Automobil-Messtechnik-Report

Die Automotive-Messtechnik profitiert einerseits von den Miniaturisierungs-Erfolgen im Prozessor- und Mixed-Signal- Chip-Sektor, andererseits von den erfolgreichen Bemühungen der Software-Ingenieure um noch größere Funktionsvielfalt. Dementsprechend interessant sind die neuen Gerätekonzepte.

Die Automotive-Messtechnik profitiert einerseits von den Miniaturisierungs-Erfolgen im Prozessor- und Mixed-Signal- Chip-Sektor, andererseits von den erfolgreichen Bemühungen der Software-Ingenieure um noch größere Funktionsvielfalt. Dementsprechend interessant sind die neuen Gerätekonzepte.

Eine Vorreiterrolle als besonders anspruchsvolle Variante klassischer Messtechnik-Applikationen nimmt die Automotive-Messtechnik ein, weil bei ihr einerseits immer Kombinationen verschiedener Analyse-, Erfassungs- oder Diagnose-Konzepte reibungslos zusammenarbeiten müssen, z.B. die physikalische und die Protokoll-Messtechnik. Andererseits muss stets die ganze Palette der allerneuesten Hard- und Software-Weiterentwicklungen genutzt werden, was ja ein Charakteristikum der Messtechnik allgemein ist. Hinzu kommen die Herausforderung nach hoher Präzision und fehlerfreiem Arbeiten unter widrigen Umgebungsbedingungen, die alles andere als „labor-ähnlich“ sind. Automotive- Messtechnik ist also Messtechnik, die kompromisslos „ganz vorne dran“ sein muss, wie die folgenden Beispiele zeigen.

Serielles rund um CAN & Co.

Die Messtechnik-Systeme im CANUmfeld charakterisieren sich derzeit durch eine Funktionsausweitung, die dem Anwender noch mehr Diagnoseund Konfigurationsmöglichkeiten eröffnet. Beispiel hierfür ist ein Linuxbasiertes CAN/Ethernet-Gateway namens CAN2Web der Synertronixx GmbH (www.synertronixx.de), das eine Kopplung verschiedener CAN-Netze über Ethernet ermöglicht. Durch die auf dem Gateway (Bild 1) installierte Kommunikations-Software bietet CAN2Web Professional die Möglichkeit, CAN-Systeme an beliebige Host- Plattformen anzuschließen und so einen Remote-Zugriff über das Intraoder Internet zu ermöglichen. Hierbei verpackt das Gateway die CAN-Telegramme in einen TCP/IP-Rahmen und überträgt diese Daten – unabhängig davon, welcher Protokollstandard auf CAN-Ebene eingesetzt wird. Die Konfiguration erfolgt über den integrierten Web-Server oder das mitgelieferte Kommunikations- Tool. Der Datenaustausch kann sowohl nach CAN-2.0A- als auch CAN-2.0B-Standard (11- und 29-bit-Identifier) erfolgen, wobei das Gateway alle gängigen Übertragungsraten bis 1 Mbit/s inklusive des High- und Low-Speed-Modus unterstützt. Die Spannungsversorgung kann in einem Bereich von 8 bis 30 V(DC) erfolgen.

Interessant auch die neuen Weitbereichs- Messmodule für Strom und Spannung mit CAN-Ausgabe im Programm der Klaric GmbH & Co. KG (www.klaric.de). Mit einem Strommessbereich von 0 bis –1500 A bzw. 0 bis +3600 A bei einer Auflösung von bis zu 1,25 mA und einem Spannungsmessbereich von 0 bis 1000 V bipolar bei einer Auflösung von 1,25 mV sind diese Module („Klari-Mod SC“, Bild 2) für alle Automotive-Anwendungen bis hin zur m e s s t e c h n i s c h e n Überwachung von Batterielade- und Entladevorgängen geeignet.

Die Abtastrate von maximal 8000 Messwerten pro s erlaubt eine hoch auflösende Aufzeichnung von Strom- oder Spannungsverläufen. Zwischen Ein- und Ausgang ist eine galvanische Trennung von bis zu 4000 V realisiert. Der Mess-Shunt- Widerstand ist extern platziert und für Umgebungstemperaturen von –40 bis +130 °C ausgelegt. Konfigurierbar sind diese Module via RS-232-Interface, die Ausgabe der Messwerte erfolgt wahlweise in einem komprimierten Format über CAN und/oder RS 232.

Auch im Scope-Sektor tut sich einiges im Hinblick auf die Analyse an seriellen Interfaces. So ergänzen die neuen UART-, RS-232- und LIN-Optionen die bestehenden I2C-, SPI- und CANDiagnose- Lösungen bei den Scopes von LeCroy (www.lecroy.de). Die Optionen sind für alle Oszilloskope der Modellreihen WaveRunner Xi und WaveSurfer Xs sowie für die Mixed- Signal-Oszilloskope dieses Herstellers erhältlich; sie verfügen über Triggerund Decodierfunktionen für RS-232- und UART-Signale; die LIN-Triggerund Decodierlösung unterstützt die Versionen LIN 1.3, 2.0 und J2602. Dabei kann der LIN-Trigger auf den Beginn eines Frames, eine Message-ID, auf Message-ID plus Daten- und Fehler- Frames gesetzt werden (auch auf mehrfache Fehler-Frames). Konditionierte Datentrigger ermöglichen dem Oszilloskop auch dann zu triggern, wenn die Daten innerhalb- oder außerhalb eines Bereichs bzw. größer oder kleiner als ein bestimmter Wert sind. Die decodierten Daten lassen sich binär, hexadezimal, im ASCII-Format oder als interaktive Tabelle darstellen mit vielen praxisgerechten Möglichkeiten zur übersichtlichen Visualisierung.

Wie hoch sind denn diese bei Ihnen zu erwartenden Umsatzausweitungen für Scopes im Automotive-Bereich?

Hanselmann: Man kann getrost 15 bis 20 Prozent an Plus anpeilen. Und das tun wir auch.

Für welche speziellen Automotive- Technik-Bereiche ist denn ein Scope als Mess- und Analyse-Tool geeignet?

Hanselmann: Neben den bereits allgemein genannten Einsatzfeldern ist im Speziellen die Bus- und damit verbunden die integrierte Protokollanalyse ein wichtiger Bereich. Wir haben seit Beginn dieser Technik auch die CAN-Bus- Analyse angeboten, dann kam der „Vehicle Bus Analyzer“ mit symbolischer Decodierung hinzu, dann der LIN-Bus, der SPI-Bus und schließlich FlexRay mit dem Analyse-Tool „FlexRay TD“. Natürlich sind auch andere Hersteller in diesen Bereichen aktiv, unser Plus ist freilich, dass wir auf einer Plattform, die WaveRunner-Xi-Modellreihe mit 400 MHz bis 2 GHz, alle angesprochenen Lösungen realisieren können. Der Anwender braucht nur ein Grundgerät und kann damit Protokolle decodieren, aber auch die physikalische Übertragungsebene, und darin z.B. Jitter, Transienten, Augendiagramme oder Störimpulse, genau untersuchen. – Die Kombination dieser Tools in einem Scope macht letztlich den entscheidenden Pluspunkt dieser Gerätekategorie aus. Aber es gibt sowohl noch technologisches als auch, wie eben erwähnt, noch wirtschaftliches Potential im Scope- Markt für Automotive-Anwendungen; wir werden auch in der Zukunft viel investieren, um unseren Kunden in diesem Bereich optimale Messgeräte zur anbieten zu können.

Wohin wird sich Ihrer Meinung nach das Scope in der Automotive-Messtechnik entwickeln?

Hanselmann: Das Scope wird den Einsatzbereich sogar noch erweitern und auch zu einem Simulations-Tool werden, vor allem, wenn man die immer größer werdenden Übertragungsfrequenzen in den Busund HF-Systemen bedenkt. Wir haben diesen Weg schon eingeschlagen und können modifizierbare Übertragungsstrecken- Parameter bereits verschiedenen Messaufgaben zugrunde legen. Auch die verschiedenen künftigen High-Speed- Bussysteme werden natürlich messtechnisch und bezüglich der Protokolle mit einem Scope analysierbar sein. Multi-Busund erweiterte Mixed- Signal-Analyse-Fähigkeiten sind weitere Stichworte. Ganz allgemein gilt aber, dass besonders im Mittelklasse-Bereich der Anwender immer mehr Funktionen, welche ein noch effizienteres Arbeiten ermöglichen, für das gleiche Geld bekommt.

Das Interview führte Wolfgang Hascher