La fiera electronica di Monaco è sempre un po’ lo specchio che riflette le tendenze tecnologiche più attuali sulle quali è concentrata la filiera dell’elettronica.

Anche quest’anno grandissima l’attenzione e la fiducia riposta nel settore dell’auto, nel quale sono attivi due importantissimi filoni di sviluppo che rivoluzioneranno il mercato: l’elettrificazione e l’evoluzione verso la guida autonoma, passando per la guida assistita e le connessioni wireless sempre attive tra veicolo e tutto ciò che lo circonda.

Quali le conseguenze e le opportunità per la strumentazione di misura e collaudo?

Che sulle automobili ci sia sempre più elettronica non è certo una novità. Tuttavia, ora siamo pronti alla rivoluzione. Come ha perfettamente sintetizzato Siegfried Gross, che in Keysight ricopre il ruolo di Vice President and General Manager, Automotive & Energy Solutions: “Da molti anni assistiamo alla crescita del contenuto di elettronica nei veicoli, avvenuta pressoché linearmente. Ora siamo improvvisamente passati ad un tasso di crescita esponenziale, la differenza è sostanziale!”

Partiamo dall’elettrificazione del sistema di trazione, che tutti gli esperti incontrati a Monaco ci confermano come fenomeno assodato e inarrestabile.

Le esigenze per quanto riguarda la misura e il collaudo sono sostanzialmente legate ai due elementi fondamentali della catena di trazione: il pacco batterie e l’inverter. Entrambi hanno conseguenze dirette sul rendimento energetico e l’autonomia del veicolo, fattori che a loro volta determinano la sostenibilità economica e il successo commerciale di un progetto automobilistico.

Per ottimizzare il ciclo energetico servono strumenti di misura da un lato capaci di simulare le batterie nelle condizioni reali di utilizzo, dall’altro strumenti capaci di caratterizzare perfettamente i circuiti di potenza utilizzati negli inverter.

In entrambi i casi, servono strumenti in grado di eseguire misure accurate anche con potenze in gioco elevate. Fondamentali il contributo delle sonde, la cui accuratezza anche in caso di livelli di tensione e corrente elevati deve rimanere eccellente.

Inoltre, il sistema di gestione energetica è articolato e prevede uno o più controllori digitali che supervisionano i flussi energetici. Ecco allora che la strumentazione deve essere in grado di correlare facilmente eventi tipicamente analogici, come una misura di corrente o di un parametro di una forma d’onda, con il corrispondente elemento di comando, tipicamente un segnale digitale o un’informazione trasmessa digitalmente mediante un protocollo.

In sostanza, non basta più un singolo multimetro o un oscilloscopio, per quanto accurati essi siano, bensì un sistema di misura completo e coordinato, capace di sfruttare nel modo corretto sonda, elemento di misura e software di analisi ed elaborazione dei risultati.

Ancora più complesso ciò che sta avvenendo sul fronte delle guida assistita, e in prospettiva nella guida completamente autonoma.

Parlare di supercomputer su ruota non è certo azzardato, vista la proliferazione di sistemi di elaborazione che entrano in gioco per assistere il guidatore.

Concentriamo sui sensori. I radar saranno presenti in numero crescente, presumibilmente nella banda dei 70 GHz, non proprio la più semplice per quanto riguarda le misure, soprattutto se non si si è mai affrontato prima il settore delle onde millimetriche.

Tuttavia, come ben spiega Chris Jacobs, Vice President responsabile della Autonomous Transportation & Safety Business Unit di Analog Devices: “Il radar da solo non basterà e la chiave di volta sarà la capacità di fusione sensoriale, ovvero l’abbinamento intelligente di informazioni raccolte da diverse tipologie di sensori: radar, lidar, telecamere, accelerometri, odometri e così via.”

Quindi, all’interno del veicolo circolerà una massa di informazioni critiche, che andranno validate e verificate, sia con strumenti capaci di caratterizzare bus seriali ad altissima velocità su portanti fisici a basso costo, sia con strumenti capaci di comprendere protocolli e informazioni, la cui errata interpretazione potrebbe portare a conseguenze catastrofiche dal punto di vista delle sicurezza.

Appare evidente come le sfide progettuali poste del rinnovamento del settore automobilistico metteranno a dura prova chiunque dovrà affrontarle, a partire dai produttori di sistemi di misura e collaudo. Parliamo proprio di sistemi, in quanto il singolo strumento, per quanto valido, non basterà più.

Per vincere la sfida serviranno sì la capacità di effettuare misure accurate dei parametri chiave, ma anche la competenza sistemistica e la capacità di proporre software e metodologie di misura a misura dei progettisti delle auto di nuova generazione.