[LV] 2024대회 피드백

[20 조현승]

작년 차량은 전기장치 검차를 통과하였습니다.

그러나 분명 개선이 요구되는 부분과 개선을 할 수 있는 부분은 존재합니다. 

각 회로에 대해서는 각 회로 인수인계서에 더 자세히 적도록 하고 팀장인 제가 파악한 부분에 대해서 쓰도록 하겠습니다. 

1. Wiring&Packaging

1.1 콜게이트 튜브

원래 모든 인클로저 외부에 있는 전선은 콜게이트 튜브를 사용하여 적절히 밀봉하고 정리하는 것이 중요합니다. LV선 하나 하나는 매우 얇고 약하기 때문에 하나로 모아줘 보호를 해야하며 방수대첵을 강구해야 합니다

이번 차량의 경우, 이 작업이 불가능한것은 아니었으나, 전장 부품들이 섀시에 장착되는 시기가 너무 늦어서 해당 작업을 하지 못하였습니다.

콜게이트 튜브 배선삽입공구

다음에는 꼭 하도록 합시다. 심미적인 측면에서도 필요하기도 하구요. 

1.2 인클로저 설계의 최적화

올해 차량의 경우 인클로저 설계에 크게 신경을 쓰지 않았습니다. 이유로는

1) 섀시와 협의가 되지 않아 독자적 설계를 할 수 없었다

2) 비용 문제

입니다. 독자저인 인클로저를 설계하고 제작, 그리고 차량에 장착하기 위해서는 장착 위치와 결합 포인트를 미리 섀시와 협의할 필요가 있습니다. 그러나 회로도 정상작동을 보증하지 않고, 섀시 프레임설계가 LV 인클로저 설계 훨씬 이전에 완성되었기에 인클로저 위치에 대해서 타협할 수 있었던 여지가 없었고 결국 기존에 쓰던 하이박스를 다시 사용하여야 했습니다. 하이박스 자체로는 문제가 없으나 차량의 심미적인 측면에서는 그리 좋지 않은 선택이고, 회로를 위치시키는데에 상당한 제약이 있습니다.

하이박스

내년 차량에는 프레임 설계단계부터 섀시팀과 협의를 하여 LV인클로저 설계를 조기에 시작하는 것이 좋을것같습니다. 

추가적이로 올해 차량의 경우, 스위치박스와 LV인클로저가 별개로 분리되어있었는데 배선 최적화와 방수를 위해서 두 인클로저를 통합하는 것도 좋을것같습니다. 물론 관련 규정들을 잘 숙지하면서 설계해야하고요( 스위치박스 위치 규정 등)

1.3 대시보드

올해는 여러가지 이슈로 대시보드에 많은 시간을 쏟지 않았습니다. 물론 차량 규정을 만족하는데에는 문제가 없었지만 말이죠. 

그런데 다른 학교 차량을 보면 대시보드를 설계할때 많은 노력을 기울이는 것을 볼 수 있습니다. 

운전자 시야에 대해 각도를 최적화하고, 햇빛떄문에 LED가 안보이는 것을 방지하기 위해 덮개를 가지고, 후면은 방수를 위해 밀봉되어 있는것이 그 예입니다. 이 부분 또한 설계단계부터 섀시와 협의를 하여 최적화하는 것이 좋을듯합니다. 소형 회로의 경우 아예 대시보드에 통합시키는 것도 좋고요. 

왼: 올해 우리차량 대시보드/ 오: 미시간대학교 대시보드

1.4 방수

1.2와 관련된 부분이긴 한데, HV만큼은 아니지만 방수대책이 미흡하였습니다. 주된 미흡 포인트로는 차량 대시보드, 롤후프에 위치해있는 비상정지스위치, 그리고 GLVS접지 포인트들이었습니다. 

대시보드는 설계단계부터 방수설계를 적용하며 설계를 시작하여야하고

비상정지스위치의 경우 다른팀 스파이결과, 아예 차량 후면부 커버를 설치하여 차량 후방에 아예 물이 안들어오게 해버리거나, 아니면은 절연테이프로 칭칭 감고 방수 스프레이 뿌려서 방수처리를 하는듯합니다. 

GLVS 섀시 접지포인트의 경우 차량 여러군데 분산을 시키기 보다는 확실한 접지포인트를 물이 닿지 않는 위치(얘를 들어 시트 아래)에 하나 마련해두고, 터미널 블록을 그 접지 포인트와 연결하여, 모든 접지는 그 터미널블록을 통해 되도록 설계한다고 합니다. 

1.5 회로 통합

올해 차량의 경우 각각의 회로가 제대로 작동한다는 보장이 없었기에, 모든 부분을 하나의 회로로 통합해버리는것은 어려울것같아 회로별로 다른 PCB에 위치시켰습니다. 위험은 최소화되나, 그만큼 요구되는 선정리가 많아집니다. 따라서 올해의 경후 통합이 가능한 회로는 통합해버리는 것이 부피상으로나 편의상으로나 이득입니다. 물론 규정상 독립회로를 요구하는 BSPD의 경우엔 독자PCB를 만들어야겠지만요. 

2. 회로별 피드백

더 자세한 내용은 추후에 올라올 회로별 인수인계서를 참고하면 될듯합니다.

2.1 차단회로

개별 소자의 고장을 제외하고서는 오작동이 없었습니다. 물론 그 과정에서도 개선사항은 있습니다.

BMS, IMD, BSPD의 피드백을 통해 작동해햐하는 회로임에도 불구하고, 각각의 부품들이 어떠한 신호를 주며 피드백을 하는지 정확히 파악할수가 없었기에, 그 신호에 맞춰 추가적 조치를 취할 수 있도록 신호입력부는 별개의 만능기판으로 처리를 하였습니니다. 그러나 BMS, IMD, BSPD가 정확히 어떻게 신호를 주는지 파악한 현 상태에선, 신호입력부 또한 하나의 회로로 통합하면 될듯합니다. 

한가지 걸리는 점으로는 해당 회로를 KSAE가 아닌 다른 FSAE대회에서는 사용할 수 없다는 점입니다. BMS, IMD, BSPD의 Fault신호 처리가 개별 Power stage가 아닌 동일 Power Stage에서 일어나기 때문이죠. 따라서 규정이 변경되면 설계를 바꿔야합니다. 

2.2. RTDC

규정상 요구되는 "스피커 작동 음량 80~90데시벨" 을 만족시키지 못했습니다. 물론 안전과 직결되는 부분은 아니기에 검차에서 큰 문제는 없었지만요. 고출력의 스피커를 설치하기 위해서는 회로에 대해 추가적 연구가 필요할 듯 합니다. 

RTDC가 요구하는 시동시퀀스를 만족하기 위해서는 Wiring담당자와의 협의도 필요하니 참고하십시오. 

2.3 BSPD

제일 애를 먹었습니다. 테스트에는 별 문제 없이 작동했는데 차량에 장착시켜보니 작동이 되지 않더군요. 

회로에 문제가 있었을수도 있지만은, 제가 실수로 BSPD에 쇼트를 내버린 후 아예 맛이 갔는데, 설상가상으로 BACKUP BSPD회로를 챙겨오지 않았습니다. 다행히 용준이의 원맨쇼로 해결을 하긴 했습니다만....

BSPD의 경우 차량 제작이 끝난 뒤에야 테스트할 수 있는 부품입니다. 제일 복잡한 회로인데, 제일 마지막에서야 테스트할 수 있습니다. 따라서 무조건!!! HV와 섀시가 완성되어야만 테스트할 수 있습니다. 

이번 회로의 경우, 비교기를 두가지 다른 비교기를 사용하였는데, 딱히 그럴 이유가 없습니다. 내년 차량의 경우 한가지의 비교기로만 사용하는 것이 좋습니다. 

또한 브레이크 센서에 대한 정보가 아무것도 있지 않아 애를 먹었습니다.

브레이크 센서는 amphenol i2s 803156 (전용 커넥터는 2-967642-1)인데, 클림프를 찾을수도 없어서 주먹구구식으로 클림프 하나씩 끼워가며 호환여부를 확인해야했습니다. 

SMH-250용 클림프인 YST025가 잘 호환이 되더군요. 그러나 해당 브레이크센서와 커넥터는 방수인데, 정작 클림프가 방수가 되지 않다 보니, 이것도 주먹구구식으로 글루건으로 방수처리 했는데, 무조건 미리 청계천 돌아다니면서 맞는 방수클림프 찾아야합니다. 

관련정보는 BSPD 인수인계서에 남기도록 하겠습니다. 

2.4 제동등

딱히 어려운건 없습니다. 그러나 처음에는 BSPD에서 사용하는 압력센서를 통해 피드백을 얻으려고 했는데, 결국 제일 신뢰성이 높고 간편한 스위치를 브레이크에 설치하는 방향으로 하였습니다. 내년에도 따로 모험할 생각 하지 마시고 이렇게 하는게 나을듯합니다. 제일 간편하고, 싸고, 신뢰성 높고, 정비성용이합니다. 브레이크팀과 협의하여 스위치 위치만 신경씁시다. 

2.5 VI

배터리박스검차를 받을때 태클을 받은 점인데, VI등은 단순히 작동전압이 인가됬을때가 아닌, 60V 이상에선 무조건 점등되어야합니다. 

따라서 해당등은 60V~120V에서 켜져있어햐한다는 말인데요, 이게 좀 어려웠습니다. 결국 올해는 알리에서 DC-DC컨버터를 사서 해결을 보았는데요, 제작사를 파악할수도 없고 회로도도 존재하지 않아 태클걸리기 너무 쉽습니다. 

관련해서 조사를 좀 해봤는데 

1. High-Voltage Buck Converter 사용

2. TL431계열의 Adjustable precision shunt regulator 사용

이라는 솔루션을 찾았습니다. 이것 관련해서 연구를 좀 해보면 좋을듯합니다. 

2.6. TSAL

올해 규정에 놓친 부분이 생겨 TSAL이 두개로 쪼개져서 HVBOX에 하나, 배터리박스에 하나 들어가게 되었는데요, 규정에 잘 대응해서 하나로 깔끔히 통합하도록 합시다. 절연거리도 신경 쓰고요.

정말 복잡한 회로이며, Voltage Divider 과 절연을 위한 절연컨버터, 그리고 포토커플러가 많이 들어갑니다. 다들 너무 예민한 소자들이라, 전류, 전압 계산을 잘 해서 적절하게 설치해줘야합니다.

TSAL인수인계서에서 잘 다뤄주시면 감사하겠습니다. 

2.7 초기충전, 방전회로

잘 몰라요 

아무래도 lV와 연계가 딱히 안되다 보니 신경을 잘 못썻네요. RTDC와는 직접적으로 연결이 되므로, RTDC담당자와 협의가 잘 되어야합니다. 실제로도 올해 차량에서 서로 잘 소통이 안되어서 회로를 만능기판을 이용해서 새로 만들어야했습니다. 

용준이와 서진이가 인수인계서에서 잘 다뤄주시기 바랍니다. 

3. 주의할점

머릿속에 되던 회로가 시뮬레이션 툴 상으로 안될 가능성이 크며

시뮬레이션 툴이 된다고 해도 빵판 상 안될 가능성이 있고, 

빵판에선 잘 됬는데, 정작 실제작 PCB에선 제대로 작동안될수 있고, 

마지막으로 PCB는 잘 되는데, 차량에 장착하니까 잘 안되는 경우가 

너무너무너무 많습니다. 그래서 이 과정에서도 시간을 많이 써야합니다. 

빵판/프로그램에선 잘 됐는데 정작 PCB나 차량에서 안되는일은 당연합니다. 실제로 삼성전자 현직자도 PCB가 제대로 작동이 안되는 경우가 너무 많아서 다시 설계하고, 납땜하고, 테스트하는 과정을 수없이 반복한다고 합니다. 

회로를 처음 만져보는 입장에서는 너무나 당연하고 이해되어야하는 과정입니다. 아마도 새로운 모험을 많이 할수록 다시 회로를 주문하고 테스트하고 수정하는 과정을 많이 거치게 될겁니다. 이 과정에서 시간과 비용도 꽤 소모될것입니다.

내년 팀장, 총무, 그리고 회장 모두 이러한 점을 참작하여 작업일정과 비용을 설정하면 좋을것같습니다,

피드백 환영!

[23 송민헌]

[21 박준호]

미천한 제게 가르침을..