Hyötyajoneuvon mittariston suunnittelu

Abstract

Työajoneuvojen mittaristot ovat kehittyneet parin vuosikymmenen aikana muutaman merkkivalon kokonaisuudesta merkittäväksi osaksi koko koneen hallintajärjestelmää. Mittaristo toimii modernissa työajoneuvossa osana koneen ohjausjärjestelmää. Mittariston kautta järjestelmä saa monesti ohjaustietoa käyttäjän ohjaustoiminnoista ja toisaalta käyttäjä voi seurata järjestelmän tilaa mittariston avulla. Moderni mittaristo koostuu väyläliitynnöistä työajoneuvon ohjausjärjestelmiin, anturi- ja ohjauslaiteliitynnöistä, mittaristoa ohjaavasta mikrokontrollerista sekä näkyvistä osista, kuten näyttö, merkki-valot ja viisarimittarit. On myös mittaristoja, joissa kaikki näkyvät osat on korvattu yhdellä näytöllä, jonka avulla esitetään kaikki tarvittava informaatio kuljettajalle. Näitä kutsutaan virtuaalimittaristoiksi.Työn tarkoituksena oli suunnitella asiakaskohtainen hyötyajoneuvon mittaristo. Työn teoriaosuus käsittelee erityisesti mittaristoon soveltuvia näyttötekniikoita sekä SAE J1708-ajoneuvoväylän toimintaa. Työn yhteydessä todettiin, että suunniteltuun mittaristoon ei ollut saatavilla vaatimukset täyttävää näyttöä hyllytavarana. Työssä suunniteltua mittaristoa varten hankittiin räätälöity näyttö. Tällaisen näytön määrittelystä ja hankinnasta muodostui oleellinen osa mittaristoprojektia. Työssä on käyty läpi asiat, jotka tulee ottaa huomioon näyttöä hankittaessa. J1708-ajoneuvoväylään toteutettiin kaksi erityyppistä väyläohjainta, joista toisen toiminta perustui työssä käytettyyn mikrokontrolleriin ja toisen ohjelmoitavaan FPGA-piiriin.Korkea luotettavuus rankoissa ympäristöolosuhteissa sekä hyvä sähkömagneettinen yhteensopivuus ovat erityisiä vaatimuksia mittariston elektroniikan suunnittelulle. Mittaristo suunniteltiin nämä lähtökohdat huomioon ottaen. Työssä on kuvattu pääpiirteet mittariston eri elektroniikkalohkojen suunnittelusta. Vaativiin ajoneuvo-olosuhteisiin suunniteltu mittaristo testattiin kattavasti sekä sähkömagneettisen yhteensopivuuden että ympäristösietoisuuden osalta. Testien tarkoituksena oli varmentaa mittariston oikea toiminta lopullisissa käyttöolosuhteissa.