R&S®Scope Rider RTH の教育現場での活用:ダルムシュタット大学

ハンドヘルド・オシロスコープ 2月 03, 2020

レーストラックで活躍するR&S®Scope Rider RTH ハンドヘルド・オシロスコープ

レースカーがトラックを走行する前には、電子部品の徹底的なテストが必要です。Formula Student(FS)競技会には、学生が開発したF1類似のレースカーが参加します。ダルムシュタット応用科学大学のFaSTDaレーシングチームは、2018年のレースカーF18 Claraに、強力なセンサテクノロジーを搭載しました。

学生たちがテストに使用したのは、R&S®Scope Rider RTHです。これはアイソレートされた入力を備えており、最大1000 V(RMS)の測定カテゴリIIIのエンジン電圧測定が可能です。さらに、デコード機能を使用して、転送されたCANバスデータを解析することもできます。

Formula StudentとFaSTDaレーシングチーム

FaSTDaレーシングチームは、ダルムシュタット応用科学大学の学生のグループであり、2017/18年度のプロジェクトの過程で、燃焼エンジンを搭載した10台目のレーシングカーF18 Claraを開発/製造しました。F18 Claraは2018年5月末に公開されました。59馬力の改良型1シリンダーKTMエンジンを搭載し、4秒間で0から100 km/hまで加速でき、最高速度は約130 km/hです。

エンジニアリングデザイン、レーシング性能、原価報告書、ビジネスプランは、この種の競技会として世界最大規模のFormula Student Germanyで評価されました。2006年以来、FS Germanyは毎年8月にホッケンハイムリンクサーキットで開催されており、VDIがスポンサーになっています。同様の競技会は、他の世界的に有名なレース場でも行われています。

テスト要件:エンジン制御ユニットを測定するための測定器

FaSTDaレーシングチームは、2017年にハンガリーのFormula Student East競技会で効率賞を受賞しており、F18でもその成功を引き継ごうとしていました。効率をさらに改善するため、F18にはきわめて軽量なシャーシと新しいエンジン制御ユニットが搭載されています。

レース中には、エンジン速度、オイル温度、オイル圧力、バッテリー電圧、速度といったすべての重要なパラメータが、コックピットのディスプレイから一覧できます。そのために、多数のセンサが測定モジュールに接続されており、CANバスインタフェースを通じてコックピットにデータを送信します。

制御ユニットのトラブルシューティングと最適化のために、レーシングチームは、センサデータの収集と長時間のモニタリングに必要なデータロガーを内蔵した測定器を探していました。さらに、対応するオシロスコープは、CANバスデータの解析機能を持ち、頑丈で携帯しやすく、高電圧測定のための認証を受けている必要がありました。

ソリューション:R&S®Scope Rider RTH

若いエンジニアたちが選んだのは、R&S®Scope Rider RTH ポータブルオシロスコープです。これはアイソレートされた入力を備えており、最大1000 V(RMS)の測定カテゴリIIIのエンジン電圧測定が可能です。さらに、車載用アプリケーション向けの特別な解析機能によって、追加のテスト機能を実現します。

R&S®Scope Rider RTHのテスト機能

R&S®Scope Rider RTHのトリガ/デコードオプションは、従来のCAN/LINバスプロトコルだけでなく、車載用センサ向けの通信に特化したシリアル・ポイントツーポイント・プロトコルであるSENTに対するプロトコル解析機能も備えています。このため、高速および低速SENTプロトコルチャネルの特定のイベント、データ、またはエラーのステートを捕捉することができます。さらに、ショート/拡張メッセージフォーマットと、各種のCRCチェック方法もサポートされます。

また、R&S®RTH-K9 CAD-FDシリアルトリガ/デコードオプションは、R&S®RTH-K3 CAN/LINシリアルトリガ/デコードオプションに基づいており、これを使用することでCAN-FD信号の解析も可能になります。CAN-FDシリアルバスは、最大伝送レートが15 Mbit/sと、標準のCANバス(最大1 Mbit/s)に比べて大幅に高速であり、重要さを増しています。

フルデジタルのトリガ/デコードユニットは、1.25 Gsa/sのサンプリングレートで動作します。これは、信号収集に用いられるアナログまたはデジタルチャネルのサンプリングレートとは無関係です。これにより、きわめて低速なタイムドメイン信号が同時に表示されている場合でも、シリアルプロトコルを容易にデコードできます。

プロトコルの解析結果はボタン1つで表形式に表示され、プロトコル固有の追加情報も示されます。もう1つの利点は、シンボリックラベルのサポートです。デコードされた制御信号がプレーンテキストで表示されるので、測定器の操作がきわめて容易になります。

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

Debugging CAN bus data

Debugging CAN bus data

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

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

信頼できる性能と納得のいくレース結果

2018年シーズン最初のレースは7月末にモスト(チェコ共和国)で行われ、F18 Claraは、不利な条件にもかかわらず、32チーム中12位の成績でした。レースは雷雨のために途中で中止されました。2018年8月初めに、ホッケンハイムリンクサーキットで、F18 Claraは燃焼エンジン搭載の58チーム中16位という立派な結果を残しました。シーズン最後となった2018年8月末のレースで、F18は、バルセロナ・カタロニア・サーキットの滑りやすい舗装の上で、全体で10位の成績を収めました。

このシーズン中に、このレースカーは悪条件の下でも信頼性の高い動作が可能であることをあらためて証明しました。

RTH Scope Rider
RTH Scope Rider
RTH Scope Rider

R&S®Scope Rider ハンドヘルド・オシロスコープ

主な特長

  • 帯域幅:60 MHz~500 MHz
  • サンプリングレート:最大5 Gサンプル/秒
  • メモリ長:最大500 kサンプル、50 Mサンプルのセグメントメモリ

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