R&S®ScopeRider RTH手持示波器助力方程式赛车

1  轻松一览

在赛车驶上赛道之前，必须对电子设备进行彻底测试。一级方程式学生（FS）竞赛的特色是由学生开发的类似于一级方程式赛车的赛车。来自达姆施塔特应用科技大学的FaSTDa Racing团队为F18 Clara配备了广泛的传感器技术。
在这个领域，学生可以使用R＆S® ScopeRider RTH进行大量测试。集成的数据记录仪可实现传感器数据采集和长期监控。可以使用解码功能分析传输的CAN总线数据。此外，学生可以使用手持式示波器可靠地测量高达1000 V的电流和电压。

2  摘要

客户：FaSTDa赛车队，达姆施塔特

任务：测试赛车电子设备

挑战：监视和评估CAN总线传感器数据；高介电强度，用于测试诸如点火中断的功能

产品：R&S® ScopeRider RTH，RTH-K3 CAN，RTH-K9 CAN FD和RTH-K10 SENT触发和解码选项

主要特点：

完全隔离的手持式示波器

全面的辅助功能，如数据记录以及用于CAN，CAN FD和SENT总线信号的触发和解码软件

3  Formula Student (方程式学生)

FaSTDa Racing团队是达姆施塔特应用科技大学的一群学生，他们在2017/18学年的项目中开发并生产了第十台带内燃机的赛车。它将参加Formula Student赛车类。在这些比赛中，重要的不仅是最快的赛车，而且是最好的车队成绩。

工程设计，赛车性能，成本报告和商业计划书在德国学生方程式锦标赛上进行了评估，这是同类活动中规模最大的一次。目标客户是业余赛车手。评审团由来自汽车和供应商行业的专家组成。自2006年以来，Formula Student每年8月在德国Hockenheimring赛道举行，并获得由VDI的赞助。那里的车队参加了三个级别的比赛：无人驾驶，电动和内燃机。在其他国际知名的赛道上也可进行比赛。

达姆施塔特车队的F18 Clara于2018年5月下旬公开亮相。配备59马力改进型单缸KTM发动机，它可以在4秒内完成0到100 km/h加速，最高时速约为130 km/h。

崭露头角的工程师对赛车进行了优化，直到2018年夏末的第一场比赛为止。赛车性能包括诸如汽车动力学，操控性，加速，耐力以及越野赛，防滑垫，加速和耐力赛中的燃料或能源消耗等属性。


达姆施塔特应用科技大学FaSTDa赛车队的新款F18 Clara赛车的电子设备已通过R&S RTH进行优化

4  要求：一台仪器完成测量发动机控制单元

FaSTDa赛车队于2017年在匈牙利的Formula Student East比赛中获得了效率奖，并希望在F18的成功基础上继续前进。为了进一步优化效率，F18配备了非常轻的底盘和新的发动机控制单元。

学生们开发了自己的PCB和必要的软件。在比赛中，所有重要参数都可以在驾驶舱的显示屏上一目了然，包括发动机转速，机油温度，机油压力，电池电压和速度。F18使用连接到测量模块的大量传感器。这些模块通过CAN总线接口将数据发送到驾驶舱。

为了对控制单元进行故障排除和优化，团队正在寻找一种带有集成数据记录器的仪器，以用于采集和长期监控传感器数据。它还必须能够分析CAN总线数据。此外，用于对汽车进行故障排除的示波器必须坚固，便携式且经过高压测量认证。

5  解决方案：R&S® ScopeRider RTH

年轻的工程师选择了便携式R&S® ScopeRider RTH。凭借其隔离通道输入，它可以在CAT III类测量中进行高达1000 V（RMS）的发动机电压测量。此外，罗德与施瓦茨为示波器配备了用于汽车应用的特殊分析功能。


调试CAN总线数据

6  优势

R&S® ScopeRider RTH的触发和解码选项不仅支持常规的CAN和LIN总线协议，而且还支持SENT的协议分析功能-SENT是专门为汽车领域的传感器通信定义的串行点对点协议。用户因此可以获取快速和慢速SENT协议通道的特定事件，数据或错误状态。它还支持短消息和增强消息格式以及各种可用的CRC检查方法。

借助基于R&S®RTH-K3 CAN / LIN串行触发和解码选件的R&S®RTH-K9 CAD-FD串行触发和解码选件，用户可以分析CAN-FD信号。在高达15 Mbit/s的传输速率下，CAN-FD串行总线明显比标准CAN（高达1 Mbit/s）更快， 并且变得越来越重要。

全数字触发和解码单元以1.25 GS/s的采样速率工作，而与用于信号采集的模拟或数字通道采样速率无关，即使同时显示非常慢的时域信号，也可以轻松解码串行协议。按下按钮，R&S® ScopeRider RTH以表格格式显示当前分析的协议以及其他特定于协议的信息。另一个好处是支持符号标签。解码后的信号以纯文本显示，从而使使用该仪器非常容易。


测量F17的发动机控制单元以测试点火中断

7  测量示例

去年，R&S® ScopeRider RTH还用于调试F17的CAN总线数据。这样可以确保所有值都正确显示在驾驶舱中。

此外，R&S® ScopeRider RTH用于测试和优化发动机控制单元中的点火中断。为了完成此任务，示波器对于Maximilian Kuhnert尤其重要。他不仅是电子团队的一员，还负责FaSTDa Racing团队的传感器技术和数据记录。

F17带来了优化措施。在2017赛季之初，FaSTDa赛车队在匈牙利的Örkény Euroring举行的Formula Student East效率类比赛中获得第一名。

2018年7月下旬在莫斯特（捷克共和国）举行的第一场比赛中，F18 Clara在不利的情况下，32支球队中排名第12位。由于一场雷暴，比赛提前结束了。在2018年8月上旬，该车队在Hockenheimring赛车场上，F18 Clara赛车在58支配备内燃机的车队中获得了非常可观的第16位。在2018年8月底的巴塞罗那-加泰罗尼亚赛道的湿滑路面上，本赛季的最后一场比赛使F18总体上获得了第十名。今年，该车再次显示出即使在不利条件下也能可靠地运行的能力。


F18 Clara在捷克共和国的湿地面赛道上