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汽车操你啦操bxx的感测设计的挑战解决方案

操你啦操bxx设计 2020-06-29 07:55 次阅读

消费者的买车习惯正在转变,这也带动了汽车操你啦操bxx产业的增长。汽车制造商每年都为载客车辆增加更多新型或加强型操你啦操bxx元器件,使得车身操你啦操bxx系统目前的增长率比汽车产量还高出四倍。

目前在新功能或加强功能的某些趋势是增加更复杂的操你啦操bxx元器件,以便提高品牌声誉和竞争差异性,同时让消费者更安全舒适。例如复合动力电动车就像把iPod?连接到汽车娱乐系统一样,现已成为一种流行时尚。消费者还把手机与整合型免持听筒装置之间的蓝牙连结视为标准配备。

复杂功能

这些特色仅是冰山一角,其它精心设计的复杂功能虽不会被乘客看到或摸到,却会影响他们的行车经验,这些功能也逐渐导入汽车设计。感应照明系统、多轴调整座椅、大香蕉网站型天候控制系统、防撞系统和动力巡航控制在21世纪汽车市场变得格外重要。消费者甚至期望车商提供高质量的仪表板功能。要将这些先进功能导入汽车系统往往需要付出代价。

汽车操你啦操bxx设计人员的一项挑战是迅速推出新的操你啦操bxx元器件,提高乘客的舒适性、安全保护和其它加强功能。设计人员必须缩短整体的设计与认证时间和增强现有系统功能,并且不能影响日益严格的质量与可靠性要求和成本目标。为了克服这些挑战,汽车操你啦操bxx设计人员需要集成度更高的解决方案以便提高系统的功能密度。混合信号元器件的高功能集成就是很有吸引力的一项替代方案。

捕捉、运算和通讯

新设计挑战

油箱感测是一个很好例子,说明汽车操你啦操bxx设计人员所须面对的挑战。仅在几年前,油量传感器还是一个相当直接的设计问题。它包含一个简单的浮筒装置,上面有扫描式碳刷接触着电阻性表面,它会使得模拟输出电压正比于油箱的剩余油量。但对今日汽车而言,通常必须等到平台设计快结束时才会开始油箱设计,而且多半要利用任何尚未使用的空间。这可能使得油箱的形状怪异,容量也不再与液面高低成正比,这会让浮筒系统的设计变得很复杂。更重要的是,替代燃料的出现和燃料衍生物让油箱的燃料成份变得很重要。举例来说,汽油与乙醇燃料的比例会影响点火、燃烧时间和废气排放等引擎动力特性。厂商现已认为新一代油箱传感器必须能决定燃油成份,同时将这项信息提供给汽车的其它操你啦操bxx控制系统。这使得过去被认为很简单的感测设计现已变为一种复杂的分析控制挑战。

值得注意的是,几乎车内的所有系统都在扩充功能。主动式露点(dew-point)控制器正在取代挡风玻璃除雾功能,它可以避免或排除水滴凝结所需的条件。雨水感应雨刷系统则会把马达控制和雨水感应功能整合为一套系统。下一代防夹车窗与天窗的关闭则是这些安全系统的微操你啦操bxx元器件所需整合的另一代表性应用。

第一代防夹操你啦日日操

第一代防夹设计通常包含一套由电动马达驱动的机械驱动系统。马达电流由一颗控制器监测,然后与代表失速状态(stallcondition,亦即马达转动受阻)的固定临界值比较;只要达到该临界值,车窗方向就会从上升反转为下降。这套系统如图1所示。

汽车操你啦操bxx的感测设计的挑战解决方案

图1:第一代防夹车窗升降系统的控制图

第一代设计有几项缺点。首先是要开发一套方法分辨马达启动和车窗受阻时的马达失速电流(图2和3)。为了达到这项要求,比较操你啦影院中增加一段固定延迟时间,确保它只在马达转动后才开始比较失速电流临界值,只不过这种做法有时无法为半开的车窗提供防夹保护。举例来说,如果车窗的起始位置仅距顶端10毫米,那么在临界定时器计时结束前,车窗很可能早已撞到顶端的挡板(hard-stop)。

图2:关闭车窗时的电流变化

图3:关闭车窗遇到阻碍时的电流变化

第二个缺点是机械系统的参数会随着时间改变,这会影响马达的工作负载,使得防夹临界值变大或变小。

最后,这些系统由于使用固定临界值,所以无法适应行车环境的改变。车窗密封条的热膨胀效应会让温度变化对工作负载产生很大影响。汽车静止时关闭天窗所需的力量与行驶中车辆有很大不同,在平滑路面升起车窗所需的力量也不同于车辆在石头路上行驶时。在这两种情形中,无法补偿这些变动的状况都会影响安全或造成车窗无法正常操作。

设计人员过去是以不同方式应付这三项重要挑战。在有些情形下,他们会增加更多的传感器或使用更精确的控制材料与元器件来减轻这些问题,但这些方法都会增加设计的成本与复杂性。这使他们日益需要一套低成本的防夹功能设计来克服这些缺点。

新的设计解决方案

如图4所示,一颗包含高速中央处理单元(CPU)和高效能模拟数字转换器(亦即带宽大于180MSPS和分辨率超过12位)的混合信号微控制器是此问题的最佳解决方案。

图4:采用混合信号微控制器的防夹系统

这种做法让设计人员利用一颗微控制器同时执行马达的通讯功能和监控马达电流。通讯噪声可由芯片内建的模拟数字转换器直接在马达电源操你啦影院的电流传感器(亦即分流电阻)上侦测。这种方法能更精确分辨马达处于转动或失速状态,不仅比较器操你啦影院不需再增加一段固定延迟时间,就算车窗已经半开也可提供完整的防夹功能。

如图5所示,系统会根据历史数据和参数计算结果设定可变的马达电流临界值,以便动态响应马达负载变动和将系统扭力限制在适当范围,同时将长期因素(例如马达磨损和密封材料老化)和短期因素(例如环境、湿度、温度和振动)都列入考虑。另外,系统还能与其它的操你啦操bxx控制装置(ECU)交换信息,把外界温度和车速等信息当成加权输入来决定适当的临界值(参考图6)。利用其它系统不仅会提高整体系统效能,还能避免在车上重复安装传感器的额外成本。

图5:使用可变临界值后的车窗关闭过程电流变化

图6:存储在内存表格的环境参数与历史数据,它们可用来决定临界值

增长市场

汽车应用占8位微控制器销售额的三分之一,不仅市场规模已超过30亿美元,每年还以将近10%的速率增长。汽车嵌入式系统设计人员必须发展更可靠、更低成本和更高集成性的解决方案,因此需要最先进的微操你啦操bxx建构方块供他们使用。对这类下一代汽车操你啦操bxx应用来说,兼具强大模拟与数字效能的混合信号微控制器正是最符合成本效益的解决方案。

责任编辑:gt


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发表于 05-20 22:05 17次 阅读
ST23L48A ST23L48AST23联系安全MCU具有48 KB的EEPROM 增强的安全性和Nescrypt加密处理器

ST23YR48 ST23YR48ST23双接口安全MCU用48千字节的EEPROM 增强的安全性和Nescrypt密码处理器 RF B型(非接触式ID-护照/ PKI)

特性 增强型8位/ 16位ST23 CPU核心的16兆字节线性寻址存储器 390个字节用户ROM 6字节用户RAM 2千字节NESCRYPT RAM 48个字节用户EEPROM包括128个字节的用户OTP区: 30年的数据保存 1到64字节擦除或编程在1.5毫秒 增强NESCRYPT加密处理器,用于公共密钥加密 硬件安全增强DES加速器 与看门狗和中断能力三个8位定时器 3V和5V电源电压范围 外部时钟频率高达10 MHz 高性能 CPU时钟频率高达29 MHz的 省电待机状态 联系分配与ISO / IEC兼容:通过提供7816-3标准 异步收发器(IART),用于高速串行数据支持(ISO / IEC 7816-3和EMV兼容) ESD prote ction大于5千伏(HBM)用于接触焊盘和4千伏用于非接触垫 接触设有 与ISO / IEC 14443个类型B标准的要求 13.56MHz载波频率 RF帧至多512字节 RFUART(RF通用异步收发器)高达848千位/秒 0.5千字节专用RFUART RAM BPSK - NRZ负载调制(卡到读取器) 8%至14%幅度调制的接收(读取器到卡)作为最小的范围 通过CPU的时钟频率高达设置到29兆赫加上时钟频率增强的RF性能分频器 安全性...
发表于 05-20 22:05 26次 阅读
ST23YR48 ST23YR48ST23双接口安全MCU用48千字节的EEPROM 增强的安全性和Nescrypt密码处理器 RF B型(非接触式ID-护照/ PKI)

STM86312 STM863121/4至十一分之一占空比VFD控制器/驱动器

ernal resistor necessary for driver output (P-channel open drain + pull down resistor output) General purpose input port (4 bits) Many display modes (11 segments & 11 digits to 16 segments & 4 digits) Dimming circuit (eight steps) Key scanning (6 x 4 matrix) LED ports (4 chs, 20mA max) Serial interface (CLK, STB, DIN, DOUT) High-voltage output (VDD- 35V max) The STM86312 is a VFD (Vacuum Fluorescent Display) controller/driver that is driven on a 1/4 to 1/11-duty factor. It consists of 11-segments output lines, 6 grid output lines, 5 segments/grid output drive lines, a display memory, a control circuit, and a key scan circuit. Serial data are input to the STM86312 through a three-line serial interface. This VFD controller/driver is ideal as a peripheral device for a single-chip microcomputer....
发表于 05-20 20:05 14次 阅读
STM86312 STM863121/4至十一分之一占空比VFD控制器/驱动器

PM6776 PM6776带有PMBus 6 + 1的双通道数字VR13多相控制器

尔 VR13 6 + 1相紧凑数字控制器 VR13符合25MHz的SVID总线rev.1.7 高性能数字控制回路(数字STVCOT) 专有自动调谐操你啦日日操 通过PMBus的完全可配置的 AutoDPM - 自动动态相位管理 远程感; 0.5%Vout的精度与校准 使用校准 在PM6776是被设计为功率英特尔VR13处理器的高性能数字双控制器电流监测信号:所有所需的参数是通过PMBus的接口编程。
发表于 05-20 19:05 19次 阅读
PM6776 PM6776带有PMBus 6 + 1的双通道数字VR13多相控制器

EV-VNH7070AY EV-VNH7070AYVNH7070AY评估板

的单IC应用板专用于VNH7070AY 提供电连接和热散热,易于成型 EV-VNH7070AY为您提供了一种简单的方法,以ST的VIPower M0-7 H桥驱动器连接到现有的原型操你啦影院。该评估板自带预装配有VNH7070AY H桥。电气元件的车载最小设定(作为用于设备数据表建议)使用户能够直接连接的负载,在电源与所述微控制器在没有外部部件的设计和连接的任何额外的努力。
发表于 05-20 18:05 6次 阅读
EV-VNH7070AY EV-VNH7070AYVNH7070AY评估板

STSW-STPM003 STSW-STPM003为STM32F4探索套件和EVALSTPM32三相固件实现

4个STPMs计量 用于保存参数EEPROM支持(可选) USB虚拟Com端口(VCP),用于支持GUI和LabTools Minishell(命令行分析器),用于通过USB发送命令 在UART或SPI STPM通信 STM32处理程序和驱动程序支持基于立方MX 使用STPM3x和STM32F407装置中的固件实现的三相应用的开发。它已经开发了基于STM32F407VGT与EVALSTPM32接口的STM32F4发现套件,但它可以很容易地移植到其它微控制器。
发表于 05-20 15:05 6次 阅读
STSW-STPM003 STSW-STPM003为STM32F4探索套件和EVALSTPM32三相固件实现

STSW-IO-LINK STSW-IO-LINKIO-Link的演示套件固件

包STM32微控制器ARM 皮质 -M0 +和ARM的Cortex-M3 符合STM32Cube开发框架 在其他STM32平台便携式 基于RS-485通信的PC接口 通信层用于交换主站和传感器节点 传感器配置和传感器数据采集 快速傅立叶变换(FFT)运算,以评估振动谱 此试剂盒包括用于一个完整的固件版本STEVAL-IDP004V1和STEVAL-IDP003V1评估板,以促进在配置中,数据交换和处理方面的系统管理。它是基于STM32CubeHAL库,并使用功能强大的STM32CubeMX工具来配置微控制器和更新而不会丢失数据的创建工作区。...
发表于 05-20 15:05 27次 阅读
STSW-IO-LINK STSW-IO-LINKIO-Link的演示套件固件

STSW-BFA001V1 STSW-BFA001V1软件包STEVAL-BFA001V1B

固件实施例来构建应用程序状态监测和预测性维护基于三维数字加速度计,环境和声学MEMS传感器 中间件包括算法为先进的时间和频率域信号处理振动分析 可编程FFT大小(512,1024或2048点) 可编程FFT平均和重叠 可编程窗(平顶,汉宁,汉明) 速度RMS均线,加速度最大峰值 中间件集成麦克风算法: PDM到PCM 声压 音频FFT 固件包STM32F469AI开发了在不同的微控制器系列便于携带 PC数据监视通过任何游离终端模拟器 示例示范固件STEVAL-IDP004V1 IO-Link的主功能的多端口评估板和DE通信dicated PC GUI 特殊STSW-BFA1PREDMNT状态监测固件配置成与STSW-IDP4PREDMNT相互作用,并且允许经由STM32MP157C-DK2网关数据上传至云。 在固件包旨在帮助您开发基于状态监测的工业预测性维护解决方案。...
发表于 05-20 14:05 14次 阅读
STSW-BFA001V1 STSW-BFA001V1软件包STEVAL-BFA001V1B

STSW-USBPD45CFW STSW-USBPD45CFWSW包STEVAL-USBPD45C 45瓦USB C型电源适配器发货

包与应用实例的二进制为STEVAL-USBPD45C 45瓦USB C型电源输送适配器。 应用固件基于所述认证X-CUBE-USB-PD软件设计的ARM 32位皮质 -M0 STM32F051 MCU和PD3.0认证STUSB1602A C型控制器。 在STSW-USBPD45CFW软件包被设计为支持STEVAL-USBPD45C 45瓦USB C型电源输送适配器参考设计。
发表于 05-20 13:05 28次 阅读
STSW-USBPD45CFW STSW-USBPD45CFWSW包STEVAL-USBPD45C 45瓦USB C型电源适配器发货

STSW-IOD003 STSW-IOD003基于STM32Cube L6362A的IO-Link通信收发器设备IC评估软件

62A IO-Link通信收发器装置IC集成在STEVAL-IOD003V1评估板的管理驱动程序层 GPIO和IRQ的配置 用于接收和发射I / Q信道控制 故障中断处理 用于控制L6362A设备 易于在不同的微控制器系列可移植性示例应用程序,这要归功于STM32Cube 自由的,用户友好许可证条款 在STSW-IOD003是用于STEVAL-IOD003V1评估板它集成了L6362A IO-的评估软件链路收发器设备。
发表于 05-20 13:05 24次 阅读
STSW-IOD003 STSW-IOD003基于STM32Cube L6362A的IO-Link通信收发器设备IC评估软件

EVL6564H-100W EVL6564H-100W基于所述L6564H 100瓦过渡模式PFC预调节器演示板

压范围:90至265 VAC 最小线频率(f →):47赫兹 稳压输出电压:400伏 额定输出功率:100W 最大2F →输出电压纹波:20 V峰峰值 保持时间:10毫秒(V DROP 后保持时间:300 V) 最小开关频率:40千赫 最低估计效率: 92%(@ V 在 = 90 VAC,P OUT = 100 W) 最高环境温度:50℃ PCB类型和大小:单面为35μm,CEM-1,90×83毫米 此演示板是基于新的过渡模式PFC控制器L6564H和器具100 W,宽范围的电源输入,PFC预调节器适用于镇流器,适配器,平面屏幕显示器,并且所有具有SMPS以满足IEC61000-3-2或JEITA-MITI法规。...
发表于 05-20 12:05 32次 阅读
EVL6564H-100W EVL6564H-100W基于所述L6564H 100瓦过渡模式PFC预调节器演示板

STSW-L9177A STSW-L9177AEVAL-L9177A图形用户界面

RS232端口连接与微控制器 自动COM连接 L9177A SPI寄存器读取和写入 能够生成可编程durationactuations 可能性控制L9177A并行致动。 在STSW-L9177A是一个图形用户界面(GUI),其允许以初始化并通过SPI协议改变参数控制EVAL-L9177A评估板,管理并行PWM输入和读出的输出。该L9177A GUI已经使用Labview的开发和其使用,如微控制器接口,在SPC56M发现板。
发表于 05-20 12:05 31次 阅读
STSW-L9177A STSW-L9177AEVAL-L9177A图形用户界面

NCP5269 具有2位VID的系统代理控制器

9 操你啦影院图、引脚图和封装图
发表于 07-29 17:02 142次 阅读
NCP5269 具有2位VID的系统代理控制器

NCP3012 同步PWM控制器

2是一款PWM器件,设计用于宽输入范围,能够产生低至0.8V的输出电压。 NCP3012提供集成栅极驱动器和内部设置的75kHz振荡器,能够与外部频率同步。 NCP3012具有外部补偿跨导误差放大器,内部固定软启动。 NCP3012将输出电压监控与电源良好引脚相结合,以指示系统处于稳压状态。双功能SYNC引脚使器件与更高频率(从模式)同步,或输出180度异相时钟信号以驱动另一个NCP3012(主模式)。保护功能包括无损耗电流限制和短路保护,输出过压和欠压保护以及输入欠压锁定。 NCP3012采用14引脚TSSOP封装。非常适合需要电源干扰最小的噪声敏感应用。 (医疗,网络等) 特性 优势 输入电压范围为4.7 V至28 V 能够运行各种输入电压 75 kHz操作 效率高 0.8 V +/- 1%参考电压 准确的系统调节 缓冲外部+1.25 V参考 附加调节1 mA输出以供额外使用 电流限制和短路保护 系统级保护 PowerGood输出引脚 电源排序功能 启用/禁用引脚 电源排序功能 输入和输出电压保护 增强的系统级保护 外部同步 能够同步到更高频率或180°异相 应用...
发表于 07-29 17:02 132次 阅读
NCP3012 同步PWM控制器

NCP1581 用于跟踪应用的同步降压控制器 高频PWM

1同步降压控制器IC旨在为14引脚SOIC中的板载DC-DC应用提供简单的同步降压稳压器。 NCP1581专为跟踪应用而设计,提供轨道输入。 NCP1581采用固定内部400 kHz开关频率工作,允许使用小型外部元件。该器件具有由外部电容设置的可编程软启动,欠压锁定和输出欠压检测,可在检测到输出短路时锁定器件。操你啦影院图、引脚图和封装图
发表于 07-29 16:02 154次 阅读
NCP1581 用于跟踪应用的同步降压控制器 高频PWM

AR1335 CMOS图像传感器 13 MP 1/3

是一款1 / 3.2英寸CMOS有源像素数字图像传感器,像素阵列为4208H x 3120V。 AR1335数字图像传感器采用突破性的1.1μm像素操你啦日日操,通过领先的灵敏度,量子效率和线性全阱提供卓越的低光图像质量。这使得图像质量可以与数码相机相媲美。 AR1335采用专注于低功耗的传感器架构和低Z高度的高射线角度(CRA),是大香蕉网站手机和其他移动设备应用的理想选择。它集成了复杂的片上相机功能,如窗口,镜像,列和行跳过模式以及快照模式。它可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR1335传感器可以高达每秒30帧(fps)的速度生成全分辨率图像,并支持高级视频模式,包括4K 30fps,1080P 60fps和720P 120fps。 特性 13MP CMOS传感器,采用先进的1.1μm像素BSI操你啦日日操 数据接口:2,3和4通道MIPI 可用于MIPI的比特深度压缩:10-8和10-6以降低带宽 启用立体视频捕获的3D同步控制 6.8 kbits一次性可编程存储器(OTPM) 可编程控制器:增益,水平和垂直消隐,自动黑电平偏移校正,帧大小/速率,曝光,左右和上下图像反转,窗口大小和平移 两个片上锁相环路(PLL)振荡器,具有超低噪声性能 片上...
发表于 07-29 16:02 204次 阅读
AR1335 CMOS图像传感器 13 MP 1/3

NCP3011 同步PWM控制器

1是一款同步降压控制器,设计用于宽输入范围,能够产生低至0.8 V的输出电压.NCP3011提供1.0 A栅极驱动器和内部设置的400 kHz振荡器。 NCP3011具有外部补偿跨导误差放大器,内置固定软启动。 NCP3011将输出电压监控与PowerGood引脚相结合,以指示系统处于稳压状态。双功能SYNC引脚使器件与更高频率(从模式)同步,或输出180°异相时钟信号以驱动另一个NCP3011(主模式)。保护功能包括无损耗电流限制和短路保护,输出过压和欠压保护以及输入欠压锁定。 NCP3011采用14引脚TSSOP封装。 特性 优势 输入电压范围为4.7 V至28 V 能够运行各种输入电压 400 kHz运行 效率高,体积小 0.8 V +/- 1%参考电压 准确的系统调节 缓冲外部+1.25 V参考 附加1 mA输出 电流限制和短路保护 系统级保护 PowerGood输出引脚 电源排序功能 启用/禁用引脚 电源排序功能 输入和输出电压保护 增强系统级保护 外部同步 能够同步到更高频率或180°异相 符合AEC-Q100和PPAP(NCV3011) 适用于汽车应用 应用 终端产...
发表于 07-29 16:02 127次 阅读
NCP3011 同步PWM控制器