Pourquoi utiliser des capteurs à ultrasons pour une aide à la conception automobile?

Pendant de nombreuses années, les capteurs à ultrasons sont largement utilisés dans les voitures particulières. Par exemple, le système de stationnement à ultrasons peut aider les véhicules à détecter les objets environnants lorsqu'il se stationne à basse vitesse. De plus, l'ouverture de l'ouverture du tronc et de la détection d'intrusion est deux applications émergentes de l'ultrasons

Système de stationnement à ultrasons

L'assistance à parking à ultrasons est également appelée système d'assistance au stationnement, système d'orientation de stationnement et assistance inversée. Ces systèmes peuvent aller de la simple détection d'objets environnants et alerter le conducteur avec un parking au son avec presque aucune opération humaine. Habituellement, ces systèmes ont 4 à 16 capteurs, intelligemment installés autour du corps pour fournir la couverture de détection requise.

Les ingénieurs conçoivent ces types d'applications devraient rechercher des circuits intégrés. Quelle conduitecapteur de distance à ultrasons(émetteurs) Pendant la réception, le conditionnement et le traitement des échos à ultrasons qui déterminent la distance entre les objets et les véhicules. Par exemple, il peut détecter de manière fiable l'organisation internationale pour les pôles de normalisation (ISO) jusqu'à 5 mètres (les tuyaux de chlorure de polyvinyle (PVC) utilisés pour l'aide au parking à ultrasons comme norme de performance). L'appareil a également réussi des tests rigoureux de décharge électrostatique (ESD) et d'injection de courant élevé (BCI), qui sont des tests de routine pendant le développement de systèmes d'aide à parking à ultrasons.

Alors que l'équipement d'origine est confronté à augmenter le nombre de capteurs à ultrasons par véhicule, le coût de l'aide au parking à ultrasons continuera d'augmenter au cours des prochaines années. Ils peuvent fournir une structure de coûts concurrentielle pour les fournisseurs à volume élevé.

Les exigences communes pour les modules d'assistance à parking à ultrasons comprennent:

Ÿ La capacité de détecter des objets de 30 cm à 5 mètres.

Ÿ Interface de commande de temps (TCI) ou communication du réseau d'interconnexion local (LIN) connecté du module à l'unité de commande électronique locale ou directement connecté au module de commande du corps (BCM) (configuration du bus).

Pour répondre aux besoins des véhicules autonomes, les normes de détection des objets à courte et longue distance deviendront plus strictes. À partir de 2025,capteur de modules à ultrasonsdevra pouvoir détecter des objets à une distance de 10 cm à 7 mètres. Les améliorations des fournisseurs de semi-conducteurs dans la sensibilité et les méthodes de conduite analogiques (AFE) sont essentielles pour répondre à ces exigences de distance de détection.

TCI et Lin sont les deux interfaces de communication les plus courantes dans les systèmes d'aide au stationnement à ultrasons aujourd'hui. Cependant, avec l'amélioration des capacités de traitement visuel du système d'assistance à la conduite avancée automobile (ADAS), il est prévu que des protocoles à plus grande vitesse tels que l'interface de capteur périphérique (PSI) 5, interface système distribuée (DSI) ou réseau de zone de contrôleur ou de contrôleur (CAN) sera appliqué pour transmettre une grande quantité de données d'écho à ultrasons.

Ouvrir le coffre

Le coffre d'ouverture de coups de pied est également appelé Smart Trunk Opening System. Cette fonction permet au propriétaire de la voiture de placer ses pieds sous le pare-chocs arrière, sans utiliser ses mains, et n'a besoin que de donner un coup de pied au pied pour ouvrir le coffre de la voiture.

Le système de tronc d'ouverture de coup de pied traditionnel utilise une bande de capteur capacitive située au bas du pare-chocs. Mais de nombreux fournisseurs automobiles explorent l'utilisation de la technologie de détection ultrasonique dans cette application, et certains systèmes ont été produits en masse. Par rapport à la détection capacitive, l'avantage du capteur de distance à ultrasons est sa fiabilité et sa robustesse sous l'influence de facteurs environnementaux tels que la saleté et l'eau. Le capteur capacitif est très sensible aux facteurs environnementaux. Si le corps est souillé, cette fonction peut ne pas fonctionner correctement. .

Les exigences courantes pour les solutions à ultrasons pour les systèmes d'ouverture des coups de pied comprennent:

Ÿ La capacité de détecter des objets de 15 cm à 1 mètre

Ÿ Courant de repos faible

Ÿ Travaille normalement sous une alimentation de batterie de voiture 12V

Présentez ces exigences une par une.

Détection d'objet de 15 cm à 1 mètre

L'un des défis de l'utilisation de la technologie à ultrasons pour ouvrir le coffre est la plage de détection à courte portée. La capacité d'un capteur à ultrasons à détecter avec précision les objets en champ proche dépend de la qualité du capteur et des spécifications du capteur, de la méthode de conduite et de la conception, ainsi que les performances du chemin de réception (AFE et traitement numérique).

Les capteurs de haute qualité, tels que MURATA's MA58MF14-7N, ont une atténuation plus stable et fiable ou \"sonnerie \" pendant l'excitation du capteur. En sélectionnant des capteurs de haute qualité, la durée de l'atténuation peut être réduite et la stabilité de l'atténuation peut être prédite plus précisément.

La méthode et la conception du conducteur du capteur à ultrasons affecteront considérablement la période et la courbe d'atténuation à ultrasons. Dans les applications de tronc kick-ouvert qui nécessitent des performances en champ proche, qui recommande d'utiliser une topologie de transformateur. Il s'agit d'un exemple de diagramme schématique d'un lecteur de transformateur.

Lorsque le transformateur est utilisé pour augmenter la tension d'alimentation pour activer le capteur, la courbe d'atténuation est plus stable et mesurable, ce qui rend les performances de détection des objets proches.

Enfin, les performances de l'AFE et du traitement numérique affecteront également la détection d'objets à des distances courtes et longues. Par exemple, il a un amplificateur à faible bruit, est équipé d'un stade de gain programmable variant dans le temps et est intégré à un convertisseur analogique analogique-numérique à 12 bits. L'amplificateur à faible bruit peut réduire le bruit du signal reçu, et le gain variant dans le temps caractéristique de l'amplificateur de gain programmable peut réaliser l'application d'un gain plus petit aux objets en champ proche et un gain plus important pour la détection d'objets de champ lointain. Vous pouvez stocker le paramètre de courbe de gain dans le registre dans la mémoire en lecture programmable électriquement effacée (EEPROM).

Courant de repos faible

Depuis lecapteur transducteur de module ultrasoniqueDoit être utilisé lorsque la voiture est désactivée lorsque le coup de pied est allumé, le courant de repos du système est très important, ce qui est une performance qui est très préoccupée par les OEM. Ils ont un mode de sommeil avec une consommation de courant de 9 à 1500 μA, qui peut être utilisé par intermittence pour faire en sorte que la consommation actuelle de l'ensemble du système atteigne le niveau nécessaire.

Travaille normalement sous une alimentation de batterie de voiture 12V

Le périphérique PGA460-Q1 est utilisé pour fonctionner à partir d'une plage de tension d'entrée de 6V à 28V. Dans les applications de tronc kick-ouvert, l'appareil est directement connecté à la batterie de la voiture. Des mesures de protection des composants externes appropriées, telles que les diodes de suppression de tension transitoire (TVS), aident à protéger l'appareil des transitoires de la batterie et le courant de batterie inversé.

Alarme de détection d'intrusion

En Europe, l'alarme de détection d'intrusion est un appareil facultatif pour les consommateurs lors de l'achat d'une voiture ou de l'installation après avoir acheté une voiture. Lorsque la voiture est bloquée et garée, ces alarmes utiliseront des capteurs à ultrasons pour détecter tout mouvement dans la voiture. Cette alarme est utilisée comme système de sauvegarde pour le système d'alarme principal. Si les enfants ou les animaux de compagnie se déplacent dans la voiture, une alarme sera émise. Selon les garanties supplémentaires de vol et de sécurité, les consommateurs obtiennent souvent des rabais d'assurance car leurs véhicules ont cette fonctionnalité.

La plupart des systèmes utilisent un ou deux émetteurs à ultrasons et un ou deux récepteurs. Des capteurs à ultrasons tels que PGA460-Q1 peuvent conduire et recevoir un émetteur et un récepteur, donc un ou deux dispositifs PGA460-Q1 peuvent être nécessaires.