstatte det med en skræddersyet power box og CAN-bus. Nu går der nogle få power-ledninger til styreboksen og motoren og videre til benzinpumpe og lys i bagenden af bilen, og tilsvarende nogle få ledninger til bilens forende til styring af lys og blink.

– Jeg laver det hele sammen med min kammerat, der er Race Engineer i vores team. Han er hardwaremand og jeg er softwaremand. Han har et job, hvor han konstruerer el-cykler, og faktisk er den processor der sidder i power box’en den samme som i el-cyklerne, bare i en lidt større udgave.

Måling af strømforbrug

– Nu kan vi så også måle strømforbruget på alle enheder. F.eks. kan vi analysere en benzinpumpe. Hvis den begynder at bruge mere strøm end den plejer, så er det nok fordi den er ved at brænde sammen. Så kan vi skifte den inden den står helt af.

– Systemet virker som automatsikringer, der slukker, når der sker en kortslutning. Det betyder, at vi nu kan programmere ind, at hvis f.eks. benzinpumpen kortslutter, så skal systemet vente et sekund og så prøve at tænde pumpen igen.

– Det handler om at være på forkant. Vi er ikke helt klar med alt det jeg nævner her. Men vi er på vej derhen.

RGB LED lygter

Lygterne har Mikkel Holch bygget fra bunden. Sammen med sin hardware-makker har han tegnet printet, bestilt det hjem og siddet derhjemme og loddet det op. På strip’en sidder et antal RGB LED’er, hver af dem forsynet med sin egen microcontroller. De sidder på en seriel bus, så man via én ledning kan tænde og slukke hver enkelt LED og vælge en vilkårlig farve. Derfor kan den samme strip fungere som forlygte, bremselygte, blink osv.

– Det er sjovt at udvikle noget og så bruge det bagefter. Og jeg deler gerne. Hvis andre også vil køre med det, så er de meget velkomne. Der er allerede en, der har spurgt på LED-lysene, og det er jo fint.

LED-lyset (strip nederst i billedet)  har Mikkel bygget fra bunden. Sammen med sin hardware-makker har han tegnet printet, bestilt det hjem og siddet derhjemme og loddet det op. På strip’en sidder et antal RGB LED’er, hver af dem forsynet med sin egen microcontroller.

Dæktryk i real-time

Det seneste Mikkel Holch har investeret i er dæktryksmålere. Målerne er identiske med dem man finder i almindelige gadebiler. Men i standard-opsætningen sender de kun data hvert minut. Det vil han gerne ændre på, så de måler trykket ca. hvert tiende sekund.

– Tanken er så, at køreren kan aflæse både dæktryk og –temperatur mens han kører og kan rulle i pit og justere trykket efter behov. Det næste vi vil kigge på er live telemetri, så mandskabet i pitten kan se målingerne og eventuelt kalde bilen ind, hvis f.eks. dækket bliver for varmt.

– Mange af de ting vi snakker om her, dem kan man godt købe. Men de koster en formue! Et setup som vores kommer hurtigt op i en kvart million. I motorsportens kongeklasser og i formel-klasserne investerer man i den slags, men slet ikke os nede i bunden.

– Det er både billigere og sjovere at lave det selv. Jeg elsker ræs og jeg elsker at rode med elektronik. Så for mig er det en perfekt kombination.

Det optimale kompromis

Ifølge Mikkel handler alt i motorsport om at finde det bedste kompromis. Man kan ikke få det hele: F.eks. bliver man nødt til at have noget vægt i bilen, så man kan accelerere og bremse. Men har man for meget vægt, så er der ikke nok fart i bilen.

– Alt på en racerbil er kompromisser – hele tiden. For mig handler det om at få nogle data, så jeg kan lave det mest optimale kompromis. Lidt for sjov kalder vi det Big Data. Efterhånden samler vi enormt meget data fra racerbilen og så sidder vi og spørger os selv: Hvad for nogen skal vi så kigge på? Men vi samler hellere for meget data end for lidt.

Nu er det vintersæson, men Mikkel er allerede i gang med planlægningen til næste sæson. Kalenderen for 2019 er ved at falde på plads og nu lægges der en tidsplan for, hvornår de næste hjemmeprojekter skal være klar. Men der skal også være tid til at hygge med familien, der alle sammen er en del af det hele.

– Uden opbakning af familien ville det ikke lykkes, understreger Mikkel.

– Og så skal der lige vintertrænes lidt i Racehall sammen med min datter på snart 11. Hun elsker at køre go-cart og der skal hun ikke høre nogle klager fra mig.

Mikkel er glad for ræs og har gennem årene samlet en god portion pokaler og medaljer til gildesalen derhjemme.

Se mere om Syverræs her:

DET OPTIMALE OPEN SOURCE UDVIKLINGSMILJØ


Download vores whitepaper og bliv klogere på, hvordan du opsætter det optimale open source udviklingsmiljø.

You have Successfully Subscribed!