Il était une fois des véhicules qui avaient peu (voire pas) de systèmes électriques pour la sécurité, le contrôle ou le confort des usagers. Aujourd'hui, à l'inverse, les voitures sont tout autant des « ordinateurs sur roues » que des véhicules de locomotion. Quand on pense en particulier à l'adoption rapide des véhicules électriques complexes, on sait que les véhicules modernes peuvent intégrer des dizaines de systèmes électroniques. Ces systèmes peuvent à leur tour être intégrés et fonctionner comme un tout. Ainsi, le protocole de test de ces systèmes doit également avoir plusieurs facettes. Cette page présente l'utilisation des protocoles de test Hardware-in-the-Loop (HIL) dans le développement des systèmes automobiles embarqués complexes.
Que ce soit pour les exigences de performance, la certification de sécurité ou les tests de regression logicielle, un système de test doit être parfaitement adapté à l'appareil ou à la classe des appareils soumis au test. La simulation Hardware-in-the-Loop (HIL) vise à tester les systèmes temps réel complexes (unités de commande électronique (UCE), par exemple), qui exigent de la précision et de la vitesse en acquérant et en excitant des signaux de précision optimisés pour la bande passante de signaux et la latence la plus faible possible. Elle permet de valider les systèmes de contrôle dans une configuration temps réel pour garantir des niveaux très élevés de sécurité et de solidité. Par exemple, pour une automobile, il peut s'agir de simuler une unité de commande électronique pour le système électronique de la direction assistée, la suspension, la gestion de la batterie ou tout autre sous-système présent sur le véhicule.
Les défis de la simulation Hardware-in-the-Loop (HIL)
Pour vérifier correctement le DUT (Device under Test), le simulateur HIL utilisé pour le test doit être d'une exactitude et d'une précision supérieures, et la bande passante, tout comme la latence plus courte, doivent être capables d'émuler les scénarios temps réel sur le DUT.
Cette tâche devient de plus en plus difficile à mesure que les UCE deviennent plus puissants. Il faut des modèles toujours plus complexes pour s'adapter aux exigences des nouveaux marchés, comme en matière d'efficacité, étant donné qu'ils doivent répliquer le comportement des interrupteurs haute puissance. À mesure que le modèle gagne en complexité, le temps de calcul augmente tout comme la demande en acquisition et en excitation accélérées des entrées et sorties analogiques.
Voici quelques-uns des défis les plus importants à relever dans le secteur aujourd'hui :
- Synchronisation de plusieurs signaux : il faut non seulement simuler les capteurs analogiques, mais aussi les synchroniser avec d'autres signaux numériques
- Réponse analogique précise : l'E/S analogique doit accepter et répliquer des signaux plus complexes
- Complexité du modèle : les effets de deuxième et de troisième ordres sont ajoutés au modèle
- Polyvalence : accepter plusieurs plages d'E/S
- Réduire la latence analogique : chaque tour compte, en particulier quand la vitesse est faible
Les solutions Hardware-in-the-Loop (HIL)
La large gamme d'ADI en conditionnement du signal, acquisition de données, génération de signaux et isolation permet d'obtenir des solutions optimisées pour les simulateurs HIL. Une exigence clé consiste à mesurer ou générer une large gamme de signaux d'entrée, soit en tensions, soit en courants, tout en conservant une latence très faible. Si la configuration système exige moins de puissance, moins de bruit, plus de densité ou de précision, ADI possède une solution de chaînes de signaux complète. Les liens suivants mettent en évidence plusieurs options de chaîne de signaux avec les produits et les matériaux techniques conseillés.
Mesure du courant et de la tension
L'une des exigences des applications communes vise à mesurer les signaux de tension ou de courant sur des bandes passantes larges. Les chaînes de signaux incluent souvent le circuit de protection, le conditionnement du signal frontal analogique, un pilote ADC monocanal ou multicanal, la référence de tension, la gestion de la puissance et l'isolation. Le lien ci-dessous renvoie vers les options de chaînes de signaux pour mesurer les bandes passantes larges jusqu’à 1 MHz optimisées pour des performances en termes de bruit capables de prendre en charge l’analyse CA et/ou CC.
Entraînement de courant et de tension
Le circuit de sortie analogique doit pouvoir générer des signaux dynamiques à des fréquences de mise à jour rapides. La plage de tension, la résolution et la sortie fournissent la puissance d'entraînement. Ces chaînes de signaux incluent souvent des DAC de précision, l'isolation, la gestion de la puissance, la référence de tension, le conditionnement de l'amplification/du signal et la protection de sortie.
Principaux produits Hardware-in-the-Loop
Ultra rapide, précision de 16 bits, DAC de sortie de tension
L'AD3542R est conçu pour générer plusieurs plages de tension de sortie et fonctionne avec une référence de 2,5 V fixe. L'AD3542R peut être configuré pour atteindre plusieurs plages de tension, comme 2,5 V, 3 V, 10 V ou ±5 V.
Pilote ADC entièrement différentiel intégré avec mise à l'échelle du signal
L'ADAQ23878 est une solution d'acquisition de données μModule® à grande vitesse de précision, qui réduit le cycle de développement d'un système de mesure de précision, en transférant du concepteur à l'appareil les tâches de sélection, d'optimisation et de disposition des composants.
Le chemin vers un futur où tous les véhicules sont électriques : solutions de test et de mesure pour les véhicules électriques
Dans ce webinaire, nous parlerons de certains des défis en matière de test en faisant appel à des exemples de cas d'utilisation précis dont les chaînes de signaux de précision à faible latence pour les applications HIL.
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