Un tempo i veicoli disponevano di pochi (o di nessuno) sistemi elettronici per la sicurezza, il controllo o il comfort dell'utente. Oggi, invece, i veicoli non sono solo mezzi di trasporto ma veri e propri "computer su ruote". I veicoli moderni possono integrare dozzine di sistemi elettronici, soprattutto se si considera il numero crescente di veicoli elettrici complessi. Questi sistemi devono essere a loro volta integrati ed essere in grado di funzionare nel loro insieme. Pertanto, anche il protocollo di test per questi sistemi deve essere versatile. In questa pagina viene esaminato l'uso dei protocolli di test Hardware-in-the-Loop (HIL) nello sviluppo di sistemi automobilistici integrati complessi.
Che sia per requisiti di prestazioni, per la certificazione di sicurezza o per il test di regressione del software, un sistema di test deve essere adattato in modo univoco al dispositivo sottoposto a test o alla classe del dispositivo. La simulazione Hardware-in-the-Loop (HIL) è una tecnica che mira a testare sistemi complessi in tempo reale, come le unità di controllo elettronico (ECU), che richiedono precisione e velocità, acquisendo ed eccitando segnali di precisione, ottimizzati per la larghezza di banda del segnale e la latenza più bassa possibile. Consente di convalidare i sistemi di controllo in tempo reale per garantire livelli di sicurezza e solidità molto elevati. Ad esempio, nell'ambito automobilistico, si può trattare di un'unità di controllo elettronico per il sistema del servosterzo elettronico, il sistema delle sospensioni, il sistema della gestione batteria o qualsiasi altro sottosistema presente sul veicolo.
Sfide della simulazione Hardware-in-the-Loop (HIL)
Per verificare correttamente il dispositivo sottoposto a test (DUT), il simulatore Hardware-in-the-Loop (HIL) utilizzato per il test deve avere accuratezza, precisione e larghezza di banda elevate, nonché una latenza più bassa per poter emulare gli scenari in tempo reale sul DUT.
Questo compito diventa sempre più difficile man mano che le ECU diventano più potenti. Per soddisfare le nuove richieste del mercato, come l'efficienza, sono necessari modelli più complessi per replicare il comportamento di interruttori ad alta potenza. Con l'aumentare della complessità del modello, aumenta anche il tempo di calcolo e, di conseguenza, la richiesta di un'acquisizione e un'eccitazione più rapide di input e output analogici.
Queste sono alcune delle maggiori sfide che il settore deve affrontare oggi:
- Sincronizzazione di più segnali: non solo i sensori analogici devono essere simulati, ma anche sincronizzati con altri segnali digitali
- Risposta analogica precisa: l'I/O analogico deve accettare e replicare segnali più complessi
- Complessità del modello: effetti di secondo e terzo ordine aggiunti al modello
- Versatilità: ospitare più gamme di I/O
- Latenza analogica ridotta: ogni giro conta, soprattutto a basse velocità
Soluzioni Hardware-in-the-Loop (HIL)
L'ampia gamma di prodotti ADI per il condizionamento del segnale, l'acquisizione dei dati, la generazione del segnale e l'isolamento consente di ottenere soluzioni ottimizzate per i simulatori HIL. Un requisito fondamentale è misurare o generare un'ampia gamma di segnali di ingresso, in forma di tensioni o correnti, mantenendo una latenza molto bassa. Qualunque siano i requisiti del sistema, ovvero minore potenza, meno rumore, densità o accuratezza elevata, ADI offre una soluzione di catena di segnale completa. I collegamenti riportati di seguito conducono a diverse opzioni di catena di segnale con prodotti e materiali tecnici consigliati.
Misurazione di corrente e tensione
Uno dei requisiti applicativi comuni è la misurazione di segnali di tensione o corrente su ampie larghezze di banda. Le catene di segnale spesso includono il circuito di protezione, il condizionamento del segnale front-end analogico, un driver ADC a canale singolo o multiplo, un riferimento di tensione, la gestione della potenza e l'isolamento. Il collegamento riportato di seguito conduce alle opzioni della catena di segnale per misurare ampie larghezze di banda fino a 1 MHz ottimizzate per le prestazioni del rumore per supportare l'analisi CA e/o CC.
Drive di corrente e tensione
Il circuito di uscita analogica deve essere in grado di generare segnali dinamici con velocità di aggiornamento elevate. L'intervallo di tensione, la risoluzione e la forza di azionamento dell'uscita. Queste catene di segnale includono spesso DAC di precisione, isolamento, gestione della potenza, riferimento di tensione, amplificazione/condizionamento del segnale e protezione dell'uscita.
Prodotti chiave Hardware-in-the-Loop (HIL)
DAC di uscita di tensione ultraveloce, con un'accuratezza a 16 bit
L'AD3542R è progettato per generare più intervalli della tensione di uscita e funziona con un riferimento fisso di 2,5 V. L'AD3542R può essere configurato per ottenere più intervalli di tensione come 2,5 V, 3 V, 10 V o ±5 V.
Driver ADC completamente differenziale integrato con ridimensionamento del segnale
L'ADAQ23878 è una soluzione per l'acquisizione dati μModule® di precisione e ad alta velocità che riduce il ciclo di sviluppo dei sistemi di misurazione di precisione, trasferendo dal progettista al dispositivo i compiti di selezionare, ottimizzare e disporre i componenti.
Il percorso verso un futuro in cui tutti i veicoli sono elettrici: soluzioni di test e misurazione per veicoli elettrici
In questo webinar parleremo di alcune delle sfide in materia di test con esempi di casi d'uso specifici, tra cui catene di segnali di precisione a bassa latenza per applicazioni Hardware-in-the-Loop (HIL)
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