Acelerando hacia el tablero completamente digital
Todos sabemos que los tableros de instrumentos desempeñan un papel integral en nuestra experiencia de conducción. A medida que se añaden más y más funciones digitales, algunas personas se refieren al tablero como una cabina virtual. Y, sin duda, el tablero desempeñará un papel aún más significativo a medida que los vehículos autónomos entren en el mercado.
Se está utilizando una variedad de tecnologías detrás del tablero con tecnologías de conectores que evolucionan a medida que las pantallas más grandes y más entradas de control se vuelven predominantes en los automóviles.
Los paneles están cambiando
El futuro de los tableros y lo que hay detrás de ellos puede resumirse con las palabras de Elon Musk, CEO de Tesla. Él habló durante el lanzamiento del Model 3 este año y dijo: “Apuntamos a algo que tuviera un diseño muy simple y limpio porque en el futuro—realmente el futuro es ahora—los autos serán cada vez más autónomos. Así que realmente no necesitarás mirar el panel de instrumentos con tanta frecuencia. Podrás hacer lo que quieras; podrás ver una película, hablar con amigos, dormir.”
A medida que los paneles de control se integren 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 “cockpit del futuro.” Incluirá superficies funcionales táctiles, estará vinculada a los dispositivos móviles del 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 preparar al conductor para volver a interactuar con el vehículo después de salir del modo autónomo.
Los conectores desempeñan un papel clave
Los conectores también estarán cambiando para cumplir con los nuevos requisitos del panel de control. Habrá un aumento de los interconectores de circuitos flexibles para gestionar el panel táctil. Se incorporarán más interconectores de placa a placa para soluciones integradas y requisitos adicionales de computación. Los interconectores de datos de alta velocidad manejarán el requisito de velocidad/densidad de señal para soportar el creciente volumen de datos generado por las aplicaciones de sensores.
Tableros conceptuales de 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 su lugar, los OEM están siendo impulsados por la seguridad, la durabilidad y la fiabilidad.
El cableado y las arquitecturas de red también están influyendo en los conectores del tablero. Las redes de los vehículos funcionan de manera similar a las redes de computadoras, combinando velocidad y rendimiento. Dependiendo de la ubicación física del conector en el vehículo, los requisitos del procesador y los sensores varían. Podría haber un bus LIN complementando un bus CAN. Los tipos de conectores se ajustarán a la complejidad requerida. La tabla a continuación muestra las diferencias en las aplicaciones actuales. Ethernet automotriz se utilizará en las redes de los vehículos para manejar las funciones 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 | Encuesta | CSMA/CA | TDMA | TDMA CSMA/CA |
| Capa física | Cable único | Cable dual | Cable dual, fibra óptica | Basado en cable dual, fibra óptica |
| Arquitectura | Maestro único, típicamente de 2 a 10 esclavos | Multi-maestro, típicamente de 10 a 30 nodos | Multi-maestro, hasta 64 nodos | Multi-maestro, hasta 64 nodos |
| Estilo de transmisión de mensaje | Sincrónico | Asincrónico | Sincrónico y Asincrónico | Sincrónico y Asincrónico |
| Identificación de mensajes | Identificador | Identificador de 20 Kbps | Intervalo de tiempo | - |
| Uso | Subredes | Tiempo real flexible | Tiempo real estricto | Multimedia |
| Latencia | Constante | Dependiente de carga | Constante | Transmisión 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 utilizados en interiores se han miniaturizado más. Usan relativamente poca energía, tamaño y paso, por lo que no representan obstáculos significativos. Sin embargo, el tamaño sí importa. Los perfiles bajos, pero con mayor cantidad de pines, ayudan a manejar 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.
Gestión de potencia crítica para la iluminación interior
La mayoría de los vehículos de hoy en día operan en un sistema eléctrico de 12 voltios, lo que hace que los requisitos de energía para la iluminación interior sean 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 automóviles pronto tendrán sistemas eléctricos de 48 voltios. Estos sistemas alimentarán motores híbridos y turbocompresores. También gestionarán accesorios que van desde la energía mecánica o hidráulica hasta la energía eléctrica, como la dirección asistida, los frenos asistidos, la bomba de agua, la refrigeración del radiador y el aire acondicionado.
Habrá múltiples convertidores de DC a DC por vehículo que generarán una combinación de sistemas de 12 y 48 voltios dentro del vehículo. Se utilizarán 12 voltios para la iluminación tradicional y el infotainment, y 48 voltios para componentes que requieren mayor potencia.
El futuro está aquí hoy
Los paneles de control ciertamente estarán cambiando dramáticamente a un ritmo muy rápido. Los conectores están manteniendo el ritmo con la nueva tecnología para que se puedan incorporar nuevas funciones. Los paneles de control y los conectores estarán a la vanguardia del cockpit virtual.
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