Experience in the use of microcontroller platforms and computer technologies in experimental researches of automotive and tractor machinery

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The current level of research and development work involves the use of systems based on programmable electronics. At the current level of engineering, the development of these systems is expedient to carry out using specialized software. At the same time, a systemic approach to the methodology for using the mentioned tools has not been fully formed yet, which necessitates the consideration of the relevant issues of theory and practice.

AIMS: The attempt to form the principles of the mentioned systemic approach, based on the idea of the integrated hardware and software use, where the complementarity of their capabilities ensures the appearance of a pronounced emergence.

METHODS: The article contains an analytical review and categorization of modern tools that allow to support research in their preparation, carrying out and results processing. As a particular example of their successful combined application, a computerized educational laboratory installation designed by the authors for balancing and calibrating the torque measurement system at a driveshaft of a passenger car is considered.

RESULTS: The article materials contain a description of design and an operation principle of the mentioned installation, a consistent consideration of those specific tools that were used in its development, а information regarding the basic capabilities, the most significant characteristics and features of these tools, as well as the trial tests results and their interpretation.

CONCLUSIONS: The approach described by the authors makes it possible to rationally approach the solution of problems related to the development and use of data measurement systems for experimental studies of automotive and tractor machinery.

About the authors

Aleksei E. Esakov

Moscow Polytechnic University

Author for correspondence.
Email: ravn@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4393-958X
SPIN-code: 8766-5750
ResearcherId: AAW-3049-2021

Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Land Vehicles Department

Russian Federation, 38 Bolshaya Semyonovskaya street, 107023 Moscow

Vladislav V. Bernatskii

Moscow Polytechnic University

Email: vladislav_bern@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3754-8729
SPIN-code: 1826-6290

Associate Professor, Cand. Sci. (Tech.), Professor of the Land Vehicles Department

Russian Federation, 38 Bolshaya Semyonovskaya street, 107023 Moscow

Mikhail Yu. Esenovskii-Lashkov

Moscow Polytechnic University

Email: ludovicxiv@inbox.ru
ORCID iD: 0009-0003-6530-2325
SPIN-code: 8130-4928

Associate Professor, Cand. Sci. (Tech.), Professor of the Land Vehicles Department

38 Bolshaya Semyonovskaya street, 107023 Moscow

References

  1. Zharkov NV, Mineev MA, Finkov MV, et al. KOMPAS-3D. Polnoe rukovodstvo. Ot novichka do professionala. St. Petersburg: Nauka i Tekhnika; 2016. (In Russ).
  2. Kir'yanov DV. Samouchitel' Mathcad 13. St. Petersburg: BHV-Peterburg; 2006. (In Russ).
  3. Monk S, SHerc P. Elektronika. Teoriya i praktika. St. Petersburg: BHV-Peterburg; 2018. (In Russ).
  4. Platt CH, YAnsson F. Enciklopediya elektronnyh komponentov. 3 Vols. Vol. 3. Datchiki mestopolozheniya, prisutstviya, orientacii, vibracii, zhidkosti, gaza, sveta, tepla, zvuka, elektrichestva. St. Petersburg: BHV-Peterburg, 2017. (In Russ).
  5. Rukovodstvo po ekspluatacii tenzorezistorov tipa FKP [Internet]. SIBTENZOPRIBOR [cited 2023 Jun 5]. Available from: https://www.sibtenzo.com/articles/rukovodstvo-po-ekspluatatsii-tenzorezistory-tipa-fkp/?ysclid=lbx9flva9r936062314. Дата обращения: 09.04.2023
  6. Belyaev NM. Soprotivlenie materialov. Moscow: Nauka; 1976. (In Russ).
  7. APM FEM. Rukovodstvo pol'zovatelya [Internet]. Sistema tryohmernogo modelirovaniya KOMPAS-3D [cited 2023 Jun 5]. Available from: https://kompas.ru/source/info_materials/2015/APM_FEM_16.pdf
  8. LM158, LM158A, LM258, LM258A, LM2904, LM2904B, LM2904BA, LM2904V, LM358, LM358A, LM358B, LM358BA. Industry-Standard Dual Operational Amplifiers: Datasheet [Internet]. Texas Instruments Inc. [cited 2023 Jun 5]. Available from: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm358.pdf?ts=1660417488863&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FLM358
  9. Prokopenko VS. Programmirovanie mikrokontrollerov ATMEL na yazyke C. St. Petersburg: Korona-Vek; 2018. (In Russ).
  10. Petin VA. Arduino i Raspberry Pi v proektah Internet of Things. St. Petersburg: BHV-Peterburg; 2019. (In Russ).
  11. Blum Dzh. Izuchaem Arduino: instrumenty i metody tekhnicheskogo volshebstva. St. Petersburg: BHV-Peterburg; 2018. (In Russ).
  12. ATmega328P. 8-bit AVR Microcontroller with 32K Bytes In-System Programmable Flash: Datasheet [Internet]. Microchip Technology Inc. [cited 2023 Jun 5]. Available from: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf
  13. Nemchinov VM. Osnovy elektronnoj izmeritel'noj tekhniki. Part 1. Elementy analogo-cifrovyh preobrazovatelej. Moscow: MIFI; 1978. (In Russ).
  14. USB to Serial Port Chip CH340: Datasheet. Version: 3B [Internet]. Nanjing Qinheng Microelectronics Co., Ltd. [cited 2023 Jun 5]. Available from: http://wch-ic.com/downloads/file/79.html?time=2022-04-18%2013:50:25&code=cV0Cqq5lvK9U2MeaVAZyefr7GYspnMi83DaaQrjf
  15. Revich YUV. Programmirovanie mikrokontrollerov AVR: ot Arduino k assembleru. St. Petersburg: BHV-Peterburg; 2020. (In Russ).
  16. Ivanov VB. Programmirovanie mikrokontrollerov dlya nachinayushchih. Vizual'noe proektirovanie, yazyk C, assembler. Kiev: MK-Press; St. Petersburg: Korona-Vek; 2010. (In Russ).
  17. LabVIEW. Measurements Manual [Internet]. San José State University [cited 2023 Jun 5]. Available from: https://www.sjsu.edu/people/burford.furman/docs/me120/LabViewMeasManual.pdf
  18. Suranov AYA. LabVIEW 8.20: Spravochnik po funkciyam. Moscow: DMK Press; 2007. (In Russ).
  19. Bokarev DR, Esakov AE, Krasavin PA, et al. Vvedenie v ischislenie izmeritel'nyh pogreshnostej kodiruyushchih preobrazovatelej. Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura. 2018; 2 (16). Available from: https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/591/pdf_374. (In Russ).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Generalized functional diagram of the laboratory unit

Download (221KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Virtual model of the laboratory unit mechanical part in the KOMPAS-3D environment

Download (488KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Color map of the yield strength factor values for the suspension rod, obtained as a result of finite element analysis in the APM FEM module of the KOMPAS-3D environment

Download (572KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Virtual model of a strain gauge bridge with balancing and signal amplification in the Proteus Design Suite environment

Download (358KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Virtual model of the microcontroller board with connected peripheral devices in the process of interactive simulation produced by the means of the Proteus Design Suite environment

Download (384KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Firmware text with explanations in the Arduino IDE environment

Download (365KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Firmware algorithmic block diagram, pinout of the target microcontroller and virtual instrument in the Flowcode environment

Download (645KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Virtual instrument front panel windows and its algorithmic block diagram in the LabView environment

Download (257KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Time characteristic of loading and unloading of the axle shaft

Download (335KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Static characteristic of strain gauge system

Download (203KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».