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Spectraloop – Steuerungssoftware für die Hyperloop-Kapsel
STM32-basierte Steuerungssoftware der TEKNOFEST-Hyperloop-Kapsel: CAN Bus, Linearmotorsteuerung per Modbus RTU und Fail-safe-Architektur. 2026 der 1. Platz in der Türkei in der Kategorie Technologiedemonstration.
- Zeitraum
- 2023 – heute
- Stack
- STM32 · CAN Bus · Modbus RTU · RS-485 · I²C · Watchdog · React · WebSocket
Architektur
Problem
Die von einem Linearmotor angetriebene Kapsel muss unter hoher EMI zuverlässig kommunizieren, ihre Position und Geschwindigkeit genau kennen und bei jedem Fehler in einen sicheren Zustand übergehen.
Mein Beitrag
- Linearmotorsteuerung: Ich habe die STM32-Firmware entwickelt, die zwei Delta-MS300-Frequenzumrichter (VFD) über eine einzige RS-485-Leitung per Modbus RTU (9600 Baud, 8N1, Slave 1 und 2) ansteuert: Steuerwörter für Vorwärts/Rückwärts/Stopp und Frequenzen bis 150 Hz. Den Code habe ich vom STM32F407 auf das Nucleo-F401RE portiert.
- Validierung vor Ort: Die VFD-Parameter (Frequenz- und Startquelle RS-485, obere Frequenzgrenze) habe ich vor Ort getestet und verifiziert. Außerdem habe ich eine Python-Brücke Seriell↔WebSocket und ein Live-Steuerungspanel ergänzt.
- Teamführung: Ich habe das 11-köpfige Team in 6 Subsystemgruppen aufgeteilt (Sensorik, CAN, Navigation, BMS, RTOS, Telemetrie) und den Prozess rund um den technischen Designbericht koordiniert.
Was wir im Team entwickelt haben
- CAN Bus zwischen Master- und Slave-STM32; EMI-Robustheit durch verdrillte Zweidrahtleitung + 120-Ω-Abschluss
- BNO055-IMU (I²C) + zwei optische Omron-Sensoren, Position per Hardware-Interrupts kreuzvalidiert
- Fail-safe durch Hardware-Watchdog; CAN-basiertes BMS mit 24 Slaves für die 144S-Batterie
- Bodenstation mit React + Node.js + WebSocket
Ergebnis – TEKNOFEST 2026
| Kategorie | Platzierung |
|---|---|
| Technologiedemonstration | 1. Platz in der Türkei |
| Performance | 3. Platz in der Türkei |
| Lösung definierter Problemstellungen | 3. Platz in der Türkei |
| Performance – Technischer Designbericht | 1. Platz |