会员产品 | 胎压界的“小不点”,你爱了吗?
2021-06-30

由胎压问题引起的高速交通事故频发,一起起触目惊心的车祸提醒我们胎压安全不容忽视!而TPMS可以在轮胎压力、温度等异常时及时报警通知车主,防止由爆胎引起的侧翻、追尾等事故发生。

NXP胎压传感器可测量500kpa、900kpa、1500kpa、1800kpa等,实现了不同的压力范围全覆盖,可根据需求进行选择,让您轻松实现乘用车、商用车胎压监测系统设计。

胎压检测系统方案介绍 

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图1  NXP 小车/轻卡 胎压监测系统解决方案

如图1所示,胎压监测系统由胎压传感器与车内主机接收显示两部分组成。胎压传感器主要采用了NTM88集成方案,NTM88芯片测量胎压、温度、轮胎运动状态后把数据通过高频 433MHz发送给主机。主机部分主要采用了KEA或S32K为主控制器,通过NCK2910高频接收器接收安装在轮毂或阀门上的4个胎压传感器回传射频数据进行处理,通过显示器、蜂鸣器等实现常规显示、故障报警功能。

接下来我们来重点看看新一代胎压传感器NTM88系列芯片

 

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图2 NTM88 系列芯片内部框图

NTM88的主要特性如下:

封装:QFN 4 x 4 x 1.98 mm;

压力测量范围:100–900 kPa;

气压精度:±5 kPa;

3种传感器可测量多种数据:加速度传感器(单轴或双轴)、压力传感器、温度传感器;

低功耗180nA tvp,270nA max (待机电流@ 3.0 V, 25℃);

8位MCU/S08核心,可仿真、中断和调试/监控;

512 byte RAM / 16K Flash,足够的空间存储代码;

集成315/434 MHz RF发射器和125 kHz低频接收器,高低频通信无需额外的驱动芯片;

6个多用途GPIO管脚(包括2个A/D输入);

具有SPI接口,为BLE等应用扩展预留接口;

重要亮点详细介绍

基于其特性,总结出NTM88的胎压传感器方案三大亮点:

亮点1:集成度高、极小封装

NTM88系列方案集成度高,仅需搭配晶振电路、低频天线电路、高频天线电路及必要的基础元件即可构成胎压监测传感模块。NTM88集成有8位MCU、压力传感器、温度传感器、加速度传感器(单轴/双轴)、射频发射器、低频接收模块等,集成度高,体积小,芯片封装为QFN 4 x 4 x 1.98 mm ,Pin脚有开槽,方便检查焊点。符合AEC-Q100标准。相较于上一代产品FXTH87E,NTM88的面积不足FXTH87E(QFN7*7*2.2 mm)三分之一,如图3,可大大减小PCB成本。

 

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图3 FXTH87E封装 VS NTM88封装

亮点2:单/双轴加速度架构

相比仅有单轴加速度传感器,NTM88有X轴和Z轴加速度传感器,如图4所示,即轮胎的切线方向和向心方向。它可以实现更为精准的运动状态监测和四轮定位。

 

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图4  汽车行驶时X轴和Z轴加速度方向

1)运动状态监测

胎压监测系统基于功耗的考虑,一般需要车速大于一定值后,才会开始监测胎压。对于轮胎的运动状态预估,增加了切向加速度会比只有向心加速度更为准确。这一点比较好理解。

2)四轮定位

胎压监测系统需要准确对车轮的前后左右进行判别,目前市面上大多产品都是特定轮胎有特定ID,从而需要安装在指定的轮胎,无法智能定位,而双轴传感器就可以实现四轮定位。这个功能的实现大致分为两步,第一步是需要识别左右轮,第二步是需要识别前后轮。分别简要的说明一下:

第一步:左右轮的识别

由于胎压监测系统的安装方式,导致四个胎压传感器的XZ轴的加速度采集数据如图5所示,可以通过X轴的加速度方向轻易的识别左右轮胎。

 

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图5 汽车行驶时汽车两侧的TPMS转动方向

第二步:前后轮的识别

前后轮胎的识别会略微的复杂一点。简单来说,它是通过在转弯的过程中,前轮的行使距离比后轮差来判断前后轮。如图6所示是一辆汽车在转弯过程中的行使路线示意图。

 

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图6  汽车转弯行使路线示意图

亮点3:超低功耗

目前胎压传感器对于功耗的要求极高,是胎压的核心卖点之一。一般要求胎压监测传感器的电池至少使用两年或者更长。NTM88具有超低功耗,在3V,25℃条件下待机电流仅180 nA,满足客户延长胎压传感器电池寿命的需求 。芯片内部具有周期复位器,可以周期性唤醒内核,实现内核快速自动周期唤醒,以降低功耗。

目前NTM88系列产品已经大批量在市场供货,技术积累丰富,可提供完整的软件/硬件设计参考、协助高频阻抗匹配等技术支持。最最最重要的是支持功能及代码定制,欢迎来CALL~

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注:本文转载自ZLG立功科技