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8-in-1-Messgerät in der Formula Student

Handheld-Oszilloskop an der Rennstrecke

8. Oktober 2018, 11:00 Uhr | Nicole Wörner

Debugging von CAN-Bus-Daten

Mehrere Rennteams der Formula Student nutzen das Handheld-Oszilloskop R&S Scope Rider RTH von Rohde & Schwarz für Messungen an ihren Rennwagen. Ein Praxisbeispiel aus den Reihen des FaSTDa Racing Teams der Hochschule Darmstadt.

Von Dr. Markus Herdin, Produktmanager für Oszilloskope bei Rohde & Schwarz

Das hochspannungsfeste Oszilloskop bietet selbst unter den extremen Bedingungen an der Rennstrecke die Leistungsfähigkeit eines Labor-Oszilloskops. Ein Praxisbeispiel aus den Reihen des FaSTDa Racing Teams der Hochschule Darmstadt.

Bei der Inbetriebnahme von Rennwagen muss die Elektronik ausgiebig getestet werden. Das gilt auch für die Formula Student mit ihren von Studenten entwickelten Fahrzeugen, die wie Formel-1-Rennwagen aussehen. Das FaSTDa Racing Team der Hochschule Darmstadt hat seinen Boliden F18 Clara mit umfangreicher Sensorik ausgestattet. Um die Sensordaten zu erfassen und über längere Zeit zu überwachen, setzt das Rennteam ein Handheld-Oszilloskop mit integriertem Datenlogger ein. Mit der Dekodierfunktion des Geräts lassen sich unter anderem übertragene CAN-Bus-Daten analysieren. Zudem können die Studenten mit dem vollständig isolierten Oszilloskop Ströme und Spannungen sicher messen – und das bis 1000 Volt. Weil das Gerät neben der Oszilloskop-Funktionalität, dem Datenlogger und der Dekodierfunktion auch einen Logik-, einen Spektrum- und Harmonischen-Analysator bietet sowie ein digitales Multimeter und einen Frequenzzähler, lassen sich mit ihm schnell alle wesentlichen Störungsursachen an elektronischen Systemen aufspüren und beheben.

Der Rennbolide F18 Clara

Das FaSTDa Racing Team besteht aus Studierenden der Hochschule Darmstadt, die in diesem Studienjahr ihren zehnten Boliden mit Verbrennungsmotor entwickelt und produziert haben. Ende Mai hat das Darmstädter Team seinen F18 Clara der Öffentlichkeit vorgestellt. Der modifizierte KTM-Einzylindermotor schafft es mit 59 PS in 4 s von Null auf 100 km/h und erreicht mit etwa 130 km/h seine Spitzengeschwindigkeit. Bei den Wettbewerben der Motorsportklasse Formula Student geht es nicht nur um das schnellste Fahrzeug, sondern um das Team mit der besten Gesamtbewertung. Bis zu den ersten Formula-Student-Rennen im Spätsommer haben die angehenden Ingenieure ihren Boliden optimiert. Zur Renn-Performance zählen Eigenschaften wie Fahrdynamik, Handling, Beschleunigung, Ausdauer und Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch im Autocross-, Skid-Pad- (Acht-Fahr-), Acceleration- und Endurance-Rennen.

Das Messgerät für die Motoransteuerung

Das FaSTDa Racing Team hatte im letzten Jahr beim Formula-Student-East-Rennen in Ungarn den Efficiency-Award erhalten und wollte diesen Erfolg mit dem F18 noch weiter ausbauen. So erhielt das Fahrzeug ein besonders leichtes Fahrgestell und eine neue Motorsteuerung, die die Effizienz noch weiter optimieren sollte. Selbst entwickelt haben die Studierenden das Platinendesign und den dafür nötigen Code: Auf dem Display im Cockpit lassen sich hierdurch alle wichtigen Parameter während des Rennens übersichtlich im Auge behalten, etwa Drehzahl, Öltemperatur und Öldruck sowie Batteriespannung oder auch die Geschwindigkeit. Entsprechend ist der F18 mit zahlreichen Sensoren ausgestattet, die an Messkarten mit CAN-Bus-Schnittstelle angeschlossen sind. Diese senden die Daten ins Cockpit.

Für die Fehlersuche sowie zur Optimierung der Ansteuerung suchte das Team nach einem Messgerät mit integriertem Datenlogger zur Erfassung und Langzeitüberwachung der Sensordaten. Darüber hinaus musste es CAN-Bus-Daten analysieren können. Zudem sollte das Oszilloskop für die Fehlersuche am Fahrzeug robust und tragbar sowie für Messungen an Hochspannung zertifiziert sein.