Sistema Automatizado de Verificación de Prestaciones es Sillas de Ruedas Motorizadas

Author(s):
J.C. Antón - Universidad de Oviedo
J.C. Campo - Universidad de Oviedo
C. Blanco - Universidad de Oviedo
M. González - Universidad de Oviedo
J.C. Viera - Universidad de Oviedo
F. Ferrero - Universidad de Oviedo

Industry:
Energy/Power

Products:
LabVIEW

The Challenge:
Evaluar las prestaciones de pequeños vehículos motorizados alimentados desde baterías con el objetivo de mejorar la calidad del producto a través de un equipo de fácil uso y bajo coste.

The Solution:
Diseño y construcción de un sistema de medida con capacidad de comunicación inalámbrica que permita la monitorización on-line y el registro de datos utilizando el software de programación gráfica NI LabVIEW.

Introducción: En los últimos años se han producido importantes avances en el diseño de vehículos para discapacitados (sillas de ruedas motorizadas) y para personas mayores con movilidad pero con problemas para recorrer distancias largas (scooters, etc.) que permiten a estos sectores de la población disponer de vehículos más ligeros, manejables y seguros. Sin embargo, la creciente demanda de mejora de las prestaciones en los apartados de autonomía y potencia, así como de reducción de los costes asociados al recambio prematuro de baterías, sigue siendo una asignatura pendiente para diseñadores y fabricantes.

Objetivos

Con el presente proyecto se pretende caracterizar la demanda energética de los pequeños vehículos motorizados alimentados desde baterías y desarrollar una metodología de ensayos específica para la verificación de sus prestaciones. Para ello, se evalúa la incidencia de los diferentes componentes, principalmente baterías, aunque también motores y tipos de ruedas, en las prestaciones del vehículo.

 El sistema desarrollado permite evaluar  el comportamiento del conjunto batería-vehículo ante:

 

•         Diferentes condiciones físicas del usuario (por ejemplo, peso, etc.).

•         Diferentes requerimientos del usuario (autonomía, velocidad, etc.).

•         Diferentes características del medio por donde va a circular el vehículo (pendiente, etc.).

•         Diferentes tiempos y métodos de recarga de las baterías.

 El diseñador/fabricante dispondrá así de la información necesaria para mejorar la calidad del producto final. Además, estos datos permitirán individualizar la oferta acercando las prestaciones del vehículo a las necesidades particulares de cada usuario.

 Hay que tener en cuenta que factores como la duración de la carga de la batería, su respuesta ante determinadas condiciones de funcionamiento, o su vida de servicio, inciden directamente en la calidad de vida de los usuarios ya que fijan, en función del trayecto, la capacidad-tiempo de desplazamiento del vehículo. Además, la batería es un componente con un gran peso en los gastos asociados al mantenimiento.

 Diseño del sistema

 Para la consecución de los objetivos propuestos se diseño un sistema de medida autónomo con la capacidad de transmisión de datos a un sistema remoto. El sistema de medida está basado en un microntrolador con el sistema de acondicionamiento adecuado a cada sensor utilizado. El sistema remoto consiste en un computador personal bajo Windows que realiza las tareas de recepción de datos, comprobación de errores de transmisión, la monitorización on-line y el  almacenamiento de datos. La implementación final se ha realizado para una silla de ruedas motorizada de la empresa SHORTES S.A., fabricante nacional de este tipo de vehículos y entidad financiadora del proyecto.

 En primer lugar, se seleccionaron las medidas a capturar  en la silla de ruedas para determinar la demanda energética del vehículo en base a parámetros relacionados con la trayectoria (pendiente, etc.) o con las condiciones de conducción (velocidad, etc.). La tabla 1 refleja las variables medidas en la silla de ruedas (tensión y temperatura en las dos baterías de 12V, corriente de carga/descarga de las baterías, velocidad de la silla y pendiente del trayecto en los ejes x -y).  

 

 

Tabla 1. Variables medidas.

 En segundo lugar, se diseñó un sistema que permite transmitir la información vía radio hasta un equipo remoto (computador) para su visualización y almacenamiento. La figura 1 muestra el diagrama de bloques del sistema.

 El software

La simplicidad de programación que ofrece LabVIEW (Windows) ha permitido el desarrollo de la aplicación en el sistema remoto en un plazo muy breve. La aplicación remota gestiona la recepción de datos junto al registro y la representación de esta información. En la figura 3 se muestra la pantalla principal del programa desarrollado. Un usuario no-técnico puede comprobar fácilmente el valor de las diferentes variables; por ejemplo, las magnitudes eléctricas de tensión y corriente en las baterías y, por tanto, la demanda de potencia para unas condiciones de funcionamiento dadas por la velocidad del vehículo y la inclinación del terreno. 

Este software se ha suministrado a la empresa usuaria mediante un ejecutable utilizando el software de National Instruments Application Builder.

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J.C. Antón
Universidad de Oviedo

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