Couverture ElectroniqueS n°127

L'américain rehausse le niveau d'intégration de ses capteurs de pression pneumatique TPMS, qui deviennent obligatoires sur la majorité des marchés automobiles. L epremier facteur de sécurité routière réside dans l'élément reliant l'automobile à la route, à savoir les pneumatiques. Et le bon gonflage des pneus n'est pas qu'une affaire de sécurité : il influe également sur le confort de conduite, mais aussi sur la consommation de carburant. D'après des tests menés par Goodyear, un sous-gonflage de 15 % seulement réduit de 8 % la durée devie du pneu et augmente de 2,5% la consommation du véhicule. Or il ne suffit pas de contrôler de temps en temps la pression à froid de ses pneumatiques, car celle-ci varie de manière significative avec la température ambiante, l'échauffement du pneu ou encore l'altitude. D'où l'installation par les fabricants et équipementiers automobiles de systèmes perfectionnés de surveillance de pression pneumatique, ou TPMS ( Tire Pressure Monitoring Systems ), des modules à liaison sans fil directement embarqués dans le pneu et auxquels Freescale Semiconductor apporte aujourd'hui les derniers raffinements des technologies Mems et de l'encapsulation. Il ne s'agit plus d'un luxe, mais bien d'une nécessité légale, puisque les réglementations imposant le TPMS deviennent omniprésentes. Obligatoires sur les véhicules neufs depuis 2008 aux Etats-Unis, les systèmes TPMS le sont en Europe depuis novembre 2014, au Japon et en Corée du Sud depuis 2013, et même la Chine, le marché roi des années à venir pour les constructeurs automobiles, se penche actuellement sur la question. D'après la société d'analyse Frost and Sullivan, 36,7 millions de véhicules européens en seront équipés en 2018. De son côté, IHS prédit que d'ici 2015, un quart des capteurs de pression automobiles seront destinés aux systèmes TPMS. MESURE DIRECTE, MESURE INDIRECTE > Les capteurs de pression implémentés au niveau du pneumatique permettent une mesure directe du niveau de gonflage. Mais il existe aussi une méthode de mesure dite indirecte, moins contraignante mais moins précise. Lorsqu'un pneu est sous-gonflé, son diamètre diminue et sa vitesse de rotation augmente d'autant par rapport aux autres pneus du véhicule, un écart qui peut être détecté par les capteurs de vitesse rotationnelle des systèmes ABS. > Cette détection indirecte donne de bons résultats lorsqu'un seul pneu a subi des dommages, mais ne permet pas d'alerter le conducteur lorsque tous ses pneus se dégonflent en même temps –or un pneumatique peut perdre jusqu'à 1 psi par mois par fuite «naturelle», un phénomène usuel qui provoque la majeure partie de la perte de pression, bien avant les éventuels accrocs dégradant ponctuellement les pneumatiques. < Ce module embarque des capteurs de pression, d'accélération et de température, un frontal analogique et un microcontrôleur 8 bits. Acteur incontournable sur le marché des composants automobiles, Freescale avait inauguré en 2007 le MPXY8300, un module embarquant l'ensemble des circuits composant une solution TPMS. Il raffine aujourd'hui cette approche avec le FXTH87. Une solution complète dans 7x7mm Côté capteurs, ce module embarque un détecteur de pression travaillant sur une ou deux pleines échelles calibrées (100450 ou 100-900kPa pour supporter à la fois les voitures et les camions, avec une précision de ±7 à ±10kPa), un capteur de température précis à ± 3 °C et un accéléromètre monoaxial ou biaxial selon les modèles. Un frontal analogique assure le prétraitement des données issues de ces capteurs, et transmet ses résultats au cœur de microcontrôleur 8 bits S08 cadencé à 4MHz, lequel comprend 16 Ko de mémoire flash dont 8Ko sont disponibles pour l'utilisateur. Les données sont enfin communiquées sans fil via un émetteur RF (315/434MHz) et un récepteur LF (125 kHz). Le tout est encapsulé dans un boîtier QFN mesurant seulement 7x7mm, et consomme typiquement 7 mA à 434 MHz et 5dBm en mode actif, et 900nA en veille. Une faible consommation permise par l'intégration des traitements numériques et RF sur une seule puce Cmos 0,25µm, par la sobriété du récepteur LF et par l'utilisation de capteurs de pression et d'accélération micro-usinés (Mems). A titre de comparaison, le SP37 d'Infineon, qui embarque des modules fonctionnels similaires, est plus imposant (boîtier DSOSP 14 broches de 11x9 mm), embarque moins de flash (6Ko) et de Ram (256octets) et n'offre pas l'option d'un second axe de mesure d'accélération.

Capteurs pneumatiques:Freescale maintient la pression

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