Viimeisen kolmenkymmenen vuoden aikana ajoneuvojen sähkötekniikassa on tapahtunut täysmullistus. 1980-luvun perussähkötekniikka on korvautunut monimutkaisilla, keskenään kommunikoivilla elektronisilla järjestelmillä.
Vanhoissa autoissa jokaista signaalia varten vedettiin oma johto, olipa kyse kaukovalojen merkkivalosta tai polttoainesäiliön anturista. Nykyaikainen ajoneuvo sisältää paljon keskenään kommunikoivia järjestelmiä ja pelkästään moottorinohjausta varten tarvittavan anturitiedon määrä on valtava. Jos joka signaalille vedettäisiin oma johdin, johtosarjoista tulisi kohtuuttoman paksuja.
Ratkaisu on käyttää väylätekniikkaa: ajoneuvossa tieto liikkuu dataväylissä aivan kuten tieto liikkuu ethernet-tietoverkoissa. Luotettavuus- ja reaaliaikaisuusvaatimukset ovat ajoneuvotekniikassa toki korkeammat kuin kotikäyttöön tarkoitetuissa tietoverkoissa.
Päästönormeista alkusykäys
1980-luvun ajoneuvoissa elektroniikka oli varsin yksinkertaista ja vianhakuun riitti yleismittari tai pelkkä terve järki. Sähkötekniikkaa käytettiin lähinnä valoihin, huurteenpoistoon ja sytytykseen ja varsinaista elektroniikkaa käytettiin korkeintaan kärjettömässä sytytysjärjestelmässä.
Päästönormien tiukentuminen ja erityisesti kolmitoimikatalysaattorien tulo pakollisiksi 1990-luvun alussa toi elektroniset polttoaineensuihkutusjärjestelmät myös halvimman luokan autoihin.
Kolmitoimikatalysaattori vaatii toimiakseen täsmälleen oikean polttoaine-ilmasuhteen, jolloin kaasutinrakenteista tuli monimutkaisia ja kalliita. Pitkään jatkunut elektronisten säätöjärjestelmien tuotannon kasvu ja hinnan lasku johti nopeaan kaasuttimien korvaamiseen elektronisilla polttoaineensuihkutusjärjestelmillä.
2000-luvulla tulivat suorasuihkutusjärjestelmät, joilla saavutetaan matalampi polttoaineenkulutus tasaisessa maantieajossa, kun moottorin ilmamäärää ei tarvitse rajoittaa kaasuläpällä kuristamalla vaan järjestelmä syöttää suoraan sytytystulpalle pienen syttymiskelpoisen polttoainepilven.
Suorasuihkutusjärjestelmä vaatii erittäin tarkan ajoituksen suihkutus- ja sytytyshetkelle, jotta syttymiskelpoinen polttoainepilvi on juuri oikealla hetkellä tulpan ympärillä. Näin tarkka ajoitus olisi mahdotonta ilman tietokoneavustettua ohjausta.
2000-luvulla ovat yleistyneet myös hybridiajoneuvot. Keräämällä ajoneuvon jarrutusenergia akkuun ja käyttämällä energiaa kiihdytyksessä apuvoimana, saadaan polttoaineenkulutus kaupunkiajossa hyvin matalaksi ja polttomoottori voidaan mitoittaa pienikokoisemmaksi, kun sähkömoottori avustaa kiihdytyksissä.
Älykästä turvatekniikkaa
Elektroniikan kehittyminen on mahdollistanut älykkäät ajoneuvojen turvajärjestelmät. Nopea anturitiedon käsittely mahdollistaa sen, että esimerkiksi kolaritilanteessa kaikkia turvatyynyjä ei laukaista turhaan.
Myös ajonvakautusjärjestelmät ovat nykyaikaisen tietotekniikan mahdollistamia. Ilman salamannopeaa anturidatan käsittelyä ajonvakautus olisi mahdoton toteuttaa tehokkaasti.
Elektroniikka on monipuolistunut myös ajoneuvojen viihde- ja informaatiojärjestelmissä. Päivitettävyys tuo omat haasteensa: siinä missä esimerkiksi älypuhelin voidaan vaihtaa uuteen muutaman vuoden välein, ajoneuvon viihde-elektroniikan on palveltava vähintään kymmenkunta vuotta näyttämättä auttamattoman vanhanaikaiselta.
Artikkelin kirjoittaja Vesa Linja-Aho työskentelee lehtorina Metropolia-ammattikorkeakoulussa.
Keraamiset monikerroskondensaattorit joutuvat tosi koville autojen elektroniikkajärjestelmissä. Vaurioiden ehkäisemiseksi niissä on aiemmin käytetty hopeaepoksiin perustuvia pehmeitä päätyliitoksia, mutta ongelmana on silloin ollut hopean vaeltaminen. SEMCOn eli Samsung Electro-Mechanicsin kehittämä kupariepoksiin perustuva ratkaisu eliminoi sekä halkeamien/oikosulkujen syntymisen että metallin kulkeutumisen.
Englantilainen Pickering Interfaces esitteli Electronica-messuilla uuden sukupolven yksipaikkaisen sulautetun PXIe-ohjaimensa mallimerkinnältään 43-920-002. Uutuus on markkinoiden kompaktein ja tehokkain 3U-ohjain PXI Express -alustalle.
Barcelonalainen ignion esitteli Electronica-messuilla uutta OMNIA mXTEND -komponenttiaan, joka yhdistää kolme antennia yhteen innovatiiviseen ratkaisuun. Virtuaaliseksi antenniksi kutsuttu moduuli muuttaa piirikortin kolmen eri radion säteileväksi antenniksi.
ETNdigi 2/2024 -lehti käsittelee laajasti elektroniikka-alan innovaatioita, erityisesti sulautettuja järjestelmiä ja kehittyvää tekoälyä. Lehdessä esitellään esimerkiksi LUMI-supertietokoneen roolia tekoälymallien kehittämisessä Suomessa. Uutiskattauksen lisäksi mukana on useita syvemmälle eri tekniikoihin sukeltavia artikkeleita.
NordPass on julkaissut kuudetta kertaa vuotuisen 200 yleisintä salasanaa -tutkimuksensa, joka paljastaa kansainvälisesti suositut salasanat sekä 44 eri maan salasanat. Maailmalla yleisin salasana on nerokas ”123456” ja Suomen yleisimpänä jatkaa kestosuosikki ”qwerty123”.
