Progetto educativo con R&S®Scope Rider RTH all'Università di Darmstadt

Oscilloscopi portatili feb 03, 2020

L’oscilloscopio portatile - R&S®Scope Rider RTH - aiuta in pista

Prima che un’auto elettrica possa affrontare la pista, la sua elettronica deve essere accuratamente verificata. La competizione Formula Student (FS) coinvolge auto da corsa, sviluppate da studenti, simili a vetture di Formula 1. Il reparto corse FaSTDa dell’Università di Scienze Applicate di Darmstadt ha equipaggiato la F18 Clara - l’auto da corsa del 2018 - con un’ampia tecnologia di sensori.

Per i test gli studenti si sono affidati all'oscilloscopio R&S®Scope Rider RTH. Con i suoi ingressi isolati, consente di misurare la tensione del motore fino a 1000 V (RMS) nella categoria di misura III. Inoltre, i dati trasmessi sul bus CAN possono essere analizzati con la funzione di decodifica del protocollo.

La Formula Student e la squadra corse FaSTDa

Il team FaSTDa racing è un gruppo di studenti dell’Università di Scienze Applicate di Darmstadt che hanno sviluppato e prodotto la loro decima auto da corsa - F18 Clara - con motore a combustione nell’ambito di un progetto nell’anno accademico 2017/18. La F18 Clara è stata presentata pubblicamente alla fine di maggio 2018. Con un motore KTM monocilindrico modificato da 59 CV, accelera da 0 a 100 km/h in 4 secondi e ha una velocità massima di circa 130 km/h.

La progettazione ingegneristica, le prestazioni in corsa, la relazione sui costi e il business plan sono stati valutati nella Formula Student Germany, la più grande competizione al mondo nel suo genere. Dal 2006 FS Germany si svolge ogni anno ad agosto presso il circuito di Hockenheimring ed è sponsorizzata dalla VDI. Competizioni simili si svolgono anche su altri circuiti di gara conosciuti a livello internazionale.

Requisiti di prova: uno strumento per misurare l’unità di controllo del motore

La squadra corse FaSTDa ha ricevuto l’Efficiency Award nel 2017 nella competizione Formula Student East in Ungheria e ha voluto continuare sulla scia di questo successo con la F18. Per ottimizzare ulteriormente l’efficienza, la F18 è dotata di un telaio molto leggero e di una nuova unità di controllo del motore.

Durante una gara, tutti i parametri importanti possono essere visti a colpo d’occhio sul display nell’abitacolo, tra cui il numero di giri del motore, la temperatura dell’olio, la pressione dell’olio, la tensione della batteria e la velocità. Così, numerosi sensori sono collegati ai moduli di misura e inviano i dati attraverso un’interfaccia per bus CAN presente nell’abitacolo.

Per la risoluzione dei problemi e l’ottimizzazione dell’unità di controllo, la squadra corse cercava uno strumento con un registratore di dati integrato per l’acquisizione e il monitoraggio a lungo termine dei dati del sensore. Il rispettivo oscilloscopio doveva anche essere in grado di analizzare i dati del bus CAN e doveva essere robusto, portatile e certificato per le misurazioni ad alta tensione.

La soluzione: R&S®Scope Rider RTH

I giovani ingegneri hanno optato per l’oscilloscopio portatile R&S®Scope Rider RTH. Con i suoi ingressi isolati, permette di misurare la tensione del motore fino a 1000 V (RMS) nella categoria di misura III. Inoltre, Rohde & Schwarz ha dotato l’oscilloscopio di speciali funzioni di analisi per applicazioni automobilistiche che permettono di effettuare ulteriori prove.

Test dei punti di forza dell'oscilloscopio R&S®Scope Rider RTH

Le opzioni di triggering e decodifica di R&S®Scope Rider RTH supportano non solo i convenzionali protocolli CAN e LIN bus, ma anche funzioni di analisi del protocollo per SENT - un protocollo seriale punto-punto definito specificamente per le comunicazioni dei sensori nel settore automobilistico. In questo modo, è possibile acquisire eventi specifici, dati o stati di errore dei canali di protocollo SENT veloci e lenti. Supporta anche i formati di messaggio brevi e migliorati e i vari metodi di controllo CRC disponibili.

Con l’opzione R&S®RTH-K9 CAD-FD di decodifica e triggering seriale basata sull’opzione R&S®RTH-K3 CAN/LIN di decodifica e triggering seriale, è possibile analizzare anche i segnali CAN-FD. Con velocità di trasmissione fino a 15 Mbit/s, il bus seriale CAN-FD è notevolmente più veloce del bus CAN standard (fino a 1 Mbit/s) e sta acquistando importanza.

L’unità di decodifica e trigger completamente digitale lavora a una frequenza di campionamento di 1,25 Gsample/s, indipendentemente dalle frequenze di campionamento del canale analogico o digitale utilizzato per l’acquisizione del segnale. In questo modo è possibile decodificare facilmente i protocolli seriali anche quando vengono visualizzati contemporaneamente segnali lenti nel dominio del tempo.

Premendo un pulsante, l'oscilloscopio R&S®Scope Rider RTH visualizza il protocollo attualmente analizzato in formato tabellare insieme a ulteriori informazioni specifiche del protocollo. Un altro vantaggio è il supporto di etichette simboliche. I segnali di controllo decodificati sono visualizzati in chiaro, rendendo molto semplice il lavoro con lo strumento.

L'oscilloscopio R&S®Scope Rider RTH offre una vasta gamma di funzioni per applicazioni automobilistiche

L'oscilloscopio R&S®Scope Rider RTH offre una vasta gamma di funzioni per applicazioni automobilistiche

Debugging dei dati del CAN bus

Debugging dei dati del CAN bus

Niklas Waldstein misura l’unità di controllo del motore della F17 per verificare l’interruzione dell’accensione

Niklas Waldstein misura l’unità di controllo del motore della F17 per verificare l’interruzione dell’accensione

F18 Clara sulla superficie bagnata del circuito di Most nella Repubblica Ceca

F18 Clara sulla superficie bagnata del circuito di Most nella Repubblica Ceca

Prestazioni affidabili e risultati di gara convincenti

Nella prima gara della stagione 2018 a fine luglio a Most (Repubblica Ceca), F18 Clara si è classificata 12a su 32 squadre nonostante le circostanze sfavorevoli. La gara è stata interrotta prematuramente a causa di un temporale. All’inizio di agosto 2018, la squadra ha ottenuto un rispettabilissimo 16° posto con la F18 Clara sul circuito di Hockenheimring in un campo di 58 squadre con motori a combustione. Nell’ultima gara della stagione, a fine agosto 2018, sul selciato scivoloso del Circuit de Barcelona-Catalunya, la F18 è riuscita a raggiungere il 10° posto assoluto.

In quella stagione l’auto ha dimostrato ancora una volta di funzionare in modo affidabile anche in condizioni avverse.

RTH Scope Rider
RTH Scope Rider
RTH Scope Rider

Oscilloscopio compatto R&S®Scope Rider

Caratteristiche chiave

  • Larghezza di banda: da 60 MHz a 500 MHz
  • Frequenza di campionamento: fino a 5 Gsample/s
  • Profondità di memoria: fino a 500 ksample, 50 Msample di memoria segmentata

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