¿Qué innovación reciente ha introducido Murata Manufacturing Co., Ltd. para satisfacer las demandas de la industria de la automoción?

Murata Manufacturing Co., Ltd. ha lanzado recientemente la serie XRGE_M_F de dispositivos electrónicos de temporización de última generación, diseñados específicamente para cumplir con los exigentes requisitos de rendimiento de los sistemas electrónicos de automoción, como las redes de comunicación en el vehículo (IVN), las comunicaciones inalámbricas y los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS).

Estos cristales de cuarzo en encapsulado SMD ofrecen una precisión excepcional (±40 ppm) y una alta fiabilidad, incluso en condiciones extremas de temperatura que van desde -40°C hasta +125°C. Además, pueden utilizarse sin necesidad de ajuste para funciones de comunicación inalámbrica (BLE/Zigbee, etc.), como los sistemas de monitoreo de presión de neumáticos (TPMS), el acceso remoto sin llave (RKE) y los sistemas de gestión de baterías (BMS) en automóviles.

P: ¿Por qué la tecnología de temporización precisa es fundamental para abordar las tendencias emergentes en el sector de la automoción?

R: Las tendencias actuales en la industria de la automoción, como la creciente adopción de vehículos eléctricos (EV), el aumento de los niveles de autonomía y la proliferación del automóvil conectado, están impulsando una transformación significativa en la electrónica de la automoción. Los automóviles modernos son sistemas altamente complejos que dependen en gran medida de subsistemas electrónicos para ofrecer funciones críticas como los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS), control del motor, sistemas de frenos, gestión de la batería, dirección, redes internas del vehículo y muchas más. Las redes de sensores avanzados recopilan datos no solo del propio automóvil sino también de su entorno, generando terabytes de información cada hora. Las redes de comunicación en el vehículo permiten que estos datos sean accesibles para los subsistemas de a bordo relevantes, mientras que el creciente uso de redes inalámbricas posibilita la funcionalidad V2X, lo que permite la comunicación con otros usuarios de la vía y con servicios en la nube.

La tecnología de temporización es esencial para el funcionamiento de la mayoría de los sistemas digitales, garantizando desde la transmisión fluida de datos hasta la comunicación sincronizada entre subsistemas. Los vehículos actuales emplean entre 20 y 70 dispositivos de temporización independientes, y esta cifra sigue aumentando con cada nueva generación de vehículos que adopta tecnología cada vez más avanzada. Estos dispositivos sincronizan funciones críticas en ADAS, IVN, infotainment y otros subsistemas, facilitando así la comunicación entre los subsistemas y los varios sensores.

En definitiva, la necesidad de alta precisión y fiabilidad en los dispositivos de temporización en automoción responde a la creciente complejidad de los vehículos, los requisitos de seguridad y las demandas del mercado. Garantizar un rendimiento preciso en una amplia gama de condiciones es clave para el desarrollo de las tecnologías de la automoción actuales y futuras.

P: ¿Cómo impulsa la creciente complejidad de los sistemas electrónicos del automóvil la necesidad de dispositivos de temporización de alto rendimiento?

R: Diversos sistemas de automoción requieren referencias de temporización extremadamente robustas que proporcionen señales estables y constantes, incluso bajo condiciones ambientales adversas como altas temperaturas, cambios térmicos bruscos, flujo de aire, impactos, vibraciones y ruido eléctrico.

Los sistemas ADAS y los de seguridad emplean una red exhaustiva de sensores en red y tecnología para detectar y advertir sobre peatones, obstrucciones y puntos ciegos, controlar la dirección, activar el frenado asistido y muchas otras funciones. Los dispositivos de temporización de alto rendimiento son esenciales para el funcionamiento de muchos de estos sensores, así como para la sincronización y estabilidad de frecuencia de las operaciones internas de las unidades de control electrónico (ECU) del vehículo.

Sensores como los de proximidad y colisión, sistemas de detección de luz y alcance LiDAR, junto con sistemas de GPS, interfaces de diagnóstico y sistemas de gestión de batería (BMS) generan enormes volúmenes de datos en tiempo real. La funcionalidad autónoma de los vehículos requiere que se tomen decisiones críticas a partir de estos datos en tiempo real, y cualquier retraso o interrupción en su procesamiento podría tener graves consecuencias. Por ello, los diseñadores están apostando cada vez más por tecnologías de comunicación en el vehículo como el CAN (Controller Area Network) y Ethernet, que dependen de una temporización precisa para mantener su integridad.

Los vehículos conectados están aumentando el intercambio de datos con otros usuarios de la vía y con aplicaciones en la nube, como mantenimiento remoto y monitorización del tráfico, lo que ha llevado a la integración de tecnologías inalámbricas como Bluetooth®, NFC y Wi-Fi en los vehículos. Estas tecnologías requieren una sincronización precisa para gestionar los protocolos de comunicación y garantizar una conectividad fluida.

P: ¿Cuáles son las consideraciones de diseño para los ingenieros de automoción al seleccionar dispositivos de temporización para los vehículos modernos?

R: Los diseñadores de la automoción enfrentan el doble desafío de adoptar soluciones más complejas mientras mejoran la fiabilidad a nivel de sistema. La electrónica automotriz debe poder operar en entornos hostiles, donde está expuesta a vibraciones constantes, impactos, interferencias EMI y variaciones extremas de temperatura.

Al seleccionar un dispositivo de temporización, el diseñador debe asegurarse de que pueda proporcionar la precisión de ±40 ppm requerida por las diversas funciones de comunicación y seguridad del vehículo. Además, debe poder resistir el entorno hostil y mantener su precisión en todo el rango de temperatura operativa de -40 °C a +125 °C. Un aspecto clave es que la integración del dispositivo en el sistema global requiera mínimos esfuerzos de diseño y costes.

Los diseñadores también deben considerar la vida útil y la disponibilidad del componente. El dispositivo seleccionado no debe quedar obsoleto durante el ciclo de vida del vehículo, y el diseñador debe asegurarse de que existan múltiples opciones de abastecimiento para garantizar su disponibilidad.

P: ¿Qué distingue al nuevo dispositivo de temporización de Murata en términos de especificaciones y beneficios para aplicaciones de automoción? ¿Qué hace que la tecnología HCR de Murata sea única frente a otras soluciones del mercado?

R: El cristal de cuarzo de alta precisión y alta temperatura (HCR) para automoción de Murata, o la serie XRCGE_M_F, es el primero en el mundo en lograr una tolerancia total de frecuencia de ±40 ppm en un rango de temperatura de -40 °C a +125 °C. Este dispositivo HCR es único gracias a su innovadora tecnología de encapsulado sellado con resina y su diseño de cristal optimizado, lo que permite operar a altas temperaturas con gran precisión.

Las generaciones anteriores de dispositivos de temporización no podían mantener los niveles de precisión requeridos en todo el rango de temperatura sin la adición de ICs de ajuste. Además, sufrían envejecimiento prematuro debido a las condiciones hostiles del entorno. Los dispositivos XRGE_M_F de Murata no requieren corrección mediante ICs de ajuste, lo que contribuye a una reducción significativa de horas de mano de obra y costes de fabricación, además de mejorar su resistencia al envejecimiento.

Gracias a sus características, la serie XRCGE_M_F es ideal para soportar las funciones de comunicación y seguridad más avanzadas en el vehículo, como redes IVN (CAN y Ethernet), componentes ADAS (cámaras, LiDAR, RADAR) y tecnologías de comunicación inalámbrica (RF, NFC, BLE, ZigbeeTM, UWB).

P: ¿Cómo afecta la evolución de la tecnología de la automoción al diseño e implementación de componentes electrónicos como los dispositivos de temporización y cómo contribuye el dispositivo HCR de Murata a las tendencias futuras en conducción autónoma y conectividad de los vehículos?

R: La industria de la automoción avanza hacia una mayor integración y miniaturización de los componentes electrónicos para dar cabida al creciente número de sistemas electrónicos críticos en los vehículos. Estos avances requieren componentes que mantengan su precisión sin necesidad de calibración del sistema ni compensación térmica, especialmente a medida que funciones como Bluetooth® Low Energy (BLE) y Ethernet se vuelven estándar en los vehículos.

Gracias a su compatibilidad con aplicaciones automotrices como IVN, ADAS y sistemas de comunicación inalámbrica, su durabilidad en el ciclo de vida del vehículo y su conformidad con las normativas automotrices, la serie XRCGE_M_F de Murata está perfectamente posicionada para respaldar las soluciones de automoción actuales y futuras.

P: ¿Cómo garantiza Murata la fiabilidad y disponibilidad a largo plazo de sus componentes HCR para la industria de la automoción?

R: A través de su firme compromiso con la disponibilidad de componentes en medio de los desafíos globales de suministro, Murata asegura la fiabilidad de la serie XRCGE_M_F de dispositivos HCR mediante una cadena de suministro estable y diversificada. Este enfoque permite abordar cualquier posible problema de abastecimiento para los clientes del sector de la automoción, lo cual garantiza la entrega puntual a los fabricantes de equipos originales (OEM). Además, su ventana de operación en alta temperatura y su alta resistencia a grietas en soldadura garantizan la fiabilidad a largo plazo de estos componentes.