PWM-Signalaufbereitung für HIL-Systeme

Für ein automobiles HIL-System haben wir eine mehrkanalige PWM-Signalaufbereitung mit einem CANoe-basierten Konfigurations-Frontend entwickelt.

Die Signalaufbereitung wandelt ein strombasiertes PWM-Signal im Milliampere-Bereich mit überlagerter Offset-Spannung und variabler Frequenz in ein massebezogenes Spannungssignal mit bis zu 80 V um, das vom HIL-System zuverlässig gemessen werden kann.

Die Schwellwerte für die Umwandlung von Strom- zu Spannungssignalen sind konfigurierbar und werden beim Systemstart durch einen STM32-Mikrocontroller eingestellt. Ein ADC in jedem PWM-Kanal ermöglicht die Strommessung zur automatischen Parametrierung, gesteuert über das CANoe-Frontend.

Die Kommunikation zwischen STM32 und dem HIL-System erfolgt über UART. Mehrere Signalaufbereitungen können kaskadiert werden; das verwendete UART-Protokoll ist adressbasiert, wobei die Adressen hardwareseitig per Jumper konfiguriert werden.

Unsere Leistungen

  • Konzeption und Entwicklung der Elektronik
  • Bestückung der Elektronik
  • Entwicklung der STM32-Software
  • Entwicklung der CANoe-Widgets und CAPL-Software

Technologien

Hardware

  • STM32 – Mikrocontroller zur Steuerung und Konfiguration
  • DAC – Digital-Analog-Wandler
  • ADC – Analog-Digital-Wandler
  • I2C-Bus-Switch – Umschaltung von I2C-Verbindungen
  • Operationsverstärker (OpAmp)
  • Instrumentenverstärker
  • Current-Shunt-Monitor – Strommessung über Shunt-Widerstand

Programmiersprachen

  • C
  • C#
  • CAPL

Verfahren

  • Current PWM – strombasiertes PWM-Signal
  • Voltage PWM – spannungsbasiertes PWM-Signal

Schnittstellen

  • I2C
  • UART

Tools

Hardwareentwicklung

  • Eagle – Schaltplanerstellung und PCB-Layout

Softwareentwicklung

  • STM32CubeIDE (ST) – C/C++ Entwicklungsumgebung für STM32
  • Visual Studio – Entwicklungsumgebung für C#-Anwendungen
  • CANoe – Software zur Steuerung und Analyse von HIL-Systemen

Fertigung

  • Reflow-Ofen – Löten von elektronischen Baugruppen

Projektmanagement & Versionskontrolle

  • Git – Versionskontrolle

Regulative Anforderungen

Die folgenden Regulatorien wurden berücksichtigt:

  • Maschinenrichtlinie
  • Niederspannungsrichtlinie
  • RoHS