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58 • novembre • 2015

hardware

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FUNCTIONAL SAFETY

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Con l’utilizzo di una corretta decomposizione,

viene assicurato che i sensori “switch” della fami-

glia HAL 15xy possano anche essere utilizzati in

sistemi con una più elevata classificazione ASIL.

Definizione di “decomposizione”: l’ISO 26262 per-

mette di raggiungere il livello ASIL specificato

per il target di sicurezza, suddividendo i requisiti

di sicurezza tra gli elementi del sistema indivi-

duali e distinti. Questa decomposizione può es-

sere realizzata a livello di sistema, di hardware

e di software.

Per permettere un’adeguata decomposizione, Mi-

cronas fornisce ai propri clienti dei sensori “ASIL

ready” HAL 15xy la “Failure Modes Effects and

Diagnostic Analysis” (FMEDA), che permette al

cliente di calcolare l’FMEDA a livello di sistema.

La funzione del sensore “switch” ad Effetto-Hall

in un’applicazione alzacristallo elettrico

Un sensore a Effetto-Hall trova impiego in un

alzacristallo elettrico (Fig. 1) per determinare la

direzione e la velocità del movimento del finestri-

no.

Un alzacristalli elettrico può essere realizzato

con un sensore “switch” a Effetto-Hall in due

modi. In una prima variante un sensore “switch

dual-plate”, che integra due elementi Hall, for-

nisce contemporaneamente due segnali per il ri-

levamento della direzione e per la misura dei giri

del motore o della posizione. La ben nota famiglia

di sensori Micronas HAL 7xy fornisce le soluzioni

idonee a tale scopo. Le informazioni di velocità

e direzione di rotazione vengono trasmesse alla

centralina di controllo tramite due uscite se-

parate e il sensore risulta parte integrante del

trattamento delle informazioni. A causa della

complessità del sensore, tale soluzione risulta

più costosa rispetto all’utilizzo di un semplice

sensore “switch single-plate”, ad esempio della

famiglia HAL 15xy. In questa seconda variante è

la centralina di controllo che valuta la direzione e

la velocità di rotazione del motore sulla base del

singolo segnale fornito dal sensore a Effetto-Hall,

facendo uso di specifici algoritmi che supervisio-

nano l’assenza di condizioni operative non corret-

te, che possono verificarsi ad esempio in caso di

arresto imprevisto del motore. Un sensore Hall

“single-plate” costituisce quindi un’alternativa

più vantaggiosa al sensore Hall “dual-plate”.

Teoricamente, un alzacristalli elettrico potrebbe

essere classificato come “non critico” in termini

di sicurezza. Un finestrino che improvvisamente

non può più essere chiuso o aperto potrebbe cau-

sare fastidio ai passeggeri, ma è molto probabile

che non sia critico a livello di sicurezza. Tuttavia,

la funzione che rende questa applicazione, o il re-

lativo sistema, rilevante in termini di sicurezza,

è la protezione contro lo schiacciamento. La man-

canza di tale protezione può provocare lesioni,

specialmente nei bambini piccoli. L’applicazione

o il sistema vengono quindi generalmente classi-

ficati come “ASIL A”.

Le informazioni che si riferiscono alla posizio-

ne del finestrino e alla velocità del motore, tra-

smesse dal sensore “switch” a Effetto-Hall (Fig.

2), sono fondamentali per la protezione contro

lo schiacciamento. Essa si attiva non appena la

centralina rileva una variazione della velocità

del motore o, alternativamente, una variazioni

nell’assorbimento in corrente del motore. La ri-

levazione precisa e rapida della variazione di

coppia presuppone una funzionalità illimitata

del sensore e un’elevata precisione delle relative

soglie di commutazione. Per assicurare la fun-

zionalità del sensore e l’affidabilità dei segnali

prodotti, i sensori della famiglia HAL 15xy sono

dotati di un’esclusiva funzionalità di “self-test”

che consente di validare l’intera catena di acqui-

sizione/trattamento segnali all’accensione del

sensore, durante la fase di inizializzazione.

Funzionalità esclusiva della famiglia

HAL 15xy: “Power-on self-test”

Per utilizzare il “self-test” nei sensori in versio-

ne a “tre fili” (alimentazione, massa e segnale), il

sensore deve essere collegato a un microproces-

Fig. 2 – Applicazione alzacristallo: il sensore

HAL 15xy trasmette informazioni sulla velocità

e la posizione del motore alla centralina di con-

trollo