FDR meter

In de stock electro tourwagen is het gebruikelijk om een minimale tandwielverhouding te verplichten voor nog meer gelijkheid en het voorkomen dat motoren door een te snelle vertanding verbranden. Probleem is dat een goede controle hierop tijdrovend is en men uitgaat van de fabrieksopgaaf poelies in combinatie met de verhouding van de pinion/spuur welke wel afleesbaar zijn. Door poelies van andere merken auto's te gebruiken is deze regel vrij makkelijk te omzijlen en schijnt dan ook veelal te gebeuren.

De definitie van "stock" is niet zo duidelijk vastgelegd dan sommigen zouden willen en bestaan er vele truken om stock sneller te krijgen. Omdat stock bij de ene persoon "uit de doos gebruiken" is en bij de ander eerst alles optimaliseren voor de montage ontstaan er veel verschillen en kan je er van uit gaan dat als mensen met de FDR (Final Drive Ratio) de grenzen overschrijden er de kans bestaat dat dit ook bij motoren en regelaars gebeurt wat hier en daar al aangetoond is. Deze FDR meter is een start van wat er misschien nog meer aan controle apparatuur kan komen.

De basis is een teller op het wiel en een teller op de motor:

Laat het geheel draaien en na een paar seconden is er genoeg geteld om de berekening nauwkeurig te krijgen zoals in de tekening is aangegeven.

De puls van een wiel wordt uit een lichtsluis gehaald waar een speciale wiel doorheen draait. Het meest gunstige om de puls van de motor te krijgen is gebruik maken van aan aftakking van de sensoren die in een brushless systeem de positie van de rotor terug koppelen naar de regelaar. Na wat zoekwerk kwam ik uit op de gestandariseerde aansluitingen en type stekker:

Lastig in dit verhaal is dat je er een rekenmachine bij nodig hebt en je wilt de meeting zo snel en makkelijk mogelijk maken. Het idee was geboren om met een simpele logische teller (CD4040) de wiel-as tot 1024 te laten tellen en dan de gehele telling stop te zetten. 1024 is bijna 1000 en is het gemeten getal op de motor-as redelijk herkenbaar als de FDR. Uitgaande dat de Speed Passion V3 13.5 turms ongeveer 30.000rpm maakt zal de meeting bij de meest gebruikelijke FDR's rond de 10 seconden duren, de vraag van de opdrachtgever was of dat niet te lang was en is besloten dit te halveren. In de tekening hierboven is een schijf getekent met 1 sleuf voor een lichtsluis, de schijf heeft nu 2 sleuven wat ook beter voor de balans is en net zo goed tot 1024 telt maar wel in 512 omwentelingen. Simpel uitgelegd is dat de meter bij een FDR=4 in totaal op een schijf met 1 sleuf 4096 moet aangeven en met een schijf met 2 sleuven 2048.

De sensoren van de motor werken op 5 volt, de vraag was of er genoeg stroom af te tappen is voor de schakeling gezien die ook 5 volt gebruikt, dat zou de meter geheel zelfstandig maken. Helaas was er niemand die mij een antwoord kon geven dus moest er een voeding komen en was er het idee om de voeding zo universeel mogelijk te maken. Een simpele keuze was een USB stekker. Die USB laadstekkers kosten niets, die zijn er in overvloed en gezien de LCD monitoren en computers in een wedstrijdhok genoeg USB aansluitingen hebben mag men wel eens de voeding kwijt maken.

Een degelijk printje voor het sensorkabeltje, de printsporen zijn even met een frees gemaakt.

De achterkant om de kabel voor de aftakking naar de meter te solderen.

Met wat 40x60 aluminium profiel en een plankje hout was een standaard snel gemaakt met de electronica geïntegreerd.

Door ook de wielschijf (2 stuks) aan de plank te schroeven kunnen ze niet kwijtgemaakt worden.

Met de auto erop (zie wielschijf):

En zo dus de sensorkabel

Met een tabel ernaast is de waarde op de meter direct aan de FDR te koppelen.

Een verschil aan 50 getelde pulsen geeft ongeveer een factor 0.1 op de FDR en is de FDR redelijk precies te bepalen, voor een technische controle is alleen een minimum getal om aan te houden voldoende. In het geval van een FDR van 4.5 zou je 2300 als minimum kunnen aanhoudenwat ongeveer op 4.49 uit komt. Genoeg om rekening te houden met een afwijking en zeker geen winst voor de rijder als hij daar precies op zit.

Een eerste test

Zonder te weten wat zijn FDR was kwam ik op 2654 uit, dat gedeeld door 512 komt op 5.2 uit en dat klopte na het bekijken van de gebruikte tandwielen, ook de meeting van 7 seconden was kort genoeg. De eenvoud van een tussenkabel op de sensorkabel en het verwisselen van een wiel kan een meeting in 30 seconden gedaan zijn. Een eerste race waar deze meter ingezet gaat worden zal dan ook voor enkele rijders een verrassing zijn want iets wat normaal niet gecontroleerd werd zal nu eenvoudig getest kunnen worden. Ik verwacht een berg aan reacties zowel goed als slecht.....

Er is al vraag naar een 2e en liggen er wat opties open voor verbetering. Tellen tot 1000 (binair: 01111101000 ) waarmee de meeting nog meer begrijpelijker wordt. De gebruikte display-teller was ook niet de goedkoopste en kan ik voor dat geld ook een Arduino mini met een LCD module pakken die met het juiste programma in 1 keer de FDR-waarde op het scherm tovert.

Ook zou het mooier en makkelijker zijn als ik de motor kan meten door gewoon een krokodillenklem op een fasedraad van de motor te klemmen want de sensorkabel is wel goed maar niet echt gemaakt om massaal los te trekken en vast te prikken. Aftakken van de fasedraden kent 1 probleem, die kennen ook een pulsmodulatie die onnodige telpulsen geeft maar dat is wel te filteren.

De testopstelling

De chaos wat op de motor staat:

Na wat filters en een Schmitt Trigger:

Probleem is alleen dat bij lage toeren de puls weg valt wat de meeting niet echt betrouwbaar maakt.....