Sistema de assistência para pilotos de automobilismo aplicado para pilotos amadores de Kart

Abstract

A engenharia é responsável pelo planejamento, projeto, construção e manutenção de veículos e seus componentes e sistemas. O automobilismo depende da engenharia para o bom funcionamento, criação e desenvolvimento de componentes capazes de extrair o máximo desempenho. O presente trabalho detalha o processo de criação, desenvolvimento e teste de um sistema de assistência capaz de auxiliar os pilotos a melhorar seu desempenho durante as corridas. Foi desenvolvido um sistema que auxiliará via mensagens visuais e auditivas o piloto. O sistema é composto principalmente de um módulo NodeMCU-32S, o decodificador de áudio I2S UDA1334A, display de toque LCD ILI9488 e um sensor infravermelho emissor e receptor. O autor definiu um estudo de caso para pilotos de kart. Na pesquisa, foi feita uma observação preliminar para a construção do sistema com o objetivo de entender fatores que possam interferir no desempenho do piloto. Utilizando os sensores, foi montado um circuito para cronometrar o tempo da volta, bem como um sistema de comunicação entre o piloto e o sistema principal, que informa o piloto sobre seu desempenho e onde e como o piloto pode melhorar seu desempenho. O sistema de cronometragem desenvolvido foi comparado com uma câmera digital do smartphone Samsung note 9 capaz de gravar vídeos a 240 quadros por segundo (câmera lenta) durante um teste em ambiente controlado, e comparado com um sistema de cronometragem de pista de kart comercial. Os testes foram feitos para a faixa de operação de 13 a 59 segundos, e obteve-se um valor de 0,523 segundo como a maior diferença entre o protótipo desenvolvido e o tempo registrado pela câmera de alta velocidade, e uma diferença média de 0,360 segundo entre as medições dos dois sistemas - considerando um erro relativo, os valores foram 0,352 segundo e 0,051 segundo respectivamente. A comparação do protótipo com o sistema de pista mostrou uma diferença máxima de 0,461 segundo entre os dois sistemas.

The engineering is responsible for the planning, design, construction, and maintenance of vehicles and their components and systems. Motorsports depends on engineering for the proper functioning, creation and development of components capable to extracting maximum performance. The present work details the process of creation, development, and testing of an assistance system capable to helping drivers to improve their performance during races. A system was developed that will help the pilot via visual and auditory messages. The system is mainly composed of a NodeMCU-32S module, the I2S UDA1334A audio decoder, ILI9488 LCD touch display, and an infrared emitter and receiver sensor. The author defined a case study for kart drivers. In the research, a preliminary observation was made for the construction of the system with the objective of understanding factors that could interfere with the pilot's performance. Using the sensors, a circuit was assembled for timing the lap time, as well as a communication system between the pilot and the main system, which informs the pilot about his performance and where and how the pilot can improve his performance. The timing system developed was compared with a digital camera of the Samsung note 9 smartphone capable to recording videos at 240 frames per second (slow motion) during a test in a controlled environment, and compared with a commercial kart track timing system. The tests were made for the operating range of 13 to 59 seconds, and a value of 0.523 second was obtained as the largest difference between the developed prototype and the time recorded by the high speed camera, and an average difference of 0.360 second between the measurements of the two systems - considering a relative error, the values were 0.352 second and 0.051 second respectively. Comparing the prototype with the track system showed a maximum difference of 0.461 second between the two systems.