Robuste Speichersysteme zur Anwendung im Motorsport

By J-Dez-GMTBlog

Eine Betriebsumgebung kann man sich nicht immer aussuchen und oftmals ist sie nicht gerade ideal für den Einsatz elektronischer Geräte. Manche Umweltbedingungen können sogar sehr problematisch sein, und dazu gehören nicht nur Spritzwasser oder extreme Temperaturbereiche, sondern häufig auch hohe Vibrationspegel und G-Kräfte.

Motorsports steer towards industrial memoryDaher ist es nicht verwunderlich, dass Elektronikingenieure auch im Motorsport z.B. für eine schnelle Datenübertragung an der Box auf besonders robuste ‚MIL-STD‘-zertifizierte Komponenten zurückgreifen.

Im Motorsport erfahren Rennwagen hohe G-Kräfte. In der Formel 1 können beispielsweise bis zu 5 G beim Beschleunigen auftreten, beim NASCAR sind es bis zu 3 G in den Kurven. Auch Rallye-Autos erfahren Beschleunigungs- und Fliehkräfte und sind sogar vertikal wirkenden Kräften ausgesetzt, die mit den Sprüngen und insbesondere der anschließneden Landung verbunden sind; dabei können Geschwindigkeiten vom 3m/s überschritten werden.

Motorsport

Motorsportfahrzeuge haben viele elektronische Systeme an Bord, deren Leiterplatten und Komponenten starken Stößen, Vibrationen und G-Kräften ausgesetzt sind. Viele Systeme basieren auf steckbaren Verbindungen, um z.B. am Boxenstop eine schnelle Datenübertragung zu ermöglichen. Selbst wenn eine drahtlose Datenübertragung möglich ist, geht es trotzdem noch viel schneller, einen Wechseldatenträger auszutauschen. Die Herausforderung besteht jedoch darin, ein steckbares Speichermedium zu wählen, dessen mechanischer Anschluss durch Vibrationen oder Stöße nicht beeinträchtigt wird, sich aber dennoch leicht ein- und ausstecken lässt.

Nexus beliefert mehrere Kunden in der Motorsportbranche, die unter anderem Motorsteuergeräte (ECUs) entwickeln und herstellen. Aus Erfahrung weiß man, dass der Einsatz herkömmlicher Speichermedien wie USB-Sticks oder SD-Karten und deren Anschlusssysteme den ständigen Erschütterungen und Vibrationen nicht standhalten. Um eine zuverlässige Datenaufzeichnung während des Rennbetriebs zu gewährleisten, greift man auf mehr belastbare bzw. militärerprobte und industrietaugliche Produkte zurück.

Ein Geschäftsführer der Branche bestätigt: „Durch den Einstaz des RUGGEDrive, haben wir die für den Rennsport typischen Probleme mit unseren ECUs in den Griff bekommen. Die Datenträger sind leicht, kompakt und können über eine einzigartige Steckverbindung vibratioinssicher mit dem Gerät verbunden werden. So bricht der Datenstrom auch unter Rallyebedingungen nicht ab und wir können die Motordaten während der gesamten Betriebszeit protokollieren. Die Auswertung der Daten liefert uns dann wertvolle Erkenntnisse, so daß wir nach jedem Durchlauf die Fahrzeugeinstellungen optimieren können. Die extrem robuste Steckbuchse nach Schutzart IP67 wird jetzt serienmäßig in unseren ECUs der neuen Generation verbaut, um das direkte Einstecken der RUGGEDrive zu ermöglichen.“

Richtungsweisende Technologie

Motorsports steer towards industrial memory

Ein anderer Kunde beleifert die Motorsportbranche auch mit Steuergeräten und anderen kundenspezifischen Produkten, darunter Motorsteuergeräte, Pedalschaltsysteme und Stromverteiler. Datenlogger werden verwendet, um wichtige Informationen aufzuzeichnen, die für die Entwicklung dieser Systeme und für die Diagnose im Rennen erforderlich sind.

Es fallen große Datenmengen an, weil für die Ereignisprotokollierung von zahlreichen Sensoren  mehrere tausend Mal pro Sekunde Daten abgegriffen werden.

Dieser Kunde setzt den RUGGEDrive wegen des kompakten Formfaktors und seiner geringen Masse ein, die Elektronikentwickler erklären: „Weil Datenlogging unerlässlich ist, haben wir viel Aufwand betrieben, um geeigenete Datenspeichergeräte zu testen. Datakey’s RUGGEDrive-System war das Einzige, das unseren hohen Anfiorderungen genügte. Aufgrund der leichten aber dennoch ultra-stabilen Bauweise und besonderes der Integrität der Steckverbindung zwischen Speichermedium und Anschlussbuchse hat sich der RUGGEDrive als ideal herausgestellt, um den Vibrationen und Kräften, wie Sie ständig auf der Rennstrecke auftreten, standzuhalten.”

Sowohl der Datenträger als auch die Anschlussbuchse ist auf höchste Belastbarkeit ausgelegt. Datakey-Steckverbinden der SR4310-Serie werden nach MIL-STD 810F, Testmethode 514.5, vibrationsgeprüft; auch unter der Einwirkung von 15G auf 3 Achsen können kontinuierlich Daten auf den RUGGEDrive geschrieben werden.

Im Zuge dessen

Hohe Vibrationspegel sind auch im Schienenbereich üblich. Unser Kunde, Bombardier Transportation, entwickelt und stellt Elektronik her, die in Gleisnähe betrieben werden muss und setzt daher auch auf die Datakey-Speicherprodukte. In solchen Umgebungen sind die Geräte Vibrationen ausgesetzt, deren Amplituden und Frequenzen durch eine Vielzahl von Faktoren bestimmt werden, wie der Art und Geschwindigkeit des vorbeifahrenden Schienenfahzeugs, dessen Beladung sowie Drehgestellabstände, Aufhängungstypen und sogar der Art Gleisschotters spielt eine Rolle.

Railways on track towards industrial memory

Auch hier sind robuste Lösungen erforderlich, ein leitender Ingenieur bei Bombardier Transportation sagte uns: “Datakey’s Ansrpuch auf Langelbigkeit der Produkte enspricht genau der Philosophie, die wir hier bei Bombardier verfolgen. Daher ist Datakey zum bevorzugen Lieferanten und idealen Partner für dieses Projekt geworden.”

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es Wechseldatenträgersysteme für Anwendungen in rauen Umgebungen gibt, die auch langfrstig hohen Vibrationspegeln standhalten können. Darüber hinaus zahlt sich die hohe Belastbarkeit und damit einhergehende Langlebigkeit sowohl bei einer ständgien Nutzung mit einer hohen Anzahl von Steckzyklen aus, so wie für den Einsatz an abgelegenen Orten wie Off-Shore und Windkraftalagen, wo die Speichermedien oftmals über einige Jahre gesteckt bleiben müssen.

In dieser Hinsicht ist anzumerken, dass handelsübliche Buchsen, wie z.B. die typische USB Type-A Buchse, nur für 1.500 Steckzyklen ausgelegt sind. Die blastbaren Datakey-Produkte hingegen sind mit bis zu 200.000 Zyklen per Datenblatt ausgewiesen.

Zugegeben, obwohl selbst die ülichen 1.500 Steckzyklen mehr als genug sein könnten, ist die Tatsache, dass Datakey für eine so hohe Anzahl von Steckzyklen ausgelgt sind, ein klares Indiz für die Integrität und Zuverlässigkeit der Steckverbindung. Und das ist genau das, was was in Umgebungen mit hohem Vibrationsniveau am wichtigsten ist und wo handelsübliche ‘consumer-grade’ Produkte nicht mithalten können.

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