Aceleración hacia el tablero completamente digital
Todos sabemos que los cuadros de instrumentos desempeñan un papel fundamental en nuestra experiencia de conducción. A medida que se añaden más funciones digitales, algunas personas se refieren al cuadro de instrumentos como una cabina virtual. Y, sin duda, el cuadro de instrumentos desempeñará un papel aún más significativo a medida que los vehículos autónomos entren en el mercado.
Se utiliza una variedad de tecnologías detrás del tablero, y las tecnologías de conectores están evolucionando a medida que las pantallas más grandes y más entradas de control se vuelven comunes en los automóviles.
Los paneles de control están cambiando
El futuro de los salpicaderos y lo que hay detrás de ellos puede resumirse por Elon Musk, CEO de Tesla. Habló en el lanzamiento del Model 3 este año y dijo: "Aspiramos a algo que fuera un diseño muy simple y limpio porque en el futuro—realmente el futuro siendo ahora—los coches serán cada vez más autónomos. Así que realmente no necesitarás mirar el panel de instrumentos tan a menudo. Podrás hacer lo que quieras; podrás ver una película, hablar con amigos, dormir”.
A medida que los paneles de control se integran más con pantallas digitales y paneles táctiles, empezarán a parecerse más a una extensión de un teléfono inteligente o una tableta. La interfaz hombre-máquina se convertirá en el “cabina del futuro”. Incluirá superficies funcionales táctiles, estará vinculada a los dispositivos móviles en el automóvil y monitoreará el comportamiento del conductor mediante el uso de sensores integrados y dispositivos ópticos. Tendrá la capacidad de contrarrestar la somnolencia o el estrés y preparará al conductor para volver a interactuar con el vehículo después de salir del modo autónomo.
Los conectores desempeñan un papel clave
Conectores también cambiarán para cumplir con los nuevos requisitos del tablero. Se incrementarán las interconexiones de circuitos flexibles para gestionar el panel táctil. Se incorporarán más interconexiones de placa a placa para soluciones embebidas y requisitos adicionales de computación. Las interconexiones de datos de alta velocidad gestionarán el requisito de velocidad/densidad de señal para soportar el aumento de datos que generan las aplicaciones de sensores.
Tableros conceptuales Faurecia exhibidos en el Salón del Automóvil de París 2016.
Impactos del Panel de Control
Desde el punto de vista de la interconexión, los paneles de control están cambiando muy rápidamente. Tan rápidamente, de hecho, que los fabricantes de equipos originales no pueden estandarizarse en ningún tipo de conector específico. En cambio, los OEMs están siendo impulsados por la seguridad, durabilidad y fiabilidad.
Las arquitecturas de cableado y redes también están afectando los conectores del tablero. Las redes de vehículos funcionan de manera similar a las redes de computadoras con una combinación de velocidad y rendimiento. Dependiendo de dónde se encuentre físicamente el conector en el vehículo, los requisitos del procesador y el sensor varían. Podría haber un bus LIN complementando un bus CAN. Los tipos de conectores coincidirán con la complejidad requerida. La tabla a continuación muestra las diferencias de las aplicaciones actuales. Se utilizará Ethernet automotriz en redes de vehículos para manejar los roles de mayor velocidad y rendimiento, coexistiendo con todas las demás redes.
LIN vs CAN vs FlexRay vs MOST
| Especificaciones | LIN | CAN | FlexRay | MOST |
|---|---|---|---|---|
| Velocidad de datos | 20 Kbps | 1 Mbps | 10 Mbps | 24 Mbps |
| Control de acceso | Sondeo | CSMA/CA | TDMA | TDMA CSMA/CA |
| Capa física | Cable único | Cable doble | Cable doble, fibra óptica | Basado en cable doble, fibra óptica |
| Arquitectura | Único maestro, típicamente de 2 a 10 esclavos | Multimaestro, típicamente de 10 a 30 nodos | Multimaestro, hasta 64 nodos | Multimaestro, hasta 64 nodos |
| Estilo de transmisión de mensajes | Síncrono | Asíncrono | Síncrono y Asíncrono | Síncrono y Asíncrono |
| Identificación de mensajes | Identificador | Identificador de 20 Kbps | Intervalo de tiempo | - |
| Uso | Subredes | Tiempo real suave | Tiempo real duro | Multimedia |
| Latencia | Constante | Dependiente de la carga | Constante | Flujo de datos |
Fuente: Amphenol ICC
El papel de los conectores en la iluminación
Los conectores ayudan a los diseñadores de interiores a colocar LEDs compactos en el interior del vehículo. Las soluciones de conectores para LEDs que se utilizan en interiores se han miniaturizado más. Utilizan relativamente poca potencia, tamaño y paso, por lo que no son obstáculos significativos. Sin embargo, el tamaño importa. Los perfiles bajos, pero con un mayor número de pines, ayudan a gestionar la complejidad de los esquemas de iluminación.
La mayoría de las aplicaciones LED son soluciones de cable-a-placa. El cableado es el mismo para todos los modelos y todas las opciones tienen la misma interfaz de conector. Esto permite a los OEM modificar los paquetes de iluminación en varios modelos automotrices.
Manejo de potencia crítico para la iluminación interior
La mayoría de los vehículos de hoy en día operan en un sistema eléctrico de 12 voltios, por lo que los requisitos de potencia para la iluminación interior son bastante bajos. Los controladores LED rara vez requieren una potencia de entrada superior a 1,0 amperios para funcionar.
Sin embargo, con el crecimiento de los vehículos híbridos y eléctricos que funcionan con baterías de litio, muchos coches pronto tendrán sistemas eléctricos de 48 voltios. Estos sistemas impulsarán motores híbridos y turbocompresores. También manejarán accesorios que van desde potencia mecánica o hidráulica hasta energía eléctrica, como dirección asistida, frenos asistidos, bomba de agua, refrigeración del radiador y aire acondicionado.
Habrá múltiples convertidores de CC a CC por vehículo que generarán una combinación de sistemas de 12 y 48 voltios dentro del vehículo. 12 voltios se utilizarán para iluminación tradicional e infoentretenimiento y 48 voltios para componentes que requieren más energía.
El futuro está aquí hoy
Los paneles de control ciertamente cambiarán de manera dramática a un ritmo muy rápido. Los conectores están siguiendo el ritmo de la nueva tecnología para que se puedan incorporar nuevas funciones. Los paneles de control y conectores estarán a la vanguardia del puesto de mando virtual.
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