Dálkově řízený model automobilu pro demonstrační účely a výuku automobilových elektronických systémů

Abstract

Tato diplomová práce se soustředí na návrh a realizaci systému pro výukové a demonstrační účely v oblasti elektronických systémů osobních automobilů. Systém se skládá ze dvou hlavních částí. První část zahrnuje dálkově řízený model vlastní konstrukce, simulující základní elektronické a mechatronické funkce reálného vozidla, jako je řízení nápravy, pohon elektromotoru, správa baterie, osvětlení a široká škála senzorů. Druhá část se zabývá návrhem zjednodušené architektury vozidla a vytvořením simulovaného modelu v prostředí Vector CANoe. Tento virtuální systém umožňuje dynamické propojení s reálnými prvky funkčního modelu a využití rozhraní CAN bus pro propojení virtuálního a reálného modelu vozidla. Dále je zde navrhnuto komunikační rozhraní mezi simulací a ESP32 na principu CAN protokolu. Klíčovými oblastmi práce jsou problematika elektronických systémů vozidel, výběr elektronických komponent, volba platformy pro řízení modelu, implementace řídicího softwaru a návrh elektronické a mechanické konstrukce modelu. Tato práce nabízí komplexní pohled na vytvoření systému umožňujícího demonstraci a výuku elektronických systémů automobilů prostřednictvím propojení reálných a virtuálních modelů. Model byl vytvořen pomocí 3D tisku, simulace byla zajištěná pomocí softwarového nástroje CANoe a komunikace byla vytvořena v prostředí Arduino IDE. Model je vhodný jak pro demonstraci CAN komunikace v automobilovém průmyslu, tak pro praktickou výuku v programu CANoe, nebo parsování CAN protokolu za pomocí ESP32.

This thesis focuses on the design and implementation of a system for teaching and demonstration purposes in the electronic systems of passenger cars. The system consists of two main parts. The first part includes a remote-controlled model of its construction, simulating the essential electronic and mechatronic functions of an actual vehicle, such as axle steering, electric motor drive, battery management, lighting and a wide range of sensors. The second part deals with designing a simplified vehicle architecture and creating a simulated model in the Vector CANoe environment. This virtual system enables a dynamic connection with real elements of the functional model and the use of the CAN bus interface to connect the virtual and real vehicle model. Furthermore, a communication interface between the simulation and the ESP32 based on the principle of the CAN protocol is proposed here. The critical areas of work are the electronic vehicle systems, the selection of electronic components, the choice of a platform for model control, the implementation of control software, and the design of the model's electronic and mechanical construction. This thesis offers a comprehensive view of creating a system enabling the demonstration and teaching of automotive electronic systems by connecting real and virtual models. The model was created using 3D printing, the simulation was provided using the CANoe software tool, and the communication was made in the Arduino IDE environment. The model is suitable for demonstrating CAN communication in the automotive industry and for practical training in the CANoe program or parsing the CAN protocol using ESP32.