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di Russell Crane, Product Marketing Engineer, Texas Instruments
Ogni automobile contiene una vasta rete di sensori, motori e interruttori all’interno del veicolo. A mano a mano che queste reti crescono per adattarsi alla sempre maggiore connettività sul veicolo aumenta anche il consumo energetico complessivo, il che può avere un impatto negativo sulle emissioni del veicolo.
Sono disponibili diversi approcci per ridurre il consumo energetico, a seconda del protocollo di rete utilizzato. Per i classici progetti CAN (Controller Area Network), su cui mi concentrerò in questo articolo, un’architettura di rete parziale può aiutare gli ingegneri e i produttori di apparecchiature originali (OEM) a ridurre il consumo energetico e le relative emissioni.
Semplificazione dei progetti di rete parziale
Per saperne di più sulla configurazione di una rete per selective wake-up con ricetrasmettitori CAN, leggere il rapporto applicativo.
Basato sulla norma ISO 11898-5 dell’Organizzazione Internazionale per la Normazione, il networking parziale consente il controllo specifico dei nodi di rete o dei cluster di nodi che si attivano quando un segnale di attivazione viene inviato attraverso il bus CAN. Il sistema lascia i nodi rimanenti in una modalità di sospensione a basso consumo che aumenta le prestazioni di rete e limita il consumo di energia del veicolo.
La Figura 1 mostra un’architettura semplificata per bus automotive, in cui ciascun cerchio rappresenta un nodo CAN o CAN Flexible Data Rate (FD) che esegue azioni specifiche durante il funzionamento del veicolo.
Figura 1: Architettura del bus CAN con i nodi di rete.
Per comprendere meglio i vantaggi del networking parziale, osserviamo un esempio che utilizza i tergicristalli in una configurazione di rete non parziale. In genere, quando un conducente aziona i tergicristalli, il modulo di controllo del piantone dello sterzo, che monitora la posizione di ogni tergicristallo, invia un comando di riattivazione al modulo di controllo del corpo del tergicristallo per alimentare il motorino del tergicristallo.
In un veicolo senza rete parziale, tutti i nodi sul bus si riattivano a questa richiesta di riattivazione per vedere se sono loro i destinatari previsto del comando. Una volta che un nodo determina di non essere il destinatario della richiesta, ritorna alla modalità di standby (se supportata). Questo metodo è inefficiente dal punto di vista del consumo energetico, perché tutti i nodi si attivano per determinare se sono il destinatario di un segnale, prima di tornare in uno stato di standby o di sospensione se non sono il destinatario previsto.
Nell’esempio del tergicristallo, il collegamento a rete parziale eliminerebbe questo ciclo di riattivazione aggiuntivo, consentendo quindi una riattivazione mirata del solo motore interessato. In questa configurazione, gli altri nodi rimangono in standby, aumentando quindi l’efficienza e consentendo un minore consumo energetico. Se si considera che un veicolo può avere più di 50 nodi diversi, il potenziale risparmio energetico potrebbe essere notevole.
Sulla base delle informazioni pubblicate da CAN in Automation (CiA), un gruppo internazionale di utenti e produttori per il protocollo CAN, i veicoli con solo 15 centraline elettroniche (ECU) e un consumo di 250 mA in modalità attiva e 50 µA in modalità sleep selettiva possono risparmiare quasi 1 g di anidride carbonica al chilometro (CO2/km). Estrapolando a 50 ECU, questa cifra potrebbe arrivare fino a 3 g di CO2/km.
Se il veicolo dispone di una rete parziale, un ricetrasmettitore CAN compatibile con il selective wake-up permette agli ingegneri di sfruttare appieno i vantaggi di questa configurazione. I ricetrasmettitori CAN come TCAN1145-Q1 e TCAN1146-Q1 consentono di risparmiare potenza ed emissioni aiutando gli ingegneri a soddisfare più facilmente i severi requisiti di certificazione automotive delle normative di settore.
