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在過去的十幾年中，賽車以及其他各種在廣播電視等媒介上轉播的觀賞性運動都發生著巨大變化。借助遙測技術，或者更直白的說法是遠程監控技術，車迷可以直觀地看到每個車隊的具體表現，并通過無線電掃描儀或通過官方渠道訂閱無線數據和流媒體視頻源，來收聽車手在車內的通話，還可以借助手機來觀看賽車內各個攝像機位拍攝的影像。 在一輛賽車上，執行遙測的傳感器很可能會超過80個，每一個都能夠以每秒采樣10到20次的速度向維修人員和車手發送數據，或者以每秒最多采樣100次的高速度向車載數據記錄器傳輸數據；這還只是監控單獨一項數據的情況。這些信息會顯示給車手、維修人員和車迷，并且記錄在車載的數據記錄儀和「黑匣子」中。將這些數據乘以80個或更多個傳感器，就足以想見需要分析的數據量是多么的大；而分析這些數據的主要目的就是為了提升賽場上的表現。 貿澤的工程師采訪了印地賽車KV車隊的數據采集工程師Josh Fults和Matt Cummings，探討了在賽車環境中使用電子產品的話題。他們倆不出意外地表示振動是最大的挑戰之一，因為每條新賽道的振動特點都不一樣，而車隊需要在大半年時間里征戰各地。當賽車以200MPH高速行駛時，每條新賽道上有關振動的小問題都會變得像路面坑洞那樣糟糕，而且這些問題還會反復地發生。所以，賽車上的傳感器必須足夠堅固。 在印地賽場上，有哪些信息需要車隊來監控，并實時地顯示給相關人員，或者記錄下來以供賽后分析？這些信息有發動機負載或歧管絕對壓力（又稱為「增壓」）、發動機轉速、油門位置、氣溫和水溫、油量、胎壓、排氣氧含量（評估油氣混合的一項指標）、防滾桿位置，以及諸如三軸加速度、機械位移和旋轉速度等詳細信息。 賽車行駛的速度高達200MPH，彼此之間卻往往維持著觸手可及的距離，為此賽事工作人員必須以幾個厘米的精度來跟蹤賽車位置。轉播人員只需撥動一個開關，就可以讓轉播畫面上彈出一系列疊加欄位，顯示6、7項有關某個車手的統計信息，還可以讓車迷看到相關的實時遙測數據，例如車速、轉速、方向盤旋轉位置，以及油門、制動強度和g力大小。如此一來，賽場上的現實通過虛擬的方式呈現給了車迷，因為車手此時體驗的正是這些數據的真實效果；另一方面，車迷也通過虛擬的方式將自己代入現實中，他們自己仿佛就坐在車手的身后，分析車手將會采用何種超車策略，并與車手一同感受賽車自身的局限性。 
圖1：將賽車上的傳感器傳回的數據顯示在視頻轉播畫面上的圖示 這樣的觀賽體驗離不開遙測技術的支持。這些傳感器必須承受種種惡劣環境的考驗，包括發動機高溫、持續振動、塵土、水和油等各種不利因素。要勝任這樣的考驗，就要采用專門制造的高性能耐高溫電子產品，例如ADI的ADXL206 MEMS加速度計。該產品額定溫度非常高，可以勝任環境溫度高達175°C的地質勘探，還可以承受±5g的g力，線性度的表現也很不錯。在某些賽道上，一些彎道的過彎g力可以輕松達到4.5g。此外，Murata提供了一款能承受6g的MEMS加速度計SCA3100-D07-1，該產品能夠承受溫度高達125°C的惡劣環境。Murata對其MEMS陀螺儀和加速度計進行了晶圓級的密封，從而保護其免受微粒和化學物質侵襲。
圖2：九臺ADXL206高溫MEMS加速度計設備在不同溫度下的x軸靈敏度（由ADI提供） 在印地500比賽中，車手必須在承受3g – 4g過彎的狀態下抬直頭部完成長達200圈的比賽，而車內的傳感器全程都要承受高濕度和高達90度的溫度。 非接觸式傳感器在賽車中也占有一席之地。Honeywell霍爾效應傳感器是一系列小型、高靈敏度的傳感設備，可以對南、北磁極交替變化做出響應，非常適合用于速度傳感和轉速測量，當然也可以用于位置傳感。所有這些傳感器都需要連接器和通信收發器才能工作，為此KV車隊采用了CAN協議來組建車載網絡。CAN為賽車的網絡數據交換提供了協議和方法，只需借助位于綽號「織布機」的線束中的一條總線，就可以將發動機控制器的霍爾傳感器所收集的數據發送到所需的地方，無需費心費力連接許多直連線路。Microchip、英飛凌、安森美半導體和NXP都提供可在接近150°C的溫度下運行的CAN收發器。 硬件和軟件工程師將高科技帶入了體育運動。他們現在可以直接從賽車中獲取相關的傳感器數據，并在電視轉播畫面上實時顯示。因此，當您再次觀看賽車賽事，并在屏幕上看到多種統計數據時，不妨設想一下，再過十年，您也許會坐在一個模擬器中，以虛擬的車內視角來觀賽，而這個模擬器使用的數據，正是來自于那些渺小卻又堅固的傳感器。還有什么能比安全而又完全沉浸式的觀賽體驗更吸引人嗎？憑借貿澤電子這樣的分銷商提供的新技術和新產品，工程師正不斷將電子設計推向新的極限，持續為我們帶來這樣的機遇。貿澤電子擁有超過300萬種產品SKU可供選擇，KV車隊正是采用貿澤分銷的產品來創建自定義解決方案。你也可以。 文章來源：貿澤電子 作者簡介：Lynnette Reese是貿澤的技術顧問，持有路易斯安那州立大學的電氣工程學士學位。在加入貿澤之前，她曾先后在TI、飛思卡爾和賽普拉斯半導體從事了15年的嵌入式軟硬件技術營銷工作。她的第一份工作是江森自控的應用工程師。 |
