eletronica embarcada automotiva

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IANNIS NICOLAOS PAPAIOANNOU

ESTUDO DA ELETRNICA EMBARCADA AUTOMOTIVA E SUA SITUAO ATUAL NO BRASIL

Dissertao apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para obteno do Ttulo de Mestre em Engenharia Automotiva

So Paulo 2005

IANNIS NICOLAOS PAPAIOANNOU

ESTUDO DA ELETRNICA EMBARCADA AUTOMOTIVA E SUA SITUAO ATUAL NO BRASIL

Dissertao apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para obteno do Ttulo de Mestre em Engenharia Automotiva Orientador: Prof. Titular Lucas Moscato

So Paulo 2005

IANNIS NICOLAOS PAPAIOANNOU

ESTUDO DA ELETRNICA EMBARCADA AUTOMOTIVA E SUA SITUAO ATUAL NO BRASIL

Dissertao apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para obteno do Ttulo de Mestre em Engenharia Automotiva rea de Concentrao: Engenharia Automotiva Orientador: Prof. Titular Lucas Moscato So Paulo 2005

FICHA CATALOGRFICA

FICHA CATALOGRFICAPapaioannou, Iannis Nicolaos Estudo da eletrnica embarcada automotiva e sua situao atual no Brasil / I N Papaioannou. - So Paulo, 2005. 89 p. Trabalho de concluso de curso (Mestrado Profissionalizante em Engenharia Automotiva). Escola Politcnica da Universidade de So Paulo. 1.Eletrnica embarcada 2.Indstria automobilstica Universidade de So Paulo. Escola Politcnica. II.t.

Aos meus filhos, esposa, pais e irmos

AGRADECIMENTOS Prof. Lucas Moscato por seu apoio Geraldo Gardinalli da Bosch que por sua doao de material fundamental para esse trabalho possibilitou importantes avanos no desenvolvimento desse trabalho Priclis, meu irmo, por disponibilizar comunicao pela Internet de forma rpida

RESUMO Esse trabalho tem como objetivo chamar a ateno sobre a eletrnica automotiva embarcada, que sob alguns aspectos, tem sido negligenciada e que poder acarretar prejuzos no apenas de aspecto econmico com a perda de competitividade, mas tambm com a perda de conhecimento tecnolgico do pas, prejuzos de diversas ordens e com outros problemas secundrios. Aqui sero mostrados diversos aspectos que envolvem a eletrnica embarca bem como as caractersticas dos veculos nacionais e uma anlise das informaes apresentadas com conseqentes sugestes de aes que visam alertar e alterar os rumos em que a indstria automotiva segue.

ABSTRACT This report has the duty to alert about embedded automotive electronics, that somehow related to some aspects, have been neglected and may result in losses, not only economical ones due to the lack of competitiveness but also loss of Brazilian technological know-how, other losses and secondary matters. It will be shown some aspects that belong to embedded electronics as well as some national features and analysis of the presented information and suggestions for actions that have as objective alert and change the way in which the Brazilian automotive industry follows today.

SUMRIO LISTA DE TABELAS LISTA DE FIGURAS LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS RESUMO ABSTRACT 1. INTRODUO.................................................................................................. 1.1. Organizao da dissertao...................................................................... 2. ESTADO DA ARTE.......................................................................................... 2.1. Aplicaes com eletrnica embarcada..................................................... 2.1.1. Introduo............................................................................................. 2.1.2. Trem de fora ( powertrain )................................................................ 2.1.2.1. Introduo.................................................................................... 2.1.3. Segurana ( safety ).............................................................................. 2.1.3.1. Introduo..................................................................................... 2.1.3.2. Sistemas passivos......................................................................... 2.1.3.2.1 Airbag..................................................................................... 2.1.3.2.2. Deteco de ocupante............................................................ 2.1.3.2.3. TPMS.................................................................................... 2.1.3.2.4. Verificao de proximidade.................................................. 2.1.3.3. Sistemas ativos.............................................................................. 2.1.3.3.1. ABS....................................................................................... 2.1.3.3.2. EBA....................................................................................... 2.1.3.3.3. EBD....................................................................................... 2.1.3.3.4. EHB....................................................................................... 2.1.3.3.5. EMB...................................................................................... 2.1.3.3.6. TCS e ASR............................................................................ 2.1.3.3.7. ESP....................................................................................... 2.1.4. Conforto e convenincia..................................................................... 2.1.4.1. Introduo.................................................................................... 2.1.4.2. Mdulos de iluminao................................................................ 1 1 3 3 3 3 3 5 5 6 6 6 7 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9

2.1.4.3. Mdulos de porta......................................................................... 2.1.4.4. Ar condicionado........................................................................... 2.1.4.5. Outras aplicaes.......................................................................... 2.1.5. Infotainment.......................................................................................... 2.1.5.1. Introduo.................................................................................... 2.1.5.2. Painel de Instrumentos................................................................. 2.1.5.3. Sistema de udio........................................................................... 2.1.5.4. Telemtica.................................................................................... 2.1.5.5. Sistema de navegao.................................................................. 2.1.6. Alimentao em 42V............................................................................ 2.1.6.1. Introduo..................................................................................... 2.1.6.2. Bateria, alternador e motor de partida........................................... 2.1.6.3. Sistema de iluminao.................................................................. 2.1.6.4. Outros sistemas............................................................................. 2.1.7. X-by-Wire.............................................................................................. 2.1.7.1. Introduo..................................................................................... 2.1.7.2. 1 gerao...................................................................................... 2.1.7.3. 2 gerao...................................................................................... 2.2. Componentes.............................................................................................. 2.2.1. Introduo............................................................................................ 2.2.2. Componentes eletrnicos.................................................................... 2.2.2.1. Introduo.................................................................................... 2.2.2.2. Semicondutores........................................................................... 2.2.2.2.1. Introduo.......................................................................... 2.2.2.2.2. Diodo.................................................................................... 2.2.2.2.2.1. Diodo retificador.......................................................... 2.2.2.2.2.2. Diodo Zener................................................................ 2.2.2.2.2.3. Varactor ou varicap....................................................... 2.2.2.2.2.4. Diodo Schottky............................................................ 2.2.2.2.2.5. Fotodiodo...................................................................... 2.2.2.2.2.6. LED..............................................................................

10 10 10 10 10 11 11 11 13 13 13 15 16 16 17 17 18 18 19 19 19 19 20 20 20 20 21 21 21 21 21

2.2.2.2.2.7. Diodo laser.................................................................... 2.2.2.2.2.8. Outros tipos de diodos................................................... 2.2.2.2.3. Transistor.............................................................................. 2.2.2.2.3.1. Introduo..................................................................... 2.2.2.2.3.2. Transistor bipolar......................................................... 2.2.2.2.3.3. Transistor FET.............................................................. 2.2.2.2.3.4. Tecnologia hbrida BCD.............................................. 2.2.2.2.3.5. IGBT.......................................................................... 2.2.2.2.3.6. Outros tipos de transistores........................................ 2.2.2.2.4. Circuitos integrados........................................................... 2.2.2.2.3.1. Introduo.................................................................... 2.2.2.2.3.2. Unidade central de processamento.............................. 2.2.2.2.3.3. Semicondutores pticos................................................ 2.2.2.2.3.4. Memrias...................................................................... 2.2.2.2.3.5. Semiconduto