Messtechnik-Tools werden laufend verbessert
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Fortsetzung des Artikels von Teil 1
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Ein CAN-LIN-Datenlogger zur parallelen Aufzeichnung und Auswertung von zwei CAN-, zwei LIN- und vier analogen Kanälen ist unter der Typenbezeichnung GL 1000 von der GiN, Gesellschaft für industrielle Netzwerke mbH (www.gin.de), entwickelt worden. Neben den Bus-Schnitttellen verfügt diese kompakte Box über zwei digitale Ein- und Ausgänge, die z.B. als Trigger-Steuerkanäle genutzt werden können. Vier frei programmierbare LEDs sowie ein Tongeber runden die Ausgabemöglichkeiten ab. Die Programmierung erfolgt mit Hilfe der Programmiersprache LTL (Log Task Language) oder mit dem grafischen Konfigurationstool Visual LTL. Der Logger bietet einen stromsparenden Sleep-Modus und unterstützt Wakeup sowohl über CAN- und LIN-Transceiver als auch über die interne Echtzeit-Uhr. Das Versenden von CAN-Botschaften sowie die Nutzung von CCP (CAN Calibration Protocol) und des universellen Mess- und Applikationsprotokolls XCP auf CAN sind ebenfalls möglich. Im Lieferumfang des Loggers ist auch eine 2-Gbyte-SD-Flash-Karte enthalten, die sich im Gerät via USB 2.0 auslesen lässt.
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Drahtlos durch den Motorraum
CAN per Funk – auch das ist eine interessante technische Alternative, wenn es darum geht, ohne große Verdrahtung Daten in Testfahrzeugen vom Motorraum in den Fahrgastraum zu übermitteln. Dadurch werden z.B. Online-Auswertungen auf dem Notebook ermöglicht. Das hierfür konzipierte Gerät nennt sich CANbox (Bild 12), es wurde von Sorcus entwickelt (www.sorcus.com) und kann auch als virtueller Router verwendet werden. Die Box sendet und empfängt z.B. gepufferte CAN-Daten, die mit einem Zeitstempel versehen sind, über ein oder zwei CAN-Schnittstellen drahtlos über Wireless LAN. Diese Routerfunktion erlaubt es, pro Kanal bis zu fünf als Client konfigurierte Boxen dieses Typs an eine als Server konfigurierte Box anzuschließen und diese miteinander kommunizieren zu lassen. Die Kanäle sind bidirektional und erlauben somit einen Datenaustausch vom Client zum Server und umgekehrt. Die CAN-Botschaften können im 11- oder im 29-bit-Format oder gemischt übertragen werden. Alternativ lassen sich die Daten auch drahtgebunden über eine 10BaseT- bzw. 100BaseTx-Ethernet-Schnittstelle übertragen. Die Ethernet- und die beiden CAN-Schnittstellen sind einzeln isoliert. Verwenden lässt sich das kleine Gerät auch als einfacher Datenlogger.
Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Hascher
ist verantwortlicher Redakteur der Elektronik für die Bereiche Messen & Testen sowie Drahtlos-Kommunikation.
whascher@elektronik.de
Neue Euro-Normen – neue Chips
Wenn 2009 die Euro-5-Norm in Kraft tritt, muss der Ausstoß von Stickstoffoxid um ein Viertel geringer sein als heute: Maximal 60 mg/km sind dann beim Neu-Pkw mit Benzinmotor erlaubt, bei Dieselmotoren muss der Ausstoß um 28 Prozent auf 180 mg/km reduziert werden. Und der Grenzwert für Rußpartikel wird im Vergleich zur heute gültigen Euro-4-Norm um 80 Prozent von 25 mg/km auf 5 mg/km gesenkt.
Um diese Werte realisieren zu können, sind leistungsfähige Mess- und Regelungs-Chips unabdingbar, die beispielsweise den Motor regeln und für jeden Zündzyklus das ideale Luft-Kraftstoffgemisch einstellen. Als aktiver Halbleiterhersteller in diesem Bereich hat Infineon Technologies (www.infineon.com) jetzt bereits die Produktfamilie AUDO FUTURE (Bild) für die künftigen Euro-6-Autos vorgestellt, die ab 2014 auf den Markt kommen. Autos mit Dieselmotoren müssen dann nochmals 55 Prozent geringere Werte für Stickstoffoxide erreichen – das geht nur mit noch mehr Rechenleistung und der innovativen Piezo-Direkteinspritzung des Kraftstoffs. Bei jedem Zylinderhub wird der Kraftstoff dabei in bis zu 16 Einzeldosen zugeführt. Die neuen Chips bedienen sich gegenüber heutigen ICs eines doppelt so großen Arbeitsspeichers und haben ein Drittel mehr an Rechenleistung. ha
Auch aus dem Sektor der Strommesstechnik stammen die neuen linearen Halleffekt-Stromsensoren ACS714 und ACS715 von Allegro Micro-Systems Europe (Vertrieb: www.ssgde.com). Die in einem platzsparenden SOIC8-Gehäuse für die Oberflächenmontage erhältlichen Bausteine eignen sich für die Erfassung von Wechselund Gleichströmen in Automobil-Applikationen; typische Anwendungen sind die Motorsteuerung, die Last-Erfassung und das Last-Management, die Steuerung von Schaltnetzteilen und der Überstrom-Schutz. Kernelement ist eine lineare Hallsensor-Schaltung mit geringem Offset und einem Kupfer-Signalleiter nahe der Chipoberfläche. Der Strom durch diesen Kupferleiter erzeugt ein magnetisches Feld, das durch das BiCMOS-Hall-IC erfasst und in eine proportionale Spannung umgesetzt wird. Für optimale Genauigkeit wird der Baustein nach der Gehäusemontage programmiert. Der Ausgangs-Fehler wird mit 1,5 % bei +25 °C und 5 % über den Temperaturbereich von –40 bis +150 °C angegeben. Die Response-Anstiegszeit auf einen Eingangsstromwert beträgt nur 6 μs, der Widerstand im Messpfad beträgt nur 1,2 mΩ.
Für Strukturanalysen im Automobilbau sowie in der Luft- und Raumfahrtindustrie oder bei Abnahmeprüfungen der unterschiedlichsten Produkte einsetzbar ist der einachsig messende Vibrationssensor 352A21 (Bild 9, www.synotech.de). Er hat trotz seiner geringen Masse von 0,6 g bereits einen ICP-Verstärker integriert, der ein niederohmiges Ausgangssignal erzeugt. Bei einem Messbereich von 500 g bietet der Sensor eine Empfindlichkeit von 10 mV/g. Er ist im Frequenzbereich bis 10 000 Hz verwendbar. Aufgrund der Hochtemperaturelektronik ist ein Einsatz bei Temperaturen bis 163 °C möglich. Ein Titangehäuse schützt den Sensor, der für Klebemontage vor allem an leichten Strukturen vorgesehen ist. Das mitgelieferte Demontagewerkzeug ermöglicht die sichere Entfernung des Sensors vom Prüfling. Durch den Miniaturstecker kann das Messkabel bei Beschädigung vom Anwender selbst schnell ersetzt werden.
Ganz aktuell für Anwendungen in der vorbeugenden Wartung ist die (Motoröl-) Viskositätsmessung. Hierfür hat SenGenuity, ein Unternehmensbereich von Vectron International (www.sengenuity.com), die Viskositätssensoren der ViSmart-Serie (Bild 10) entwickelt, die für die stichprobenartige oder dauerhafte Viskositätsmessung direkt im Betrieb konzipiert sind. Sie eignen sich für Echtzeit-/In-Line-Messungen in Flüssigkeiten geringer bis mittlerer Viskosität, die hohe Auflösung und Genauigkeit verlangen. Der auf robuster, zuverlässiger Halbleitertechnologie basierende Sensor ohne bewegliche Teile kann dank seiner hermetischen Versiegelung vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht werden. Er wird weder durch Vibrationen noch durch die Fließgeschwindigkeit beeinflusst, muss nicht vor Ort kalibriert werden und ist für Temperaturen bis zu +125 °C spezifiziert. Das standardmäßige Schraubgehäuse erlaubt einen zügigen Einbau. Für bestimmte industrielle Anwendungen und Prozess-Anforderungen sind außerdem kundenspezifische Optionen und Konfigurationen verfügbar. Die Sensoren liefern Standardprotokolle und lassen sich per CAN und 4-bis-20-mA-Stromschleifen an beliebige Computer und Steuerungsplattformen anschließen.
FlexRay, CAN und LIN sind – je nach Anwendung und Zielsystem – technisch derzeit gefragte Bussysteme. So ist es nicht verwunderlich, dass für diese Bus-Standards auch laufend Mess- und Interface-Systeme entwickelt werden. Gerade die Kombination mit USB zum Rechneranschluss ist anwendungstechnisch sehr attraktiv, weil unkompliziert.
Beispiel für eine interessante Schnittstellenkomponente ist das Flex-Ray/CAN-USB-Interface VN7600 von Vector Informatik (www.vector-informatik.com). Es bietet eine Bus-Schnittstelle mit zwei FlexRay- und drei CAN-Kanälen in einem Gerät (Bild 11). Erwähnenswert ist hier die genaue Synchronisation der Bussysteme mit hochgenauen „Zeitstempeln“ auf einer gemeinsamen Zeitbasis. Damit ist bei FlexRay die detaillierte Analyse der Kommunikationsprotokolle ebenso möglich wie die Simulation umfangreicher Netze, die Analyse des Netzwerk-Startups oder im CAN-Bereich das Erkennen und Generieren von Error Frames, das präzise Messen der Buslast, das Mithören auf dem CAN-Bus, ohne diesen zu beeinflussen, und u.a. das Senden und Empfangen von Daten- und Remote Frames.
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- Sensoren: Basis jeder Messtechnik
