KINEMATIK
2 DOF Motion System
Two degrees of freedom (Pitch & Roll) simulate cornering forces, acceleration, and heavy braking phases realistically via high-torque Nanotec drives.
HTL RENNWEG - DIPLOMA THESIS 2026/27
Project Formula G
The future of mechatronic racing simulation rigs.
2 DOF
PITCH & ROLL MOTION
< 3 arc-min
PLANETARY BACKLASH
120 Nm
PEAK DRIVE TORQUE
< 1 ms
UDP TELEMETRY LATENCY
HIGH-END MECHATRONICS
Technical Highlights
Entwickelt für kompromisslose Dynamik: Hochpräzise Nanotec BLDC-Antriebe, spielfreie Planetengetriebe und echtzeitfähige UDP-Telemetriekinematik vereint in einem steifen Aluminium-Monocoque.
Systemarchitektur & Seitenprofil der 2-DOF Kinematik
POWERTRAIN
Low-Backlash Planetary Gearboxes
Powerful brushless Nanotec BLDC motors combined with precision planetary gearboxes deliver maximum torque density and sensitive force feedback.
SOFTWARE & UDP
Live Telemetry Processing
Real-time UDP interface integration with Assetto Corsa via SimTools v3, applying low-pass filtering and kinematic transformations to send sub-millisecond serial motor positioning commands.
Formula G Live-Kinematik & Telemetrie Simulator
Strecken-Presets:
PITCH: 0.0°
ROLL: 0.0°
G-FORCE: 1.00 G
SimTools Motor L
2048 / 4096
SimTools Motor R
2048 / 4096
CAN-Bus Rate
1000 Hz (OK)
Nanotec Controller
CLOSED-LOOP
ENGINEERING CREW
The Team Behind Formula G
We are three mechatronics students from HTL Rennweg collaborating on our final diploma thesis project.
PROJECT MANAGER
Ben Winter
PROJECT MANAGER & SOFTWARE ENGINEER
Responsible for telemetry data acquisition via SimTools, mathematical filtering algorithms, serial motor control communication, and project management.
SimTools v3
Filtering Algorithms
Motor Communication
Project Lead
MECHANICAL LEAD
Valentin Frank
DEPUTY PROJECT MANAGER & MECHANICAL LEAD
Responsible for the 3D CAD design of the rig using aluminum profiles, kinematics of the cardan suspension, and structural fabrication.
3D CAD Design
Alu Profile Rig
Cardan Kinematics
Fabrication
ELECTRICAL LEAD
Patryk Winiarski
PROJECT MEMBER & ELECTRICAL LEAD
Responsible for the Schrack control cabinet design, power distribution for the Nanotec motors, and system safety circuit implementation.
Schrack Cabinet
Power Distribution
Nanotec BLDC
Safety Circuit
INDUSTRY EXCELLENCE
Partners & Sponsors
A mechatronic project of this scale is only made possible through strong industry partnerships. We sincerely thank our sponsors for providing high-end industrial and racing components.
ANTRIEBSTECHNIK & REGELUNG
Nanotec Electronic
BLDC motors and motor controllers
High-Torque BLDC & CL4-E Controller
SCHALTSCHRANK & SICHERHEIT
Schrack Technik
Control cabinet hardware, power distribution, E-Stop circuit
Schaltschrank, Not-Halt Relais & Klemmen
MOTION ENGINE SOFTWARE
SimTools
Universal motion simulation software
SimTools v3 Professional Motion License
STRUKTUR & CHASSIS
Ventor
Modular aluminum extrusion profiles
Präzisions-Aluminium-Systemprofile (Nut 8)
PEDALERIE & SENSORIK
Heusinkveld
High-end SimRacing load-cell pedals
Wägezellen-Bremse bis zu 100 kg Pedalkraft
DISPLAY & VISUALISIERUNG
AOC
Triple-monitor setup for ultra-wide field of view
Triple Curved High-Refresh 165Hz Displays
MECHANIK & LAGERUNG
Mädler
Mechanical drive elements, bearings, cardan joint
Hochlast-Kreuzgelenk & Stehlager
LENKUNG & DIRECT DRIVE
VRS
Direct-drive SimRacing steering wheel hardware
20 Nm Direct-Force Pro Wheel Base
COCKPIT & ERGONOMIE
Nitro Concepts
Ergonomic racing seat hardware
Vollschalensitz mit FIA-konformer Steifigkeit
DEVELOPMENT JOURNAL
Project Blog
Detaillierte Einblicke in Konstruktion, Schaltungsentwurf, Kinematikberechnungen und die Meilensteine unserer HTL-Diplomarbeit.
Echtzeit-UDP-Pipeline mit SimTools v3 & Assetto Corsa
Erfolgreiche Implementierung des Hochfrequenz-Datenstroms: Wie Assetto Corsa Physik-Frames extrahiert, durch Tiefpass- und Washout-Filter geschleift und mit unter 1 ms Latenz an die Nanotec-Controller übergeben werden.
60-120 Hz UDP Packet Parsing
Washout-Filter zur G-Kraft-Simulation
Schrack Technik Schaltschrank & zweikanaliger Not-Halt
Sicherheit steht bei 120 Nm Drehmoment an erster Stelle: Aufbau des Schrack Technik Schaltschranks mit redundanter Not-Halt-Abschaltung, 48V-Industrienetzteil und EMV-gerechter Leitungsverlegung.
PL d Sicherheitskreis nach ISO 13849
Schrack Klemmen, Schütze & Hauptschalter
Nanotec BLDC-Motoren & spielfreie Planetengetriebe
Prüfstandsmessung der Nanotec bürstenlosen Motoren mit 25:1 Planetengetrieben: Messung des Zahnflankenspiels unter 3 Bogenminuten und Kalibrierung der Closed-Loop-Positionsrückführung.
Drehmomentprüfung bei 120 Nm Spitze
Thermisches Verhalten im Dauerlasttest
Chassis-Konstruktion mit Ventor Aluprofilen & Mädler Kardangelenk
Aufbau der tragenden Plattformstruktur: Modularität durch Ventor 80x40 und 40x40 Profile in Kombination mit dem Mädler Präzisions-Kardangelenk als unnachgiebiger Dreh- und Angelpunkt.
Torsionssteifigkeit bei 250 kg Prüflast
CAD-Kollisionsanalyse der Hebelarme