Sistema Eléctrico de Baja Tensão

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Equation Chapter 1 Section 1 
Trabajo Fin de Grado 
Ingeniería de las Tecnologías Industriales 
 
Diseño de un Sistema Eléctrico de Baja Tensión para 
su aplicación a una Motocicleta Eléctrica de 
Competición 
Autor: Guillermo del Castillo Torres 
Tutor: Juan Antonio Sánchez Segura 
Dpto. de Ingeniería Electrónica 
Escuela Técnica Superior de Ingeniería 
Universidad de Sevilla 
 Sevilla, 2020 
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Proyecto Fin de Carrera 
Ingeniería de Telecomunicación 
 
 
 
 
 
Diseño de un Sistema Eléctrico de Baja Tensión 
para su aplicación a una Motocicleta Eléctrica de 
Competición 
 
 
Autor: 
Guillermo del Castillo Torres 
 
 
Tutor: 
Juan Antonio Sánchez Segura 
Profesor colaborador 
 
 
 
Dpto. de Ingeniería Electrónica 
Escuela Técnica Superior de Ingeniería 
Universidad de Sevilla 
Sevilla, 2020 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Proyecto Fin de Carrera: Diseño de un Sistema Eléctrico de Baja Tensión para su aplicación a una Motocicleta 
Eléctrica de Competición 
 
 
 
 
 
Autor: Guillermo del Castillo Torres 
Tutor: Juan Antonio Sánchez Segura 
 
 
El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: 
Presidente: 
 
 
 
Vocales: 
 
 
 
 
Secretario: 
 
 
 
 
Acuerdan otorgarle la calificación de: 
 
6 
 
Sevilla, 2013 
 
 
 
El Secretario del Tribunal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mi familia 
A mis maestros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Agradecimientos 
En primer lugar, desearía agradecer al profesor Juan Antonio Sánchez Segura, por su completa disposición y 
asesoramiento de este trabajo. 
 
En segundo lugar a mis padres y a mi hermana, por guiarme, apoyarme y hacerme sentir único en este bonito 
camino llamado vida. 
 
En tercer lugar, a mis amigos y el equipo US Racing. Por acompañarme y enseñarme tanto en esta etapa 
universitaria y sentir que sin ellos nada de esto hubiera sido posible. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Resumen 
El objetivo de este proyecto es diseñar el sistema de baja tensión de la motocicleta eléctrica con la que el equipo 
US Racing competirá en la VI edición del campeonato internacional Motostudent. Este sistema de baja tensión 
estará formado por telemetría y circuito de arranque y desconexión. En este proyecto se pretende llevar a la 
práctica todos los conocimientos adquiridos durante los años universitarios y plasmar el trabajo realizado de 
manera clara para ayudar a futuros integrantes del equipo. 
 
El proyecto se verá supeditado por el reglamento de la competición, el cual establece las funciones mínimas que 
debe desempeñar el sistema. Por otro lado, influirá notablemente en el trabajo de otros departamentos del equipo 
para así conseguir un resultado final equilibrado y óptimo al implantarse físicamente en el prototipo. 
 
Sin duda alguna este proyecto es un gran reto, pues es la primera vez en la historia del equipo US Racing que se 
pretende competir en la categoría Electric diseñando un prototipo con propulsión 100% eléctrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Abstract 
The project objective is to design a low voltage system for the electric motorcycle with the one the US Racing 
team will compete in the VI edition of the international Motostudent Championship. This low voltage system 
will be made up of telemetry and a start-up and disconnection circuit. With this project, I’ll be implementing 
all the knowledge acquired during my academic career as well as reflecting the work done in a clear way to be 
able to help future members of the team. 
 
This project will be subject to the competition regulations, which stablishes the minimum of functions that the 
system must perform. On the other hand, it will notably influence the work of other team departments in 
order to achieve a balanced and optimal final result when physically implemented in the prototype proposed. 
 
There is no doubt this project is a big challenge as it is the first time in the history of the US Racing team that it 
is intended to compete in the Electric category through the design of a 100% electric propulsion prototype. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
Índice 
Agradecimientos 9 
Resumen 11 
Abstract 13 
Índice 14 
Índice de Figuras 16 
1 Introducción 18 
1. 1 ¿Qué es Motostudent? 18 
1. 2 US Racing 19 
1. 3 La motocicleta eléctrica 20 
1. 3. 1 Introducción 20 
1. 3. 2 Historia de la motocicleta eléctrica 20 
1. 3. 3 Ventajas y desventajas 22 
1. 3. 4 MotoE 23 
1. 4 Objetivo y alcance 24 
2 Estado del arte 25 
2. 1 Telemetría 25 
2. 1. 1 Origen de la telemetría en el motociclismo de competición 25 
2. 1. 2 Funciones de la telemetría 28 
2. 1. 3 Aplicaciones de la telemetría 29 
2. 1. 4 Sistemas actuales de telemetría en motocicletas 30 
2. 2 Circuito de arranque y desconexión de una motocicleta eléctrica 36 
2. 2. 1 Componentes destacados de alta tension 36 
2. 2. 2 Sistema de baja tensión 39 
3 Diseño 42 
3. 1. Introducción 42 
3. 2 Especificación de requisitos 43 
3. 3 Telemetría 45 
3. 3. 1 Definición del problema 45 
3. 3. 2 Antecedentes 48 
3. 3. 3 AIM MXm 56 
3. 3. 4 Sensores 60 
3. 3. 5 Comunicación CAN-BUS 62 
3. 4 Circuito de arranque y desconexión 63 
3. 4. 1 Introducción 63 
3. 4. 2 Definición del circuito de arranque y desconexión 64 
3. 4. 3 Esquema eléctrico 65 
3. 4. 4 Dimensionamiento y direccionamiento del cableado 70 
3. 4. 5 Protecciones 73 
3. 4. 6 Esquema final 74 
4 Conclusiones, líneas futuras e impacto 77 
4. 1 Conclusiones 77 
4. 2 Líneas futuras 78 
4. 3 Impacto 79 
5 Presupuesto 80 
5. 1 Coste de los materiales 80 
5. 2 Coste de la mano de obra 81 
5. 3 Coste total del proyecto 81 
6 Anexo 82 
6. 1 Instalación del software race studio 3 y configuración de la tarjeta de adquisición MXm 82 
7 Bibliografía 85 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
Ilustración 1: Equipos participantes en V edición Motostudent 18 
Ilustración 2: Motocicleta del equipo US Racing 19 
Ilustración 3: Logo Motostudent Electric 20 
Ilustración 4: Peugeot Scoot’elec 21 
Ilustración 5: Harley-Davidson LiveWire 22 
Ilustración 6: Motocicleta MotoE 24 
Ilustración 7: Antonio Cobas posando con una motocicleta 26 
Ilustración 8: Ramón Aurín trabajando con Jorge Lorenzo 27 
Ilustración 9: Ramón Aurin con Dani Pedrosa 28 
Ilustración 10: Telemetría para monitorizar el pulso cardiaco 30 
Ilustración 11: Diablo Super Biker 31 
Ilustración 12: DigiHUD Speedometer 31 
Ilustración 13: Race Sense 32 
Ilustración 14: Telemetría 2D 33 
Ilustración 15: Interfaz 2D 34 
Ilustración 16: Interfaz AIM 35 
Ilustración 17: Señal GPS circuito de velocidad de Jerez en Google Earth 35 
Ilustración 18: Señal GPS curva Dry Shark en Google Earth 36 
Ilustración 19: Batería de 72 V 37 
Ilustración 20: Controlador inversor DC/AC 38 
Ilustración 21: Motor eléctrico 39 
Ilustración 22: Interruptores de arranque 40 
Ilustración 23: Esquema eléctrico de una motocicleta eléctrico 41 
Ilustración 24: Diseño final de la motocicleta eléctrica de US Racing 43 
Ilustración 25: Distancias de separación 44 
Ilustración 26: Esquema de un sistema de adquisición de datos 46 
Ilustración 27: Circuito convertidor intensidad-voltaje46 
Ilustración 28: Circuito amplificador 47 
Ilustración 29: Arduino Mega 2560 48 
Ilustración 30: Sensor temperatura LM35DZ 50 
Ilustración 31: Acelerómetro ADXL345 51 
Ilustración 32: GPS Venus 51 
Ilustración 33:Tarjeta/display AIM MXm 57 
Ilustración 34: Componentes AIM MXm 58 
Ilustración 35: Pines AIM MXm 59 
Ilustración 36: Cables y canales de AIM MXm 59 
Ilustración 37: Cables que quedan sin conectar 60 
Ilustración 38: Sensor LVDT delantero 61 
Ilustración 39: Sensor de temperatura 62 
Ilustración 40: Esquema comunicación CAN-BUS 62 
Ilustración 41: Esquema Bender 64 
Ilustración 42: Circuito de desconexión base 66 
Ilustración 43: Circuito de baja tensión 67 
Ilustración 44: Señales de telemetría 67 
Ilustración 45: Potenciómetro 69 
Ilustración 46: Sensor de temperatura 69 
Ilustración 47: Voltímetro de la batería principal 69 
Ilustración 48: Señales del controlador 70 
Ilustración 49: Señales del Bender y BMS 70 
Ilustración 50: Fusible, interruptor y batería de baja tensión 70 
Ilustración 51: Caja de distribución 71 
Ilustración 52: Esquema final 75 
Ilustración 53: Portal de descarga de Race Studio 83 
Ilustración 54: Elección de tarjeta 83 
Ilustración 55: Lista de sensores y canales 84 
Ilustración 56: Configuración de una señal 84 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
1 INTRODUCCIÓN 
1. 1 ¿Qué es Motostudent? 
 
Motostudent es una competición internacional de motociclismo promovida y organizada por Moto Engineering 
Foundation (MEF) y TechnoPark Motorland. Participan en ella universidades de todo el mundo, dotando a los 
estudiantes la posibilidad de aplicar todos los conocimientos adquiridos durante su formación a un proyecto real 
como es el diseño y posterior fabricación de un prototipo de motocicleta de competición. La competición se 
divide en dos categorías: moto de combustión y moto de propulsión eléctrica. 
 
Se desarrolla cada dos años en el circuito internacional de Motorland, en Alcañiz. En la última edición se produjo 
un récord de participación llegando a cuatro continentes con más de 70 equipos inscritos, destacando 
universidades de India, Canadá, Brasil y Colombia. 
 
La organización suministra a cada equipo un kit básico para utilizar como base del diseño del proyecto. Este kit 
está compuesto por motor, llantas, sistema de frenos y neumáticos. Además, otorga una normativa técnica cuyo 
cumplimiento es obligatorio para dar por homologada la motocicleta en la competición. Así, todos los equipos 
tienen el mismo “enunciado del problema”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 1: Equipos participantes en V edición Motostudent 
 
 
Las fases que forman Motostudent son las siguientes: 
 
• MS1: Esta formada por la evaluación de una serie de entregas a los organizadores explicando 
y desarrollando las medidas tomadas para el diseño del prototipo. Estas entregas deben incluir 
los cálculos y simulaciones que garantizan el correcto comportamiento de la motocicleta. 
También incluye un proyecto de industrialización y otro de innovación. 
 
• MS2: Esta fase se desarrolla en tres momentos. En primer lugar, se realizan pruebas estáticas: 
pruebas estructurales, del sistema de seguridad y frenada. Posteriormente se procede a la 
realización de pruebas dinámicas, evaluando el comportamiento del prototipo en el circuito. 
Finalmente, se procederá con los tests de aceleración, frenada y versatilidad. Esta fase termina 
con el evento final y ocupa por completo el fin de semana. Consta de dos entrenamientos libres, 
la clasificación para formar orden en la parrilla de salida y la carrera. 
 
En definitiva, Motostudent es un desafío precioso para los estudiantes, donde tienen la oportunidad de plasmar 
todos sus conocimientos adquiridos a lo largo de su formación en el desarrollo de un prototipo de competición 
que posteriormente será medido frente a otras universidades en un marco internacional. 
 
1. 2 US Racing 
 
La Universidad de Sevilla, y especialmente La Escuela Técnica Superior de Ingeniería, han apostado desde el 
primer momento en este proyecto, entendiendo la competición como una forma de potenciar los conocimientos 
técnicos de los alumnos y enfrentarlos a situaciones reales que tendrán que superar en el marco de la 
competición. 
 
US Racing es una de las 23 universidades que llevan compitiendo en Motostudent desde que se creó dicha 
competición en 2009. Su objetivo era crear una motocicleta de 125cc y 2T. En posteriores ediciones, debido al 
cambio de categoría de MOTOGP de 125cc a 250cc, se comenzaron a utilizar motores de 4T de 250cc. No fue 
hasta 2014 cuando se implantó la nueva categoría “Electric”, dando la oportunidad a las universidades de 
competir con motocicletas 100% eléctricas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En estas 5 ediciones, US Racing siempre ha competido en la categoría “Petrol”, pero este año el equipo ha Ilustración 2: Motocicleta del equipo US Racing 
20 
 
decidido transformarse y focalizar todo su esfuerzo en el diseño de una moto completamente eléctrica. El equipo 
ha apostado por la eficiencia y las energías renovables para promover la movilidad eléctrica. 
 
Sin duda alguna es un reto complicado y ambicioso, pero nos obliga a salir de “la zona de confort” para trabajar 
y, sobre todo, aprender en aspectos nuevos del diseño del prototipo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. 3 La motocicleta eléctrica 
 
 
1. 3. 1 Introducción 
 
La definición de motocicleta eléctrica es muy sencilla, es simplemente una motocicleta que utiliza un motor 
eléctrico como medio de propulsión y, por tanto, no produce ni contaminación acústica ni atmosférica. 
 
Hoy en día, los vehículos eléctricos han irrumpido en el mercado de la automoción como la novedad y futuro 
de este sector. Esto se debe a que la contaminación de las grandes ciudades preocupa a los ciudadanos, ya que 
cada vez existe una mayor conciencia medioambiental y surge la necesidad de reducir la emisión de sustancias 
nocivas. Además, en grandes ciudades se están empezando a tomar medidas para reducir esta contaminación, 
restringiendo el tránsito de vehículos de combustión y creando políticas para impulsar las ventas de vehículos 
eléctricos. Debido a esto, si se pasea por el centro de una gran ciudad no es difícil encontrar múltiples vehículos 
eléctricos como coches, motocicletas, patinetes o bicicletas. 
 
 
1. 3. 2 Historia de la motocicleta eléctrica 
 
Contrariamente a lo que uno pueda pensar, la historia de la motocicleta eléctrica es muy antigua. Comenzó en 
1865 en Ohio cuando el ingeniero Ogden Bolton Jr solicitó la primera patente para una bicicleta eléctrica. 
 
En la primera mitad del siglo XX, múltiples ingenieros americanos trabajaron e intentaron desarrollar una 
comercialización de motocicletas eléctricas pero debido a la escasa tecnología disponible no fueron capaces de 
llevarla a cabo. No obstante, es importante destacar el trabajo que realizaron fabricantes como Sims & Jefferies, 
Ilustración 3: Logo Motostudent Electric 
Socovel o Indian Motorcycle. En 1973 Mike Corbin estableció el primer récord de velocidad punta de una 
motocicleta eléctrica, llegando a alcanzar los 162 km/h. Un año más tarde su propia empresa conseguiría 
finalmente sacar al mercado prototipos eléctricos [1]. 
 
Pero no fue hasta 1992, en la Feria de los Inventos de Buenos Aires, cuando se produjo el punto de inflexión en 
este tipo de vehículos. El argentino Roberto Eugenio Gentile presentó al público un vehículo de dos ruedas 
propulsado 100% por energía eléctrica, capaz de coger velocidades de hasta 65 km/h con una autonomía propia 
de 50 kilómetros. Este hecho desencadenó múltiples avances en el sector, revelando a la sociedad que no se 
encontraba tan lejos de implantar el vehículo eléctrico como herramienta de transporte. 
 
En 1993 Peugeot sacó al mercado el primer scooter totalmente eléctrico fabricado en serie con destino comercial. 
El modelo se llamó Scoot’elec y reutilizó los elementos de carrocería y suspensióndel modelo de combustión 
Zenith. El ión-litio no se había implantado todavía en baterías y se usaban baterías compuestas por níquel-cadmio 
(NiCd), populares entonces para pilas recargables usadas en el ámbito doméstico. El Scoot’elec estaba 
compuesto por tres baterías colocadas entre los pies del conductor y por detrás de ellos, logrando así un centro 
de gravedad muy bajo. Su motor DC generaba 2,8 kW de potencia pero al estar homologado el prototipo a la 
categoría de ciclomotor, su velocidad máxima estaba limitada a 45 km/h. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Actualmente la motocicleta eléctrica está completamente instaurada en el mercado de la automoción. La 
matriculación de este tipo de vehículo ha tenido una subida exponencial, pasando de las 9614 unidades eléctricas 
en 2012 a las 43463 en 2018. Este movimiento ha conllevado a la aparición de múltiples fabricantes, donde 
destacan empresas como Zero Motorcycles, Bereco, Brammo o Volta. Además, debido a la demanda en el 
mercado, grandes fabricantes legendarios de motocicletas como BMW o Harley-Davidson no han dudado en 
incluir un modelo eléctrico en sus escaparates. 
Ilustración 4: Peugeot Scoot’elec 
22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La Harley-Davidson LiveWire es el mejor ejemplo de evolución y desarrollo eléctrico. El modelo de 2020 
cuenta con 105 CV ó 78 KW, permitiendo pasar de 0 a 100 km/h en solamente 3 segundos. Por otro lado, ha 
conseguido alargar la autonomía del vehículo, llegando a 158 kilómetros en ciudad. Pero lo más interesante es 
la optimización del tiempo de carga de la batería, implementando un modelo de carga rápida DC que permite 
pasar del 0% al 80% de carga de batería en solamente 40 minutos [2]. 
 
 
1. 3. 3 Ventajas y desventajas 
 
Una vez introducida y desarrollada la historia de las motocicletas eléctricas, es importante conocer los aspectos 
positivos y negativos que estas conllevan, siempre comparándolas con las motocicletas convencionales o de 
combustión: 
 
Ventajas 
 
• Necesitan un menor mantenimiento: Este mantenimiento es más sencillo y económico, evitando los 
cambios de aceites y provocando reparaciones más higiénicas. 
• La carga eléctrica es más barata que la gasolina: una de las ventajas más importante es que sale más 
económico realizar una carga eléctrica que llenar el depósito de una moto de combustión. 
• No desprende olores en funcionamiento: al no funcionar con gasolina, no deja la estela de olores propios 
de este combustible. 
• No hacen ruido: una de las mayores quejas de la sociedad contra las motos es el ruido excesivo que 
generan. La moto eléctrica es silenciosa y debido a la propulsión eléctrica no necesita tubos de escape. 
• No generan emisiones contaminantes: al no expulsar gases nocivos, el impacto medioambiental del 
vehículo decrece drásticamente. 
 
 
Desventajas 
Ilustración 5: Harley-Davidson LiveWire 
 
• Ahora mismo es más cara: pese a que existen subvenciones, ahora mismo el precio de media de una 
motocicleta eléctrica es mucho más alto que el precio de una de combustión. Al llevar escaso tiempo 
implantada en el mercado, ahora mismo la optimización de la tecnología eléctrica es mucho menor que 
la de combustión, elevando su precio. 
• Es difícil encontrar puestos de carga: frente a las numerosas estaciones de servicio existentes, todavía 
se hace costoso encontrar en carretera o ciudad puestos que te puedan dar toma de corriente. 
• El repostaje es más largo: la diferencia entre ambos métodos es abismal, tardando alrededor de una hora 
la motocicleta eléctrica y tres minutos la de combustión. 
• Menor velocidad: Por regla general las motos eléctricas no consiguen llegar a velocidades puntas muy 
altas. 
• Baterías con vida limitada: Al igual que las baterías de los móviles, pueden bajar su rendimiento y 
perder capacidad debido a factores externos como el frío. Esto es una gran desventaja ya que la batería 
puede ser el elemento más caro de la motocicleta. 
• El silencio: paradójicamente para muchas personas puede resultar una desventaja. El mundo del motor 
siempre ha estado asociado al sonido, además, la falta de ruido puede ocasionar accidentes de los 
peatones. 
 
 
1. 3. 4 MotoE 
 
Las motos eléctricas ya son una realidad en las ciudades, pero también están creciendo en el mundo de la 
competición. 
 
En 2019, la FIM (Federación Internacional de Motociclismo) crea el primer campeonato del mundo formado 
por prototipos totalmente eléctricos. Este campeonato se llama MotoE Worldchampionship y es una iniciativa 
para publicitar la moto eléctrica en la sociedad actual. Esta nueva categoría tiene un escaparte inmejorable, 
compartiendo paddock y circuito con MotoGP, Moto2 y Moto3. Además, los equipos poseerán boxes llamados 
E-Paddock, con todos los servicios y herramientas eléctricas necesarias. 
 
La motocicleta será la misma para todos los equipos, la Energica Ego Corsa de la marca italiana Energica. Este 
modelo está desarrollado exclusivamente para esta competición y se seguirá evolucionando para mejorar las 
prestaciones de los prototipos. Compuesto con un motor eléctrico de imanes permanentes, ofrece una potencia 
de unos 160 CV con solo 260 kilogramos de peso. Se estima que puedan llegar a velocidades puntas de 270 
km/h. En cuanto a la batería, su capacidad ronda en unos 20 kWh. Es un prototipo totalmente diseñado y 
fabricado para la competición, montando sistema de frenos Brembo, suspensiones Ohlins y llantas Marchesini 
[3]. 
 
Las carreras durarán entre 8 y 10 vueltas, dependiendo de la longitud del circuito. La autonomía de las baterías 
será uno de los puntos claves de la categoría, donde será fundamental encontrar el equilibrio entre velocidad y 
gestión para llegar a la línea de meta. 
 
24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. 4 Objetivo y alcance 
 
 
El propósito principal de este trabajo es el desarrollo de un sistema de baja tensión adaptado al prototipo de 
motocicleta eléctrica que se presentará en la VI edición de Motostudent por el equipo US Racing. 
 
Este trabajo se verá supeditado por el reglamento de la competición, el cual establece las funciones mínimas que 
debe desempeñar el sistema. Por otro lado, influirá notablemente en el trabajo de otros departamentos del equipo 
como el departamento de estructural o el departamento de fluidodinámica, para así conseguir un resultado final 
equilibrado y óptimo al implantarse físicamente en el prototipo. 
 
Dentro de este sistema, destacan tres partes: 
 
1. Implementación de la telemetría. 
2. Circuito de arranque y desconexión manual de la motocicleta. 
3. Conectividad de la telemetría con el BMS (Battery Management System) mediante el protocolo CAN. 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 6: Motocicleta MotoE 
 
2 ESTADO DEL ARTE 
 
2. 1 Telemetría 
 
 
La telemetría se define como tecnología capaz de proporcionar la medición remota de magnitudes físicas y 
enviar la información hacia un dispositivo. El término viene del griego: tele, distancia y metron, medida. 
 
Hoy en día, la electrónica tiene mucho peso dentro del mundo del motor y de la competición. Se ha producido 
tal desarrollo de potencia en los motores, que ha surgido la necesidad de controlar e implementar un potente 
sistema eléctrico que configure y muestre el comportamiento del prototipo de competición en pista. 
Aquí aparece la telemetría, donde mediante diversos sensores instalados en la motocicleta, el ingeniero es capaz 
de mejorar las prestaciones de la motocicleta a partir de los datos recibidos. 
 
Esta tecnología ha sufrido una increíble evolución, por lo que es necesario analizar y sintetizar su desarrollo en 
el mundo del motociclismo de competición. 
 
 
2. 1. 1 Origen de la telemetría en el motociclismo de competición 
 
 
Pese a que el inicio del motociclismo de competición se remonta al inicio del siglo XX, no fue hasta 1990 cuando 
se empezó a implementar la telemetría. Aquí es cuando aparece un ingeniero catalán llamado Antonio Cobas, 
padrede la telemetría en el mundial de motociclismo. Él y su pupilo, Ramón Aurín, fueron los primeros en 
realizar investigaciones y comenzar a introducir esta tecnología en los prototipos de competición. Estos dos 
ingenieros españoles implementaron con éxito toda la tecnología de sistemas telemétricos que ya existían en el 
mundo de la aviación o automoción comercial. 
 
Antonio Cobas (1952-2004) era un adelantado a su tiempo, visionario y que nunca paró de proponer 
innovaciones en el mundo del motor y de la competición. Realizó múltiples estudios y trabajos de los elementos 
estructurales de una motocicleta, destacando el chasis. Era un apasionado de la tecnología y en 1982 adquirió su 
primer ordenador y comenzó a desarrollarse como programador. Su objetivo era implementar todos los avances 
que existían en la Formula 1 en el mundo del motociclismo [4]. 
 
En 1989 sus investigaciones dieron la vuelta al mundo. Puso en funcionamiento un equipo de sensores repartidos 
por toda la estructura de la motocicleta e hizo campeón del mundo de 125 c.c a un Alex Crivillé de tan solo 17 
años. Sin duda alguna había encontrado la forma perfecta, nunca antes vista, de perfeccionar la puesta a punto 
de la máquina. 
26 
 
 
Este hecho puso en evidencia la necesidad e importancia de la telemetría. Es en este momento cuando Antonio 
Cobas busca un colaborador en su proyecto y aparece la figura de Ramón Aurín, naciendo la profesión de 
telemétrico. 
 
Ramón Aurín finalizó los estudios universitarios en 1990. Tras haber impartido clases de Física y Matemáticas 
en un centro educativo, un día leyendo el periódico se encontró con un anuncio de trabajo para un equipo de 
motocicletas de competición. Pese a que el salario no era muy elevado, Ramón se presentó a la entrevista. El 
anuncio era de Antonio Cobas, que buscaba una persona con sólidos conocimientos electrónicos e informáticos 
que le permitieran continuar su desarrollo telemétrico. Tal fue la sorpresa que causó Ramón Aurín en la 
entrevista, que una semana más tarde ya estaba trabajando en el GP de Bélgica como analista de telemetría. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ramón Aurín finalizó los estudios universitarios en 1990. Tras haber impartido clases de Física y Matemáticas 
en un centro educativo, un día leyendo el periódico se encontró con un anuncio de trabajo para un equipo de 
motocicletas de competición. Pese a que el salario no era muy elevado, Ramón se presentó a la entrevista. El 
anuncio era de Antonio Cobas, que buscaba una persona con sólidos conocimientos electrónicos e informáticos 
que le permitieran continuar su desarrollo telemétrico. Tal fue la sorpresa que causó Ramón Aurín en la 
entrevista, que una semana más tarde ya estaba trabajando en el GP de Bélgica como analista de telemetría. 
 
En esos momentos, una telemetría básica constaba de sensores, cableados y una ECU (centralita). La base de 
esta tecnología venía del mundo de los coches de competición y al tenerse una mayor restricción de espacio en 
una motocicleta, el tamaño de estos componentes fue su principal problema. Para resolver este grave 
inconveniente, Antonio Cobas y Ramón Aurín tuvieron que desarrollar su ingenio, escogiendo componentes 
electrónicos más pequeños pero con peores prestaciones e intentando ahorrar espacio en lo máximo posible. Por 
ello modificaron el depósito de gasolina, reduciendo su tamaño original a la mitad para poder tener espacio para 
colocar la electrónica. Pese a tener pocos canales de información y una memoria de almacenamiento con muy 
poca capacidad, 256K, lograron su objetivo, llegando a representar los datos recopilados en gráficas. Estas 
gráficas mostraban señales como las revoluciones por minuto, velocidad, elongación de las suspensiones y 
posición del gas en el puño. 
 
Ilustración 7: Antonio Cobas posando con una motocicleta 
Actualmente Ramón Aurín lleva dedicándose y trabajando como telemétrico 20 años. Su figura en el paddock 
es sinónimo de éxito, pasando por diversas escuderías consiguiendo en la mayoría de ellas grandes resultados. 
Su cronología profesional se muestra en la siguiente tabla [5]: 
 
 
AÑO EQUIPO PILOTO 
1990-1991 JJ Cobas Álex Crivillé 
1992 Campsa Honda Pons Álex Crivillé 
1993 Marlboro Honda Pons Álex Crivillé 
1994 Ducados Honda Pons Alberto Puig 
1995-1996 Fortuna Honda Pons Alberto Puig, Carlos Checa, Sete 
Gibernau 
1997-1999 Movistar Honda Pons Alberto Puig, Carlos Checa, Sete 
Gibernau 
2000 Emerson Honda Pons Alex Barros 
2001-2002 West Honda Pons Alex Barros, Loris Capirossi 
2003-2005 Camel Honda Pons Max Biaggi 
2005- 
ACTUALIDAD Repsol Honda Team 
Nicky Hayden, Andrea Dovizioso, Dani 
Pedrosa, Jorge Lorenzo, Jack Miller, 
Takaaki Nakagami 
Tabla 1: Cronología profesional de Ramón Aurín 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 8: Ramón Aurín trabajando con Jorge Lorenzo 
28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. 1. 2 Funciones de la telemetría 
 
Recopilación de datos: 
 
Se instalan múltiples sensores en zonas claves del vehículo con el objetivo de medir parámetros 
de vital importancia como por ejemplo velocidad, ubicación, temperatura, elongación, etcétera. 
 
Uso de aparatos externos al equipo: 
 
Esta información transformada en datos nunca es recogida por el mismo aparato que se está 
midiendo. Al ser recogida por aparatos externos, no interfieren en el funcionamiento principal 
del sistema ni es necesario desmontar las piezas originales para su instalación. Por ejemplo, los 
sensores nunca tocan los equipos directamente. 
 
Transmisión a un dispositivo emisor instalado en el vehículo: 
 
Los datos recogidos por los sensores son enviados al sistema emisor que procederá con el envío 
de los datos. Este envío puede ser alámbrico o inalámbrico. 
 
Tratamiento de datos: 
 
Los datos recogidos serán convertidos y transformados a magnitudes comunes que faciliten su 
comprensión. Muchos sensores analógicos dan medidas de entre 0-255 bits y es necesario un 
tratamiento de esos datos. 
Ilustración 9: Ramón Aurin con Dani Pedrosa 
 
Interfaz: 
 
Igual de importante que la adquisición de datos es poder mostrarlas de manera sencilla mediante 
gráficas. No sirve de nada tener muchos datos si después no se pueden interpretar. Para ello 
existen múltiples interfaces que trabajan para dar ese servicio. 
 
 
 
2. 1. 3 Aplicaciones de la telemetría 
 
La adquisición de datos es utilizada en múltiples campos y disciplinas. Debido a esto es importante diferenciar 
su uso dentro del mundo del motociclismo y fuera. Para empezar, se analizarán los distintos tipos de ámbitos en 
los que se implementa la telemetría para posteriormente enfatizar en el uso de la competición [6]. 
 
Las aplicaciones más destacadas fuera del motociclismo son: 
 
Red de suministro eléctrico y gas: 
 
Gracias a la telemetría se puede monitorizar todas las fuentes de energía desde un centro de control. 
Esta implementación avisa de fugas o robos externos de forma inmediata. Conlleva una importante 
reducción de los gastos operativos. 
 
Monitorización de plantas solares o eólicas: 
 
Debido a los mismo que en el suministro eléctrico, la telemetría dota de gran información a la empresa 
del estado de las plantas. Es por eso que casi todas las grandes compañías hayan implementado esta 
tecnología. 
 
Medicina: 
 
Puede ser la aplicación más importante ya que conlleva directamente a salvar vidas. Complejos sistemas 
se encargan de medir, registrar y transmitir datos útiles del paciente. Estos datos facilitan en considerable 
medida el seguimiento de este y su diagnóstico. Además, monitoriza el corazón, avisando al asistente 
sanitario con celeridad ante cualquier comportamiento anómalo. 
30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Medición de plantas químicas: 
 
Trabajar con residuos químicos es una actividad sumamente peligrosa que se rige por estrictas normas 
de seguridad. Con la telemetría se monitoriza las máquinas de las fabricas paragarantizar el trabajo en 
las condiciones óptimas estipuladas. Para ello se instalan sensores de temperatura, humedad, velocidad, 
proximidad, etcétera. 
 
 
2. 1. 4 Sistemas actuales de telemetría en motocicletas 
 
El aumento de la tecnología electrónica ha originado un gran desarrollo en la telemetría. Por ello, esta 
herramienta ya se puede encontrar en cualquier marco, no solo en un circuito. Debido a esto, se dividirán los 
sistemas telemétricos en función de su ámbito aplicación, comenzando por un uso orientado a los aficionados 
moteros y terminando por los más complejos y utilizados en MotoGP. 
 
Aplicaciones de móvil 
 
Este tipo de telemetría permite a los aficionados conocer parámetros de su moto o ruta de una forma 
muy sencilla y prácticamente gratis. Utilizan un software cuyo objetivo es exprimir al máximo los datos 
que captan los sensores originales del propio móvil. Para ello se apoyan de las señales que dan el GPS 
y los giróscopos para posteriormente mostrar datos que el dashboard de la moto no muestra. Algunos 
ejemplos de estas aplicaciones son: 
 
o Diablo Super Biker: 
 
 Esta aplicación gratuita fue creada por uno de los principales fabricantes de neumáticos del 
mundo, Pirelli. Al tener los componentes esenciales de una telemetría, permite al usuario medir su 
Ilustración 10: Telemetría para monitorizar el pulso cardiaco 
rendimiento en tiempo en real, tanto en la calle como en el circuito. Esta aplicación te muestra 
localización GPS, velocidades instantáneas, medias y máximas, incluso hasta el grado de 
inclinación. Además, Diablo Super Biker dispone de más de 100 circuitos internacionales, 
permitiendo al piloto cronometrar sus tiempos y compartirlos con otros usuarios [7]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o DigiHUD Speedometer: 
 
Desarrollada por Jame Moss, la aplicación transforma al móvil en un moderno dashboard digital 
al estilo MotoGP. Utiliza la señal GPS para imprimir las velocidades y distancias recorridas. 
Presenta una amplia gama de ajustes de pantalla para que el usuario la pueda configurar en función 
de sus gustos personales [8]. Se encuentra para iOS y Android y es gratuita. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 11: Diablo Super Biker 
Ilustración 12: DigiHUD Speedometer 
32 
 
 
 
o Race Sense: 
 
Software con cobertura para iOS y Android. Cuenta con como colaborador con el ex piloto de 
MotoGP Anthony West. Su precio es de 9,90 euros y es capaz de registrar los datos básicos de una 
telemetría comercial. Velocidades, aceleraciones lineales y laterales, inclinaciones y posiciones 
son datos que la aplicación nos muestra. A parte de brindar la posibilidad de compartir con otros 
usuarios los propios registros, la aplicación va acompañada de un programa de ordenador que 
permite realizar un análisis más completo de las medidas [9]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistemas profesionales de telemetría 
 
Son utilizados en las grandes competiciones del mundo del motor como Formula 1 y MotoGP. Estos sistemas 
están formados por múltiples sensores (temperatura, acelerómetros, lambda,etc) que envían las señales a una 
centralita que sirve de almacenamiento de los datos. Adquieren la información con la máxima resolución y 
precisión posible, dotando a los ingenieros de mucha información del estado del vehículo en la pista. 
 
Debido a esto, los ingenieros pueden utilizar estos datos para regular parámetros. Pueden cambiar 
comportamientos como el control de tracción, el anti-wheelie o la entrega de potencia, resultando muy útil para 
proporcionar a los pilotos los reglajes con los que se sienten más seguros y cómodos. 
 
 
o 2D: 
Ilustración 13: Race Sense 
 
2D & Diebold es una de las empresas de tecnología electrónica más punteras del automovilismo 
de alto nivel. Esta empresa alemana ofrece un soporte especializado para los equipos de Formula 
capaz de adquirir, grabar y evaluar los datos medidos. Posee un amplio catálogo de sensores, data 
loggers y extensiones para aumentar las mediciones. Además, todos los canales de comunicación 
llevan implementado el bus CAN, mejorando la fiabilidad de las medidas. En la siguiente imagen 
se muestra mejor el sistema de adquisición de datos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2D ofrece un software propio llamado WinaRace, compuesto por tres programas que facilitan la 
configuración del sistema e interpretación de los datos. Estos programas son [10]: 
 
 -Explorador de eventos: permite gestionar las citas 
 -WinIt: configura los módulos de comunicación 
 -Analizador: muestra los datos almacenados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 14: Telemetría 2D 
34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o AIM: 
 
AIM es la proveedora electrónica oficial del campeonato del mundo de MotoGP. Al igual que 2D, 
ofrece en su catálogo todos los dispositivos necesarios para montar una telemetría precisa de 
competición. Destacan sus kits plug and play, facilitando en gran medida al cliente la 
implementación de su tecnología. Proporciona un software propio, Race Studio 2, mediante el cual 
permite al usuario programar las comunicaciones y visualizar los datos. 
 
 
 
Ilustración 15: Interfaz 2D 
 
Ilustración 16: Interfaz AIM 
 
Este es un ejemplo de telemetría AIM implementada en una Yamaha R6 en el circuito de velocidad 
de Jerez de la Frontera. Los sensores utilizados has sido los siguientes: 
 
-Sensor lambda: informa de la cantidad de oxígeno presente en el gas de escape procedente de la 
combustión del motor. 
 
-Sensor de revoluciones del motor: muestra las revoluciones por minuto del motor. 
 
-Sensor gas: este sensor, también llamado TPS, indica de manera instantánea el recorrido del 
acelerador del puño. 
 
-Sensor suspensión delantera: en la gráfica se corresponde con HORQUILLA, útil para saber el 
recorrido de la suspensión delantera, configurar la precarga de esta y marcar los puntos de frenada. 
 
-Sensor suspensión trasera: se corresponde con AMORTIGUADOR. Dato importante para 
conocer las prestaciones de la motocicleta acelerando y que se produzca un caballito (wheelie). 
 
Por otro lado, el software permite extraer los datos GPS a Google Earth, permitiendo al piloto y 
técnicos conocer la trazada exacta realizada por la pista. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 17: Señal GPS circuito de velocidad de Jerez en Google Earth 
36 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. 2 Circuito de arranque y desconexión de una motocicleta eléctrica 
 
El circuito de arranque de una motocicleta eléctrica tiene muchas similitudes con el de una de combustión. No 
obstante, al aparecer un motor eléctrico sustituyendo al de gasolina, aparecen nuevos componentes ineludibles 
para el funcionamiento de la máquina. 
 
Para introducir este sistema se explican los componentes electrónicos de mayor relevancia indispensables para 
el funcionamiento del vehículo. 
 
 
2. 2. 1 Componentes destacados de alta tension 
 
 
Batería 
 
La batería es el elemento más caro, pesado y de mayor tamaño encima de la motocicleta, por lo que adquiere 
una importancia fundamental. 
Ilustración 18: Señal GPS curva Dry Shark en Google Earth 
 
Una batería, por definición es un acumulador de electricidad. Almacena energía eléctrica utilizando procesos 
electroquímicos. En el caso de los vehículos eléctricos, hace falta que estas baterías tengan un proceso 
electroquímico reversible, habilitando la opción de cargarlas y recargarlas. 
 
Como generador eléctrico del motor, la elección o fabricación de la batería conlleva un complejo estudio técnico. 
Cada prototipo tiene su función y es distinta la batería que necesita una scooter eléctrica que una moto del 
mundial de MotoE. Por ello, hay varios parámetros de la batería que hay que conocer: 
 
§ Tensión que proporciona cada celda (V). Esta tensión se puede modificar añadiendo ristras en serie o 
paraleloa la batería para conseguir la caída de tensión necesaria. 
 
§ Capacidad. Puede ser el factor determinante a la hora de elección de una batería. Su unidad es Amperios-
hora (Ah). No obstante, la referencia en tiempos de carga y descarga se mide en Culombios (C), siendo necesaria 
la siguiente conversión: 
 
1𝐴ℎ = 3600	𝐶 
 
 
§ Energía capaz de suministrar la batería. Su unidad es Vatios-hora y simplemente es el producto de estas 
dos magnitudes. 
 
§ Tiempo de carga y descarga. En función de la utilidad de la batería, es muy importante conocer y 
optimizar el tiempo que tarda en cargarse y descargarse. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este es un ejemplo de batería utilizada en bicicletas y scooters eléctricas. Formada por 320 pilas, posee 
Ilustración 19: Batería de 72 V 
38 
 
una capacidad de 40 Ah y proporciona una tensión de 72 V. 
 
 
 
Controlador 
 
Este dispositivo es el encargado de gestionar la entrega de energía procedente de la batería al motor eléctrico. 
Es una de las partes más complejas de configurar ya que el controlador permite ser programado para dejar pasar 
la corriente deseada al motor. Además, trabaja como inversor DC/AC. Este es el objetivo primordial del 
controlador, transformar la corriente continua de las baterías en alterna para poder alimentar el motor. 
 
A continuación, se muestra el ejemplo de un controlador destinado al uso de una motocicleta eléctrica: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Motor eléctrico: 
 
Es la máquina motriz del vehículo. Transforma la energía eléctrica en forma de corriente altera en energía 
mecánica de rotación. 
 
El motor asíncrono de imanes permanentes es el más utilizado en este ámbito. Este motor utiliza un campo 
magnético giratorio generado en el estator y una serie de imanes permanentes instalados en el rotor que giran 
con el campo del estator. Al ser asíncrono, la velocidad de giro del rotor es distinta a la del campo magnético 
del estator. 
 
En el mundo de la competición, el objetivo primordial es llegar antes que el rival a la línea de meta, por lo que 
estos motores son llevados a su máximo rendimiento en busca de obtener sus máximas prestaciones. Por ello 
sus tensiones e intensidades nominales son muy altas, de alrededor de 150 A y 100 V. Gracias a esto pueden 
llegar a generar una potencia de 40 kW. 
 
 
 
Ilustración 20: Controlador inversor DC/AC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. 2. 2 Sistema de baja tensión 
 
Tras explicar los grandes bloques electrónicos de alta tensión que todo vehículo eléctrico contiene, llegamos al 
sistema de baja tensión. Este sistema se encarga del circuito de arranque y desconexión y también de la 
implementación de diversos elementos electrónicos como puede ser la telemetría o alumbrado. 
 
Al ser este sistema de baja tensión, la tensión de alimentación de este circuito oscila entre los 5 y 15V. La 
obtención de este voltaje se suele realizar de dos formas distintas: 
 
 
Conversor DC/DC 
 
En todo vehículo eléctrico orientado a la competición coexiste un sistema de alta tensión y otro de baja. 
Por ello, una forma muy exitosa de conseguir esa bajada de voltaje es implementando un convertidor 
DC/DC que disminuya el voltaje de alta al nivel deseado. Por ejemplo, muchas scooters eléctricas 
incorporan este convertidor y un relé para transformar la tensión de 72V a 12V. 
 
 
 
 
Batería externa de 12 V 
 
Este método te permite separar al máximo el circuito de alta tensión y el de baja. En función de los 
dispositivos que alimente, puede ser que se necesite un convertidor DC/DC extra. Al separar estos 
circuitos se consigue una mayor seguridad pues el funcionamiento de ambos es casi independiente. No 
obstante, la ocupación del sistema crece considerablemente al tener que implantar una batería externa. 
 
 
Ilustración 21: Motor eléctrico 
40 
 
Realmente el circuito de arranque y parada se asemeja bastante al de las motocicletas de combustión ya que los 
elementos estructurales y geometría son prácticamente idénticos. Sin embargo, tiene ciertas diferencias porque 
el método de arranque es distinto, prescindiendo en este caso de motor de arranque y bujía. 
 
Explicado todo esto se pueden enumerar los dispositivos que se utilizan en este tipo de sistemas: 
 
o Interruptor/botón de arranque y llave: 
 
Se localizan en el manillar derecho o izquierdo y su nombre vulgar es “piña”. La llave accionará 
todo el circuito de baja tensión, activando la pantalla, alumbrado y sensores de caballete. Una 
vez girada la llave, al pulsar el botón de arranque la moto está lista para el movimiento. En esta 
piña se suelen incluir botones que aumenten la seguridad del vehículo, como botones de 
desconexión o aparatos luminosos. Este elemento se llama circuit breaker y consiste en un 
pulsador que al ser accionado corta por completo la baja tensión del circuito. Casi todas las 
motocicletas eléctricas de competición incorporan este botón. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Pantalla o display: 
 
Permite mostrar el comportamiento de la motocicleta al piloto. Sin duda, es uno de los 
elementos más importantes ya que sin esta pantalla la conducción del vehículo sería totalmente 
a ciegas. En motocicletas eléctricas se les suele añadir datos adicionales como tensión entre 
bornas de la batería, porcentaje de batería o algún indicador de alta tensión. Hay de muchos 
tipos, pero hoy en día las más utilizadas son las digitales que con un llamativo contraste de 
colores facilita la visión y comprensión de sus imágenes. 
 
o Telemetría: 
 
Ya comentada anteriormente, es otro de los elementos más útiles dentro del mundo de la 
competición. 
 
Ilustración 22: Interruptores de arranque 
 
o Protecciones: 
 
Para el correcto funcionamiento del sistema es indispensable implementar elementos de 
protección. Normalmente se utilizan fusibles capaces de cortar aguas arriba de los dispositivos 
intensidades superiores a las máximas permitidas por estos. De esta forma se evita dañarlos en 
un error del sistema. Los fusibles instalados suelen estar situados juntos en un portafusibles y, 
así, la extracción de los dañados es mucho más fácil. 
 
 
 
 
 
 
A continuación, se muestra el esquema eléctrico completo de baja tensión de una motocicleta eléctrica. La 
batería principal es de 72 V y 60Ah, y para el sistema de baja tensión se ha optado por la instalación de una 
batería de 12 V. Esta última alimenta todo el circuito de arranque, sensores, luces y display [11]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 23: Esquema eléctrico de una motocicleta eléctrico 
42 
 
3 DISEÑO 
3. 1. Introducción 
 
 
Este proyecto tiene un gran carácter práctico, pues su principal cometido es ser implementado en la motocicleta 
eléctrica que US Racing fabricará para competir en la competición internacional de Motostudent. 
 
El diseño del sistema de baja tensión conlleva una continua interacción entre los departamentos del equipo para 
conseguir el objetivo de todos ellos: crear una motocicleta fiable que compita con altas prestaciones. 
 
A continuación, se muestras las influencias de este trabajo con otros departamentos: 
 
• Departamento de estructural 
 
 Encargado de diseñar y fabricar las partes susceptibles a esfuerzos y de motocicleta. Además, son los 
encargados de situar el motor eléctrico. Chasis, subchasis, basculante y estriberas son parte de su trabajo. 
Estos elementos al soportar grandes fuerzas tienen un gran tamaño, por lo que marcan la dimensión 
disponible dentro de la motocicleta. 
 
• Departamento de fluidodinámica 
 
 Diseñan el carenado y la refrigeración de los componentes de la motocicleta para evitar el 
sobrecalentamiento y conseguir aerodinámica. 
 
• Departamento de electrónica 
 
Sin duda, es el que más interacciona con este proyecto. Es indispensable una gran comunicación ya que 
afecta a distintos sistemas que, finalmente, tienen que engranar perfectamente sin dar fallos.Se encarga 
de: 
 
o Acumulador: Batería y BMS 
o Controlador: Inversor 
o Cargador de batería 
o Baja tensión: Telemetría y circuito de arranque/desconexión 
 
 
Se demuestra que la interacción entre todas las partes del equipo es crucial. El espacio disponible en una 
motocicleta es muy limitado y deben coexistir múltiples sistemas en él. A continuación se muestra el diseño 
final del prototipo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. 2 Especificación de requisitos 
 
 
Para comenzar con el diseño, lo primero que hay que tener claro son los requisitos que hay que cumplir. La 
competición incorpora una normativa de obligado cumplimiento y una serie de pruebas estáticas previas a la 
competición que el prototipo debe pasar para poder competir en el circuito. 
 
El reglamento diferencia entre alta y baja tensión, formando parte de esta segunda todo circuito o parte eléctrica 
con una diferencia de potencial inferior a 40 V. 
 
Unificando los requisitos del reglamento y las necesidades de prestaciones que el prototipo demanda, se ha 
realizado una lista enunciando las restricciones y obligaciones a cumplir en el proyecto [12]: 
 
• No se permite el uso de sistemas electrónicos que controlen o ayuden la conducción del vehículo, tales 
como ABS, control de tracción, anti-wheelie, et 
 
• Están prohibido los sistemas de lectura de telemetría en directo. Por ello, la lectura de los datos 
adquiridos se realizará en el box utilizando conexión directa por cable a ordenador o a través de sistemas 
inalámbricos como Wifi o Bluetooth. 
 
• Todos los componentes electrónicos deben ir correctamente fijados en la motocicleta y colocados en 
zonas seguras de esta. 
 
Ilustración 24: Diseño final de la motocicleta eléctrica de US Racing 
44 
 
• El aislamiento entre los sistemas de alta y baja tensión deberá de ser galvánico. Se realiza de esta forma 
para prevenir el traspaso de portadores de carga entre los sistemas. 
 
• Los circuitos de alta y baja tensión deben estar separados físicamente. Si alguna parte de ambos sistemas 
se encuentran localizadas en un mismo contenedor, deben respetar las siguientes medidas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Se obliga a instalar un circuito de desconexión del sistema que contenga al menos: 
 
o Un Interruptor General del Sistema de Tracción (Tractive System Master Switch-TSMS). 
 
o Un interruptor de emergencia. 
 
o Un vigilante de aislamiento (Insulation Monitoring Device-IMD). 
 
o El sistema de desconexión gestionado por el BMS. 
 
 
• Para desconectar el sistema de GLVS (Ground Low Voltaje System) debe colocarse un interruptor 
general de baja tensión (GLVMS) 
 
• El interruptor de emergencia debe ser una seta roja que se accione pulsando para abrir y girando para 
cerrar. 
 
• Todos los circuitos de baja tensión deben contener un fusible que proteja el conductor y dispositivo, 
para evitar que circulen por ellos corrientes semejantes a las máximas admisibles. 
 
• Los cables y conectores deben ir forrados de material aislante, a excepción de las conexiones directas a 
masa. 
 
• La longitud del cableado debe de ser justa, prohibiendo su enrollamiento. La máxima longitud de 
cableado sin sujetar es de 15 centímetros. 
 
Ilustración 25: Distancias de separación 
• La pantalla o cuadro de instrumentos debe de estar localizada en un lugar visible para el piloto. Debe 
incluir una señal luminosa roja que se encienda al activarse el sistema de alta tensión. 
 
• El piloto debe ser capaz de activar, reactivar o resetear el sistema de propulsión eléctrica, sin bajarse de 
la motocicleta. 
 
• La seta de emergencia debe colocarse en un lugar protegido a una caída pero a la vez accesible al piloto. 
 
• El prototipo debe realizar una serie de verificaciones previas: 
 
o Test para comprobar el correcto funcionamiento del dispositivo de vigilancia de aislamiento: 
Se colocará una resistencia de 50 kΩ entre el lado de alta tensión y el chasis. Frente a esta 
situación, el circuito de desconexión deberá abrirse antes de 30 segundos. 
 
o Prueba de medición de aislamiento: Para comprobar el correcto aislamiento entre los sistemas 
de alta y baja tensión, se medirá su aislamiento. Este valor debe ser igual o superior a 100kΩ. 
 
o Prueba del circuito de desconexión: Para comprobar el correcto funcionamiento del Interruptor 
General y del Interruptor de Emergencia. Al accionarse cualquiera de los dos deberá aparecer 
el valor 0 V en el dashboard. Esto significará que se han abierto correctamente los contactores 
del acumulador de baterías. 
 
3. 3 Telemetría 
 
 
Es uno de los pilares de este proyecto. Pese a que la ausencia de este sistema no conlleva ningún problema 
dinámico del prototipo, su implementación es una útil herramienta para conocer el comportamiento de este. 
Además, los datos adquiridos se pueden utilizar de múltiples formas, desde su interpretación para mejorar el 
rendimiento del vehículo en pista, hasta usarlos como bases de estudios dinámicos para próximos diseños. 
 
 
 
 
3. 3. 1 Definición del problema 
 
El objetivo de este subsistema es conseguir la adquisición de datos a través de sensores de manera precisa. Este 
no es un proceso fácil, por lo que suele utilizarse un acondicionamiento de señal. A continuación, se muestra el 
esquema de un proceso de adquisición de datos. 
 
46 
 
 
Ilustración 26: Esquema de un sistema de adquisición de datos 
 
 
Se define acondicionamiento de señal como generación, a partir de la información obtenida por los sensores, de 
una señal válida para las tarjetas de adquisición de datos. Las tarjetas suelen admitir rango de tensión específicos 
como de -10V a 10V ó 0 a 5V. Si la señal no entra en ese rango, la información será inválida. Las funciones 
principales a realizar por un acondicionador de señal son las siguientes [13]: 
 
 
• Transformación: 
 
Los sensores pueden generar una diferencia de potencial o una variación de intensidad. La mayoría de 
tarjetas leen diferencias de potencial, por lo que si un sensor trabaja con intensidades es necesaria su 
conversión a caída de tensión. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este circuito es un ejemplo de convertidor de corriente a voltaje mediante un amplificador operacional 
inversor. Un amplificador operacional tiene la misma diferencia de potencial en sus terminales, por lo 
tanto, el voltaje de los terminales es de 0 V. Al ser 0 este valor, el valor de las intensidades que fluye 
por el circuito es la mismo, I1. Y la tensión de salida es: 
 
Ilustración 27: Circuito convertidor intensidad-voltaje 
𝐼𝑒 = 𝑖2 = 𝐼𝑅1 
 
𝑉𝑜 = −𝐼𝑒 ∗ 𝑅𝑓 
 
Se calculará la resitencia Rf en función de la intensidad medida y de la tensión proporcional correcta 
para la tarjeta. 
 
 𝑅𝑓 = 
 −𝑉𝑜/𝐼𝑅1 
 
 
• Amplificación: 
 
Esta función es necesaria cuando la señal de los sensores es muy pequeña y necesita una amplificación 
para su correcta detección por la tarjeta de adquisición. Este proceso conlleva una reducción del ruido 
de la señal, mejorando la transmisión de la señal hacia el ordenador. Para conseguir este cometido suelen 
utilizarse amplificadores operacionales no inversores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En este caso se conseguirá la tensión de salida en función de las resistencias R1 y R2 montadas en el 
circuito. La relación de la tensión de salida con respecto a las resistencias es la siguiente: 
 
𝑉𝑜 = 𝑉𝑖(1 +
𝑅2
𝑅1) 
 
 
• Filtrado: 
 
Elimina los ruidos e impurezas de la señal adquirida. Es importante tener una señal lo más limpia posible 
para conseguir una información correcta y no falseada. 
 
Ilustración 28: Circuito amplificador 
48 
 
 
La implementación de este sistema en una motocicleta de competición no es nada fácil. El prototipo es propenso 
a moverse a grandes velocidades y sufrir movimientos bruscos, por lo que conseguir una señal sin ruido y útil 
es difícil. Precisamente en el equipo se han realizado con anterioridad varios diseños detelemetría usando el 
entorno Arduino y nunca se ha conseguido implementar debido a los problemas anteriormente mencionados. 
 
Para ello, este año se va a trabajar con una telemetría totalmente específica para su uso en la competición. Pese 
a ser bastante más cara que el montaje de una telemetría de Arduino o Texas Instrument, es una inversión de 
futuro ya que puede llegar a servir para los siguientes modelos. 
 
 
3. 3. 2 Antecedentes 
 
Inicialmente la idea era crear la telemetría desde cero utilizando software de libre configuración. De esta forma, 
se abarataría en gran medida todo el sistema y a la misma vez se podría customizar perfectamente al prototipo. 
 
Arduino Mega 2560 ADK (R3) 
La tarjeta de adquisición de datos elegida fue la placa Arduino Mega ADK (R3). Esta tarjeta 
microcontroladora es una de los más potentes del fabricante Arduino, y fue elegida debido a la gran 
cantidad de datos que se pretendían procesar. Su gran número de pines y su reducido tamaño permitiría al 
sistema trabajar de manera fluida y segura. Además, el entorno de programación Arduino es de los más 
intuitivos y facilitaría bastante la programación de los sensores [14]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 29: Arduino Mega 2560 
 
A continuación se enumeran las características principales de este microcontrolador: 
 
 
• Voltaje de alimentación: 5V 
 
• Voltaje de entrada: 7-12V 
 
• Voltaje límite de entrada: 6-20V 
 
• Pines digitales: 54 
 
• Pines PWM: 15 
 
• Pines analógicos: 16 
 
• Corriente por pin: 40 mA 
 
• Memoria Flash: 256 KB 
 
• SRAM: 8KB 
 
• EEPROM: 4 KB 
 
• Reloj: 16 Mhz 
 
• Dimensiones: 10,16 x 5,33 cm 
 
 
Sensores 
 
Para este proyecto de telemetría, se adquirieron distintos tipos de sensores. Al ser la primera vez que se 
realizaba una telemetría en el equipo, se montaron solamente los sensores capaces de cuantificar las 
magnitudes de la motocicleta básicas. Estos sensores fueron: 
 
 
• 2 Sensores de temperatura: 
50 
 
 
El modelo elegido fue el LM35DZ del fabricante Texas Instruments. Sus principales características 
son: 
 
o Tipo de salida: analógica 
 
o Temperatura operativa mínima: -55 C 
 
o Temperatura operativa máxima: 150 C 
 
o Corriente de salida: 10 mA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• 2 Sensores de desplazamiento lineal (LVDT): 
 
Para estos sensores se tomó la decisión de reciclarlos para abaratar el presupuesto. Se montarían 
uno para medir la suspensión delantera y otro para la trasera. El tamaño de ambos era de 150 mm. 
 
 
• 1 acelerómetro: 
 
El modelo elegido fue el acelerómetro ADXL345 de Sparkfun. Sus principales características son: 
 
o Tipo de salida: analógica 
Ilustración 30: Sensor temperatura LM35DZ 
 
o Tensión de alimentación: 2-3,6 V 
 
o Resolución de 13 bits 
 
o Mide en los ejes X,Y,Z 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Sensor GPS: 
 
El dispositivo escogido fue el modelo Venus del fabricante Sparkfun. Trabaja con una frecuencia de 
muestreo de 10 Hz, suficiente para conocer los datos de longitud, latitud, altitud y velocidad de la 
motocicleta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 31: Acelerómetro ADXL345 
Ilustración 32: GPS Venus 
52 
 
 
Código del Arduino 
 
Tras introducir la tarjeta de adquisición de datos y los sensores, se desarrolla el código para 
conseguir mostrar por pantalla los datos de los sensores instalados. Se realizó uno para leer los 
sensores de temperatura, suspensión y acelerómetro, y otro separado solo para el GPS. Se irá 
explicando detalladamente el funcionamiento de cada código mediante el uso de comentarios. 
 
Código 5 sensores 
 
1. int sensor;//variable para guardar los datos de los sensores 
2. unsigned long tiempo; // almacena el tiempo del microprocesador 
3. 
4. void setup() { 
5. // Abre el puerto serie y espera que se abra 
6. Serial.begin(9600); 
7. 
8. void loop() { 
9. 
10. String dataString = "";// crea una string para guardar los 
datos leídos de los sensores 
11. 
12. for (int analogPin = 0; analogPin < 5; analogPin++) {// bucle 
para leer los 5 sensores, conectados a los pines analógicos: 
0,1,2,3,4,5 
13. if(analogPin<2){// los pines 0 y 1 leeran los datos de los 2 
sensores de temperatura 
14. int sensor = analogRead(analogPin); 
15. sensor=(5.0 * sensor * 100.0)/1024.0;// conversión de 
la medida analógica a grados centígrados 
16. dataString += String(sensor); 
17. } 
18. else if (analogPin==2||analogPin==3){ // sensores de 
suspensión 
19. 
20. int sensor = analogRead(analogPin); 
21. sensor=sensor*(150.0/1023.0);// convierte el valor de 0 a 
1023 en milímetros de elongación 
22. dataString += String(sensor); 
23. } 
24. else if(analogPin==4){//acelerómetro 
25. int sensor = analogRead(analogPin); 
26. sensor=(sensor-190.0)/490.0*100.0;// convierte la señal 
a un valor entre 0 y 100 
27. dataString += String(sensor); 
28. } 
29. 
30. if (analogPin < 5) { 
31. dataString += ","; 
32. } 
33. 
34. } 
35. tiempo = millis();//permite conocer el tiempo actual del micro 
36. dataString+=tiempo; 
37. dataString += ";"; 
38. 
39. } 
 
 
 
Código GPS 
 
1. #include <SoftwareSerial.h> 
2. 
3. SoftwareSerial gpsSerial(11,10); // RX, TX (TX no se usa) 
4. const int sentenceSize = 80; 
5. 
6. char sentence[sentenceSize]; 
7. 
8. void setup() 
9. { 
10. Serial.begin(9600); 
11. gpsSerial.begin(9600); 
12. } 
13. 
14. void loop() 
15. { 
16. static int i = 0; 
17. if (gpsSerial.available()) 
18. { 
19. char ch = gpsSerial.read(); 
20. if (ch != '\n' && i < sentenceSize) 
21. { 
22. sentence[i] = ch; 
23. i++; 
24. } 
25. else 
26. { 
27. sentence[i] = '\0'; 
28. i = 0; 
29. displayGPS(); 
30. } 
31. } 
32. } 
33. 
34. void displayGPS() 
35. { 
36. char field[20]; 
37. getField(field, 0); 
38. if (strcmp(field, "$GPRMC") == 0) 
39. { 
54 
 
40. Serial.print("Lat: "); 
41. getField(field, 3); // dato latitud 
42. Serial.print(field); 
43. getField(field, 4); // N/S 
44. Serial.print(field); 
45. 
46. Serial.print(" Long: "); 
47. getField(field, 5); // dato longitud 
48. Serial.print(field); 
49. getField(field, 6); // E/W 
50. Serial.println(field); 
51. } 
52. } 
Datos obtenidos y problemas encontrados 
 
 
En este subapartado se muestra parte de los datos obtenidos a partir de los dos códigos anteriores. 
Se mostrarán partes de los datos, ya que el número de información almacenada era desmesurada 
para mostrarla por completo. 
 
 
Tabla 2: Datos obtenidos sensores 
 
 
 
 
 
Lat: 3724.8196N Long: 00600.0581W 
Lat: 3724.8201N Long: 00600.0581W 
Lat: 3724.8209N Long: 00600.0580W 
Lat: 3724.8249N Long: 00600.0599W 
Lat: 3724.8300N Long: 00600.0626W 
Lat: 3724.8360N Long: 00600.0648W 
Lat: 3724.8425N Long: 00600.0662W 
Lat: 3724.8507N Long: 00600.0664W 
Lat: 3724.8594N Long: 00600.0663W 
Lat: 3724.8689N Long: 00600.0658W 
Lat: 3724.8784N Long: 00600.0654W 
Lat: 3724.8880N Long: 00600.0652W 
Lat: 3724.8976N Long: 00600.0649W 
Lat: 3724.9070N Long: 00600.0647W 
Lat: 3724.9165N Long: 00600.0643W 
Lat: 3724.9256N Long: 00600.0642W 
Lat: 3724.9339N Long: 00600.0641W 
Lat: 3724.9412N Long: 00600.0635W 
Lat: 3724.9476N Long: 00600.0623W 
Lat: 3724.9534N Long: 00600.0611W 
Lat: 3724.9589N Long: 00600.0616W 
Lat: 3724.9640N Long: 00600.0644W 
Lat: 3724.9691N Long: 00600.0692W 
Lat: 3724.9752N Long: 00600.0736W 
Lat: 3724.9826N Long: 00600.0770W 
56 
 
Lat: 3724.9906N Long: 00600.0803W 
 
Tabla 3: Datos obtenidos GPS 
 
Tras comprobar el correcto funcionamiento del sistema de manera estática, el siguiente paso al que debía 
enfrentarse la telemetría era trabajar correctamente bajo las condiciones propias de una motocicleta de 
competición. Una motocicleta en uncircuito experimenta todo tipo de vibraciones, movimientos anómalos y 
ruido electrómagnetico. De esta forma, el sistema fue sometido a bruscos movimientos en los sensores y en la 
tarjeta con el objetivo de imitar una situación real en la pista. 
 
Tras varias pruebas del sistema, los datos leídos comenzaron a falsearse debido a que estas señales excitadas 
eran muy susceptibles a variaciones. Llegado a este punto y viendo que el sistema no funcionaría correctamente 
implementado en el prototipo, se plantearon dos posibles soluciones: 
 
• Realizar la integración de toda la electrónica en un único circuito y seguir desarrollando prototipos 
 
• Adquirir un sistema específico de telemetría para motocicletas de competición 
 
 
Finalmente, se tomó la decisión de adquirir una telemetría específica, ya que no existían garantías de que pese a 
seguir desarrollando la telemetría inicial se consiguieran datos válidos. Además, pese a aumentar el presupuesto 
del proyecto, esta nueva telemetría podría reutilizarse e implementarse en futuros prototipos del equipo. 
 
Tras realizar un gran estudio de mercado, se eligió el datalogger MXm del fabricante italiano AIM. 
 
 
 
 
 
 
3. 3. 3 AIM MXm 
 
MXm es una tarjeta de adquisición de datos y a la misma vez una pantalla dashboard de 5 pulgadas. Este modelo 
combina unas dimensiones pequeñas con una amplia capacidad de almacenaje de datos [15]. 
 
Las características más destacadas de AIM MXm son: 
 
o Permite conexión con la ECU del vehículo, en este caso el inversor 
 
o 2 entradas para velocidades 
 
o 4 entradas analógicas 
 
o 2 salidas digitales 
 
o Pantalla configurable 
 
o GPS, acelerómetro y giroscopio integrados 
 
o Amplia base de datos de circuitos 
 
o Conexión WIFI 
 
o 10 LEDs RGB programables 
 
o 4 Gigabytes de memoria interna 
 
o Permite protocolo CAN 
 
o Posee 4 canales de comunicación 
 
o Permite expansiones del sistema 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ilustración 33:Tarjeta/display AIM MXm 
58 
 
 
 
 
 
Al ser el rango de tensión nominal del dispositivo de 9 a 15 V, no es necesario ningún convertidor DC/DC ya 
que la tensión de la batería de 12 V entra dentro de ese rango. Por otro lado, la tarjeta incluye una manguera para 
conectar 37 pins, 4 conectores de pins individuales y el software de instalación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AIM, como marca puntera en el mundo de la telemetría de competición, ha desarrollado un potente software 
para trabajar con sus productos. Su programa Race Studio 3 permite configurar los canales de comunicación, 
sensores y pantalla. Además, cuenta con otro programa llamado Analysis que sirve como interfaz para interpretar 
los datos adquiridos. 
 
A continuación, se muestra detalladamente la finalidad de cada pin [16]: 
 
Ilustración 34: Componentes AIM MXm 
 
Ilustración 35: Pines AIM MXm 
 
Tras conocer la enumeración de pines existentes, se ha tenido que buscar qué cables se corresponden con el uso 
de cada canal y que pines lo componen: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 36: Cables y canales de AIM MXm 
60 
 
En la figura 31, en el apartado “Cable type” se describe la cantidad de cables necesarios para cada canal, así 
como la sección de estos. De esta manera, se conoce de manera precisa cuánto cableado compondrá el sistema 
de telemetría de la motocicleta. 
Además, en la figura 32 se pueden observar los cables que quedan sin conectar y que quedarán en manos del 
usuario usarlos o no: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En definitiva, la AIM MXm es una tarjeta de adquisición totalmente preparada para utilizarse en el ámbito de la 
competición. Ofrece un amplio abanico de configuración en las comunicaciones, un potente software, una 
pantalla digital y sensores integrados en esta 
 
3. 3. 4 Sensores 
 
Los sensores en todo sistema de adquisición de datos son una parte fundamental. Realizan una conversión de 
energías para conseguir suministrar una información en forma de datos. A continuación, se enumeran los 
sensores utilizados para este proyecto explicando sus utilidades y características. 
 
 
• Sensor GPS 
 
Este sensor se encuentra integrado internamente en la tarjeta. Mide la localización exacta de la 
motocicleta a partir de longitud, latitud, altitud y velocidad. El sensor trabaja con una frecuencia de 10 
Hz, es decir, proporcionando un muestreo de 10 medidas por segundo. Sus datos son muy útiles ya que 
independientemente de dar la posibilidad de conocer y mejorar la trazada del prototipo por la pista, sirve 
como apoyo de todas las demás medidas para conseguir identificarlas en el lugar que se han generado. 
 
 
• Sensor acelerómetro 
 
El acelerómetro también se encuentra incluido dentro de la tarjeta MXm. Se trata de un acelerómetro 
de tres ejes, donde el sensor proporciona una tensión en cada eje proporcional a la aceleración que 
experimente la motocicleta. Sin duda es la principal herramienta para conocer las aceleraciones y los 
Ilustración 37: Cables que quedan sin conectar 
grados de inclinación. Se configurará para una frecuencia de 50 Hz. 
 
 
 
 
• Sensor de suspensión delantero 
 
Este sensor es un potenciómetro lineal. Mide el desplazamiento lineal entre los puntos conectados, 
utilizándose para conocer la compresión de la amortiguación delantera, de la horquilla. Conociendo este 
dato es posible conocer la rigidez del tren delantero de la moto en la frenada y permite modificarla 
aumentando o disminuyendo su precarga. Este sensor es externo. Se ha elegido el modelo compatible 
de la marca AIM de 13mm de diámetro y 150 mm de longitud. Se usará con una frecuencia de muestreo 
de 200 Hz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Sensor de suspensión trasero 
 
Al igual que el sensor anterior, este también es un potenciómetro lineal. Lo único que varía es que su 
longitud es la mitad, 75 mm. Sus medidas dan la compresión de la amortiguación, conociendo en cada 
momento como se comporta el tren trasero. Trabaja también con una frecuencia de 200 Hz. 
 
 
• Sensores de temperatura 
 
Debido a la necesidad de conocer las temperaturas de la motocicleta en lugares específicos, como motor, 
neumáticos o ambiente, se puede decir que el uso de estos sensores es altamente recomendable. Se ha 
elegido el modelo PT100 de AIM. Este sensor es una termo-resistencia capaz de medir en el rango de 
0 a 150 grados, y se utilizará con una frecuencia de 10 Hz ya que no es necesario un gran muestreo para 
este tipo de dato. 
 
Ilustración 38: Sensor LVDT delantero 
62 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. 3. 5 Comunicación CAN-BUS 
 
 
Es una parte más del proyecto que engloba a la telemetría. Como se ha comentado anteriormente, se utilizarán 
los canales CAN disponibles en la tarjeta de adquisición de datos para comunicarse con otros dispositivos de la 
motocicleta de alta tensión. El objetivo es crear un sistema de tres nodos: BMS, telemetría e inversor. 
 
 
 
 Ilustración 40: Esquema comunicación CAN-BUS 
 
La BMS, Battery Management System, es el equipo encargado de supervisar y gestionar todas las entradas y 
salidas de energía del acumulador, teniendo siempre en cuenta la salud de las distintas celdas que la componen 
y actuando en consecuencia, alargando su vida útil. Además, proporciona información sobre el estado de carga, 
temperatura y tensiones. Por otro lado, el inversor, utilizado como controlador del motor, posee una salida de 
datos. 
 
La BMS utiliza el bus para recibir el estado de los demás elementos de la motocicleta y así asegurar el correcto 
modo operación. De igual manera, el inversor dará a conocer su estado utilizando el bus para que el bloque 
maestro de BMS decida si se debe cortar la circulación de corriente hacia el mismo inversor o no. También se 
utilizará esta comunicación para mostrar por pantalla valores medidos por la BMS, como por ejemplo la tensión 
Telemetría
InversorBMSIlustración 39: Sensor de temperatura 
de la batería o la temperatura media de las celdas. En la etapa de carga de la batería también existirá una 
comunicación mediante bus CAN entre el sistema BMS y el propio cargador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. 4 Circuito de arranque y desconexión 
 
 
 
3. 4. 1 Introducción 
 
 
Una vez desarrollada la telemetría, hay que diseñar el circuito total de baja tensión. Este circuito además de 
contener los elementos de baja tensión, contiene los elementos de alta. Esto se debe a que el funcionamiento de 
alta tensión es el responsable del movimiento del prototipo y la comunicación con sus dispositivos es constante. 
Antes de comenzar con el desarrollo de este punto, es importante definir brevemente las distintas partes de alta 
tensión que aparecerán. Pese a no entrar en gran detalle debido a su complejidad, es necesario conocer 
brevemente sus cometidos. 
 
 
• Acumulador: 
 
Este sistema está compuesto por la batería general, la cual es la responsable de generar la potencia 
necesaria para el motor, y el controlador del motor, en este caso el inversor. 
 
 
• Bender o Isolation Monitoring Device: 
 
Este elemento es entregado por la organización para mejorar la seguridad del prototipo. Es un 
dispositivo de seguridad que actúa al producirse un fallo en el aislamiento. Al producirse este fallo, 
genera una corriente de medición Im que es proporcional al fallo de aislamiento. A su vez, esta 
intensidad genera en una resistencia de medición Rm una caída de tensión, la cual se evalúa por el BMS 
64 
 
para cortar el sistema de alta tensión [17]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. 4. 2 Definición del circuito de arranque y desconexión 
 
 
• Circuito de contacto y arranque: 
 
El contacto de la motocicleta consistirá en un interruptor que enciende únicamente el sistema de baja tensión, 
alimentando este a su vez el BMS, el Bender y la telemetría. Mientras tanto, el arranque se producirá pulsando 
otro botón igual, habiendo activado el contactor previamente, conectado a su vez el sistema de alta tensión. Si 
el sistema se encuentra en correcto funcionamiento, un LED rojo se encenderá indicando que la moto está 
preparada para ponerse en marcha. 
 
• Circuito de desconexión: 
 
El circuito de desconexión se puede dividir en dos partes claramente diferenciadas: el circuito de apertura en 
caso de emergencia y el circuito de rearme. A continuación, se detallará cada uno de ellos. 
 
o Apertura del circuito en caso de emergencia 
 
La apertura del circuito en caso de emergencia puede darse por dos razones. Puede ser una apertura 
manual, por acción de los mecánicos o el propio piloto, o puede ser una apertura accionada por el Battery 
Management System (BMS en adelante). 
 
o Apertura manual 
 
La apertura del circuito en caso de que el piloto o los mecánicos lo precisen necesario se realizará 
mediante la pulsación de una seta de emergencia que, como indica el reglamento, será de color rojo. 
 
La seta de emergencia funciona según el método más extendido, es decir, pulsar para abrir y girar para 
Ilustración 41: Esquema Bender 
cerrar. Al pulsar la seta de emergencia se corta por completo la alimentación de toda la circuitería de la 
motocicleta, quedando así aisladas las baterías del resto de componentes, tal y como indica el 
reglamento, el cual cita que la seta de emergencia debe abrir los contactores del acumulador de baterías. 
También el Tractive System Master Switch (TSMS en adelante) debe realizar esta tarea. 
 
En cuanto a la topología de la seta de emergencia, consistirá en un contactor utilizado para cortar la 
parte de Grounded Low Voltage System (GLVS en adelante). Además, al cortar el circuito de baja 
tensión, cortará el BMS y por tanto el circuito de alta tensión. Así, cuando se pulse la seta de emergencia, 
ambos circuitos quedarán desconectados de sus respectivas alimentaciones. De esta manera se cumple 
el requisito principal del reglamento, el cual exige que la seta de emergencia abra los contactores del 
acumulador de baterías. 
 
Además de la propia seta de emergencia para abrir el circuito, serán necesarios otros componentes 
necesarios para evitar posibles sobrecargas o sobretensiones en caso de fallos de aislamiento o altas 
corrientes/tensiones. Estos componentes serán fusibles pasivos. 
 
Como se puede observar en la figura 37, se dispone de tres interruptores cruciales en el circuito de 
desconexión: 
 
 
§ Shutdown Button (SERVICE): es la seta de emergencia que se encarga de aislar 
el acumulador de baterías del resto del sistema. 
 
§ Tractive System Master Switch (Pilot): botón de arranque que permite, como su 
propio nombre indica, el arranque de la motocicleta. 
 
§ GLV Master Switch (Pilot): llave de contacto de baja tensión. 
 
 
 
o Rearme 
 
El rearme de la motocicleta se realizará junto al arranque de la misma. Es decir, cuando se pulsa la seta 
de emergencia se desconectan las alimentaciones del sistema GLVS y HVS de sus respectivos 
componentes. Con esto, una vez que se haya pulsado la seta, para rearmar el sistema se han de seguir 
los siguientes pasos: 
 
§ Cerrar la seta de emergencia girándola para que se cierre el contactor. 
 
§ Se abre el contacto y se arranca la moto. De esta manera, esta volverá a ser 
alimentada y estará lista para volver a funcionar. 
 
3. 4. 3 Esquema eléctrico 
 
66 
 
En primer lugar, todo el sistema de baja tensión se encontrará compuesto de cables con protección IP 65, que 
ofrece protección completa contra polvo (dígito 6) y protección frente a chorros de agua (dígito 5). 
 
Para la desconexión del sistema se ha utilizado de base el siguiente esquema: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se ha modificado el esquema de manera que se incluyan los elementos que forman parte del sistema en baja 
tensión, el cual estará aislado galvánicamente del sistema de alta tensión (HSV). El esquema completo puede 
observarse en la figura 6. 
 
Además, en el modelo representado en la figura 38 se añade el sistema de adquisición de datos o telemetría 
(figura 39), fundamental en el sistema de baja tensión. Esta ayudará al piloto a conocer en tiempo real, gracias a 
la dashboard, la situación de la carga de las baterías y su temperatura, la velocidad, etc. Para ello se usarán los 
sensores necesarios, representados en la figura 39 mediante señales de entrada/salida a la telemetría. 
 
En la tabla se pueden ver las señales que forman parte de la figura 38 y que ayuda en el entendimiento del 
circuito. 
 
 
Ilustración 42: Circuito de desconexión base 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 43: Circuito de baja tensión 
Ilustración 44: Señales de telemetría 
68 
 
 
Señales Elemento/información 
A Potenciómetro del puño derecho (acelerador). 
B Activación LED rojo que indica el encendido del motor. 
C Temperatura de las baterías. 
D Voltímetro para la tensión en bornes de la batería. 
E Detección de fugas al chasis (masa local) del circuito de baja 
tensión. 
F Detección de fugas al chasis (masa local) del circuito de alta 
tensión. 
 
Tabla 4: Señales 
 
 
 
 
En primer lugar, se ha introducido el potenciómetro del acelerador, colocado en el puño derecho de la 
motocicleta, cuyo valor será transmitido al inversor (etiqueta A de la figura 38). Con más detalle puede verse en 
la figura 40. 
 
Además, se incluye un LED rojo que indica el encendido del motor. Este LED depende de la señal B de la figura 
38, que es enviada por el BMS al interruptor que controla el encendido de este. Puede observarse detalladamente 
en la figura 41. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Otro de los elementos añadidos es el sensor de temperatura de las baterías (señal C de la figura 38), cuya 
información será transmitida al BMS para que este realice correctamente la gestión de carga de las baterías. Se 
añade también para el estudio de la carga de la batería un voltímetro para la tensión