História educativa do R&S®Scope Rider RTH na Universidade de Darmstadt

Osciloscópios portáteis fev 03, 2020

O osciloscópio portátil – R&S®Scope Rider RTH – prepara para a pista de corrida

Antes de um carro de corrida chegar à pista, sua eletrônica precisa ser cuidadosamente testada. A competição Formula Student (FS) apresenta carros de corrida desenvolvidos por alunos que lembram carros de Fórmula 1. A equipe de corrida FaSTDa da Universidade de Ciências Aplicadas de Darmstadt equipou o carro de corrida de 2018, o F18 Clara, com uma ampla tecnologia de sensor.

Para o teste, os alunos contavam com o R&S®Scope Rider RTH. Com suas entradas isoladas, ele possibilita medições de tensão do motor de até 1.000 V (valor eficaz) na categoria de medição III. Além disso, os dados do barramento CAN transferidos podem ser analisados com a função de decodificação.

Formula Student e a equipe de corrida FaSTDa

A equipe de corrida FaSTDa é um grupo de alunos da Universidade de Ciências Aplicadas Darmstadt que desenvolveu e produziu seu décimo carro de corrida, o F18 Clara, com um motor de combustão como parte de um projeto no ano letivo de 2017/18. O F18 Clara foi apresentado ao público no fim de maio de 2018. Com um motor KTM de um cilindro e 59 hp modificado, ele acelera de 0 a 100 km/h em 4 segundos e tem uma velocidade máxima de cerca de 130 km/h.

O projeto de engenharia, o desempenho de corrida, o relatório de custos e o plano de negócios foram avaliados na Formula Student Germany, a maior competição do mundo na categoria. Desde 2006, a FS Germany ocorre em agosto anualmente, no circuito de Hockenheimring, e é patrocinada pelo VDI. Competições comparáveis também ocorrem em outras pistas de corrida de renome internacional.

Requisitos de teste: um instrumento para medir a unidade de controle do motor

A equipe de corrida FaSTDa recebeu o Prêmio de Eficiência em 2017 na competição Formula Student East, na Hungria, e queria desenvolver seu sucesso com o F18. Para aprimorar a eficiência ainda mais, o F18 apresenta um chassi muito leve e uma nova unidade de controle do motor.

Durante uma corrida, todos os parâmetros importantes podem ser vistos em um relance na cabine, inclusive rotação do motor, temperatura do óleo, pressão do óleo, tensão da bateria e velocidade. Assim, vários sensores são conectados aos módulos de medição e enviam os dados por uma interface de barramento CAN à cabine.

Para realizar a solução de problemas e a otimização da unidade de controle, a equipe de corrida estava buscando um instrumento com um registrador de dados integrado para aquisição e monitoramento de longo prazo dos dados do sensor. O osciloscópio necessário também deveria poder analisar os dados do barramento CAN e ser robusto, portátil e certificado para medições de alta tensão.

A solução: R&S®Scope Rider RTH

Os jovens engenheiros optaram pelo osciloscópio portátil R&S®Scope Rider RTH. Com suas entradas isoladas, ele possibilita medições de tensão do motor de até 1.000 V (valor eficaz) na categoria de medição III. E, o que é mais importante, a Rohde & Schwarz equipou o osciloscópio com funções de análise especial para aplicações automotivas para fornecer recursos de teste adicionais.

Pontos fortes de teste do R&S®Scope Rider RTH

As opções de acionamento e decodificação do R&S®Scope Rider RTH dão suporte não apenas aos protocolos de barramento CAN e LIN convencionais, como também a funções de análise de protocolo para o SENT – um protocolo serial ponto a ponto definido especificamente para comunicações de sensor no setor automotivo. Assim, os usuários podem registrar eventos específicos, dados ou estados de erro em canais de protocolo SENT rápidos e lentos. Ele também dá suporte aos formatos de mensagens aprimorados e breves e aos vários métodos de verificação CRC disponíveis.

Com a R&S®RTH-K9 CAD-FD opção de acionamento e decodificação serial com base na R&S®RTH-K3 CAN/LIN opção de acionamento e decodificação serial, o usuário também pode analisar sinais CAN-FD. Para taxas de transmissão de até 15 Mbit/s, o barramento serial CAN-FD é significativamente mais rápido que o CAN padrão (até 1 Mbit/s) e está ganhando importância.

A unidade de acionamento e decodificação totalmente digital opera a uma taxa de amostragem de 1,25 Gsamples/s, independentemente das taxas de amostragem do canal analógico ou digital usadas para aquisição de sinal. Isso torna possível decodificar protocolos seriais facilmente, mesmo quando são exibidos sinais de domínio de tempo muito lentos ao mesmo tempo.

Ao pressionar um botão, o R&S®Scope Rider RTH exibe o protocolo analisado no momento no formato de tabela junto com informações adicionais específicas do protocolo. Outro benefício é o suporte para etiquetas com símbolos. Os sinais de controle decodificados são exibidos em texto simples, tornando muito fácil trabalhar com o instrumento.

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The R&S®Scope Rider RTH offers a wealth of functions for automotive applications

The R&S®Scope Rider RTH offers a wealth of functions for automotive applications

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Debugging CAN bus data

Debugging CAN bus data

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Niklas Waldstein measuring the engine control unit of the F17 to test Ignition interruption

Niklas Waldstein measuring the engine control unit of the F17 to test Ignition interruption

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F18 Clara on the wet surface of the Most circuit in the Czech Republic

F18 Clara on the wet surface of the Most circuit in the Czech Republic

Desempenho confiável e resultados convincentes na corrida

Na primeira corrida da temporada de 2018, no final de julho em Most (República Tcheca), o F18 Clara chegou em 12º lugar entre as 32 equipes apesar das circunstâncias desfavoráveis. A corrida foi interrompida antes do fim previsto, devido a uma tempestade. No início de agosto de 2018, a equipe alcançou um respeitável 16º lugar com o F18 Clara no circuito de Hockenheimring, em uma competição entre 58 equipes com motores de combustão. Na última corrida da temporada no final de agosto de 2018, no pavimento escorregadio do Circuito de Barcelona-Catalunha, o F18 conseguiu alcançar o 10º lugar geral.

Naquela temporada, o carro novamente mostrou ter um desempenho confiavelmente uniforme sob condições adversas.

RTH Scope Rider
RTH Scope Rider
RTH Scope Rider

Osciloscópio portátil R&S®Scope Rider

Fatos principais

  • Largura de banda: entre 60 MHz e 500 MHz
  • Taxa de amostragem: até 5 Gsamples/s
  • Profundidade de memória: memória segmentada de até 500 ksamples, 50 Msamples

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