Claire Swedberg
A empresa global de pneus Goodyear está fazendo parceria com o fornecedor de eletrônicos TDK Corporation para testar sensores de pneus conectados para torná-los mais seguros para o motorista.
Os sensores, usando material piezoelétrico da TDK para coletar energia e detectar condições como deformação, velocidade e impacto, aproveitarão a IA no limite, decodificando dados de sensores para identificar condições e determinar se, e com que frequência, esses dados devem ser enviados para um sistema de bordo do carro ou para um motorista.
A tecnologia utiliza Bluetooth Low Energy (BLE) para encaminhar dados sem fio, embora as empresas também possam testar outras tecnologias IoT.
Com a colaboração, a TDK Corporation, uma empresa de componentes eletrônicos, pretende acelerar a adoção de hardware e software inteligentes integrados em pneus e ecossistemas de veículos, afirma Jim Tran, CEO da TDK USA.
O objetivo em primeiro lugar é a segurança, diz Tran. A solução visa criar uma rede de sensores que identifique as condições de condução e os riscos de segurança relacionados. O sistema forneceria então as informações adequadas a um condutor, gestor de frota ou mesmo ao sistema de bordo do próprio veículo para se ajustar a essas condições.
Embora novos carros estejam sendo construídos com recursos que aproveitam a inteligência dos sensores, o uso de sensores nos pneus ainda é limitado. Essa é uma deficiência que a TDK quer resolver, disse Tran.
“A única coisa que fica entre o veículo e a estrada são os pneus, e até agora não existia nenhum sensor que realmente pudesse fornecer informações valiosas” sobre a estrada e os pneus, bem como como eles estão interagindo , de acordo com Tran.
Os pneus dos veículos atuais são obrigados a ter um sistema de monitoramento da pressão dos pneus (TPMS) embutido na haste da válvula que detecta pressão insuficiente ou excessiva. Os dados são enviados para o sistema de software do carro via 430 MHz.
Com este sistema, uma bateria de célula tipo moeda embutida é projetada para durar cerca de seis ou oito anos, após os quais os sensores precisariam ser substituídos. Esse processo pode ser caro. Tran acrescenta que a quantidade de dados coletados é limitada e não pode ser enviada através da conexão existente de 430 MHz.
No ano passado, a TDK demonstrou sua solução de detecção autoalimentada InWheelSense, que consiste em um anel de sensores que medem as condições e transmitem dados relacionados enquanto o pneu está em operação.
O InWheelSense aproveita o material cerâmico piezoelétrico da TDK não apenas capturando dados do sensor, como deformação, mas também pode coletar energia com base na deformação gerada à medida que o pneu gira.
Além disso, a solução da TDK consiste em mais sensores, incluindo acelerômetro, temperatura e detecção de giroscópio. Ele pode usar BLE – que permite a transmissão de maiores quantidades de dados – mas também requer mais energia do que os sistemas padrão de pressão dos pneus. Para atender a essa necessidade, o sistema aproveita a energia gerada pelo InWheelSense.
Portanto, diz Tran, “o InWheelSense resolve problemas [de potência e detalhes do sensor] coletando informações mais ricas e proporcionando vida operacional mais longa”.
O material do sensor é posicionado entre a roda e o pneu de tal forma que, quando a roda gira, ela tensiona o sensor e a energia cinética mecânica resultante é capturada e convertida em carga elétrica.
Além disso, diz Tran, o sistema de sensor possui um processador integrado com IA para reconhecer padrões e determinar se as leituras do sensor devem ser transmitidas com base nesses padrões. Por exemplo, poderia usar IA para determinar se o impacto de um pneu é resultado de um buraco.
Esses dados não só poderiam ser enviados para o software de bordo do veículo, mas também o próprio sistema do carro poderia encaminhá-los para a nuvem para uma forma automatizada de crowdsourcing para vincular o buraco a uma localização baseada em GPS. Dessa forma, outros motoristas poderiam ser alertados sobre a aproximação de um buraco.
A Goodyear e a TDK testarão a melhor aplicação e posicionamento da tecnologia de sensores no pneu e concentrar-se-ão não apenas nos benefícios de segurança, mas também na durabilidade e longevidade do sistema.
Como Tran salienta, “o pneu é um ambiente muito hostil”, pelo que o sistema de sensores terá de suportar grandes oscilações de temperatura, impactos fortes e tensões a longo prazo.
“São necessários muitos testes e a Goodyear é o parceiro ideal para esse esforço”, afirma Tran. Os testes podem incluir a determinação da quantidade de geração de energia possível e se uma bateria é necessária.
Segundo Tran, o objetivo é adotar uma abordagem conservadora e focar na segurança e na longevidade, e não na velocidade do desenvolvimento.
Existem inúmeros casos de uso para a tecnologia futura, especialmente para veículos comerciais. O sensor pode ajudar vans, caminhões ou carros a identificar condições escorregadias. No caso dos veículos elétricos, o sistema de controle integrado poderia responder aos dados do sensor reduzindo a quantidade de torque do motor, para ajudar os pneus a evitar a perda de tração.
Para frotas de veículos comerciais, os usos em que a administração pode visualizar as condições de todos os seus veículos incluem a identificação de possíveis problemas, como superaquecimento de pneus.
Esses dados não apenas fornecem um mecanismo de segurança, mas também ajudam as empresas a melhorar a eficiência da quilometragem, garantindo que os pneus tenham a pressão adequada.
As condições detectadas pelos pneus de um veículo agrícola podem beneficiar a empresa que fornece esses veículos ou a fazenda onde o trabalho está sendo realizado.
Os sensores poderiam, por exemplo, detectar alta velocidade da roda, indicando o patinamento de um pneu. Dessa forma, eles podem supervisionar como o veículo está sendo operado e quando um problema está ocorrendo.
Embora a TDK esteja inicialmente testando a tecnologia com BLE para transmissão de dados, pode haver outras opções de comunicação, diz Tran.
Embora o BLE funcione bem com um pequeno número de pneus em um único veículo, uma rede BLE seria desafiada por um reboque de trator com 18 rodas, todas transmitindo ao mesmo tempo para um farol BLE integrado.
Selecionar a melhor tecnologia de transmissão para o ambiente altamente metálico é outro desafio que as empresas estarão testando.
“Espero que possamos demonstrar que podemos agregar valor tanto à Goodyear como à TDK”, disse Tran, “com detecção avançada num pneu que fornece análises que podem realmente tornar o veículo mais seguro à medida que avançamos para a era dos veículos elétricos.”