R&S®Scope Rider RTH Einsatz in der Lehre Hochschule Darmstadt

Handheld-Oszilloskope 03.02.2020

Der R&S®Scope Rider RTH als Helfer an der Rennstrecke

Bei der Inbetriebnahme von Rennwagen muss die Elektronik ausgiebig getestet werden. In der Formula Student (FS) gehen von Studenten entwickelte Boliden an den Start, die wie Formel-1-Rennwagen aussehen. Das FastDa Racing Team der Hochschule Darmstadt hat seinen diesjährigen Boliden F18 Clara mit umfangreicher Sensorik ausgestattet.

Gerade hier testen die Studenten viel mit dem R&S®Scope Rider RTH. Mit seinen isolierten Eingängen erlaubt er in der Messgerätekategorie III das Messen von Motorspannungen bis 1000 V (eff.). Darüber hinaus können mit der Decodierfunktion die übertragenen CAN-Bus-Daten analysiert werden.

Die Formula Student und das FaSTDa Racing Team

Das FaSTDa Racing Team ist eine Gruppe von Studierenden der Hochschule Darmstadt, die im Rahmen eines Projekts im Studienjahr 2017/2018 ihren zehnten Boliden mit Verbrennungsmotor entwickelt und produziert hat. Der F18 Clara des Darmstädter Teams wurde Ende Mai 2018 der Öffentlichkeit vorgestellt. Der modifizierte KTM-Einzylindermotor schafft es mit 59 PS in 4 s von Null auf 100 km/h und erreicht bei etwa 130 km/h seine Spitzengeschwindigkeit.

Bei der Formula Student Germany, dem weltweit größten Wettbewerb dieser Art, werden Konstruktion, Renn-Performance, Finanzplan und Verkaufsargumente bewertet. Die FS Germany findet seit 2006 immer im August auf dem Hockenheimring statt und steht unter der Schirmherrschaft des VDI. Vergleichbare Wettbewerbe finden auch auf anderen international bekannten Rennstrecken statt.

Anforderung: Messgerät für die Motoransteuerung

Das FaSTDa Racing Team hat im Jahr 2017 beim Formula Student East Rennen in Ungarn den Efficiency-Award erhalten und wollte diesen Erfolg mit dem F18 ausbauen. So erhielt er ein besonders leichtes Fahrgestell und eine neue Motorsteuerung, die die Effizienz weiter optimieren soll.

Auf dem Display im Cockpit lassen sich alle wichtigen Parameter während des Rennens übersichtlich im Auge behalten, etwa Drehzahl, Öltemperatur und Öldruck sowie Batteriespannung oder Geschwindigkeit. Entsprechend ist der F18 mit zahlreichen Sensoren ausgestattet, die an Messkarten mit CAN-Bus-Schnittstelle angeschlossen sind. Diese senden die Daten ins Cockpit.

Für die Fehlersuche und zur Optimierung der Ansteuerung suchte das Team nach einem Messgerät mit integriertem Daten-Logger zur Erfassung und Langzeitüberwachung der Sensordaten. Darüber hinaus muss es CAN-Bus-Daten analysieren können. Zudem sollte das Oszilloskop für die Fehlersuche am Fahrzeug robust und tragbar ausgestattet sowie für Messungen an Hochspannung zertifiziert sein.

Die Lösung: der R&S®Scope Rider RTH

Die angehenden Ingenieure entschieden sich für den tragbaren R&S®Scope Rider RTH. Mit seinen isolierten Eingängen erlaubt er in der Messgerätekategorie III das Messen von Motorspannungen bis 1000 V (eff.). Darüber hinaus hat Rohde & Schwarz das Oszilloskop mit speziellen Analysefunktionen für Automobilanwendungen ausgestattet.

Seine Stärken

Trigger- und Decodieroptionen des R&S®Scope Rider RTH unterstützen nicht nur das klassische CAN- und LIN-Bus-Protokoll, sondern auch Protokollanalysefunktionen für SENT, einem seriellen Punkt-zu-Punkt-Protokoll speziell für die Sensorkommunikation im Automobilbereich. Der Anwender kann damit gezielt Ereignisse, Daten oder Fehlerzustände des Fast- und Slow-Protokollkanals von SENT erfassen. Ebenfalls unterstützt werden das Short- und Enhanced-Message-Format und die verschiedenen CRC-Check-Methoden.

Mit der Option R&S®RTH-K9 CAN-FD serielle Triggerung und Decodierung kann der Nutzer, aufbauend auf der Option R&S®RTH-K3 CAN/LIN serielle Triggerung und Decodierung, auch CAN-FD-Signale analysieren. Da der serielle Bus CAN-FD mit Raten bis 15 Mbit/s überträgt, ist er deutlich schneller als Standard-CAN (bis 1 Mbit/s) und wird zunehmend an Bedeutung gewinnen.

Die vollständig digital realisierte Trigger- und Decodiereinheit misst immer mit einer Abtastrate von 1,25 Gsample/s, unabhängig von der für die Signalaufzeichnung verwendeten Abtastrate des entsprechenden Analog- oder Digitalkanals. Dadurch können serielle Protokolle auch dann problemlos decodiert werden, wenn gleichzeitig sehr langsame Zeitsignale dargestellt werden.

Auf Knopfdruck zeigt der R&S®Scope Rider RTH das jeweils analysierte Protokoll tabellarisch mit protokollabhängigen Zusatzinformationen an. Ein weiterer Vorteil besteht in der Unterstützung von symbolischen Labels: Decodierte Steuersignale werden im Klartext angezeigt. Das macht die Arbeit mit dem Gerät besonders einfach.

Der R&S®Scope Rider RTH bietet viele Funktionen für Automotive-Anwendungen.

Der R&S®Scope Rider RTH bietet viele Funktionen für Automotive-Anwendungen.

Debugging von CAN-Bus-Daten.

Debugging von CAN-Bus-Daten.

Niklas Waldstein misst an der Motorsteuerung des F17, um die Zündunterbrechung zu testen.

Niklas Waldstein misst an der Motorsteuerung des F17, um die Zündunterbrechung zu testen.

F18 Clara bei regennasser Fahrbahn auf dem tschechischen Autodrom Most.

F18 Clara bei regennasser Fahrbahn auf dem tschechischen Autodrom Most.

Zuverlässige Leistung und überzeugende Renn-Perfomance

F18 Clara landete zum Saisonstart 2018 Ende Juli im tschechischen Most trotz widriger Umstände den zwölften Platz von 32 Teams. Das Rennen wurde unwetterbedingt abgebrochen. Anfang August 2018 erzielte das Team mit F18 Clara auf dem Hockenheimring einen sehr guten 16. Platz von 58 Teams der Klasse mit Verbrennungsmotor. Beim letzten Rennen der Saison Ende August 2018 auf dem Circuit de Barcelona-Catalunya erreichte der F18 auf dem rutschigen Asphaltbelag sogar den 10. Platz der Gesamtwertung.

Das Fahrzeug zeigte in diesem Jahr, dass es auch bei widrigen Bedingungen zuverlässig seine Leistung bringt.

RTH Scope Rider
RTH Scope Rider
RTH Scope Rider

R&S®Scope Rider Handheld-Oszilloskop

Hauptmerkmale

  • Bandbreite: 60 MHz bis 500 MHz
  • Abtastrate: bis zu 5 Gsample/s
  • Speichertiefe: bis zu 500 ksample, 50 Msample segmentierter Speicher

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