Electronica en la F1


La electrónica, influye mucho y de muchas maneras diferentes en un monoplaza de formula 1, hpy dia sirven como medio de comunicacion, de monitoreo del comportamiento del monoplaza y como propulsor extra por medio de los recuperadores de energia. A continuación pongo algunos ejemplos de electrónica en un F1.


ERS.
El Sistema de Recuperación de Energía (ERS por sus siglas en inglés) está permitido desde de 2014. Esta es repartida en dos motores distintos, el MGU K (equivalente al KERS usado del 2009 al 2013) se carga mediante la frenada, ayudando al coche a detenerse y que no se recalienten los propios frenos, mientras que el MGU H que se encuentra conectado al turbocompresor para recuperar la energía térmica de desecho que sale por el escape. Dicha energía se transformará en mecánica para evitar el retraso del turbo o acumulada en una batería en forma de energía eléctrica (con la consiguiente pérdida que conlleva el proceso de transformación). Dicha energia es contenida en una bateria que activa el piloto desde el volante; esto le proporcionara aproximadamente 163 HP al motor y podrá usarse 33.3 segundos en cada vuelta.


Dibujo que muestra los elementos electrónicos básicos de un F1

FRECUENCIAS
En la F1 usan frecuencias y equipos PMR muy convencionales (nada digital), de las bandas VHF 146-174 MHz y UHF 400-474 MHz (la mayoría, es más lógica esta frecuencia excepto quizás en SPA y Nurburgring).

Ello podría provocar interferencias severas (con bloqueo de sus comunicaciones) en lugares que como Montmelo, tiene una gran ocupación de espectro precisamente en esas frecuencias. No creo que pidan permiso a Recursos Escasos de la DGTel para tres días… aunque legalmente deberían hacerlo.

Cada equipo suele usar una docena de frecuencias para cubrir sus necesidades:
- 4 a 6 VHF para voz con el coche
- 6 UHF para voz dentro de boxes y telemetría
- 3 SHF para telemetría

Ejemplos de frecuencias:
-B:457,66875 MHz M:457,66875 MHz CTCSS 110,9 Hz Fernando Alonso CH1
-B:458,26250 MHz M:468,25000 MHz CTCSS 110,9 Hz Fernando Alonso CH2
-B:458,13750 MHz M:458,13750 MHz CTCSS 94,8 Hz Giancarlo Fisichela
-B:457,33750 MHz M:457,33750 MHz CTCSS NO Ingenieros Renault boxes

La transmisión en VHF se hace con 0,5 W de potencia y ancho de banda de 25 kHz. Las modulaciones son F3E, F2D, G3E, G2D 4PM a 2400 bit/s

De microondas en voz, algún equipo como McLaren usa una extraña banda 1500-1600 MHz. Magnetti Marelli usa los 3 -3,5 GHz para telemetría en ancho de banda de 1 a 3 GHz a 850 kbit/s

EQUIPOS TRANSCEPTORES
Los equipos de voz son transceptores normales PMR (Kenwood, Yaesu, Motorola…) con subtono CTCSS. Ferrari (para variar) los tiene “customizados”.
Raramente usan encriptación (ceo más inversión de banda que código rodante) ya que empeora la calidad especialmente con el piloto, y le puede costar entender los mensajes si se usa.

VERTEX: FVP25 Inverter

Los principales transceptores son:
ASCOM: SE160, Pentacom 1v Ferrari
ICOM: IC02, ICF40, ICF40GT
KENWOOD: TK253, TK330, TK353, TK360, TK370, TK280, TK272
MIDLAND: 70-166
MOTOROLA: Radius EX600, GP300, GP340, HT1000, HT1250LS, MTP700, MX2000, P110,
YAESU-VERTEX: VX400, VX800

Equipo de voz básico de un equipo de F1

ANTENAS BASE
Antenas base, pues colineales omnidireccionales normales, no demasiadas por box para el número de enlaces usados.

Antenas de un equipo de F1

ANTENAS MÓVILES
Antenas móviles: omnidireccionales para las frecuencias en uso. Al menos una para voz y dos para telemetría (se suelen usan para esto una direccional plana de banda estrecha de microondas en el lateral y otra omnidireccional flexible omnidireccional duplex de banda ancha frente al cockpit).

Antenas móviles en un F1

EQUIPOS DE TELEMETRÍA
Para la telemetría, donde se transmite la información de más de 100 sensores y actuadores, hay tres formas de transmisión de datos:

-La de tiempo real, en la que se mandan una pequeña información pero crítica durante todo el recorrido mediante modulación FSK sobre las mismas frecuencias de UHF en banda estrecha. También por ahi se manda la posición GPS.

-La de vuelta, en la que se manda mucha información recogida en cada vuelta (unos 4 MB) sólo al pasar frente a los boxes para que los ingenieros la analicen comparándola con las vueltas anteriores. Para ello se usa la banda de 3 – 4.25 GHz en modo de espectro expandido (banda ancha) con una antena generalmente rígida de microondas en el lateral de coche más próximo a boxes.

-La de pit-stop o final de sesión o carrera, donde se recoge muchisimos datos (unos 40 MB) conectando con un cable el sistema a los PC mediante un conector situado en el lateral cerca de la toma de llenado de gasolina.

Lo que si son específicos (dentro de un orden) son los equipos de adquisición de datos. No se pueden comprar en la tienda de enfrente a diferencia del resto.

Se trabaja desarrollar tecnología para tener más información en tiempo real y en todo el circuito, no sólo al paso por boxes, con sistemas como el ATLAS (Advanced Telemetry Linked Acquisition System) de McLaren.

Centralita electrónica de un F1