Pehlivan VCU

Pehlivan VCU (Vehicle Control Unit) - REVO.1 🏎️⚡

Trakya Üniversitesi Pehlivan Team ve Tas-Pro (Tasarım ve Proje Topluluğu) bünyesinde Shell Eco-marathon yarış aracı için özel olarak geliştirilmiş, endüstriyel standartlarda Araç Kontrol Ünitesi (VCU) donanım ve gömülü yazılım projesidir.

Bu kart; verimlilik, hafiflik ve kurşungeçirmez gürültü bağışıklığı (EMI/EMC) felsefesiyle, geleneksel ağır komponentlerin (lineer regülatörler, taş dirençler vb.) yerini tamamen akıllı yazılımsal ve anahtarlamalı çözümlere bırakması amacıyla sıfırdan tasarlanmıştır.

---

🛠️ Teknik Özellikler & Donanım Mimarisi

• Ana İşlemci: STM32G431 (ARM Cortex-M4 @170MHz, Matematik Hızlandırıcı CORDIC & FMAC).
• Güç Girişi: 12V - 14.4V Yarış Aküsü (Doğrudan besleme).
• Periferi Beslemeleri: * Yeni nesil yüksek verimli anahtarlamalı güç katı.
  • Nextion HMI, LoRa ve SD Kart modülleri için 100nF seramik ve 10µF kutuplu elektrolitik filtre kombinasyonlu izole besleme hatları.
• Güç Çıkışları (Sürücü Katı): BTS432 Akıllı Güç Anahtarları (Far, Sinyal ve Fren Lambası kontrolü için).
• Haberleşme & Telemetri: * Doğrudan işlemciye bağlı LoRa Modülü (Kablosuz Telemetri).
  • Nextion HMI Ekran Arayüzü (UART).
  • FDCAN (Geriye dönük klasik CAN-Bus uyumlu, pitte maksimum esneklik).
• Veri Günlüğü (Data Logging): SD Kart Modülü üzerinden SPI haberleşmeli, anlık veri kaybını engelleyen "Kara Kutu" loglama altyapısı.
• Zaman Senkronizasyonu: CR2032/Düğme Pil destekli dahili RTC (Real Time Clock) mimarisi.

---

⚡ Donanım Tasarım Radikalleri (Neden REVO.1?)

REVO.1 revizyonu, pitteki kriz anlarını ve araç içi verimliliği maksimuma çıkarmak için şu kritik donanımsal kararlarla şekillendirilmiştir:

1. Sıfır Taş Direnç / Sıfır Isı: Şerit LED'lerin akım sınırlaması için kaba ve el yakan taş dirençler kullanılmamıştır. Akım kontrolü, STM32'nin Timer birimleri üzerinden yazılımsal PWM (Sinyal Genişlik Modülasyonu) ile çözülmüştür. Akü 14.4V'a vurduğunda lamba hatları %83 Duty Cycle ile kilitlenerek ortalama akım ideal 12V seviyesine çekilir.
2. Yüksek Titreşim Dayanımı: Kart üzerindeki 16 MHz harici kristal katında, yarış esnasındaki vibrasyondan bacakların yorulup kopmasını engellemek amacıyla bacaklı kılıflar yerine Raltron 3225 4-SMD (RH100-16.000-18-2020-TR) seramik kılıf tercih edilmiştir. Kristal yük kapasitesi ($C_L = 18\text{pF}$) hesaba katılarak hatlar 26pF (veya 22pF/27pF) kondansatörlerle stabilize edilmiştir.
3. Parazit Bağışıklığı & Reset Koruması: Araç içi motor sürücülerin ve yüksek akım hatlarının yaratacağı manyetik gürültülerden (EMI) korunmak için NRST (Reset) pini harici 10 kΩ dirençle +3V3 hattına asılmış (Pull-Up) ve 100nF kondansatör ile şaseye filtrelenmiştir.
4. Çift Katmanlı Bakır Havuzu: Gürültü bağışıklığı için Bottom Layer tamamen kesintisiz GND bakır dolgusuyla kaplanmış, Top Layer ise STM32 etrafında 3V3 güç adalarıyla zırhlandırılmıştır.

---

🛰️ Gecikme (Latency) & Telemetri Lojiği

Kart üzerindeki pil destekli RTC donanımı, pit duvarı ile araç arasındaki LoRa veri transferinin gecikme süresini (latency) milisaniyelik çözünürlükle hesaplamak için kullanılır:

• Araç çalıştırılmadan önce bilgisayardan (veya Nextion üzerinden) Unix Epoch Time sinyaliyle RTC eşitlenir.
• VCU, LoRa paketini fırlatırken Unix zaman damgasının arkasına HAL_GetTick() değerinin son 3 basamağını ekler ([UnixTimestamp].[Milisaniye]).
• Pit tarafındaki alıcı yazılım, paketin varış zamanı ile paket içindeki zaman damgasını çıkararak hattaki milisaniyelik gecikmeyi anlık olarak raporlar.

---