Ingénierie
TSAL — Tractive System Active Light de Formula Student
Une analyse complète du Tractive System Active Light — la carte de sécurité entièrement analogique et à sûreté intégrée qui signale à quiconque approche une voiture de Formula Student si sa haute tension est active.
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Ce qu’est le TSAL
Le TSAL (Tractive System Active Light) est la carte obligatoire en Formula Student qui indique à toute personne près de la voiture si le système de traction haute tension est dangereux. Elle porte deux témoins : un feu rouge qui clignote dès que les pôles du condensateur de bus DC dépassent 60 V DC, et un feu vert qui ne peut s’allumer que si tous les relais de puissance sont ouverts — précharge et les deux AIR — et que moins de 50 V sont détectés côté véhicule dans l’accumulateur. La carte a été conçue selon le règlement FSG 2023.
Le verrouillage, et pourquoi les règles l’exigent
Le feu vert ne doit jamais laisser croire qu’une voiture sous tension est sûre. En passant les cas de défaillance un par un, deux restent invisibles au démarrage : un signal AIR bloqué ouvert et une détection de tension bloquée au niveau bas. C’est précisément ce que ferment les règles EV4.10.13 et EV4.10.14. La solution consiste à comparer l’état réel de chaque relais à son état intentionnel venu du VCU — des signaux conformes SCS, si bien qu’un court-circuit à la masse, à l’alimentation ou un circuit ouvert devient lui-même détectable. Deux tables de vérité transforment cette comparaison en détection de défaut : une pour les relais, une pour la mesure de tension. Une fois le défaut verrouillé, seul un cycle d’alimentation basse tension le réarme.
Une carte tout analogique, lisible d’un coup d’œil
Tout est en logique discrète — aucun microcontrôleur. Le feu rouge est cadencé par un NE555 qui attaque un NMOS directement sur la LED, totalement séparé de la partie verte. Côté vert, un ET entre les quatre conditions de sécurité passe par une bascule D automobile, avec un délai réglable pour qu’une lecture erronée fugace ne déclenche pas le verrouillage. Des LED de diagnostic exposent chaque signal interne — verrouillage, condition d’allumage, défaut détecté, chaque relais, son état intentionnel, les deux comparateurs de tension — de sorte que la carte se débogue à vue. L’article fournit le projet KiCad et la nomenclature pour qu’une véritable équipe puisse s’en servir.