Soluciones diversas para mejorar la funcionalidad y seguridad de las aplicaciones ADAS

A medida que la tecnología de conducción autónoma sigue avanzando, el papel y la importancia de los Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor (ADAS) se están expandiendo. ADAS no solo mejora la experiencia de conducción, sino que también juega un papel crítico en mejorar la seguridad al reducir los accidentes de tráfico. Para mejorar aún más la funcionalidad y seguridad de ADAS, se están introduciendo una serie de tecnologías y soluciones avanzadas en este campo. Estas soluciones innovadoras abarcan diversas áreas como la tecnología de sensores, el procesamiento y análisis de datos, la inteligencia artificial (AI) y la conectividad de red. El objetivo es lograr una percepción más precisa del entorno, optimizar el procesamiento de datos y proporcionar un soporte de decisión confiable para los conductores. Este artículo profundizará en estas diversas soluciones ADAS mientras explora las soluciones relacionadas ofrecidas por Murata para respaldar estos avances tecnológicos.

ADAS proporciona percepción del entorno en tiempo real, asistencia al conductor y funciones de conducción automatizada a través de varios sensores y tecnologías avanzadas de procesamiento de datos. Las principales aplicaciones de ADAS incluyen Frenado Automático de Emergencia (AEB), Advertencia de Salida de Carril (LDW) y Asistencia de Mantenimiento de Carril (LKA), Control de Crucero Adaptativo (ACC), Monitoreo de Punto Ciego (BSM), Reconocimiento de Señales de Tráfico (TSR), Asistencia de Estacionamiento (PA), entre otras, cubriendo una amplia gama de funciones de automatización automotriz.

La arquitectura de ADAS consiste en tres partes principales: la capa de sensores, la capa de procesamiento de datos y la capa de ejecución de decisiones. La capa de sensores incluye cámaras, radar, LiDAR y sensores ultrasónicos. La capa de procesamiento de datos abarca unidades de control electrónico (ECU) y procesadores de alto rendimiento, mientras que la capa de ejecución de decisiones involucra algoritmos de software y actuadores.

Las aplicaciones y la arquitectura de ADAS tienen como objetivo lograr funciones de asistencia a la conducción más eficientes mediante tecnologías avanzadas, proporcionando a los conductores una experiencia de conducción segura y conveniente y sentando las bases para la conducción totalmente autónoma en el futuro.

Las aplicaciones ADAS abarcan una variedad de componentes electrónicos y dispositivos semiconductores para apoyar sus funciones de detección, procesamiento de datos y toma de decisiones. Los dispositivos semiconductores y componentes electrónicos comunes en ADAS incluyen sensores de imagen, radar, LiDAR, sensores ultrasónicos, así como microcontroladores (MCUs), microprocesadores (MPUs), unidades de procesamiento gráfico (GPUs), circuitos integrados específicos de aplicación (ASICs) y matrices de puertas programables en campo (FPGAs) para el procesamiento de datos. Los dispositivos de comunicación como chips de red en el vehículo y módulos de comunicación inalámbrica también son cruciales, junto con circuitos integrados de gestión de energía (PMICs), reguladores de voltaje y dispositivos de memoria como DRAM y memoria flash. El desarrollo e innovación de estas tecnologías de semiconductores mejorará y popularizará aún más las funcionalidades de ADAS.

La seguridad es una consideración esencial en las aplicaciones de Advanced Driver Assistance Systems (ADAS). Mantener la fiabilidad y seguridad del sistema requiere la integración de dispositivos electrónicos y tecnologías especializadas, como capacitores, protección EMI y dispositivos funcionales. Murata sobresale en estas áreas, y a continuación se presentarán las soluciones relacionadas que Murata puede proporcionar.

Murata es reconocido por su amplio portafolio de componentes electrónicos diseñados para aplicaciones de Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor (ADAS). Enfocándose específicamente en las Unidades de Control Electrónico (ECUs) de ADAS, Murata ofrece una diversa selección de componentes que incluye condensadores, soluciones de protección EMI y sensores.

Los capacitores cerámicos de la serie NFM de Murata son capacitores cerámicos multicapa en chip de 3 terminales con baja ESL (Inductancia Serie Equivalente) (filtros EMI), adecuados para trenes de potencia automotrices y equipos de seguridad. Estos capacitores de baja ESL son particularmente adecuados para el desacoplamiento de potencia en sistemas de alimentación y dispositivos de control de seguridad.

Los capacitores cerámicos de la serie NFM de Murata cuentan con bajo ESL, optimizados para características de alta frecuencia. Estos capacitores son ideales para el desacoplamiento de potencia en equipos electrónicos de alta velocidad. Usar capacitores de bajo ESL permite mantener la misma función que los capacitores de 2 terminales mientras se reduce el número de componentes. Reducen efectivamente el ruido y cumplen con los estándares AEC-Q200.

Murata ofrece varios productos para avanzar en redes de vehículos. Los productos destacados incluyen bobinas de choque de modo común (CMCC), que son componentes de supresión de ruido, e inductores para tecnología Power over Coax (PoC), que combina líneas de señal y líneas de potencia en un solo cable. CMCC utiliza características que lo diferencian para señales de alta frecuencia y ruido para la supresión de ruido de alta frecuencia. Los filtros PoC separan las señales de control de CA de la energía de CC suministrada a través del mismo cable, permitiendo que solo la energía de CC pase a través.

En el área de filtros de supresión de ruido EMI (contramedidas de ruido EMC), Murata ha introducido la serie DL/PL de inductores de modo común/filtros de ruido de modo común. CMCC se puede aplicar a líneas de transmisión diferencial y es adecuado para aplicaciones automotrices como CAN/CAN-FD/100Base-T1/1000Base-T1/SerDes/A²B™. También es efectivo para el ruido de modo común en líneas de alimentación.

Además, hay numerosos productos de filtro para la supresión de ruido EMI que se pueden aplicar a sistemas de seguridad, CAN/FlexRay, CAN/CAN FD, Ethernet en el vehículo (100Mbps/1000Mbps), y SerDes (PoC). Estos productos ofrecen una amplia variedad de opciones.

Murata también ha introducido varios inductores PoC automotrices, desarrollados para PoC utilizados en interfaces de cámara dentro de los ADAS. Los inductores de la serie LQW-F, junto con otros inductores adecuados del extenso catálogo de productos de Murata, permiten circuitos Bias-T de banda ancha con componentes mínimos. La amplia gama de inductores PoC automotrices de Murata incluye las series LQW, LQH, LQM y BLM. Estos inductores para líneas de energía están disponibles en una amplia variedad de tamaños desde 1.6mm x 0.8mm hasta 12mm cuadrados, presentando diferentes procesos de fabricación como aleación de metal, ferrita multicapa y tipos de bobinado de alambre.

Entre ellos, los inductores de aleación metálica ofrecen productos en varios tamaños, desde 2,0 mm x 1,6 mm hasta 10 mm cuadrados, respaldando aplicaciones que requieren alta corriente y baja pérdida. Utilizando un núcleo de aleación metálica, estos inductores logran alta eficiencia mediante procesos de fabricación únicos y el uso de materiales de alta calidad, muy fiables y duraderos con baja pérdida en el núcleo. Todos los productos cumplen con los estándares AEC-Q200.

El acelerómetro SCA3300 es un acelerómetro digital de 3 ejes, que presenta una mejora significativa en el rendimiento con dimensiones de solo 7,6 × 8,6 × 3,3 mm (A × L × H). Ofrece rangos de medición seleccionables de 1,5g, 3,0g y 6,0g. El sensor incluye múltiples funciones de autodiagnóstico, excelente estabilidad de cero-bias, bajo nivel de ruido, buena robustez frente a vibraciones, con una interfaz digital SPI integrada. Tiene superiores características de amortiguación mecánica, opera dentro de un rango de temperatura de -40 a 125°C y consume solo 1mA de corriente (con un voltaje de alimentación de 3,0 a 3,6V). Utilizando la tecnología capacitiva 3D-MEMS de Murata, mejora significativamente el rendimiento en la industria.

En el ámbito de los sensores ADAS, incluyendo cámaras, radar y LiDAR, Murata ofrece una línea de productos completa que abarca capacitores, protección EMI y dispositivos funcionales.

El mercado automotriz está experimentando una transformación significativa, siendo la conducción autónoma una de las tendencias más notables. En consecuencia, la demanda de la tecnología LiDAR, que ayuda en la conducción autónoma, ha aumentado en los últimos años. Los capacitores de silicio de Murata, con sus características de baja ESL, contribuyen a extender los rangos de detección de LiDAR y mejorar la resolución de medición.

Los capacitores de silicio, conocidos por su pequeño tamaño y perfil delgado, pueden colocarse cerca de los diodos láser. También se pueden conectar directamente mediante unión por alambre a los diodos láser, reduciendo la impedancia parasitaria de bucle entre el capacitor y el diodo láser. Esta característica permite la emisión de pulsos de luz de alta potencia (más de 100W) y corta duración (aproximadamente 1.5 nanosegundos), en comparación con los capacitores cerámicos.

La línea de productos estándar de Murata incluye capacitores de silicio con cableado por hilo, como la serie WBSC, con un ESL de 50pH@SRF y un grosor de 250µm. La serie WLSC ofrece un ESL de 50pH@SRF con un grosor de 100µm, y la serie WASC proporciona un ESL de 6pH@SRF con opciones de grosor de 100µm/250µm.

Para la supresión EMI en sensores, se pueden usar los inductores PoC automotrices mencionados anteriormente, así como los inductores de aleación metálica, ambos ofreciendo un rendimiento excelente.

En cuanto a los dispositivos de temporización automotriz (resonadores de cristal/resonadores de cerámica), Murata también tiene una rica línea de productos aplicable a ADAS (cámaras), ADAS (radar), sistemas de monitoreo de presión de neumáticos (TPMS), entrada remota sin llave (RKE), Ethernet®, cargadores inalámbricos, NFC (llaves), grupos de instrumentos (generales), grupos de instrumentos (digitales), sistemas de asistencia de estacionamiento, sistemas de cámaras de vista envolvente, grabadores de conducción y vehículos eléctricos/híbridos, entre otras aplicaciones.

Moreover, Murata also offers thermistors (temperature sensors) for temperature detection, preventing issues such as component damage, shortened lifespan, deformation, and burns. These sensors can monitor environmental temperatures, control fan speeds, or maintain working temperature ranges during fast charging. Thermistors are also used for overcurrent protection, suppressing abnormal currents to prevent short circuits due to assembly errors, accidental component damage, and miswiring in factory automation (PLC). Additionally, thermistors can be used for correcting the temperature characteristic curves of products like semiconductors, such as changes in semiconductor sensor output, physical changes in metal resistors, and rated changes in LEDs.

Los termistores se utilizan ampliamente en aplicaciones automotrices, como inversores en la electrificación automotriz, BMS (sistemas de gestión de baterías), OBC (cargadores a bordo), convertidores DC-DC, ECUs del motor, TCU (unidades de control telemático), IVI (infoentretenimiento en el vehículo), ADAS, APA (asistencia de aparcamiento automático), LiDAR, radar, y cámaras de detección en aplicaciones de conectividad automotriz. También se utilizan en aplicaciones de carrocería/chasis/seguridad automotriz, incluyendo iluminación automotriz, EPS (dirección asistida eléctrica), PKE (entrada pasiva sin llave)/TPMS (sistemas de monitoreo de presión de neumáticos), gateways y LANs en el vehículo.

Los termistores de Murata incluyen termistores NTC y termistores PTC (POSISTOR). Los termistores NTC son dispositivos donde la resistencia disminuye al aumentar la temperatura, mientras que los termistores PTC son dispositivos donde la resistencia aumenta con el incremento de la temperatura, permitiendo aplicaciones como la detección de temperatura y la limitación de corriente en circuitos.

Los termistores NTC de Murata utilizan terminales de alta precisión y alta sensibilidad y vienen en varios modelos, como montaje en superficie y tipos con terminales para la supresión de corriente de irrupción, compensación de temperatura, y más, disponibles en series de productos en lámina y tipo con terminales. Los termistores PTC POSISTOR están hechos de materiales cerámicos con excelente fiabilidad y rendimiento.

La amplia línea de productos de termistores de Murata abarca diferentes formatos de empaque (montaje en superficie, con cables) e incluye productos para diversas aplicaciones como protección contra sobrecorriente, protección contra sobrecalentamiento y supresión de corriente de irrupción.

A medida que avanza la industria automotriz, es crucial priorizar la mejora de la tecnología de Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor (ADAS) para mejorar la funcionalidad y la seguridad. Al incorporar tecnología de sensores de última generación, capacidades de procesamiento de datos robustas y sistemas de comunicación efectivos, los sistemas ADAS están mejorando su capacidad para percibir con precisión su entorno y proporcionar un soporte confiable para la toma de decisiones.

Además, implementar diseños redundantes, utilizar componentes de alta fiabilidad e integrar medidas de seguridad integrales son esenciales para garantizar la estabilidad y seguridad de los sistemas ADAS en diversas condiciones de conducción. La gama de soluciones de Murata destacada en este artículo está bien equipada para cumplir con los exigentes requisitos de seguridad y rendimiento en aplicaciones automotrices ADAS.

Para obtener más detalles sobre los productos específicos mencionados o información adicional, recomendamos contactar a Murata y Arrow Electronics para obtener orientación y apoyo de expertos.