การทดสอบ Hardware-in-the-Loop (HIL) ที่มีความยืดหยุ่นสำหรับหน่วยควบคุมเรดาร์

 

แท่นทดสอบ HIL รุ่นก่อนหน้านี้มีราคาและค่าบำรุงรักษาที่สูงมาก อีกทั้งยังมีจำนวนจำกัด นอกจากนี้ ในทางเทคนิคแล้วยังปรับแต่งได้ยาก หมายความว่าการจะนำแนวคิดการทดสอบใหม่ ๆ หรือการปรับเปลี่ยนในนาทีสุดท้ายมาใช้นั้น ต้องใช้ความพยายามอย่างมหาศาล สถานการณ์ดังกล่าวส่งผลให้เกิดคอขวดในขั้นตอนการตรวจสอบความถูกต้อง (Validation) และทำให้กระบวนการพัฒนล่าช้าออกไป สำหรับนักพัฒนาแล้ว นี่หมายความว่าพวกเขาไม่สามารถทดสอบตามที่ต้องการได้ ซึ่งส่งผลเสียต่อทั้งคุณภาพของผลลัพธ์และความเร็วในการนำระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ออกสู่ตลาด

เพื่อก้าวข้ามความท้าทายเหล่านี้ ระบบ Hardware-in-the-Loop จึงถูกพัฒนาขึ้นโดยอิงตามฮาร์ดแวร์มาตรฐานและซอฟต์แวร์ที่ยืดหยุ่น หัวใจสำคัญของโซลูชันนี้คืออินเทอร์เฟซ PCAN-USB Pro FD ซึ่งเชื่อมต่อหน่วยควบคุมเรดาร์เข้ากับคอมพิวเตอร์สำหรับทดสอบโดยตรงผ่านพอร์ต USB คอมพิวเตอร์จะรันซอฟต์แวร์ทดสอบที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษบนระบบปฏิบัติการ Windows เพื่อจำลองสถานการณ์การขับขี่ทั่วไป เช่น การเร่งความเร็ว, การเบรก, การบังคับเลี้ยว และฟังก์ชันต่าง ๆ ของระบบควบคุมความเร็วอัตโนมัติแบบแปรผัน สัญญาณที่สอดคล้องกันจะถูกส่งไปยังหน่วยควบคุมผ่านเครือข่าย CAN FD ในขณะที่ตัวแปลงไฟล์ DBC (DBC Parser) จะช่วยรับประกันว่าสัญญาณจะถูกแปลงอย่างถูกต้อง

นอกจากนี้ นักพัฒนายังใช้ PCAN-Basic API เพื่อสร้างกระบวนการทดสอบอัตโนมัติ (Automated test sequences) ในภาษา Python โดยส่วนติดต่อผู้ใช้งาน (GUI) จะแสดงผลลัพธ์แบบเรียลไทม์ช่วยให้ปฏิบัติงานได้อย่างสะดวกสบาย ผลลัพธ์ที่ได้คือ สภาพแวดล้อมการจำลองที่สมจริง ซึ่งนักพัฒนาสามารถทดสอบพฤติกรรมของหน่วยควบคุมเรดาร์ภายใต้สภาวะต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ โดยมีต้นทุนที่ต่ำกว่าและมีความยืดหยุ่นสูงกว่าระบบ HIL แบบเดิมมาก

การเชื่อมต่อ USB ที่ทนทานและยืดหยุ่นด้วย PCAN-USB Pro FD

ข้อได้เปรียบหลักของอินเทอร์เฟซ PCAN อยู่ที่การผสมผสานระหว่างความยืดหยุ่นและความทนทาน การเชื่อมต่อแบบ USB ที่เรียบง่ายพร้อมฟังก์ชัน Plug-and-Play ช่วยให้สามารถนำไปใช้งานแบบเคลื่อนที่ได้โดยไม่ต้องติดตั้งซับซ้อน ด้วยการรองรับทั้ง CAN และ CAN FD โซลูชันนี้จึงพร้อมสำหรับยานยนต์ทั้งในรุ่นปัจจุบันและอนาคต

นอกจากนี้ PCAN ยังช่วยให้สามารถเชื่อมต่อ Fieldbus หลายตัวได้พร้อมกัน ได้แก่ CAN FD จำนวน 2 ช่องสัญญาณ และ LIN จำนวน 2 ช่องสัญญาณ โดยทำงานร่วมกันได้พร้อมกันทั้งหมดผ่านสายเคเบิลเชื่อมต่อที่เหมาะสม ช่องสัญญาณ CAN FD แต่ละช่องจะถูกแยกสัญญาณทางไฟฟ้า (Galvanic isolation สูงสุด 500 V) ทำให้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการอุตสาหกรรมหรือการทดสอบภาคสนามแบบเคลื่อนที่ ตัวเคสอะลูมิเนียมที่ทนทานช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรและความทนทานทางกลสูง เหมาะสำหรับการใช้งานประจำวัน

ด้วยมาตรฐาน CAN FD ข้อมูลผู้ใช้สูงสุด 64 ไบต์สามารถรับส่งได้ต่อหนึ่งเฟรม ด้วยอัตราข้อมูลสูงสุดถึง 12 Mbit/s ในขณะเดียวกัน ก็ยังคงความเข้ากันได้ย้อนหลังอย่างสมบูรณ์กับ CAN 2.0 ทำให้สามารถใช้งานร่วมกับเครือข่ายเดิมได้อย่างราบรื่น จุดแข็งอีกประการหนึ่งคือ การวัดเวลาที่แม่นยำด้วยความละเอียดของแสตมป์เวลาที่ 1 ไมโครวินาที (1 µs) ช่วยให้วิเคราะห์การส่งและรับข้อความได้อย่างแม่นยำสูง นอกจากนี้ การเชื่อมต่อตัวต้านทานปลายสาย (Termination) และการจ่ายไฟ 5 V เสริม (เช่น สำหรับตัวแปลงภายนอก) สามารถกำหนดค่าได้อย่างยืดหยุ่นผ่าน Solder jumpers ความยืดหยุ่นนี้ทำให้อุปกรณ์สามารถปรับให้เข้ากับรูปแบบการทดสอบเฉพาะได้อย่างง่ายดาย ยิ่งไปกว่านั้น PCAN-Basic API ที่ให้มาฟรี ยังช่วยให้สามารถรวมซอฟต์แวร์ทดสอบเฉพาะของลูกค้าเข้าด้วยกันได้อย่างราบรื่น ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำกระบวนการทดสอบให้เป็นระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

การเลือกใช้อินเทอร์เฟซ PCAN-USB Pro FD ช่วยให้ซัพพลายเออร์ยานยนต์รายนี้สามารถขยายขีดความสามารถในการทดสอบได้อย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ลดต้นทุนลงได้ วงจรการพัฒนาสั้นลงเนื่องจากสามารถทดสอบได้รวดเร็วขึ้นและยืดหยุ่นมากขึ้น โซลูชันนี้พิสูจน์แล้วว่าสามารถปรับขยาย มีความน่าเชื่อถือ และพร้อมสำหรับอนาคต และปัจจุบันได้กลายมาเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการตรวจสอบความถูกต้องของระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่