Le pouvoir de transformation des solutions d'éclairage et de distribution d'énergie
Par Michael Wittmann, premier vice-président chargé du marketing
Qu'il s'agisse des incroyables progrès réalisés en matière d'aide à la conduite et de sécurité des véhicules ou de l'adoption sans cesse croissante de véhicules entièrement électriques, les semi-conducteurs avancés sont à la base de l'évolution rapide de la technologie automobile (Autotech) dans un nombre croissant de domaines. Cependant, les véhicules d'aujourd'hui ne servent pas uniquement à se rendre d'un point A à un point B en toute sécurité ou de la manière la plus durable possible pour l'environnement. Grâce, du moins en partie, aux attentes suscitées par les appareils grand public et les performances, la facilité d'utilisation, les fonctionnalités et la personnalisation qu'ils offrent aujourd'hui, les conducteurs et les passagers exigent également un niveau équivalent d'expérience utilisateur gratifiante lorsqu'ils se trouvent dans leur véhicule.
En réponse à cette demande, les constructeurs automobiles ont détourné la publicité des véhicules de la performance et de la puissance pour se recentrer sur la commodité, l'électrification et une expérience plus moderne à l'intérieur de l'habitacle. Et en considérant un véhicule au-delà d'un outil fonctionnel de déplacement, nous voyons l'émergence d'un environnement immersif dans l'habitacle, où les passagers s'engagent dans la communication, le divertissement et le partage d'informations - en fait une maison temporaire et, pour beaucoup, un lieu de travail temporaire. Dans cette optique, nous voyons le rôle puissant que peut jouer une conception intelligente de l'électronique intérieure pour offrir la meilleure expérience utilisateur possible dans l'ensemble de l'habitacle.
Un éclairage intelligent pour une expérience immersive
L'éclairage a toujours été un aspect fondamental de la conception des véhicules. Cependant, dans les automobiles modernes, l'éclairage de l'habitacle va au-delà d'une nécessité fonctionnelle ou de sécurité et est essentiel pour améliorer l'expérience des occupants du véhicule et développer une association positive avec la marque automobile. Le meilleur exemple en est peut-être Audi, qui déclare que "l'éclairage visualise dans une large mesure les valeurs fondamentales de la marque - progressivité, sportivité et sophistication"[1].
La contribution de l'éclairage à notre bien-être est bien comprise par les architectes et les décorateurs d'intérieur qui créent des espaces de vie et de travail. Les éclairages chauds et froids, par exemple, vont bien au-delà de la simple création d'une impression visuelle et peuvent être utilisés de différentes manières pour engendrer des sentiments différents. Aujourd'hui, ce même raisonnement est appliqué pour améliorer l'expérience des conducteurs et des passagers et créer tout ce qui va du sens de l'orientation et de la sensation d'espace à un environnement de conduite plus relaxant et moins stressant. En outre, la possibilité de configurer et de modifier l'"éclairage d'ambiance" en ce qui concerne la teinte, le ton, la nuance et l'intensité permet aux conducteurs de personnaliser leur véhicule en fonction de leur style, de leurs préférences, de leur état émotionnel ou de la nature de la conduite elle-même.
La possibilité d'offrir aux concepteurs automobiles davantage d'options et de facteurs de forme pour l'emplacement de l'éclairage dans le véhicule a ouvert la voie aux technologies LED avancées et aux systèmes d'éclairage intelligents. Ces progrès profitent non seulement à l'éclairage intérieur de l'habitacle et à l'éclairage des instruments, mais aussi à l'éclairage extérieur du véhicule, y compris les phares et les feux arrière.
La prise en charge de ces solutions LED sophistiquées nécessite des contrôleurs LED avancés, tels que le contrôleur iND83211 pour systèmes d'éclairage intelligents illustré à la figure 1. Ce dispositif remplace plusieurs composants par une solution monopuce hautement intégrée et ultra-compacte basée sur un MCU.
Nécessitant un minimum de composants externes et conçu pour piloter efficacement et précisément les LED à leur puissance lumineuse maximale sans dépasser les conditions d'utilisation sûres, le système iND83211 intègre un processeur Arm® Cortex® M0 32 bits, avec 64 ko de Flash et 16 ko de SRAM. Ce circuit intégré se distingue par une unité de gestion de l'énergie intégrée qui met en œuvre un convertisseur abaisseur de tension et deux régulateurs de tension sur la puce. C'est la clé de la création d'un système de gestion de l'alimentation de petite taille, à haute puissance et flexible, capable de piloter 24 LED ou 8 canaux RVB. Le dispositif peut également être utilisé pour piloter moins de DEL à des courants plus élevés afin de créer des "tuyaux lumineux" de DEL qui transportent la lumière d'une source de DEL à l'endroit où elle est nécessaire - une caractéristique qui devient de plus en plus populaire dans les véhicules récents. Et comme le circuit intégré peut supporter une décharge de 40 V de la batterie de la voiture, il peut être connecté directement à l'alimentation de l'automobile, ce qui réduit encore le besoin de composants supplémentaires.
Communication, divertissement et information en mouvement
Les attentes en matière d'accès à la communication, au divertissement et à l'information en déplacement évoluent à mesure que l'intégration transparente des appareils mobiles dans l'environnement automobile devient aussi importante que les systèmes d'infodivertissement intégrés. Par conséquent, la mise en place d'interfaces entre ces deux technologies est désormais un élément important de la conception intelligente de l'habitacle et de l'expérience globale de l'utilisateur. Cela signifie qu'il faut mettre en œuvre des systèmes tels qu'Apple CarPlay, qui permet aux occupants d'utiliser en toute sécurité des appareils mobiles pour passer des appels, envoyer et recevoir des messages et écouter leur musique préférée, et également fournir l'infrastructure d'alimentation électrique basée sur l'USB (USB-PD) pour prendre en charge le chargement souvent simultané dans l'habitacle des téléphones mobiles ainsi que des appareils de plus grande puissance tels que les tablettes et les ordinateurs portables.
indie Semiconductor est le principal fournisseur de solutions pour Apple CarPlay, les hubs USB et l'alimentation électrique. Plus récemment, l'entreprise a développé des solutions avancées de semi-conducteurs qui simplifient le chargement fixe et sans fil des appareils portables dans l'habitacle - y compris le nouveau produit iND87300le contrôleur programmable USB-PD le plus intégré de l'industrie automobile (figure 2).
Permettant une efficacité du système supérieure à 95 %, le iND87300 intègre un convertisseur buck-boost et un processeur Arm® Cortex® M0 qui permet des configurations spécifiques au fournisseur ainsi que des mises à niveau sur le terrain et des mises à jour OTA (over-the-air) qui garantissent la compatibilité future avec les protocoles de charge nouveaux et émergents. La tension de sortie est programmable entre 3,3V et 21V et le dispositif peut délivrer jusqu'à 60W de puissance de sortie par canal avec un courant maximum de 5A.
Les conceptions de référence qualifiées pour l'automobile accélèrent l'évaluation et le prototypage
Pour permettre aux équipementiers automobiles et aux fabricants de niveau 1 d'accélérer le développement des applications d'éclairage et de chargement des appareils dans l'habitacle de la prochaine génération, indie a mis au point une série de conceptions de référence basées sur des applications finales avancées. Ceux-ci intègrent tous les éléments nécessaires à l'évaluation des performances probables du système dans un scénario réel et ne nécessitent que peu d'efforts supplémentaires pour mettre en œuvre des solutions conformes aux normes OEM. À ce jour, les réactions des clients à ces conceptions de référence ont été incroyables, beaucoup confirmant que la nature complète de la conception les a aidés à explorer rapidement une variété de possibilités et à réduire le temps de développement global du projet.
Dans le cas de l'éclairage, par exemple, le iND83211 de qualité automobile illustré à la figure 3 est un module entièrement fonctionnel basé sur une seule LED RVB de haute puissance et fourni dans un boîtier mécanique comparable à une solution de production en série finale.
Programmable sur le terrain par le biais d'une interface LIN, la conception présente une CEM et une atténuation thermique intégrées et éprouvées, ainsi qu'un MCU interne qui contrôle toutes les fonctions du système - pour la plupart des applications, aucune programmation supplémentaire n'est nécessaire. Contrairement à un pilote de LED linéaire traditionnel qui peut devenir thermiquement ingérable lorsqu'il s'agit de piloter des LED de plus grande puissance, la technologie d'indie, avec son régulateur buck intégré, réduit intelligemment et efficacement la tension de la batterie pour minimiser la chaleur et maximiser la luminosité des LED.
Pour les applications USB-PD à haute puissance et à double canal, indie a créé un design de référence avancé basé sur la technologie de la carte à puce USB-PD récemment annoncée. récemment annoncé iND87300 récemment annoncée (Figure 4).
Comme pour la conception de référence de l'éclairage, celle-ci est fournie dans un boîtier mécanique comparable à une solution de production finale et a été spécifiquement développée pour répondre aux principaux défis de la conception du système en matière d'efficacité thermique et du système, de partage de la puissance et de conformité CEM.
Enfin, il convient de noter que les clients de niveau 1 et les équipementiers sont de plus en plus demandeurs de solutions intégrées telles que l'éclairage et la distribution d'énergie, qui peuvent offrir une plus grande flexibilité et assurer la pérennité des performances et des caractéristiques sans compromettre les objectifs en matière de consommation et de coût. Il s'agit en partie d'une réponse aux récentes pénuries d'approvisionnement, mais cela reflète également la réalité de l'évolution des architectures des véhicules et le fait qu'une approche unique ne convient pas à tous. L'intelligence distribuée - rendue possible dans le cas des technologies indie décrites dans ce Blogue par l'ajout de l'Arm Cortex M0 embarqué - permet aux équipementiers et aux constructeurs de répondre aux besoins de leurs différentes plates-formes.
Fournir une expérience utilisateur - Technologie et support
En tant qu'entreprise entièrement dédiée au développement des meilleures technologies pour les applications automobiles, indie Semiconductor aide activement un nombre croissant d'équipementiers automobiles et d'entreprises de niveau 1 à déployer des conceptions intelligentes qui améliorent l'expérience des occupants du véhicule. Outre les technologies avancées pour l'éclairage des véhicules, l'alimentation électrique et le chargement des appareils, l'entreprise propose des solutions de connectivité appareil-IVI qui intègrent de manière transparente les technologies portables dans l'environnement de l'habitacle et offrent les fonctionnalités et les performances que les utilisateurs considèrent comme allant de soi avec les produits électroniques grand public.
Mais nos capacités ne se limitent pas à la technologie. Pour que nos clients puissent créer les meilleures solutions UX possibles dans les plus brefs délais, nous offrons une assistance complète et locale en matière de conception, d'ingénierie et d'application, grâce à une équipe de spécialistes de l'industrie basés dans des centres d'excellence régionaux (CoE) dans le monde entier.