LV-LOG von Klaric arbeitet autonom – kein PC erforderlich

Das Projekt in Kürze: Promwad hat LV-LOG für Klaric entwickelt – einen kompakten, eigenständigen Datenlogger für EV- und Hybrid-Tests.  Es basiert auf Microchip-Silizium: einem PIC32MZ DA MCU für Steuerung/Grafik und einem KSZ9563R Ethernet-Switch mit IEEE 1588v2 PTP. 

Das System läuft ohne PC und wird über einen Touchscreen bedient. Zeitsynchronisiertes Ethernet ermöglicht präzise, verteilte Messungen über mehrere Module hinweg. Das EMI-konforme Gerät unterstützt mehrere Stromversorgungsoptionen und eine modulare Erweiterung für zukünftige Anforderungen. 

Kunde & Herausforderung

Die Klaric GmbH & Co. KG, ein renommierter deutscher Anbieter von hochpräzisen Messsystemen für die Prüfung von Elektro- und Hybridfahrzeugen, stieß mit seinen alten Datenerfassungstools zunehmend an Grenzen. Die bestehenden Systeme waren stark von externen PCs abhängig, verfügten über keine modulare Flexibilität und boten nur eingeschränkte Konnektivität, was die Anpassung an dynamische Testszenarien und Feldbedingungen erschwerte. 

Um wettbewerbsfähig zu bleiben und die Erwartungen globaler OEMs zu erfüllen, benötigte Klaric ein eigenständiges, rekonfigurierbares Subsystem, das eine modulare Erweiterung unterstützt, zuverlässig mit verschiedenen Stromquellen funktioniert und eine zukunftssichere Grundlage für die synchronisierte Datenerfassung und Echtzeitsteuerung bietet – und dabei die strengen EMI/EMV-Normen für die Automobilindustrie erfüllt.

Lösung 

Um Klarics Bedarf an einer modularen und autonomen Plattform zur Erfassung von Fahrzeugdaten zu erfüllen, entwickelte Promwad das LV-LOG-Subsystem – eine vollständig eigenständige, skalierbare Lösung, die für den Feldeinsatz und die Echtzeitdiagnose bei Tests von Elektro- und Hybridfahrzeugen konzipiert ist. Das System basiert auf den Embedded-Technologien von Microchip und vereint robuste Datenerfassung, vielseitige Konnektivität und industrielle Ausfallsicherheit.

So hat Promwad die einzelnen Kernherausforderungen gelöst: 

Modulare Architektur für individuelle Anpassungen 
Vom Konzept bis zur Umsetzung wurde das System nach einem modularen Ansatz entwickelt. Dadurch können Klaric – und zukünftige Kunden – das Gerät einfach neu konfigurieren und Funktionen und Leistung ohne vollständige Neukonstruktion an spezifische Testanforderungen anpassen. 

Eingebettete Datenprotokollierung mit eMMC-Speicher 
Das Herzstück des Systems ist der PIC32MZ DA-Mikrocontroller, der hochauflösende Daten aus analogen und digitalen Quellen sammelt und sicher auf dem integrierten eMMC-Speicher ablegt. Dies gewährleistet eine zuverlässige Protokollierung auch ohne PC, was ideal für den eigenständigen Feldeinsatz ist. 

Touchscreen-Schnittstelle für eigenständige Steuerung 
Eine integrierte Grafik-Engine, großzügiger RAM-Speicher und RGB-Schnittstellenunterstützung ermöglichten die Integration eines Touch-Displays – wodurch externe PCs während der Konfiguration und des Betriebs überflüssig wurden und die Benutzerfreundlichkeit in mobilen Testaufbauten verbessert wurde. 

Dual-Mode-USB-Typ-C-Konnektivität 
Das System unterstützt sowohl den Host- als auch den Gerätemodus über USB 2.0 OTG und ermöglicht so eine flexible Interaktion mit externen Speichermedien und PCs. Dies verbessert die Datenauslesung und die Arbeitsabläufe bei Firmware-Updates. 

Multi-Source-Stromeingang 
Promwad implementierte eine automatische Umschaltung zwischen mehreren Stromquellen – darunter CAN/Ethernet-Anschlüsse, Erweiterungskarten in HRS und USB PD (Rev. 3.0) – die einen breiten Bereich von +9 bis +48 V abdecken. Dies gewährleistet einen stabilen Betrieb in variablen Automobil-Testumgebungen. 

Schnittstellenerweiterung und CAN-FD-Unterstützung 
Um zukünftige Testszenarien zu unterstützen, verfügt die Plattform über einen modularen Schnittstellenerweiterungsmechanismus. Eine spezielle CAN FD-Erweiterungskarte ermöglicht eine synchronisierte, isolierte Kommunikation über zusätzliche ADC-Module hinweg und erhöht so die Skalierbarkeit und Flexibilität des Systems. 

Hochstrom-Digital-I/O-Modules 
IEC 61131-2-konforme digitale E/A-Module (bis zu 500 mA pro E/A) wurden entwickelt, um Echtzeit-Interaktionen zu unterstützen – einschließlich der Auslösung von ADC-Ereignissen und der Steuerung externer Geräte direkt vom Logger aus. 

Isolierte Stromversorgungsplatine (IPS) 
Um die strengen EMI/EMV-Anforderungen zu erfüllen, entwickelte Promwad ein kompaktes, isoliertes Zweikanal-Stromversorgungsmodul mit +12 V/+24 V und 24 W. Eine große Herausforderung bestand darin, eine geringe elektromagnetische Störung in unmittelbarer Nähe zu empfindlichen ADC-Schaltungen sicherzustellen – eine Herausforderung, die erfolgreich gelöst wurde. 

Ethernet mit Precision Time Protocol (PTP) 
Zur Unterstützung der synchronisierten Kommunikation integrierte Promwad den Ethernet-Switch KSZ9563R von Microchip, der für seine hohe Standalone-Leistung, integrierte PHY und minimalen Konfigurationsanforderungen bekannt ist. Dieser Chip ermöglicht eine IEEE 1588v2-konforme Zeitsynchronisation, macht externe Router überflüssig, vereinfacht die Modulverkettung und legt den Grundstein für zukünftige Gigabit-Ethernet-Upgrades. 

Promwad setzte auf bewährte Engineering-Tools wie Altium Designer und MPLAB® X IDE, um die Entwicklung zu optimieren, die Designgenauigkeit sicherzustellen und die Integrationszeit bei der Arbeit mit den eingebetteten Komponenten von Microchip zu verkürzen. 

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