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在過(guò)去的十幾年中，賽車(chē)以及其他各種在廣播電視等媒介上轉播的觀(guān)賞性運動(dòng)都發(fā)生著(zhù)巨大變化。借助遙測技術(shù)，或者更直白的說(shuō)法是遠程監控技術(shù)，車(chē)迷可以直觀(guān)地看到每個(gè)車(chē)隊的具體表現，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)電掃描儀或通過(guò)官方渠道訂閱無(wú)線(xiàn)數據和流媒體視頻源，來(lái)收聽(tīng)車(chē)手在車(chē)內的通話(huà)，還可以借助手機來(lái)觀(guān)看賽車(chē)內各個(gè)攝像機位拍攝的影像。 在一輛賽車(chē)上，執行遙測的傳感器很可能會(huì )超過(guò)80個(gè)，每一個(gè)都能夠以每秒采樣10到20次的速度向維修人員和車(chē)手發(fā)送數據，或者以每秒最多采樣100次的高速度向車(chē)載數據記錄器傳輸數據；這還只是監控單獨一項數據的情況。這些信息會(huì )顯示給車(chē)手、維修人員和車(chē)迷，并且記錄在車(chē)載的數據記錄儀和「黑匣子」中。將這些數據乘以80個(gè)或更多個(gè)傳感器，就足以想見(jiàn)需要分析的數據量是多么的大；而分析這些數據的主要目的就是為了提升賽場(chǎng)上的表現。 貿澤的工程師采訪(fǎng)了印地賽車(chē)KV車(chē)隊的數據采集工程師Josh Fults和Matt Cummings，探討了在賽車(chē)環(huán)境中使用電子產(chǎn)品的話(huà)題。他們倆不出意外地表示振動(dòng)是最大的挑戰之一，因為每條新賽道的振動(dòng)特點(diǎn)都不一樣，而車(chē)隊需要在大半年時(shí)間里征戰各地。當賽車(chē)以200MPH高速行駛時(shí)，每條新賽道上有關(guān)振動(dòng)的小問(wèn)題都會(huì )變得像路面坑洞那樣糟糕，而且這些問(wèn)題還會(huì )反復地發(fā)生。所以，賽車(chē)上的傳感器必須足夠堅固。 在印地賽場(chǎng)上，有哪些信息需要車(chē)隊來(lái)監控，并實(shí)時(shí)地顯示給相關(guān)人員，或者記錄下來(lái)以供賽后分析？這些信息有發(fā)動(dòng)機負載或歧管絕對壓力（又稱(chēng)為「增壓」）、發(fā)動(dòng)機轉速、油門(mén)位置、氣溫和水溫、油量、胎壓、排氣氧含量（評估油氣混合的一項指標）、防滾桿位置，以及諸如三軸加速度、機械位移和旋轉速度等詳細信息。 賽車(chē)行駛的速度高達200MPH，彼此之間卻往往維持著(zhù)觸手可及的距離，為此賽事工作人員必須以幾個(gè)厘米的精度來(lái)跟蹤賽車(chē)位置。轉播人員只需撥動(dòng)一個(gè)開(kāi)關(guān)，就可以讓轉播畫(huà)面上彈出一系列疊加欄位，顯示6、7項有關(guān)某個(gè)車(chē)手的統計信息，還可以讓車(chē)迷看到相關(guān)的實(shí)時(shí)遙測數據，例如車(chē)速、轉速、方向盤(pán)旋轉位置，以及油門(mén)、制動(dòng)強度和g力大小。如此一來(lái)，賽場(chǎng)上的現實(shí)通過(guò)虛擬的方式呈現給了車(chē)迷，因為車(chē)手此時(shí)體驗的正是這些數據的真實(shí)效果；另一方面，車(chē)迷也通過(guò)虛擬的方式將自己代入現實(shí)中，他們自己仿佛就坐在車(chē)手的身后，分析車(chē)手將會(huì )采用何種超車(chē)策略，并與車(chē)手一同感受賽車(chē)自身的局限性。 
圖1：將賽車(chē)上的傳感器傳回的數據顯示在視頻轉播畫(huà)面上的圖示 這樣的觀(guān)賽體驗離不開(kāi)遙測技術(shù)的支持。這些傳感器必須承受種種惡劣環(huán)境的考驗，包括發(fā)動(dòng)機高溫、持續振動(dòng)、塵土、水和油等各種不利因素。要勝任這樣的考驗，就要采用專(zhuān)門(mén)制造的高性能耐高溫電子產(chǎn)品，例如ADI的ADXL206 MEMS加速度計。該產(chǎn)品額定溫度非常高，可以勝任環(huán)境溫度高達175°C的地質(zhì)勘探，還可以承受±5g的g力，線(xiàn)性度的表現也很不錯。在某些賽道上，一些彎道的過(guò)彎g力可以輕松達到4.5g。此外，Murata提供了一款能承受6g的MEMS加速度計SCA3100-D07-1，該產(chǎn)品能夠承受溫度高達125°C的惡劣環(huán)境。Murata對其MEMS陀螺儀和加速度計進(jìn)行了晶圓級的密封，從而保護其免受微粒和化學(xué)物質(zhì)侵襲。
圖2：九臺ADXL206高溫MEMS加速度計設備在不同溫度下的x軸靈敏度（由ADI提供） 在印地500比賽中，車(chē)手必須在承受3g – 4g過(guò)彎的狀態(tài)下抬直頭部完成長(cháng)達200圈的比賽，而車(chē)內的傳感器全程都要承受高濕度和高達90度的溫度。 非接觸式傳感器在賽車(chē)中也占有一席之地。Honeywell霍爾效應傳感器是一系列小型、高靈敏度的傳感設備，可以對南、北磁極交替變化做出響應，非常適合用于速度傳感和轉速測量，當然也可以用于位置傳感。所有這些傳感器都需要連接器和通信收發(fā)器才能工作，為此KV車(chē)隊采用了CAN協(xié)議來(lái)組建車(chē)載網(wǎng)絡(luò )。CAN為賽車(chē)的網(wǎng)絡(luò )數據交換提供了協(xié)議和方法，只需借助位于綽號「織布機」的線(xiàn)束中的一條總線(xiàn)，就可以將發(fā)動(dòng)機控制器的霍爾傳感器所收集的數據發(fā)送到所需的地方，無(wú)需費心費力連接許多直連線(xiàn)路。Microchip、英飛凌、安森美半導體和NXP都提供可在接近150°C的溫度下運行的CAN收發(fā)器。 硬件和軟件工程師將高科技帶入了體育運動(dòng)。他們現在可以直接從賽車(chē)中獲取相關(guān)的傳感器數據，并在電視轉播畫(huà)面上實(shí)時(shí)顯示。因此，當您再次觀(guān)看賽車(chē)賽事，并在屏幕上看到多種統計數據時(shí)，不妨設想一下，再過(guò)十年，您也許會(huì )坐在一個(gè)模擬器中，以虛擬的車(chē)內視角來(lái)觀(guān)賽，而這個(gè)模擬器使用的數據，正是來(lái)自于那些渺小卻又堅固的傳感器。還有什么能比安全而又完全沉浸式的觀(guān)賽體驗更吸引人嗎？憑借貿澤電子這樣的分銷(xiāo)商提供的新技術(shù)和新產(chǎn)品，工程師正不斷將電子設計推向新的極限，持續為我們帶來(lái)這樣的機遇。貿澤電子擁有超過(guò)300萬(wàn)種產(chǎn)品SKU可供選擇，KV車(chē)隊正是采用貿澤分銷(xiāo)的產(chǎn)品來(lái)創(chuàng )建自定義解決方案。你也可以。 文章來(lái)源：貿澤電子 作者簡(jiǎn)介：Lynnette Reese是貿澤的技術(shù)顧問(wèn)，持有路易斯安那州立大學(xué)的電氣工程學(xué)士學(xué)位。在加入貿澤之前，她曾先后在TI、飛思卡爾和賽普拉斯半導體從事了15年的嵌入式軟硬件技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)工作。她的第一份工作是江森自控的應用工程師。 |
