Design of demonstrator device for automotive pilots of high performance vehicles

Abstract

In recent years, electronic technology in the automotive world has advanced radically. Practically all the traditional functionalities of a vehicle that were previously implemented with simple mechanical systems, are now controlled by complex electronic circuits and protocols. One of the aspects that have advanced the most in this regard is that of lighting. The lighting system of a vehicle may seem somewhat banal and insignificant in terms of technological complexity, as it may seem that it is not important enough to give much of itself. However, this is not so. Currently, the headlights of a car are no longer simply a light bulb that turns on or off without showing any kind of intelligence or functionality beyond that, but now, especially in high-end vehicle models, they have a multitude of complex functionalities that provide safety and comfort to the driver. In almost all cases, these functionalities are controlled by complex automotive protocols, which are usually CAN and LIN. The main purpose of this work is the design and development of a demonstrator device for the operation of a group of automotive pilots/headlights corresponding to high-end vehicles such as the Audi Q5, Audi Q8 and Infiniti Q30. This objective involves carrying out a reverse engineering process using the “Exxotest Muxdiag-II ” device and the “Audi Rearlamps Management” software on the Audi Q8 2018 headlights controlled by the LIN protocol to extract the frames that make up the communication. The heart of the project consists of the design from scratch in Altium Designer® 21 of a PCB with its corresponding SCH to which we can connect the set of headlights that we have to carry out its control. In addition, the necessary Firmware for the Hardware to work will also be developed. In parallel, the manufacture of a wooden support is also carried out in which the set of headlights is comfortably organized to offer a clear visual demonstration of the behavior of the product when it is finished. This entire development process is carried out at the GranaSAT facilities, an aerospace electronics laboratory at the UGR. At the end of the project development period, the student will not only have managed to pass the “Bachelor’s Thesis” subject, but will also have gone through the entire process involved in developing a product: becoming aware of the problem to define the requirements, analysis to choose the precise resources, the design of the product itself making important decisions to adapt as much as possible to the initial requirements and, finally, the actual implementation of the product.

En los últimos años, la tecnología a nivel electrónico en el mundo de la automoción ha avanzado de manera radical. Prácticamente todas las funcionalidades tradicionales de un vehículo que antes venían implementadas con simples sistemas mecánicos, ahora estan controladas mediante complejos circuitos electrónicos y protocolos. Uno de los aspectos que más han avanzado en este sentido es el de la iluminación. El sistema de iluminación de un vehículo puede parecer algo banal e insgnificante a nivel de complejidad tecnológica, pues puede parecer que no es lo suficientemente importante como para dar mucho de sí. Sin embargo, esto no es así. Actualmente, los faros de un coche ya no son simplemente una bombilla que se apaga o se enciende sin mostrar ningún tipo de inteligencia o funcionalidades más alla de ello, sino que ahora, sobre todo en modelos de vehículos de alta gama, poseen multitud de complejas funcionalidades que aportan seguridad y comodidad al conductor. En casi la totalidad de los casos, estas funcionalidades son controladas por complejos protocolos de automoción, que suelen ser CAN y LIN. El proposito principal de este trabajo es el diseño y desarrollo de un dispositivo demostrador del funcionamiento de un grupo de pilotos/faros de automoción correspondientes a vehículos de alta gama como lo son el Audi Q5, Audi Q8 e Inifiniti Q30. Este objetivo pasa por llevar a cabo un proceso de ingeniería inversa mediante el dispositivo “Exxotest Muxdiag-II ” y el software “Audi Rearlamps Management” a los faros del Audi Q8 2018 controlados por protocolo LIN para extraer las tramas que conforman la comunicación. El corazón del proyecto consiste en el diseño desde cero en altium de una PCB con sus correspondientes SCH a la que podamos conectar el set de faros del que disponemos para llevar a cabo su control. Además, también se desarrollará el Firmware necesario para que el Hardware funcione. En paralelo, también se lleva a cabo la fabricación de un soporte de madera en el que cómodamente se organiza el set de faros para ofrecer una clara demostración visual del comportamiento del producto cuando esté terminado. Todo este proceso de desarrollo se lleva a cabo en las instalaciones de GranaSAT, un laboratorio de electrónica aeroespacial de la UGR. Al final del periodo de desarrollo del proyecto, el alumno no solo habrá conseguido superar la asignatura “Trabajo de fin de Grado”, sino que habrá pasado por todo el proceso que implica el desarrollo de un producto: tomar conciencia del problema para definir los requisitos, el análisis para elegir los recursos precisos, el propio diseño del producto tomando importantes decisiones para adaptarse lo máximo posible a los requisitos iniciales y, finalmente, la implementación real del producto.