Telemetría

[Sami]

Los post tienen un problema muy serio, yo quiero expresar una idea, plasmarlo en una frase es difícil, no todos somos Cela, lo que escribo, a lo que de verdad quiero decir, hay mucha diferencia, luego está el que lee, lo hacemos con toda una carga mental, lo que entendemos es diferente a lo que de verdad nos dicen y la comunicación se vuelve difícil, yo dije, tu dijiste, me llamaste esto cuando yo te contesté lo otro, luego empiezan las descalificaciones personales y por último nos encontramos con personas insultándose sin venir a cuento.
Este foro tiene una gran virtud, podemos opinar libremente sin necesidad de entrar en descalificaciones personales, de ahí mi frase, ni me caes bien ni mal, no te des importancia, lo digo por eso, no te estoy juzgando como persona, no estoy entrando en el terreno personal, tu opinión me merece el máximo respeto y por eso me tomo la libertad de rebatirla, el que la respete no quiere decir que la comparta y el que no la comparta no quiere decir que yo lleve razón, ni que tú seas no se que cosa por no estar de acuerdo conmigo.
Cuando empecé a leer tu correo sobre telemetría, comienzas diciendo que eres estudiante de ingeniería, perfecto (me dije) alguien con conocimientos me va aclarar muchas dudas que tengo sobre el tema, pero el post no está escrito desde le punto de vista de un ingeniero, lo está desde el de una persona , digamos, “normalâ€Â

[juanubas]

Sobre las descalificaciones que mencionas siempre me he intentado mantener al margen, pero la verdad es que eso de que no me diera importancia, cuando en realidad Sami ha actuado de una manera muy similar, pues me ha chocado mucho. Mi idea ha sido la siguiente: hacer ver que es muy difícil hacer un enfoque exhaustivo sobre este tema, a no ser que sea muy premeditado, y por otra parte hacer ver que yo no me doy más importancia que nadie, sino la que me corresponde como un forero más, ni más ni menos. En eso creo que estamos de acuerdo. El que lleve tan sólo 30 "participaciones" no quiere decir que cuando pida que alguien añada algo más, me tengan que recriminar diciendo que no me dé importancia...

Cuando escribí este "Post" como estoy viendo que se le llama la verdad es que lo hice demasiado a lo "español", vamos con un pupurrí de ideas que al final pues, como muy bien dices, son muy difíciles de hacerlas compaginar y hacer que salga un resultado del que pueda sentirse uno agusto y sobre todo que pueda dar algo útil a aquellos que quieran leerlo y sobre todo, reflexionar sobre ello. En eso creo que tenemos la misma visión, no todos somos Cela, y nisiquiera este señor tampoco plasmaría con facilidad a priori sus ideas. También hay que tener en cuenta que estos temas técnicos son bastante difíciles de sintetizar en un artículo que pueda darnos una visión totalmente real sobre este asunto, puesto que, como todos sabemos, cada equipo de F1 se busca sus "habichuelas", y cada uno tiene que desarrollar hasta la mínima pieza propia de cada diseño y de cada solución totalmente diferente a la que llega cada grupo de desarrollo distinto... (de ahí vendrá seguramente el "gastazo" que llevan algunos equipos muy capaces económicamente). Vamos que estos temas no son tan fáciles de sintetizar como el dar un mensaje de "fe" a tal periodista o a tal otro, o a tal piloto o quitarle "fe" a las palabras de algún jefe de equipo. Esto es mucho más difícil.

Por lo tanto, todo lo que no sea dar una visión general, aunque sí concreta, de lo que es la telemetría, o como mucho dar una posible solución que podría adoptarse en algún caso ficticio (podríamos buscar información en internet sobre este asunto, pero te adelanto que con muy poca fortuna se puede encontrar algo que nos informe con un detalle técnico muy exhaustivo, puesto que todo esto es diseño industrial muy específico y por lo tanto, como cada equipo de diseño llega a un sistema distinto y específico, el secreto industrial con el que se lleva a cabo estas operaciones es máximo).

[Sami]

Bueno, el tema creo que está aclarado, vamos a cerrarlo porque se está convirtiendo en un diálogo que es lo contrario de un foro donde opina todo el mundo.
Cualquier idea, información, noticia que tengas sobre telemetría sera bien recibida, bien sea, desde el punto de vista técnico de un ingeniero o desde la visión mas o menos general de cualquier "forero" puedes estar seguro que nadie te va a recriminar nada.

[mari]

La telemetria hace referencia a la medida y transmision de datos por cable, radio u otras formas desde una fuente remota (en nuestro caso el monoplaza) hasta un sistema donde esta informacion es almacenada y procesada.
Se recogen datos de todos tipos: funcionamiento del motor, eficiencia aerodinamica, presiones de los liquidos, grip de neumaticos, funcionamiento de los frenos, etc.... En el Williams F! BMW FW26 de Montoya eran alrededor de 150.000 mediciones por segundo que captaba la computadora de a bordo del monoplaza desde los más de 200 sensores que llevaba el monoplaza. Se miden las fuerzas G, el giro de volante, la velocidad a la que gira la rueda, sensores infrarrojos que miden la altura del monoplaza con el suelo, la inclinacion de las diferentes porciones aerodinamicas, -----
Estos datos se envian despues por microondas y otros sistemas (encriptadisimos y cifradisimos) a los ingenieros de pit lane y son procesados simultaneamente por las computadoras de las escuderias. Estas traducen los datos a formas numericas y graficas para que el equipo sea capaz de interpretarlos, dando una imagen en tiempo real de la actuacion del piloto y el monoplaza. Generalmente se muestran en forma de graficas que marcan la evolucion vuelta por vuelta de los diferentes parametros. Unos de ellos ayudan a los ingenieros en su labor, y otros, los que se refieren mas a conduccion, a los pilotos. (el soft que usa Mclaren cuesta unas 5.000 libras).
No solo los ingenieros valoran esta telemetria, sino que algunos pilotos la usan para evaluar su propio pilotaje y localizar areas donde pueden mejorar sus tiempos de vuelta acelerando antes, frenando mas tarde, o variando la trayectoria de una curva. Tambien se utilizan las del compañero para comparar las actuaciones y ver las posibles areas de mejora.
Estos datos no solo se usan en el circuito sino que seon enviados a los cuarteles generales de las escuderias o equipos donde un grupo de personas las analiza y almacena para que sirvan de ayuda en la mejora del monoplaza ( o de futuros monoplazas) y para facilitar el trabajo de ingenieros o mecanicos. Aunque tambien parte de esta informacion se añade a los archivos del simulador para mejorar una herramienta de trabajo que cada vez se utiliza mas. La telemetria entre otras cosas, capta tambien el estado de la pista, el lugar concreto en que hay un desperfecto, etc...
De ahi la importancia de los test como los que esta semana se llevan a cabo en Spa. Ademas del estado exacto de la pista, los equipos se van de alli con la idea clara de como se comporta el monoplaza exactamente en esa pista. Donde se pierde tiempo por sectores, y que es lo que se puede variar en funcion de los datos que los monoplazas excupen. Ademas, la posibilidad de que cada piloto lleve un reglaje distinto en los test o que prueben diferentes componentes hace que se pueda hacer una comparacion de cual es el set-up del coche que mejor se va a adaptar a las condiciones del circuito y a la forma de pilotar de cada piloto.

En cuanto a los componentes del sistema de telemetria estarian,
1. la ECU o Unidad de Control Electrónica (Electronic Unit Control) que registra y almacena la información recibida de los diversos sensores. Tiene la forma de una pequeña caja negra.
2. Los sensores, que ya hemos dicho que estan instalados en todas partes del monoplazan y registran datos a una velocidad de vertigo.
3. Antenas.
4. Pantalla en la que el piloto ve informacion a tiempo real de algunos de esos datos y que le permiten controlar la mayoria de aspectos del monoplaza.
5. El soft,que procesa toda esa informacion para hacerla accesible a los diferentes miembros del equipo.

[Sami]

Gracias mari, 150000 mediciones, no está nada mal, trasteando por Internet me he encontrado este artículo que me ha parecido interesante y que amplia un poco el tema del que estamos hablando, como sigamos así vamos a pasar del foro directamente al pit de McLaren

http://www.xtremeracers.net/nuke/module ... =0&thold=0

La Fórmula 1, igual que la mayoría de campeonatos de automovilismo dotan a sus monoplazas de un sistema completo de adquisición y grabación de datos que permite conocer el funcionamiento de todas sus piezas móviles y las presiones y temperaturas de los órganos motores.


La transmisión de la información desde el monoplaza a la central que recoge los datos se denomina telemetría. Todo elemento que se mueva en el monoplaza es susceptible de ser reseñado y estudiado mediante su acoplamiento a un pequeño potenciómetro que dará mínimas pero exactas diferencias de voltaje según su posición. Se colocan pequeños sensores en las partes del auto que nos interesan para obtener una enorme cantidad de información sobre el funcionamiento de dicha parte. Esto es útil por ejemplo para saber cuánto y cuándo se mueven los amortiguadores o las tijeras que conectan las ruedas al chasis.

Es muy fácil recopilar la información sobre el momento, la cantidad y el tiempo que el piloto usó el freno o el acelerador. Colocar en la columna de dirección una pequeña polea y correa que le pasa al potenciómetro los datos de cuántos grados de volante usó el conductor. Y así, todas las piezas móviles pueden empadronarse y ser objeto de un seguimiento. Al llegar el auto a los pits, se conecta un computador portátil y se descarga toda la información para estudiarla. Estos movimientos son registrados contra el tiempo transcurrido y éste se aplica al trazado de una pista cuyo trazado se graba previamente en un computador, con ello podemos saber en qué momento y lugar se produjo un movimiento de alguna parte u órgano de conducción del auto. Sabiendo el tiempo y la distancia de cada vuelta podemos representar estos datos sobre un gráfico con el cual más tarde podremos usarlo para "correr" simulaciones animadas perfectas. Así se sabe si un piloto frena antes o después que otro, si es brusco con el pedal del acelerador, si gira demasiado el volante, etc.

Hay sensores que ya no registran sólo movimiento sino que también pueden percibir señales como las temperaturas de agua y aceite, la presión del aceite, las revoluciones del motor, la velocidad real del auto, la posición de la palanca de cambios, etc. Hoy se manejan más de 700 canales de datos en un F1. Muchos de esos datos son utilizados de inmediato por los computadores del auto para reprogramar de manera permanente el funcionamiento de la máquina de acuerdo con el consumo, presión y temperatura ambiente no del momento sino del instante. Esto no acaba aquí. Una cosa es la adquisición de los datos y otra su procesamiento e interpretación.

El auto de F1, mediante finísimos transmisores generalmente infra rojos, pasa de manera permanente desde cualquier lugar de la pista todos esos datos a un panel de computadores que están siguiendo los ingenieros de cada tema en los pits. Esta aplicación tiene dos usos. Uno, de emergencia en las carreras, que sirve para poder prevenir algún fallo y comunicarle al piloto algo que podría suceder en el coche ( se va a dañar el motor porque la presión del aceite está oscilando, sube la temperatura del motor... serían ejemplos de casos) y si hay necesidad de aplicar alguna táctica de sostenimiento hasta el final de carrera o intentar un arreglo en los pits. El otro uso es el más importante: al final de cada ensayo, el piloto asiste y preside largas discusiones (llamadas "debrieffing") con sus ingenieros y van analizando vuelta por vuelta y curva por curva, el comportamiento del monoplaza. Según esto, se toman correctivos en ajuste de suspensiones, de frenos, de dureza de los neumáticos, de carga aerodinámica...

Los equipos suelen sobreponer en pantalla los gráficos de sus dos corredores y allí se sabe con exactitud en que lugar de la pista hay diferencias entre uno y otro y por qué se dan, sugiriendo correctivos precisos tanto de mecánica como de manejo. Esto hace que el trabajo del piloto sea totalmente exacto pues se evaporan las disculpas de manejo que este pueda presentar ante una mala vuelta, todo queda perfectamente matematizado. Viendo la telemetría de un piloto, un equipo sabe su nivel, virtudes y defectos. El asunto de la telemetría y análisis de datos es el corazón de la ingeniería de la Fórmula 1 y en menor escala de todo auto de competencia porque estos sistemas a medida que crecen, se vuelven costosísimos. No tanto por la adquisición de datos sino por el grupo de técnicos e ingenieros que se requieren para interpretarlos. Son por lo menos unos 10 por auto en pista, más los que llevan los proveedores de partes y los que hay sentados en las factorías que siguen en tiempo real los tests o carreras.

Por último decir que gracias a la telemetría, una carrera queda completamente grabada de principio a fin en un ordenador y luego se pueden "correr" de nuevo la prueba en un banco de motores o en un simulador e introducir modificaciones en el ajuste del carro y saber asi sus efectos. De esta manera, las predicciones y ajustes hechos en fábrica y a control remoto son casi exactos cuando se llega a la pista a los primeros ensayos y luego se hacen sólo ajustes finos para el momento.

Fuente: Textos tdr

[juanubas]

Gracias Sami y Mari por vuestra búsqueda y comparto de información sobre este asunto de la Telemetría.

[Sami]

Gracias Sami y Mari por vuestra búsqueda y comparto de información sobre este asunto de la Telemetría.

El tema sigue abierto, tiene mucha "tela" que cortar, ya sabes, todo lo que se te ocurra adelante.

[sky]

Bueno, al que le interese estos temas se puede bajar un programa de telemetrías muy sencillo denominado “Motecâ€Â

[380787400]

Aprovechando las vacaciones de Navidad, he hecho un pequeño brainstorming sobre la telementría y a continuación expongo una serie de ideas que se ajustan a lo que yo IMAGINO en cuanto al uso y aplicación de ésta. Quiero recalcar que todo son hipótesis basadas en mi experiencia y formación académica y que no se fundamentan con experiencias propias en la fórmula 1. Nada de lo escrito a continuación está contrastado con expertos experimentados en la fórmula 1 y cualquier corrección y/o puntualización es más que bienvenida.

últimamente se habla mucho sobre la importacia en la reducción de costes en la fórmula 1 de:
la aplicación de CFD (cálculo de dínamica de fluidos) a la fórmula 1
el uso túneles de viento.

Pues bien, la telemetría es la tercera pata del banco. Sin ésta, no se podría cerrar el círculo.
Intentaré explicarme:

CFD:
Con CFD se crean modelos matemáticos que predicen los valores de ciertas variables de modo que antes de fabricar un coche se puede tener una aproximación de su comportamiento real. Como podéis imaginar esto es mucho mas barato que el viejo método de prueba-error.
Por ejemplo, se puede definir un perfil aerodinámico de un coche completo y determinar cual será la distribución de la fuerza de sustentación y la resistencia bajo diferentes condiciones de flujo de aire (variaciones en caudal y dirección).
Si damos un paso mas, podemos elegir un circuito y definir unas condiciones meteorológicas (temperatura ambiental, humedad, temperatura del asfalto, fuerza del viento y dirección a lo largo del trazado...). Si modelamos todas estas condiciones de contorno en nuestro modelo matemático junto con el perfil aerodinámico del coche podremos entonces obtener una distribución TEÓRICA de la fuerza de sustentación y la resistencia en cada punto del trazado. Esto nos daría el comportamiento teórico del perfil en el circuito. Haciendo esto para todos los circuitos Y cubriendo "todas" las condiciones meteorológicas posibles podríamos predecir si nuestro perfil aerodinámico funcionará o no a lo largo de toda la temporada SIN HABER FABRICADO UNA SOLA PIEZA. Esto suena bien, verdad?

Túnel de viento
PERO qué pasaría si el modelo matemático no reproduce la realidad? Pues por ahora estamos a tiempo de arreglarlo ya que disponemos del tunel de viento.
En el túnel de viento podemos probar nuestro modelo matemático reproduciendo las condiciones de contorno definidas en nuestro modelo sobre perfil idéntico al definido en el modelo matemático. Esto es, ya podemos validar la formulación del modelo matemático, refinarla o desecharla. Hacer notar que lo que se puede validar en este punto es la formulación del modelo y no el modelo.

En este punto YA tenemos que empezar a fabricar algo, PERO no es necesario utilizar los materiales originales. Es suficiente con reproducir la forma exterior y el acabado superficial. Esto significa que
1.- En lugar de fibra de carbono podemos estar hablando de plástico (teniendo cuidado con las deformaciones que puedan aparecer).
2.- En lugar de usar tecnología de fabricación de fibra de carbono de piezas con doble curvatura muy pronunciada podemos estar hablando de usar tecnología de fabricación de prototipos de plástico.

Tanto el material como la tecnología son mucho más baratos.
Aunque me imagino que en F1 los túneles de viento son de escala 1:1. Los modelos matemáticos permiten (con alguna limitación) el uso de túneles de viento escalados. Para artefactos más grandes como aviones o barcos se utilizan modelos más pequeños que los reales (como se puede suponer).

Telemetría
Aquí está (hasta donde es posible*) el verdadero salto de la teoría a la realidad.
Qué pasaría si el modelo matemático a sido desarrollado bajo una hipótesis falsa o sin considerar alguna variable importante, y el túnel ha reproducido SOLO las condiciones de contorno consideradas en el modelo matemático? Pues si trabajamos en el mundo de la F1 pasa entonces que la hemos cagado porque no tendremos tiempo de definir el coche a tiempo y mejor nos ponemos a pensar en coche de la próxima temporada. El programa de desarrollo se hace considerando que no hay grandes desfases entre la realidad y los modelos. Un error de este tipo te deja sin tiempo de reacción para implementar de nuevo el proceso de desarrollo: nuevos modelos matemáticos, pruebas en el túnel de viento... (Seguro que a más de uno le suena este "pequeño" error)
Bueno, siguiendo con el desarrollo natural en el que no debe haber grandes desviaciones entre los valores reales y teóricos con la telemetría se puede contrastar y refinar el modelo matemático (modificando o introduciendo factores de corrección basados en la realidad).

*Por qué "hasta donde sea posible"? No se pueden controlar ni medir el valor real de TODAS las condiciones de contorno de un modelo de detalle. Esto es, no se puede afirmar con certeza cuales son los valores de las condiciones de contorno durante las sesiones de telemetría. De manera que no es posible estar seguro de que se están comparando manzanas rojas con manzanas burdeos, aunque la diferencia está en un rango que permite sacar conclusiones válidas para determinar la utilidad del modelo.

Así, (y para cerrar el círculo) si disponemos de un modelo matemático fiable podemos estimar de forma barata y rápida la efectividad de la introducción de modificaciones en nuestro perfil (como desarrollo de pequeños apéndices). Otra posibilidad es especificar con más certeza las condiciones de contorno ambientales (basándonos por ejemplo en predicción meteorológica a 3 días vista) para predecir con más fiabilidad el comportamiento del perfil en un gran premio en concreto y hacer un ajuste inicial de los reglajes del coche.

En cuanto al número de variables que se pueden obtener con la telemetría puede ser infinito y vendrá marcado por el presupuesto del equipo destinado a este parte del desarrollo. La representación de la telemetría más simple e intuitiva es mediante gráficas bidimensionales (X-Y). Sin embargo, estoy seguro de que los equipos de analistas de F1 deben usar gráficas/tablas/comparaciones que consideren más de 20 variables simultáneamente. Para intentar simplificar esto se pueden hacer ponderaciones o promedios de variables o también pueden usar análisis adimensionales (se definen nuevas variables que son funciones de las variables medidas). Por ejemplo en lugar de utilizar gráficas/tablas con Temperatura a la salida del motor (T_salida), Se puede definir una variable t_adimensional como:
t_adimensional = (T_salida-T_entrada)/T_ref
Este tipo de análisis además permite hacer comparaciones directas entre valores obtenidos bajo diferentes condiciones de contorno.

Como ya podéis imaginar las variables a analizar pueden ser infinitas, lo importante es valorar (ponderar) el peso o importancia real de cada una en los modelos matemáticos.

PGC

[Raikkonista]

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[Carballedo]

Muchas gracias por la informaciñon sky y 380787400