¿Por qué utilizar sensores ultrasónicos para asistencia en el diseño del automóvil?

Durante muchos años, los sensores ultrasónicos se han utilizado ampliamente en los automóviles de pasajeros. Por ejemplo, el sistema de estacionamiento ultrasónico puede ayudar a los vehículos a detectar objetos circundantes cuando se estaciona a bajas velocidades. Además, la alarma de detección de tronco e intrusos es dos aplicaciones emergentes de ultrasonidos

Sistema de aparcamiento ultrasónico

La asistencia de estacionamiento ultrasónica también se denomina sistema de asistencia de estacionamiento, sistema de guía de estacionamiento y asistencia inversa. Estos sistemas pueden variar, simplemente detectando los objetos circundantes y al alertar al conductor con sonido al estacionamiento automático con casi ninguna operación humana. Por lo general, estos sistemas tienen sensores 4-16, instalados inteligentemente alrededor del cuerpo para proporcionar la cobertura de detección requerida.

Los ingenieros están diseñando estos tipos de aplicaciones deben buscar circuitos integrados. Que conducirsensor de distancia ultrasónico(transmisores) mientras que está recibiendo, acondicionando y procesando ecos ultrasónicos que determinan la distancia entre objetos y vehículos. Por ejemplo, puede detectar de manera confiable la organización internacional para los polos de estandarización (ISO) de hasta 5 metros de distancia (tuberías de cloruro de polivinilo (PVC) utilizadas para asistencia de estacionamiento ultrasónica como estándar de rendimiento). El dispositivo también ha pasado rigurosas pruebas de descarga electrostática (ESD) y inyección de alta corriente (BCI), que son pruebas de rutina durante el desarrollo de sistemas de asistencia de estacionamiento ultrasónicos.

A medida que la cara del equipo original aumenta el número de sensores ultrasónicos por vehículo, el costo de la asistencia de estacionamiento ultrasónico continuará aumentando en los próximos años. Pueden proporcionar una estructura de costos competitivos para proveedores de alto volumen.

Los requisitos comunes para los módulos de asistencia de estacionamiento ultrasónicos incluyen:

Ÿ La capacidad de detectar objetos de 30 cm a 5 metros.

Ÿ Interfaz de comando de tiempo (TCI) o comunicación de red de interconexión local (LIN) conectada desde el módulo a la unidad de control electrónico local o conectada directamente al módulo de control corporal (BCM) (Configuración del bus).

Para satisfacer las necesidades de los vehículos autónomos, los estándares de detección para objetos a corto y larga distancia se volverán más estrictos. A partir de 2025,Sensor de módulos ultrasónicosTendrá que poder detectar objetos a una distancia de 10 cm a 7 metros. Las mejoras de los proveedores de semiconductores en el front-end analógico (AFE) Las sensibilidad y los métodos de accionamiento son críticos para cumplir con estos requisitos de la distancia de detección.

TCI y LIN son las dos interfaces de comunicación más comunes en los sistemas de asistencia de estacionamiento ultrasónicos de hoy. Sin embargo, con la mejora de las capacidades de procesamiento visual del sistema de asistencia de conductor avanzado automotriz (ADAS), se espera que protocolos de mayor velocidad, como la interfaz del sensor periférico (PSI) 5, la interfaz del sistema distribuida (DSI) 3 o la red de área del controlador (CAN) se aplicará para transmitir una gran cantidad de datos de eco ultrasónico.

Abrir el tronco

El tronco de apertura de kick-apertura también se llama el sistema de apertura del tronco inteligente. Esta función le permite al propietario del automóvil colocar sus pies debajo del parachoques trasero, sin usar sus manos, y solo necesita patear el pie para abrir el maletero del automóvil.

El sistema troncal de apertura de kick-apertura tradicional utiliza una tira de sensor capacitiva ubicada en la parte inferior del parachoques. Pero muchos proveedores automotrices están explorando el uso de la tecnología de detección de ultrasonidos en esta solicitud, y algunos sistemas han sido producidos en masa. En comparación con la detección capacitiva, la ventaja del sensor de distancia ultrasónico es su confiabilidad y robustez bajo la influencia de factores ambientales, como la suciedad y el agua. El sensor capacitivo es muy sensible a los factores ambientales. Si el cuerpo está sucio, esta función puede no funcionar correctamente. .

Los requisitos comunes para soluciones ultrasónicas para sistemas de apertura de patadas incluyen:

Ÿ La capacidad de detectar objetos de 15 cm a 1 metro.

Ÿ Corriente baja eninescente

Ÿ trabajar normalmente bajo del automóvil 12V energía de la batería de alimentación

Vamos a presentar estos requisitos, uno por uno.

Detección de objetos de 15 cm a 1 metro

Uno de los retos de la utilización de la tecnología de ultrasonidos para abrir de par en el tronco es el rango de detección de corto alcance. La capacidad de un sensor de ultrasonidos para detectar con precisión objetos de campo cercano depende de la calidad del sensor y las especificaciones del sensor, el método y el diseño de la conducción, y el rendimiento de la trayectoria de recepción (AFE y el procesamiento digital).

sensores de alta calidad, tales como MA58MF14-7N de Murata, tienen más estable y fiable de atenuación o \"zumbido \" durante la excitación del sensor. Mediante la selección de sensores de alta calidad, la longitud de la atenuación se puede reducir, y la estabilidad de la atenuación se puede predecir con más precisión.

El método y el diseño del controlador de sensor ultrasónico afectarán significativamente el período de atenuación ultrasónica y curva. En las aplicaciones troncales kick-abierta que requieren un rendimiento de campo cercano, que recomienda el uso de una topología de impulso de transformador. es un ejemplo de un diagrama esquemático de una unidad de transformador.

Cuando se usa el transformador para aumentar la tensión de alimentación para activar el sensor, la curva de atenuación es más estable y medible, haciendo que el rendimiento de detección de cerca objetos mejor.

Por último, el rendimiento de la AFE y el procesamiento digital también afectará a la detección de objetos a distancias cortas y largas. Por ejemplo, tiene un amplificador de bajo ruido, está equipado con una etapa de ganancia programable variable en el tiempo, y está integrado con un convertidor de 12-bit de registro de aproximaciones sucesivas de analógico a digital. El amplificador de bajo ruido puede reducir el ruido de la señal recibida, y la ganancia variable en el tiempo característico del amplificador de ganancia programable puede darse cuenta de la aplicación de una ganancia menor a los objetos de campo cercano y una ganancia más grande para la detección de objetos de campo lejano. Puede almacenar el ajuste de curva de ganancia en el registro en la memoria de sólo lectura programable y borrable eléctricamente (EEPROM).

Baja corriente de reposo

Desde elSensor de transductor de módulo ultrasónicodebe ser operado cuando el vehículo está apagado cuando la patada está encendido, la corriente de reposo del sistema es muy importante, que es una actuación que los fabricantes de equipos están muy preocupados. Tienen un modo de espera con un consumo de corriente, de 9 a 1500 μA, que puede ser utilizado de forma intermitente para hacer que el consumo de corriente de todo el sistema alcanza el nivel necesario.

Trabajar normalmente bajo 12V fuente de alimentación de batería de coche

El dispositivo PGA460-Q1 se utiliza para el trabajo de un rango de voltaje de entrada de 6V a 28V. En las aplicaciones troncales kick-abierta, el dispositivo está conectado directamente a la batería del coche. medidas de protección adecuadas externos de componentes, tales como diodos de supresión de tensión transitoria (TVS), ayuda a proteger el dispositivo contra transitorios de la batería y corriente de la batería inversa.

alarma de detección de intrusiones

En Europa, la alarma de detección de intrusiones es un dispositivo opcional para los consumidores al comprar un automóvil o la instalación después de comprar un automóvil. Cuando el automóvil está estancado y estacionado, estas alarmas usarán sensores ultrasónicos para detectar cualquier movimiento en el automóvil. Esta alarma se utiliza como un sistema de copia de seguridad para el sistema de alarma principal. Si los niños o las mascotas se mueven en el automóvil, se emitirá una alarma. De acuerdo con las garantías adicionales contra el robo y la seguridad, los consumidores a menudo obtienen descuentos de seguro porque sus vehículos tienen esta característica.

La mayoría de los sistemas utilizan uno o dos transmisores ultrasónicos y uno o dos receptores. Los sensores ultrasónicos, como PGA460-Q1, pueden conducir y recibir un transmisor y un receptor, por lo que se pueden requerir uno o dos dispositivos PGA460-Q1.