本次與大家分享的是世健和ADI聯合舉辦的《世健·ADI工業趴:放飛思路,解封你的超能力》主題活動的三等獎文章:《淺談ADI推動汽車行業發展的一些應用場景》。
作者:慕容雪花
ADI在諸多的工業應用場景提供了非常高精尖的先進產品,從智能手環里面的加速度計到哈勃望遠鏡上的運放和變換器,以及在高性能飛機、深空探測器、精確打擊武器等應用中使用的高可靠性解決方案。
對于我所在的汽車制造行業,尤其是其中的細分領域——汽車線束制造行業,本著“立足生成,放飛思路”的宗旨,整理了自己對一些淺顯理解。
? 汽車整車電子電器架構下的汽車電線束架構簡化
?汽車電線束制造流程
?汽車電線束總布置
?汽車內的空氣質量檢測與噪聲控制ANC
01
整車電子電器架構下的
汽車電線束架構簡化
整車電線束是整車系統的神經系統,重要性不言而喻,而其重量也占到了整車重量的3%~5%。而且隨著ADAS以及智能座艙系統的加速更新迭代,整車電線束系統日趨復雜。因此采用新架構,使用新的總線技術來優化整車架構勢在必行。
在降低整車電線束系統復雜性和重量方面,不得不提ADI推出的車用音頻總線(A2B)技術。該技術向未來的車輛信息娛樂系統提供關鍵支持。根據官方提供的數據,使用該技術后相關布線重量減少75%,并且可提供高保真音頻,同時提高燃油效率。A2B產品系列可實現語音識別和主動降噪等多種應用。
A2B是一種高帶寬雙向數字音頻總線。A2B能夠在很長的距離上(節點間的距離最長達15 m,整個菊花鏈長度超過40 m),使用一條非屏蔽雙絞線傳輸I2S/TDM/PDM數據和I2C控制信息以及時鐘和供電信號。A2B可用作自己內置嵌入式子網的網絡,或與其他較長的距離協議結合使用的端點傳輸總線。時鐘在單個A2B網絡中的所有節點上同步。同時在系統中的每個節點上接收麥克風和串行音頻數據。【2】
02
汽車電線束制造流程
在汽車線束制造過程中,有一個需要非常耗時的環節就是電線束的組裝工作。比如如下是一個保險絲盒的示意圖。里面涉及到了導線,端子,連接器等物料。
1. 這一系列物料的分類是一個可以利用MAX78000來構建人工智能設備,利用攝像頭以及圖像分類算法來自動分類端子,導線,盲堵和密封塞,大大節約人為分類成本。
2. 線束組裝的時候,復雜的線束看板非常大,前后工人完成的工作的時間如果不能得到平衡,耗時久的工序就會導致整個制作過程耗時長。因此可以利用機器視覺來計算不同工位的完成時間,供后臺分析使用,從而優化耗時大的工位。
3. 物料不夠的時候,機器視覺判斷,然后提醒系統物料短缺,減少等待時間。
03
汽車電線束總布置
汽車生產制造主要有四大工藝,沖焊涂總。
1. 沖壓車間現在沖壓車間的自動化水平很高,大批量的使用自動沖壓設備和傳動裝置。
2. 焊裝車間先進的焊裝車間大批量使用焊接機器人,機器人對焊點質量,焊接一致性等的保障程度都很高,不會存在“人類”類似的疲勞問題,情緒波動問題等。
3. 涂裝車間涂裝車間的設備是封閉性的,大量的設備使用,維修人員也是不可替代的部分。
4. 總裝車間總裝配車間的自動化水平最低,人員使用量最大。因為總裝車間的裝配性特點,需要把各種零件裝配成一臺整車。【1】
一個真實的案例是有一個客戶在總裝階段少安裝一個導線(回路)導致該車型發生召回,損失不少。可以設想如果使用了無線連接技術,在終端設備與連接器之間建立通信連接后,可以獲取該連接器的二維平面圖、三維圖以及電氣連接性以及相關孔位/引腳。這將從某種程度上有效的避免這類錯誤的發生。這種成本與車輛召回相比,應該是非常經濟的。
這其中可能用到的技術是:DeepCover secure NFC/RFID應答機(標簽)和收發器(讀取器)采用雙向安全模型來實現非常安全的免接觸通信。我們的RFID收發器IC包含基于FIPS 180-4標準的安全散列算法-256 (SHA-256)安全認證器協處理器。與我們的NFC應答機IC配對時,雙向安全模型會強制進行雙向認證。每個NFC標簽包含一個專有的64位ROM ID和UID,用作該應用中的電子序列號。我們的安全NFC和RFID讀取器支持新的工業和醫療應用,例如節點-設備安全驗證、自動化設備配置、使用限制設置以及實現傳感器-標簽。
基于ADI的NFC技術,在關鍵的連接器上面使用NFC標簽。在總裝的時候使用終端設備快速掃一掃便可以定位零件連接線,防止接反、漏接電路,從而盡可能避免影響電氣功能。
04
汽車內的空氣質量檢測
與噪聲控制ANC
此外,還想到可以借助ADI的《適用于室內空氣質量監測的揮發性有機化合物檢測器》來用來檢測汽車VOC,保障車內空氣質量,避免損害司乘身體健康。該方案的電路針對Figaro TGS8100傳感器進行了優化,傳感器由 MOS檢測芯片和集成加熱器(利用MEMS技術形成于硅 基板)構成。適當修改硬件和軟件,便可使用其他MOS傳感器。測試是在氣體腔中利用一氧化碳完成。結果與傳感器數據手冊規格進行了相關性分析。
該電路利用金屬氧化物傳感器檢測揮發性有機化合 物組成的氣體,從而測量室內空氣質量。傳感器由加熱電 阻和檢測電阻組成。當加熱檢測電阻時,其值隨不同氣體 的濃度而改變。
以及使用ADI的汽車主動降噪技術ANC來給司乘人員一個安靜的駕乘體驗。
05
總結
ADI的先進技術被廣泛的應用在汽車行業的各個分支,涵蓋了汽車研發,制造,充電樁,車聯網等方方面面。本文稍加總結了一些自己對一些淺顯理解,難免有紕漏,敬請指正。
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