Fórmula 1: La Telemetría y Sensores

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La telemetría es la medición y transmisión automáticas de datos por cables, radio u otros medios desde una fuente remota.
En la Fórmula Uno, estos datos incluyen información vital sobre el rendimiento del motor, la eficiencia aerodinámica, la presión del aceite, adherencia de los neumáticos y el desgaste de los frenos, así como otras numerosas mediciones tomadas en el coche con respecto a la progresión del piloto en la pista.
Cada segundo de cada vuelta se pueden hacer más de 150.000 mediciones hechas a bordo de un coche de Fórmula 1 con casi 200 sensores distintos, en promedio, distribuidos en el coche.
Estos datos se transmiten de forma segura, utilizando la tecnología de microondas, a los ingenieros en el pit wall, y son compilados y procesados simultáneamente en una amplia gama de plataformas de computación para su posterior análisis por el equipo.
Utilizando el software creado especialmente para la F1 se traducen todos los datos de una forma numérica a otra gráfica para que el equipo pueda interpretar la información recopilada.
Una vez armada, la lectura de estos gráficos suministra a los ingenieros y técnicos una precisa imagen en tiempo real de cómo los pilotos y los coches se están desplazando.
"Podemos rastrear el coche en toda la vuelta al circuito", dijo Sam Michael, Ingeniero Jefe de Operaciones de WilliamsF1. "Tenemos varias páginas que abarcan desde un driver en el sistema hidráulico, el ángulo de dirección en la esquina, donde se ha levantado el pie del acelerador ... cualquier cosa que queramos, de verdad."
Williams tiene mucho de enorgullecerse al ser junto a McLaren los introductores de la telemetría en la Fórmula 1 en la década de los noventa. El aporte de la tecnología empleada fue tal que llegó un momento en el cual desde boxes podían controlar todos los parámetros del coche sin moverse de los boxes. Entonces la FIA....

Típico registro de los datos de un Fórmula 1 recibidos telemétricamente (Ampliar en pestaña aparte)
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Datos típicos recogidos usando la telemetría

Durante las pruebas, los equipos pueden colocar cientos de sensores en el coche, pero durante la carrera, sólo se controlan por lo general sólo las funciones relevantes. Algunas de las funciones que se enumeran a continuación están entre las usuales;

*Elección de la puesta a punto
*Las revoluciones del motor
*Las velocidades de cada una de las ruedas
*Velocidad relativa del viento (utilizando un tubo pitot montado en el nariz del coche)
*Ajuste y funcionamiento del acelerador
*La temperatura del motor
*La temperatura del aceite
*Presión de los neumáticos en las cuatro ruedas
*La presión de las pinzas de freno
*Temperatura en las pinzas de freno
*La temperatura de diferentes puntos en el sistema de escape
*La posición de todos los sensores
*Dirección de la carga
*Ángulo de giro
* Aceleraciones lineales , verticales y laterales
*Seguimiento de la ubicación del auto en la pista
*Altura del vehículo sobre la pista en cuatro o más puntos
*El entorno del KERS



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link: http://www.youtube.com/watch?v=JajwtH9_N00&feature=related



Esa gran cantidad de dispositivos electrónicos, incluyendo la ECU (Engine Control Unit o como la llaman algunas personas Electronic Control Unit o también SECU por Standard, que todo el mundo la usa al estar reglamentada) transmiten los datos específicos, por ejemplo, las mediciones, pero no sólo, a un sitio remoto, en el caso de F1, hacia el pit wall y a los boxes sino que también es posible almacenar electrónicamente los registros de rendimiento de motor, el estado de la suspensión , los datos de la caja de cambios, el estado del combustible, todas las lecturas de las temperaturas, la g -fuerza y la actuación de los controles por el corredor.

La E.C.U. fabricada por McLaren Electronics

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Los datos se utilizan como base para determinar la configuración del coche y todos los problemas. Después de 1993 los datos electrónicos sólo se pueden recibir desde el coche, pero no pueden ser transmitidos hacia él. Sin embargo, esta prohibición de la telemetría de dos vías se había levantado hace unos pocos años y la comunicación bidireccional se permitió una vez más. Luego las dos vías de telemetría fueron prohibidas de nuevo pero a partir de este año existe la transmisión de órdenes telemétricas hacia el auto para activar el mecanismo del DRS, supervisado por la FIA.

Trabajar con los datos de telemetría, una gran parte del tiempo se dedica al diferencial , la parte más armoniosa del auto. El diferencial, que permite a las dos ruedas traseras girar a diferentes velocidades, se puede ajustar para la entrada, a la mitad y a la salida de las curvas. Desempeña un papel importante en la estabilidad en las curvas y bien hecho puede contribuir mucho a la hora de mejorar los tiempos de vuelta.



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Como decíamos antes, bajo las reglas de la FIA , hasta este año no era posible el envío de información electrónica hacia los coches y así continúa con la excepción de la puesta en funcionamiento del DRS. Así que, con esa salvedad, este es un sistema de una sola vía que envía los datos de los coches hacia los boxes. A continuación, los ingenieros pueden analizar los datos en tiempo real y ver si algo está mal o decirle al piloto cómo se puede mejorar la forma de conducir o la configuración del coche. Muchos equipos envían esos datos también directamente a sus fábricas donde todo un equipo se dedica a analizar los datos recogidos en tiempo real.


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link: http://www.youtube.com/watch?v=7ZTYyEjUE0E


Cada coche tiene 150 a 300 sensores, a veces más. El número no es exacto porque según la pista hay que agregar o quitar sensores. Además, a partir de las sesiones de entrenamiento para la carrera oficial se puede eliminar algunos sensores si se dieron cuenta que no es necesario para una determinado circuito y así se puede ahorrar algo de peso.


Sensor de movimiento
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El accidente de un Red Bull es una fuente de información para visualizar la gran cantidad de sensores que el equipo utiliza. En la imagen vemos cuando uno de sus ingenieros rescata los restos del spoiler y del cual cuelgan finos cables que conducen la información recogida por minúsculos sensores, que no se ven, pero sin dudas están ubicados para proveer de datos necesarios para conseguir la superioridad del RB7.


Abran es pestaña aparte y aprecien los cables de los múltiples sensores del RB7
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La data en tiempo real








link: http://www.youtube.com/watch?v=aYs4r-3EWM0&feature


Los datos son enviados desde el coche a los boxes usando 1.000 a 2.000 canales de telemetría, transmitiendo de forma inalámbrica (obviamente) en la frecuencia de 1,5 GHz promedio (1,45 a 1,65Ghz) o el permitido por las autoridades locales. Estos canales están encriptados, por supuesto.
El retraso típico entre los datos recogidos y ser recibido en los boxes es de 2 ms (milisegundos). Para cada carrera la cantidad de los datos recogidos ronda en el rango de 1 millón y medio de muestras. También se recogen la misma cantidad por cada día de entrenamiento. La cantidad total de los datos recogidos en un fin de semana supera los 5 mil millones de muestras. Durante una sesión de 90 minutos el equipo recoge entre el 5 y 6 gigas de datos en formato comprimido por coche.

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Dado que los datos se comprimen, aquí no se habla de megabytes o gigabytes, por lo que la velocidad de transferencia real utilizado por el sistema de telemetría es menor.
Como la data de cada coche es independiente y dado que cada equipo tiene dos autos, el número de datos recogidos son en realidad dos veces superior.

El transmisor, de 160W de potencia, se coloca en el pontón lateral y luego un cable lo enlaza con una antena omnidireccional de 10 cm ubicada en la nariz en el coche. Otra antena se ubica en la parte trasera o en el lateral que apunta hacia su pit wall, que actúa de forma unidireccional.



La otra componente del enlace es la antena-base que está ubicada sobre el camión que oficia de centro de recolección de datos. Es un dipolo con 100 W de potencia aplicada. A ella está conectada una unidad emisora/receptora CBR-610 que actúa como modem y desencriptador de la señal con los datos codificados. Cuenta con una tasa de transferencia con picos de hasta 100Mbps. Esta unidad prepara la información registrada por los sensores de coche de tal forma que pueda gestionarse mediante el potente software 'Atlas', que permite la lectura de los datos mediante complejas gráficas.

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Desde el mismo "centro de datos" también se envía la información directamente a la fábrica de la escudería vía satélite, usando antenas parabólicas trabajando en la banda SHF.


La Sala de Adquisición de Datos de McLaren


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Ploteo de los datos del McLaren de Hamilton en el GP de Bahrein 2010

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Con los datos recibidos cada segundo durante dos vueltas el software reconstruye la traza del circuito. En este caso a partir de la telemetría es posible visualizar el trazado completo de cualquier circuito.


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Aquí el video de esa telemetría







link: http://www.youtube.com/watch?v=ASlyOdRR_A0&feature



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Pero volvamos al coche, porque en él se monta un elemento clave sin el cual no sería posible la telemetría en la F1: la ECU (Electronic Control Unit).
Podríamos decir que es la CPU del monoplaza, que se encarga de recoger todos los datos de los sensores. Es estándar y obligatoria para los 24 coches de la grilla y está fabricada por la escudería McLaren en colaboración con Microsoft.
La ECU está basada en la arquitectura Power-PC, cuenta con dos procesadores de 40MHz, 1GB de memoria estática, 1MB de memoria flash ROM y 1MB de memoria SRAM. Su tasa máxima de transmisión de datos es de 230Kbps. Los ingenieros usan un cable Ethernet o RS-232 para conectarla con un ordenador portátil y configurarla adecuadamente (aunque está bastante limitada por las normativas de la FIA).


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Cada coche tiene también un sistema de almacenamiento a bordo que guarda los datos más recientes, por lo que si la transmisión falla, el coche continuará reintentando hasta que la transmisión se haya realizado. Los equipos no quiere revelar si se trata de una unidad de disco duro o una memoria flash la que se utiliza para esto, pero se estima que al día de hoy todos ellos utilizan la memoria flash.
Así no se pierden datos cuando el vehículo entra en un túnel de Mónaco, por ejemplo: tan pronto como la comunicación se pierde, el coche mantiene la recolección de datos y los almacena en su memoria de a bordo y en cuanto sale del túnel o punto ciego , todos los datos recopilados durante ese período los envía de inmediato a las boxes.
Los datos son decodificadas y convertidos en una señal que puede ser entendida por una PC. Pasa a través de un sistema de servidor de datos llamado Atlas, que muestra los canales de telemetría para los ingenieros. Esta es la interfaz que muestra todas las líneas onduladas o de ondas en la pantalla.



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Este es el mundo de la telemetría y del análisis de datos

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El software que ha creado esta hoja se llama ATLAS, un acrónimo por Sistema de Adquisición Enlazado de Telemetría Avanzada (Advanced Telemetry Linked Acquisition System) , desarrollado por McLaren Electronic Systems (MES). Se considera que es el sistema más avanzado conseguido hasta ahora.
ATLAS se ha convertido en el paquete de adquisición de datos estándar en el paddock de la F1 debido a la utilización de una unidad de control del motor de MES que sigue las rigurosas especificaciones de la FIA en todos los coches.
El paquete de adquisición de datos completo se compone de todos los datos del coche a bordo registrados por la electrónica y los transmisores de radio, la transmisión de datos a través de las radiofrecuencias a los radiorreceptores de telemetría en los boxes.

La precisión de la telemetría hace que se reconstruya la imagen de un circuito, en este caso el Hungaroring


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Es interesante ver cómo el software en conjunción con el G.P.S. permite conseguir imágenes precisas de cualquier circuito de acuerdo el relevamiento de varios parámetros como se ve en en diagrama del circuito de Valencia. Se obtiene el mapeo de la traza según el registro de los cambios empleados o, de la firma del acelerador electrónico y de los frenos.

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Los receptores descifran los datos y funcionan como servidores centrales de los datos decodificados a distribuir más de una red local basada en Ethernet.
Cualquier computadora o PC configurada correctamente puede ejecutar el software ATLAS, simplemente se conecta a la red y puede recibir datos desde el servidor receptor de telemetría. La sencilla arquitectura de Ethernet en la red de distribución de datos también se presta por la facilidad de enviar la telemetría en directo a la fábrica, a los ingenieros y a los estrategas.

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Los datos a que se hace referencia tienen dos formas: La "telemetría" que son los datos recogidos y transmitidos en vivo, y el registro "histórico" que son los datos de telemetría guardados para ser analizados luego.
No obstante podríamos decir que la telemetría tiene tres formas de transmitir los datos recogidos:
-Una es el envío desde el coche de forma constante en tiempo real con datos cruciales para el equipo. Son pequeños paquetes de bits que incluyen al GPS.
-Una descarga al pasar por el pit wall de unos 4 Megabytes con toda la información recogida y almacenada en una vuelta con datos comparativos respecto a las vueltas anteriores.
- La descarga de los datos "históricos" recogidos en la totalidad de la carrera o de una sesión de pruebas en la que el archivo es mucho mayor del orden de los 100 MB o más.




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En resumen, una gran cantidad de computadoras con varias pantallas LCD y gráficos trazados y muestrarios de datos están constantemente al alcance de un montón de ingenieros analizándolos.


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link: http://www.youtube.com/watch?v=0A1xLBgAZc0



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Algunas de las empresas especializadas



Para que el sistema Atlas esté interconectado debe existir otro software que se encargue de la gestión del espectro radioeléctrico ya que tanto en las sesiones de prueba como en las carreras en la Fórmula 1 durante el fin de semana las frecuencias de radio utilizadas son una enorme cantidad, para reducirlas la única solución era desarrollar un sistema de radio personalizado. Sistemas tales como GSM, DECT y Bluetooth nunca fueron diseñados para soportar la tasa de los datos requeridos u operar en este entorno de radio.


El punto de partida en el diseño de un nuevo sistema de comunicaciones es costumbre hacer frente a la primera pregunta clave:
¿Cuáles son los requerimientos del sistema?
Se debe considerar una amplia variedad de parámetros, incluyendo el manejo de un gran tamaño de datos, las frecuencias disponibles, la latencia aceptable, la calidad del servicio, los países en que se operará, el tamaño del hardware, el costo, el consumo de energía y muchas cosas más son necesarias.
Además el espectro de radiofrecuencias es un recurso escaso y es administrado por la reglamentación internacional y nacional en cada país al que la F1 visita.
La selección de una banda de frecuencia adecuada es un tema complejo. Normalmente, en esto puede haber limitaciones en la potencia de salida máxima, esquemas aceptables de modulación , lugares de instalación y las aplicaciones servidas. Las normas varían de país a país, aunque el proceso dentro de la Unión Europea está muy bien armonizado.
Hago mención brevemente a otros equipos que son aquellos de telecomunicaciones y transmisión de voz. Hay muchísimos tipos y marcas; hay trasceptores que enlazan al piloto con el equipo y entre cada uno de los miembros de ese equipo que transmiten en varias frecuencias. No sería exagerado decir que si las ondas de radio se verían nos veríamos en figurillas para ver una carrera.

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Uno de los mejores proveedores conocidos de los equipos de telemetría es Plextek
Plextek es actualmente proveedor de Sauber, Williams, Red Bull, Ferrari y STR. Esta empresa fue creada en 1998 por el Grupo Pi , en su momento patrocinador y proveedor de equipos electrónicos para Williams y Jaguar F1 Racing, para desarrollar un nuevo sistema de telemetría del motor en las carreras de Fórmula Uno

Las primeras pruebas del nuevo sistema de Plextek se llevaron a cabo en Silverstone, Hockenheim, Nurburgring y Barcelona para evaluar una serie de modelos en entornos diferentes. A partir de los datos obtenidos el diseño del sistema propuesto fue desarrollado y probado para producir las estimaciones de cobertura para demostrar el probable desempeño del sistema. Este enfoque permite un control temprano de si los objetivos iniciales del sistema son las posibilidades de lograr antes de que el diseño final del equipo.
El sistema de telemetría desarrollado por Grupo Pi Plextek para la Fórmula Uno ganó por primera vez en el Gran Premio de San Marino en Imola el domingo de Pascua de 2001, con el equipo Williams-BMW tras dos años de colaboración.
En el espacio entre la temporada de 2001 y 2002, Pi volvió a Plextek para un programa de actualización de software. Estas mejoras en el sistema permite un protocolo de reconocimiento de intercambio. El nuevo software también proporciona un canal de datos de enlace descendente en el coche, que era ilegal bajo la antigua normativa FIA 2001, pero que se ha permitido desde 2002.
El nuevo software Plextek permitió a los equipos recibir las transferencias de datos libres de errores de los coches, y enviar de forma segura la información del comando de los coches para ajustar el rendimiento durante la carrera.




Sistemas de software y hardware usados en la F1



Pi Research (hace poco ha sido absorbida por la Cosworth Electronics): es responsable del Microwave Digital Boadcast System Plextek, y varios sistemas intercom, de adquisición de datos, controladores de los motores y sistemas de video
Magnetti-Marelli Electronics: Ha desarrollado los sistemas Microwave AN83, ECU Step9, Radio 2ASX, Ground Station MT350
En este año ha acordado con Wind River para que lo provea en lo último en adquisición de datos y sistemas de transmisión. La empresa pertenece a Intel Corporation.

TAG Electonics: Data Logging MCU300DA, Wideband CTX330, Microwave Lap Trigger LTX310 y LRX310, Optical Lap Trigger LTX400 y LRX400,
El International Telemetry Group o grupo IT está integrado por Hewlett Packard, Compaq, y TAG Electronics también elaboró un sistema de transmisión de datos y elementos de enlace,



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La Fórmula 1 ha sido y es campo propicio para desarrollar nuevos inventos y aplicar lo máximo de la tecnología punta a nivel mundial. En una época de avances asombrosos en el campo informático y de tecnologías digitales no podían faltar las empresas productoras de elementos imprescindibles para el desarrollo de aquellas; me refiero a las fábricas de los microchips.
Si prestan atención a la Ferrari F1, se darán cuenta de un logotipo de AMD en la deriva del alerón. Para la mayoría esto simplemente significa que AMD está pagando como sponsor en los coches de Ferrari, pero este no es el caso. El logo está ahí porque les proporciona la infraestructura tecnológica para el sistema de telemetría del coche, que recoge datos en tiempo real y envía al equipo de Ferrari durante las carreras, para que puedan comprobar en tiempo real si algo va mal, y así dar al piloto las instrucciones de las correcciones que debe hacer a fin de lograr un mayor rendimiento durante la carrera. Los datos también se recogen para análisis después de la carrera.
Intel estuvo y sigue estando también apoyando estos desarrollos como en su momento estaba con una importante presencia en la categoría, como esta imagen lo illustra:

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Lo que la FIA dice:


REGLAMENTOS TÉCNICOS FORMULA UNO 2011


8.4 Adquisición de datos:
Cualquier sistema de adquisición de datos, sistema de telemetría o los sensores asociados adicionales a las previstas por la ECU y ADR deberá estar separado físicamente y completamente aislados de cualquier sistema electrónico de control con la excepción de la principal fuente de alimentación regulada de tensión, baja auto y un único sistema enlace de comunicación de la ECU y ADR.
8,5 Telemetría:
8.5.1 . Los sistemas de telemetría debe operar en las frecuencias que han sido aprobados por la FIA
8.5.2 . Está prohibida la telemetría desde el box al coche.
8.6 . Controles del piloto y displays: Todos los módulos electrónicos que son utilizados por el piloto que muestran la información y la entradas de los interruptores debe ser suministrados por un proveedor designado por la FIA y según especificaciones determinadas por la FIA y adecuadamente alojadas por cada equipo.
8.7. Radio del piloto: Aparte de las conexiones autorizadas a la ECU de la FIA, cualquier sistema de voz de comunicación por radio entre el coche y los boxes debe ser independiente y no debe transmitir o recibir datos. Todas estas comunicaciones debe ser abiertas y accesibles tanto para la FIA y, en su caso, los organismos de radiodifusión.








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Durante cada transmisión de los Grandes Premios de la Fórmula 1 vemos a los pilotos sentados en su coche en los boxes, revisando la telemetría de vueltas anteriores; indudablemente con ellas se puede entender el coche y cómo extraer mejores tiempos de vuelta. Poder entender cómo el piloto se beneficia de estos datos no es moneda corriente en estos tiempos de secretos bien guardados.

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Todo elemento que se mueva en el monoplaza es susceptible de ser reseñado y estudiado mediante su acoplamiento a pequeños potenciómetros que dará mínimas pero exactas diferencias de voltaje según su posición.

Se colocan pequeños sensores en las partes del auto que nos interesan para obtener una enorme cantidad de información sobre el funcionamiento de dicha parte. Esto es útil, por ejemplo, para saber cuánto y cuándo se mueven los amortiguadores. Es muy fácil recopilar la información sobre el momento, la cantidad y el tiempo que el piloto usó el freno o el acelerador. Colocar en la columna de dirección una pequeña polea y correa que le pasa al potenciómetro los datos de cuántos grados de volante usó el conductor. Y así, todas las piezas móviles pueden ser registradas y ser objeto de un seguimiento. Al llegar el auto a los boxes, se conecta una portátil y se descarga toda la información para estudiarla.

Estos movimientos son registrados en base al tiempo transcurrido y éste se aplica al trazado de una pista cuyo trazado se graba previamente en una computadora, con ello podemos saber en qué momento y lugar se produjo un movimiento de alguna parte u órgano de conducción del auto. Sabiendo el tiempo y la distancia de cada vuelta se pueden representar estos datos sobre un gráfico con el cual más tarde pueden usarse para verificarse simulaciones animadas perfectas. Así se sabe si un piloto frena antes o después que otro, si es brusco con el pedal del acelerador, si gira demasiado el volante, etc.

Brian Jee, un ingeniero electrónico especialista en Adquisición de Datos de la ChampCar / IndyCar al examinar las hojas puede explicar todo lo que los datos entregan y cómo los pilotos pueden descubrir donde se pierde tiempo en comparación con su compañero de equipo.



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Planilla de una vuelta en Mónaco


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Ya dentro del programa ATLAS vagamente se puede comparar con el Excel de Microsoft en referencia a su superficie de trabajo. En Excel, la mayoría de la gente está familiarizada con la hoja de cálculo, como un todo, a que se refiere como un "libro." Dentro de ese "libro" hay múltiples "Hojas de Trabajo" que contiene cualquier número de cartas creadas por el usuario y la información. La organización de las superficies de trabajo de ATLAS es similar, en el ATLAS cada "libro" contiene varias "páginas", organizado de forma similar a la interfaz de usuario de Excel con tablas gráficas. Cada página contiene "muestras" creadas por el usuario en el se analizan los datos recogidos. La Prueba de impresión de datos que vemos aquí es en realidad un único "ejemplo" impreso a partir de una "página" de un "libro", de la misma manera que una carta individual se puede imprimir desde Excel.

En la parte superior de esta pantalla impresa que vemos, "StatLapOverlay Mónaco".
Esta información, configurable por el usuario, se utiliza para ayudar en la organización y titulación. StatLapOverlay rápidamente nos informa de que lo que se muestra es una comparación de dos vueltas diferentes. Además se señalan también la fecha, la hora del día y el lugar del evento que indica dónde y cuándo se hizo esta comparación, no se debe confundir con el lugar y cuándo fueron obtenidos los datos registrados.

Este tipo de pantalla se conoce como una "forma de onda." En una forma de onda se presentan los datos en relación con el tiempo (se dice en función) o con la distancia, al plotearse se expresan en coordenadas. Por lo general, se analizan los datos de una vuelta, con mayor frecuencia las vueltas más rápidas de una salida especial o sesión. En este caso, tenemos datos de dos coches superpuestos en referencia a la distancia de la vuelta en el eje-x (el de las abcisas u horizontal).
Los datos respectivos de cada vehículo se identifica por el color. Aquí, los trazos en azul indican los datos de un coche comparado con los datos del otro vehículo, en color rojo. Es importante tener en cuenta que el coche azul es el dato primario en esta comparación y con el coche rojo se hace referencia en relación con el coche azul.

Ahora dirigimos nuestra atención a la parte inferior de la hoja donde se encuentran las listas de los "parámetros" en la zona conocida como la "leyenda. Cada parámetro con su nombre de forma individual representa la salida calibrada de un único sensor a bordo del vehículo. Además, un parámetro puede representar un "parámetro de la función", una salida matemática basada en el sensor de entrada de los cálculos matemáticos. Si un parámetro está presente en cualquiera de estas listas en la parte inferior de la pantalla, su seguimiento asociado se muestra en la forma de onda que se ve abajo.


Posiciones del cursor
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A la derecha de los parámetros hay una columna con valores de color rojo y otra de color azul . Las columnas de colores son los valores de los trazos de los parámetros de un auto en relación al otro.
En el software ATLAS, los valores cambian según cómo el cursor se mueva a través de la línea vertical de la forma de onda, lo que permite al usuario identificar los valores exactos de cada punto en los trazos. Los valores que vemos aquí son simplemente la posición que el cursor tenía cuando lo que se veía en la pantalla se imprimió. El cursor vertical se observa en la ilustración de abajo.
En el programa ATLAS, el cursor se desplaza por la forma de onda con sólo mover el ratón de lado a lado o con las teclas de las flechas del teclado para el movimiento finito.

Parámetros
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Ahora examinaremos los parámetros presentes. Para empezar, cada parámetro está precedido de una letra que designa el tipo de unidad de medida de la salida del sensor calibrado con el que está asociada. Tenemos los siguientes prefijos:
v = velocity velocidad, el desplazamiento de la posición en un momento dado;
N = Number Número, indicación cuantitativa;
r = ratioPorcentaje, relativo al total;
a =angle ángulo de desplazamiento sobre un vértice;
p = pressurepresión, la fuerza aplicada a una referencia;
M = Magnitude Magnitud, el valor escalar;
B =Bit Bit, el indicador de bit. Por ejemplo, binario 1 o 0 indica apagado o encendido;
T = Time Tiempo.



Hay sensores individuales de la velocidad de rotación de cada rueda, pero debido que girando en una curva la velocidad de cada rueda es diferente debido al deslizamiento y al bloqueo por el diferencial, la velocidad obtenida no representa la velocidad real del vehículo. Así, las velocidades individuales se introducen en "función de parámetros" en los cálculos para determinar con precisión la velocidad del coche, compensando las diferencias en el desplazamiento de la rueda y su rotación individual.

Examen continuo de los parámetros:
VCAR Velocity Car : La velocidad del vehículo expresada en km/h

NGear Number Gear : El número de velocidad de la caja de cambios, 1 a 7, con el punto muerto que representa el número 0

rThrottle Pedal ratio Throttle Pedal : posición del pedal. El porcentaje de la salida calibrada indica la posición del pedal del acelerador representado como un porcentaje del total de la aplicación mecánica disponible. Por lo tanto, 0% significa que el piloto no aplica el acelerador, y 100% significa que el piloto pide la máxima potencia.

aSteeringWheel: angular Steering Wheel: Es el ángulo de rotación del volante en grados, en relación a la posición de la dirección de cremallera.
En una posición de 0 grados, el volante se encuentra exactamente "recto" y la posición de la cremallera de dirección está centrada en consecuencia.

pBrakeR: pressure Brake Rear: Es la presión hidráulica aplicada al sistema de los frenos traseros, medida en el rendimiento hidráulico de la bomba del freno trasero. Unidades: Bar ( 1 Bar=1 atnósfera)

MDiffDemand: Magnitude Differential Demand: Es el par aplicado al diferencial. Unidades: Nm ( 1 Newton por metro)

MKERSDemand: Magnitude KERS Demand: Es el par aplicado hacia y desde la MGU KERS. Se aplica al par de la MGU generado en la frenada con la recolección de energía. Se aplica el par de la MGU durante el impulso del sistema KERS. Unidades: Nm

BNRear Wing State Control Mode: Es un indicador de bits que se utiliza para identificar el estado de activación del DRS
Posibilidades: activo o inactivo

Tdiff Time difference: Es un parámetro que compara el tiempo de vuelta en función de la distancia. Facilita el análisis de tiempo de vuelta respecto a la trayectoria de la posición entre una vuelta de referencia y cualquier otra vuelta.
Dada la naturaleza de estos parámetros se identifica la forma de onda como una clásica "comparación del piloto." Todas las entradas del piloto en el control del coche están presentes y organizados en una manera específica que les permite identificar rápidamente en qué parte de la pista está ganando o perdiendo el tiempo con respecto a un dato. Por ejemplo, un piloto puede ser capaz de identificar rápidamente a una parte específica de la pista que contiene una pérdida de tiempo de vuelta comparativa y fácilmente identificar que se trata de un frenado de 10 metros muy temprano en una curva frente a un compañero de equipo y así corregirla.

El otro tipo de información que vemos encima de las columnas de valores de parámetros son identificaciones específicas del usuario de las sesiones de datos en cuestión, tales como fecha, lugar del evento, y el nombre del piloto.


Mapa del trazado del circuito
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Un mapa de la pista de Mónaco está situado en la esquina inferior derecha de la pantalla. Un punto se mueve a lo largo del mapa de la pista en relación con la posición del cursor de línea vertical como una función de la distancia de pista, mientras se mueve por la forma de onda. La ubicación del punto en el mapa es una ayuda visual para el usuario que puede identificar rápidamente la ubicación en la pista de las características del rastreo.
Además, vemos que las curvas se identifican como verde y las rectas son de color amarillo. Estas características son una ayuda visual adicional para facilitar la identificación y localización en la pista de la actividad en el rastreo de los datos. El software ATLAS genera automáticamente el mapa basado en la aceleración lateral y la distancia de seguimiento de los datos registrados. Las curvas verdes se calculan y determinan en base de los umbrales de la aceleración lateral.



Comparación de una vuelta


Ahora, vamos a dirigir nuestra atención a la trama de la onda. La parte más esencial de la trama es el eje de abscisas. La escala del eje X es configurable por el usuario en las unidades de tiempo o distancia. El tiempo o las distancias comenzarán en el cero de origen en el lado izquierdo de la gráfica al inicio de una vuelta en la línea de tiempo de la pista, aumentando cada vez más hacia la derecha, que termina al final de la vuelta en la línea de cronometraje.



Levantando la patita


Este ejemplo de datos representa a lo que es Mónaco y, como tal, vemos a la escala del eje X empieza a 0 metros a la izquierda y termina aproximadamente a los 3200 metros a la derecha. Un total de distancia de la vuelta en Mónaco es de aproximadamente 3340 metros. Todos los datos se definen como una función del eje X, lo que indica dónde y cuándo en un punto se produjeron datos .
Por lo general, el eje X se define por la distancia debido a la importancia de comprender la ubicación física de una fuente de datos y la distancia que el vehículo viaja con respecto a cualquier otro acontecimiento. Las escalas de distancia también facilitan la comparación de los coches y de los pilotos. Por ejemplo, la distancia que nos permitirá ver qué tan lejos un corredor frena en una curva, en comparación con el otro piloto del equipo.

Vamos a examinar un ejemplo a medida que continuamos con nuestra modesta explicación.

Al examinar las huellas individuales en forma de onda, vamos a empezar de arriba hacia abajo.
El primer trazo en la parte superior es rThrottlePedal con su escala vertical identificada en la derecha de la forma de onda en unidades de porcentaje desde 0,0%, sin acelerar, al 100% con el acelerador a toda velocidad. Podemos ver la pendiente negativa cuando el piloto suelta el acelerador en la entrada a la curva, cuando saca por completo el pie del acelerador en el medio de la curva y cuando vuelve de nuevo a acelerar a toda velocidad a través de salida de la curva con una pendiente positiva.

Para un examen más detallado, echemos un vistazo a la salida de la curva 8, Portier, la que lleva hacia el túnel. Lograr una buena salida de la curva 8 es crucial para logra un buen tiempo de vuelta, ya que es el ingreso a una larga recta a través del túnel. El piloto del trazo rojo al tratar de retomar aplica el acelerador demasiado agresivamente en la salida de la curva e induce un momento de sobreviraje y, posteriormente, tuvo que levantar un poco para recuperar el control del coche, a una velocidad de aproximadamente el 80% de la posible.
Por contrario el corredor del trazo azul estuvo mucho más controlado y volvió a aplicar el acelerador de una forma mucho más lineal y controlada, con tres casos de ligera modulación no teniendo que levantar a la salida.


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Velocidad en curva

El segundo trazo es VCAR con su escala vertical identificados en la parte izquierda de la forma de onda en las unidades de kilómetros por hora desde 0,0 a 360 km/hora. El trazo máximo define la velocidad máxima alcanzada a la entrada de una curva, con la consiguiente pendiente negativa de la velocidad durante el frenado a la entrada.
El trazo mínimo identifica las velocidades mínimas en mitad del ápice de la curva y lleva pendiente positiva de la aceleración en la salida de la curva y conduce a lo largo de las rectas.
Para un examen más detallado, vamos a echar un vistazo a la curva 1, Sainte Devote y el paso por la curva 3, Massenet.
El coche azul lleva a mucha más velocidad a mitad de la curva 1 y mantiene la ventaja de la velocidad en la salida y en todo el camino de la recta hacia la curva 3. Al entrar en la curva 3, los frenos del rojo se activan antes que los del azul y una vez más, tiene menos velocidad en la entrada de esa curva hasta la mitad del recorrido el rojo lo hace a baja velocidad y es capaz de aplicar de nuevo el acelerador antes que el azul a la salida.

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Diferencias de tiempo

El tercer trazo es el tdiff con su escala vertical identificada en toda la longitud de la parte derecha del ploteo, en segundos, de -2,400 segundos a 2,400 segundos. Este trazo se crea automáticamente y es calculado por ATLAS cuando las capas de datos están superpuestas. El parámetro de referencia es siempre de una capa de datos respecto a otro.
En nuestro ejemplo, vemos que el color de la traza es de color azul, lo que indica que la capa azul de datos es nuestra preocupación y que la capa roja de datos es nuestro dato de referencia.
La traza se inicia cada vuelta en el lado izquierdo de la forma de onda alineados desde 0,000 segundos en su escala. A medida que la traza se dibuja a través del eje x, es natural que lleve en las pendientes positivas o negativas y el desplazamiento respecto a los 0,000 segundos del tiempo inicial. Los diferenciales positivos de tiempo indican que el conductor era más lento que el piloto de referencia en el desplazamiento de una distancia determinada en la pista.
En contraste, las diferencias negativas de tiempo indican que el piloto (azul) era más rápido que el corredor de referencia en el desplazamiento de una distancia determinada en la pista. La escala de la traza es más grande que los otros trazos a través de la forma de onda completa, no sólo para visualizar más fácilmente sus matices más ligeros, sino también porque esta traza está definida por la utilidad de la pantalla completa.
Un corredor o un ingeniero serán capaces de identificar rápidamente las diferencias de mayor tiempo en tdiff y centrar la atención en los datos cuando la diferencia se produce. En nuestra muestra, vemos que el coche azul ha completado la vuelta a -1.650, es decir, tiempo de vuelta total de Azul fue 1,650 segundos más rápido que el rojo.

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Para un examen más detallado, echemos un vistazo a la curva 1, Sanite Devote y a través de la curva 3, Massenet.
En busca de importantes diferencias de tiempo tdiff, rápidamente podemos visualizar dos apariciones en la curva 1 y en la curva 3 y centrar nuestra atención allí. La escala que identifica tdiff Azul ganó 0,38 segundos en la curva 1 y un segundo adicional de 0,27 s en la curva 3.
Por lo que hemos aprendido de examinar la huella VCAR, sabemos que el azul llevaba unos 10kph velocidad más a través de las dos curvas, el crédito a su total de 0,65 segundos obtenida a través de estas dos curvas. Tanto piloto rojo o su ingeniero, ahora saben que deben centrar la atención en mejorar al piloto o al vehículo en las curvas 1 y 3, lo }que dará lugar a una ganancia de al menos 0,65 segundos.
Posteriormente, trataremos de entender por qué el azul es capaz de alcanzar esos logros y aprender de ellos en consecuencia, en relación con la configuración del auto y las características de conducción.


Activando el DRS

La traza cuatro BNRearWingStateControlMode, nos indica la activación de DRS. La salida del canal es "activo" o "inactivo" y por lo tanto es de naturaleza binaria. Cuando se representa como un trazo, vemos que no es de naturaleza transitoria, en comparación con VCAR o rThrottlePedal. A lo largo del trazo los valores máximos lineales representan la activación del DRS y un mínimo de valores lineales representan que el flap del alerón está en un estado normal inactivo.
La naturaleza binaria del trazo también expresa la falta de necesidad de una escala vertical en el lado izquierdo o derecho de la trama. Continuando con el examen de la curva 1 hasta la curva 3, vemos que ambos pilotos han activado el DRS a la salida de la curva 1 por todo el camino hasta la entrada y frenado de la curva 3. Los dos pilotos, obviamente, han hecho uso del DRS para aprovechar la disminución del arrastre durante la mayor distancia posible, mientras que el acelerador va fondo a través de las 'más fáciles' curva 2 y 3.


Fórmula 1: La Telemetría y Sensores


El KERS

El quinto trazoes el MKERSDemand, lo que indica el impulso de la descarga del KERS y la recuperación de la recolección de la energía en la frenada definido por la fuerza en unidades de Newton / metros. El objetivo de este seguimiento es de naturaleza cualitativa sólo para identificar cuándo el sistema KERS se descarga o recarga. Por lo tanto, una escala vertical no es necesaria en el lado derecho o izquierdo de la gráfica para indicar exactamente cuánta fuerza se aplica a la producción del sistema KERS. Los valores mínimos ilustran la recuperación de energía del KERS en la frenada como fuerza de rotación aplicado a la MGU.
Al igual que con el DRS, el KERS es lo más ventajoso para el tiempo de vuelta y su activación se da al salir de una curva que conduce a una larga recta. El torque es la principal ventaja del KERS, por lo que la descarga de energía debe ser activada tan pronto como sea posible a la salida de la curva.
En la discusión de MKERSDemand, vamos a examinar la curva 1, a partir de la entrada a la misma, hasta la salida. La ilustración también se incluye la traza pBrakeR en la parte inferior de la forma de onda, de los cuales hablaremos más adelante, pero es necesario ahora para ilustrar la energía que se recupera en la frenada. Todo lo que se necesita saber ahora es tener en cuenta la pBrakeR es la pendiente positiva que indica la aplicación del pedal del freno y que la pendiente negativa indican la liberación del pedal del freno.



sensores



El diferencial


El sexto trazo es MDiffDemand, que indica la fuerza aplicada por el diferencial, con su presente escala vertical en el lado derecho de la forma de onda, que van desde 0,0 Nm a 2.000,0 Nm. Hablar de la función y operación de control electromecánico del diferencial supera con creces el alcance de este tema que solo es una introducción a la telemetría.
Además, sin el pleno conocimiento de los ajustes de control mecánico y electrónico de este diferencial en cuestión, no podemos realizar un análisis razonable, sino suposiciones. Por lo tanto, nos limitaremos a señalar las principales características del trazo, sin analizar las diferencias entre el rojo y azul.
Los máximos valores lineales de 2.000,0 Nm están presente cuando el coche está acelerando y por lo general viaja en línea recta y el par máximo está siendo aplicado por el diferencial en las dos ruedas, como en un carrete. Las pendientes negativas representan la desaceleración al frenar y girar en dirección al vértice de un ángulo como la fuerza aplicada por el diferencial disminuye diferenciando la velocidad de rotación y la fuerza entre las dos ruedas para permitir que el coche gire.
Las pendientes positivas representan cuando a la salida de la curva, alejándose del vértice y se acelera a toda velocidad. En la salida de la curva, el diferencial no sólo debe aplicar el torque tanto como sea posible para acelerar el coche y aún así permitir que las ruedas se diferencien por separado para que el coche pueda continuar girando al final de la curva.
Los valores lineales mínimos se producen en el vértice de la curva, lo que ilustra al diferencial completamente abierto entre las dos ruedas traseras para permitir la rotación máxima del vehículo.
En la ilustración se incluyen aSteerWheel, justo debajo de MDiffDemand, de los cuales hablaremos más adelante. La única cosa a tener en cuenta sobre aSteerWheel por ahora no importa sis es cóncava o convexa, los máximos o los mínimos representan el punto limite de la curva.


Data



Ahora vamos describir específicamente el séptimo trazo aSteerWheel, lo que indica el desplazamiento angular del volante por el piloto, en grados. La escala vertical de la traza se encuentra en el lado izquierdo de la gráfica; va desde un mínimo de -100 grados a 100 grados. Los valores cercanos a cero representan el volante en una posición normal recta. Las pendientes positivas indican que el piloto gira a la derecha, mientras que la pendiente negativa indica el piloto gira a la izquierda.
Dado que ya estamos familiarizados con la traza de la aSteerWheel en la curva 1, vamos a seguir examinando esos bits del trazo incluyendo también al rThrottlePedal.



f��rmula 1



Recordemos que cuando hablamos de rThrottlePedal, el rojo intentó un retorno más agresivo acelerando a la salida de la curva 8. Ahora que hemos discutido aSteerWheel, vamos a mirar hacia atrás en la forma en que manejó.




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El número del cambio engranado

El octavo trazo Ngear, indica la marcha engranada en la caja de cambios. La escala vertical Ngear se encuentra en el lado izquierdo de la gráfica de forma de onda que van desde 0, punto muerto, al 8. Por supuesto, la caja de cambios sólo contiene siete marchas hacia delante, pero el 8 es simplemente una referencia escalar. El trazo es "un paso" debido a la naturaleza de la situación lineal y de compromiso en la selección entre los engranajes.



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Además, en el examen de NGear, podemos echar un vistazo a las características impresionantes al bajar los cambios en un coche de F1 en la entrada a la chicane Nouvelle después de salir del túnel.



Fórmula 1: La Telemetría y Sensores


Nuestro noveno y último trazo es pBrakeR en la parte inferior de la gráfica en forma de onda. Representa la presión hidráulica aplicada en el circuito de los frenos traseros. Su escala vertical está en el lado derecho del ploteo, que van desde 0,00 hasta los 125 bar. No es de interés conocer la presión en el circuito hidráulico de frenos, delantero o trasero, ya que no nos debe preocupar exactamente cuánta fuerza se aplica en el circuito.
Lo único que necesitamos saber de qué manera el conductor aplica y libera la presión sobre el freno, desde una perspectiva puramente cualitativa.
En este caso se compara la forma de la onda de cada piloto. El piloto o un ingeniero se ocupan principalmente de la forma de la huella de frenado y su ubicación en la pista en relación al inicio de la aplicación inicial del freno. Obviamente, es óptimo frenar lo más tarde posible en una curva y alcanzar el máximo de velocidad en el vértice y mantenerla a la salida.
Al comparar dos pilotos con coches y configuraciones similares se espera que frenen tan profundamente en la curva tanto uno como el otro.
Es común y esencial que los pilotos puedan examinar las características comparativas de frenado para entender por qué no se puede frenar tan profundo o tan duro en una curva como su compañero de equipo.
La pendiente positiva inicial en la aplicación de los frenos es muy inclinada próxima al pico máximo, ya que es óptimo en el rendimiento del coche llegar a la aplicación máxima de frenado, mientras que la velocidad máxima de la entrada en curva y por lo tanto carga aerodinámica máxima esté disponible para ayudar en la estabilidad en la frenada.. Continuamos utilizando la curva 1 como ejemplo de análisis, que ahora incluirá el seguimiento de lapBrakeR en la ilustración.


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Ahora que hemos aplicado la mayor parte de nuestros esfuerzos en el examen de la curva 1, podemos resumir que el azul pudo acumular 0,38 segundos en la TDif, todo en una sola curva. Hemos aprendido de nuestro análisis de que Azul fue más agresivo en la entrada con una mayor velocidad en curva y minimizó el paso por los pianitos . Su éxito inicial en la curva le permitió acelerar antes y activar por lo tanto el KERS y el DRS antes beneficiándose con el menor tiempo alcanzado.

Este conjunto de datos se registró durante la FP1 (primera práctica libre del viernes), en ​​el que los equipos la usan como un sesión de pruebas, la pista está verde y carece de suficiente agarre. Además, no podemos darnos cuenta de las configuraciones mecánica o aerodinámica, la carga de combustible y el tipo de los neumáticos usados. Sin conocer la paridad de los autos, es imposible comparar el rendimiento de los pilotos.

Un indicador importante de la no paridad entre los coches es la comparación de la tdiff final entre los pilotos que indica una diferencia de tiempo de vuelta de 1,650 segundos. Sólo podemos ser realistas al comparar dos pilotos de automóviles similares si están dentro de unas pocas décimas el uno del otro. Además, desde una perspectiva completa de la vuelta en su conjunto, el auto rojo definitivamente no parece estar conduciendo para establecer vueltas rápidas, reafirmado por la diferencia de tiempo significativa.
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Al analizar los datos, es importante recordar que no se debe percibir o analizar como si los datos son repetibles en un laboratorio. El análisis de los datos de los coches de carreras son mucho más complicados que eso. Más allá de las variaciones mecánicas de los coches y el medio ambiente de la pista, el piloto es un ser humano que se adapta, se equivoca, y nunca conduce una vuelta exactamente igual que la anterior.

Por ejemplo, si un corredor se queja de subviraje a la entrada de una curva, no va a ser, literalmente, evidente en los datos porque se han adaptado a través de la conducción o el ajuste de parámetros disponibles. Los datos correctamente configurados nunca mienten, pero es sólo una herramienta verdaderamente útil cuando se combina con las conversaciones con el piloto y los conocimientos fundamentales de la ingeniería. Hay mucho más que aprender de esta forma de onda, pero es imposible explicarlo todo.


Data






Si bien no es un F1 real el gráfico de la telemetría así se ve en tiempo real





































link: http://www.youtube.com/watch?v=ADaElu6e3-8



f��rmula 1




Comentario final

Lo que se ha descrito es tan sólo el análisis de una sola planilla, de una sola vuelta, de una simple vuelta de prueba de un jueves... ¿Se dan cuenta de la complejidad de la actual Fórmula 1? La cantidad de información que es recogida es impresionante




































link: http://www.youtube.com/watch?v=StkVm8Ck974&feature=related





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Fuentes de Información - Fórmula 1: La Telemetría y Sensores

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19 comentarios - Fórmula 1: La Telemetría y Sensores

@manpelayo Hace más de 3 años -15
copiar y pegar o ctrl c y ctrl v ? cual usastes?
@willyjofre Hace más de 3 años +4
+10 mañana lo leo todo
@soiimatii Hace más de 3 años +4
Muy bueno despues leo todo, +10 y a fav.
@mcbb Hace más de 3 años +2
telemetr��a
@sebatandil Hace más de 3 años +3
manpelayo dijo:copiar y pegar o ctrl c y ctrl v ? cual usastes?

No tenes ni idea!

Grande Cocho, por fin!!
@bulldocerxxx Hace más de 3 años +1
Y yo para Ingeniero
@nelson894_Ban Hace más de 3 años +1
+10 para el abuelo. gran post
@chicho Hace más de 3 años
@taringa797 Hace más de 3 años +1
si bien la tecnología ayuda mucho en la puesta a punto del auto ahora los pilotos pasaron a segundo plano te imaginas los de ahora corriendo con un F1 de los 70 se pegan un palo en cada curva seguro antes la puesta a punto dependía mucho del piloto bastante material tiene el post la verdad no lo leí todo pero después lo voy a mirar mas tranquilo un abrazo che
@mcbb Hace más de 3 años +2
manpelayo dijo:copiar y pegar o ctrl c y ctrl v ? cual usastes?

Es un chiste o realmente sos tan pelotudo?
@VeryBadGirl Hace más de 3 años +2
sensores

@leonardo26 Hace más de 3 años +1
Zarpado!!!!!!! Te dejo el diego que te mereces
@placidlife Hace más de 3 años
ya no me quedan puntos pero muy bueno, a favoritos.
@GuerreroF1 Hace más de 2 años +1
Favoritos.