ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ETNdigi-superbanner
2026  # megabox

IN FOCUS

3D-piirit pakottavat suunnittelun huomioimaan lämmön, tehon ja mekaniikan

3D-IC-arkkitehtuureihin siirtyville suunnittelutiimeille suorituskyvyn ja luotettavuuden jatkuva parantaminen tuo mukanaan tuttuja mutta yhä monimutkaisempia haasteita: miten hallitaan tehonkulutusta, poistetaan lämpöä ja otetaan huomioon erilaisten fysikaalisten ilmiöiden monimutkainen vuorovaikutus pinotuissa rakenteissa?

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

ETN

Sep # TME square
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Trukkirobotit voi ladata langattomasti

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 09.05.2022
  • Automation
  • Devices
  • Power

Itsenäisesti ohjautuvat automaattitrukit tuovat helpotusta pakettien käsittelyyn verkkokauppojen jakelukeskuksissa. Niiden akkujen lataamisessa ollaan siirtymässä langattomaan tehonsyöttöön, joka mahdollistaa myös sekvenssimuotoisen latauksen tavaroiden käsittelyn aikana.

Verkkokaupan markkinat kasvavat edelleen kaikkialla maailmassa, osittain koronan aiheuttamien liikkumisrajoitusten vuoksi. Nettikaupan ostajamäärät kasvavat ja toimitukset nopeutuvat rajusti kaiken aikaa. Nykyään kuka tahansa voi tilata tavaroita 24 tuntia vuorokaudessa, ja yhä useammat jälleenmyyjät tarjoavat toimituksen 24 tunnin kuluessa tilauksen tekemisestä. Tämä nopea muutos asettaa valtavia paineita nettikauppojen jakelukeskuksille eli DC-yksiköille (Distribution Centre) ja lisää niiden henkilöstön taakkaa työskennellä yhä nopeammin.

Lähivuosina näissä DC-keskuksissa käsiteltävien tavaroiden määrän odotetaan kasvavan edelleen. Työn laadun parantamiseksi, työntekijöiden turvallisuuden varmistamiseksi ja ympärivuorokautisen toiminnan mahdollistamiseksi jakelukeskuksissa otetaan käyttöön yhä enemmän automaatiota kaikkialla maailmassa. Keskeisellä sijalla ovat automaattisesti ohjatut AGV-ajoneuvot (Automatic Guided Vehicles), joita käytetään pakettien siirtelyyn.

AGV on sähköajoneuvo, joka voi ajaa automaattisesti kiinteää reittiä ilman merkittäviä manuaalisia toimenpiteitä. Nämä automaattitrukit ovat saaneet laajan huomion välttämättömänä osana tulevaisuuden logistiikkakeskusten entistä älykkäämpää käyttöä ja suunnittelua.

Viime vuosina IoT- ja tekoälytekniikoiden integroinnin myötä on kehitetty jopa trukkimalleja, jotka voivat ajaa täysin itsenäisesti ja hyödyntää antureita sekä erityisohjelmistoja esteiden väistämiseksi. Näitä AMR-robotteja (Autonomous Mobile Robot) on jo otettu käyttöön.

Latauksen ongelmat

Näiden sähkökäyttöisten robottien päivittäistä työskentelyaikaa kuitenkin rajoittaa ensisijaisesti akun kestoaika. Vaikka ne on ohjelmoitu kulkemaan tietyllä nopeudella sekä optimaalisesti kiihdyttäen ja hidastaen energian säästämiseksi, niiden akut täytyy silti ladata säännöllisesti.

Useimmissa roboteissa lataussyklinä sovelletaan akuissa jäljellä olevien varaustasojen ja kiinteiden ajanjaksojen yhdistelmää, jonka perusteella akun lataamisesta päätetään. Tämä perinteinen menetelmä toimii hyvin, kun laitoksessa toimii vain muutama automaattitrukki. Silloin kullekin niistä on osoitettu omat tehtävät, jotka on suoritettava tietyn ajan kuluessa. Aivan kuten työntekijät pitävät lounastauon, myös trukit siirtyvät ladattaviksi säännöllisesti.

Kaapelin kautta tapahtuva kontaktityyppinen akunlataus saattaa kuitenkin työtilan olosuhteista riippuen synnyttää kipinöitä ja aiheuttaa jopa onnettomuuksia. Jakelukeskuksessa syttyvä palo voi levitä nopeasti ja ainakin keskeyttää toiminnan, kunnes se on saatu sammutetuksi. On mahdollista, että tämä aiheuttaa savuvaurioita tavaroille tai pahimmassa tapauksessa tuhoaa ne.

Mitä enemmän jakelukeskuksessa käytetään robotteja, sitä enemmän reittejä niiden on kuljettava, mikä tekee ohjauksen hallinnasta erittäin monimutkaista. Jos AGV:n akku tyhjenee, eikä latausasemaa ole lähellä, akku on vaihdettava manuaalisesti.

Tällainen suunnittelematon huoltotehtävä maksaa aikaa ja rahaa. Se lisää myös inhimillisten virheiden mahdollisuutta vaihdon aikana. On myös otettava huomioon, että automaattitrukki ei tänä aikana pysty suorittamaan työtehtäviään, mikä vähentää tuottavuutta ja kasvattaa muiden automaattitrukkien työtaakkaa.

Toinen ratkaistava asia on tämän perinteisen lataustavan poistuminen käytöstä, kun siirrytään autonomisiin AMR-robotteihin. Ne liikkuvat täysin itsenäisesti ja priorisoivat itse omat tärkeät tehtävänsä, jotka on suoritettava tietyn aikaikkunan sisällä. Tämän ratkaisemiseksi robotin on kyettävä ajoittamaan lataustoiminta työprosessiin mukautuvalla tavalla, mikä parantaa toiminnan tehokkuutta ja turvallisuutta.

Lataus langattomaksi

Langattomaan lataukseen siirtymisen etuna on, että se mahdollistaa sekvenssimuotoisen latauksen (kuva 1) ja lisäksi eliminoi perinteisten laturien kytkentä- ja irrotusvaiheessa syntyvät kipinät. Jaksoittain tapahtuva sekvenssilataus tarkoittaa akkujen varaamista työtehtävien aikana, mikä pidentää AMR-robotin akun käyttöaikaa ja kasvattaa kokonaistyöaikaa.

Liikkuvan robotin perinteisen latauksen ja sekvenssilatauksen vertailu.

Ajatus langattomasta tehonsiirrosta on tunnettu jo pitkään. Nikola Tesla ja muut pioneerit tekivät kokeita ja testasivat sähkömagneettisten aaltojen avulla tapahtuvaa langatonta tehonsiirtoa jo 1880-luvulla.

Langaton tehonsiirto voidaan periaatteessa jakaa säteilevään tyyppiin, jossa energiaa siirretään radioaaltojen (mikroaaltojen) tai laserin avulla ja säteilemättömään tyyppiin, jossa energiaa siirretään sähkö- tai magneettikentän avulla. Säteilymenetelmän etuna on, että sen avulla voidaan tehoa siirtää pitkiäkin matkoja, joskin ympäristön aiheuttama energiahäviö on suurta ja siksi menetelmä on melko tehoton. Vertailun vuoksi säteilemätön menetelmä pienentää energiahäviöitä mahdollisimman paljon ja tuottaa siten tehokkaamman siirron, mutta sen heikkoutena on siirtoetäisyyden rajallisuus.

Sähkömagneettista induktiomenetelmää on käytetty laajalti jo 1990-luvulta lähtien esimerkiksi akkukäyttöisten partakoneiden ja hammasharjojen langattomaan lataamiseen. Lisäksi nykyään on kaupallisesti saatavilla monenlaisia latausalustoja ja -telineitä, jotka hyödyntävät induktiomenetelmää älypuhelinten ja muiden mobiililaitteiden lataamiseen.

Toinen tärkeä menetelmä on magneettiresonanssi, joka on teollisuudessa saanut kasvavaa huomiota langattoman latauksen menetelmänä MIT:n (Massachusetts Institute of Technology) vuosina 2006 ja 2007 julkaisemien tutkimustulosten ansiosta.

Magneettiresonanssi avuksi

WPX1000 on TDK:n kehittämä kapasiteetiltaan keskitasoinen 1 kW-luokan langaton teholähdejärjestelmä (kuva 2), joka hyödyntää magneettiresonanssia siirtomenetelmänä. Tämä innovatiivinen tekniikka siirtää tehoa resonanssipiirien kautta, jotka on muodostettu sekä tehonsyötön että vastaanoton puolelle virittämään molemmat puolet resonoimaan samalla taajuudella.

Menetelmän avulla voidaan saavuttaa keloille ±30 mm sallittu siirtymäalue robotin kulkusuunnassa ja 20-40 mm etäisyys tehoa siirtävien kelojen välillä, mikä laajentaa tehonsiirtoaluetta. Järjestelmä kykenee myös reagoimaan kelojen mahdollisiin siirtymiin, ja se on optimaalinen sekvenssimuotoiseen lataukseen.

Langaton tehonsiirtojärjestelmä WPX1000 soveltuu AGV- ja AMR-tyyppisille automaattitrukeille.

Koska kelayksikön rakenne on suojattu pölyltä ja vedeltä (IP65) sekä tehonsyötön että vastaanoton puolella, tämä langaton latausjärjestelmä sopii käytettäväksi ankarissakin ympäristöoloissa sekä sisä- että ulkotiloissa. Lisäksi akun lataamisen optimoiva vakiojännite/vakiovirtaohjaus (CV-CC) mahdollistaa akun suoran latauksen, ja sarjaportin (RS-232) avulla latausjännitettä/virtaa voidaan säätää.

Vaihtoehtoinen lataustapa

Magneettiresonanssia hyödyntävän langattoman tehonsyöttöratkaisun lisäksi TDK on kehittänyt myös sähkömagneettisen induktiomenetelmän. Tätä tekniikkaa käytetään ensisijaisesti puettavassa elektroniikassa ja mobiililaitteissa. Yhtiö on kaupallistanut siihen perustuvia langattomia latausjärjestelmiä mobiililaitteille ja keskitehoisia järjestelmiä teollisuuslaitteisiin.

Erilaisia langattomia teholähderatkaisuja TDK:n tuotevalikoimasta.

TDK kehittää myös suuritehoisia tehonsyöttöjärjestelmiä sähköautoja/PHEV-ajoneuvoja varten (kuva 3). Laajan tuotevalikoiman ytimenä on ferriittiteknologia, joka on yhtiön koko tuotannon perusta. Ferriitti on tehonsyöttö- ja vastaanottokelojen ydinmateriaali, jonka ominaisuudet vaikuttavat merkittävästi langattoman latausjärjestelmän siirtotehokkuuteen.

MORE NEWS

Testaa Arduinon uutta tehokorttia ilmaiseksi

Arduinon uusi VENTUNO Q yhdistää Linuxin, tekoälykiihdytyksen ja erillisen mikro-ohjaimen reaaliaikaiseen ohjaukseen samalla kortilla. Nyt element14 etsii kehittäjiä testaamaan uutuutta. Valitut testaajat saavat sekä kortin että tarvittavat lisävarusteet ilmaiseksi.

Neliömillin piiri korvaa joukon komponentteja

Renesas on tuonut markkinoille vain hieman yli neliömillimetrin kokoisen konfiguroitavan sekasignaalipiirin. Uusi GreenPAK SLG46801 voi korvata useita erillisiä analogia-, ajoitus- ja logiikkakomponentteja esimerkiksi älysormuksissa, kelloissa ja muissa pienissä puettavissa laitteissa.

Audit ajavat itse junaan suomalaisella tekniikalla

Suomalainen Unikie on vienyt autonomisen ajamisen aivan uuteen ympäristöön. Yhtiön tekniikalla autot ajoivat ilman kuljettajaa junavaunuihin Audin Ingolstadtin tehtaalla Saksassa. Unikien mukaan kyseessä oli maailman ensimmäinen henkilöautojen automaattisen junalastauksen demonstraatio.

Donut Labin akku ei perustu litiumiin eikä natriumiin

Donut Labin kohuakun kemiaa on arvuuteltu siitä lähtien, kun yritys esitteli ihmeakkunsa tammikuussa Las Vegasin CES-messuilla. Yhtiö ei vieläkään paljasta, mihin sen akun kemia perustuu, mutta nyt se on vastannut ainakin kahteen yleiseen arvaukseen. Kyse ei näyttäisi olevan litium- eikä natriumakusta.

Hukkalämpö voi pian jäähdyttää prosessorin

Prosessorin tuottama hukkalämpö voisi tulevaisuudessa auttaa jäähdyttämään itse prosessoria. Karlsruhen teknillisen instituutin KIT:n ja japanilaisen Tsukuban yliopiston tutkijat ovat kehittäneet jäähdytysmenetelmän, jossa lämpö korvaa tavallisesti tarvittavan sähköisen toimilaitteen.

Auto kestää pidempään kuin sen 4G-yhteys

Tänään ostettu auto voi olla liikenteessä vielä pitkään sen jälkeen, kun sen käyttämä 4G-verkko on suljettu. Omdian mukaan LTE-verkkojen alasajo voi muodostua autoteollisuudelle paljon suuremmaksi ongelmaksi kuin aikaisemmat 2G- ja 3G-verkkojen sulkemiset.

Infineonin uusi mikro-ohjain varautuu kvanttiaikaan

Infineon on tuonut PSOC Control C3 -mikro-ohjainperheeseensä uuden Performance Line -sarjan, jossa nopea reaaliaikainen ohjaus yhdistyy kvanttiajan tietoturvaan. Piirit on suunnattu muun muassa tekoälypalvelimien teholähteisiin, sähköautojen lataukseen, aurinkosähköjärjestelmiin ja vaativaan moottorinohjaukseen.

Eurooppa sai oman supertietokoneiden prosessorin

Euroopan pitkään kehitetty oma supertietokoneprosessori on valmis ensimmäiseen todelliseen tehtäväänsä. SiPearl on toimittanut ensimmäiset Rhea1-prosessorit Bullille, joka alkaa integroida niitä Euroopan ensimmäiseen exascale-luokan supertietokoneeseen Jupiteriin.

Virtalähde muuttaa sähkökaapista koneen kylkeen

Omron tuo markkinoille S8NR-virtalähdesarjan, joka voidaan asentaa IP67-suojattuna suoraan koneeseen sähkökaapin ulkopuolelle. Samalla virtalähteeseen on tuotu diagnostiikkaa, jolla yksittäisten lähtöjen tilaa ja itse virtalähteen kuntoa voidaan seurata.

Tekoäly kokoaa työmaan kaaoksesta tilannekuvan

Rakennustyömaan olennainen tieto voi olla hajallaan projektipankissa, sähköpostissa, kokousmuistiossa, pikaviestiketjussa tai työnjohtajan muistivihossa. Suomalainen Adicio AI yrittää koota tästä tietomassasta yhteisen tilannekuvan ja päätellä samalla, mitä työmaalla pitäisi tehdä seuraavaksi.

VNA kutistui 470 gramman kenttämittariksi

Pico Technology on tuonut markkinoille kannettavan PicoVNA-R-vektoriverkkoanalysaattorin, joka painaa vain 470 grammaa ja toimii yhdellä USB-C-kaapelilla. 300 kilohertsistä 6 gigahertsiin ulottuva mittalaite on tarkoitettu erityisesti antennien, kaapelien ja passiivikomponenttien mittaamiseen suoraan niiden käyttöpaikalla.

Kamerasta tuli tekoälylasien ongelma

Tekoälylasien myynti kasvaa nyt hurjaa vauhtia, mutta samalla niiden ehkä näkyvimmästä ominaisuudesta on tulossa ongelma. Omdian mukaan tekoälylaseja toimitettiin vuoden ensimmäisellä puoliskolla 4,2 miljoonaa kappaletta, 127 prosenttia enemmän kuin vuotta aiemmin. Yksityisyyshuoli ajaa kuitenkin valmistajia jo kehittämään laseja kokonaan ilman kameraa.

Muistipula pakottaa maksamaan turhista gigatavuista

Sulautettu laite tarvitsee neljä gigatavua flash-muistia, mutta valmistaja ei enää löydä sopivaa 4 gigatavun eMMC-piiriä. Edessä voi olla siirtyminen selvästi suurempaan ja kalliimpaan komponenttiin – ja samalla maksaminen gigatavuista, joita laite ei koskaan tarvitse. Espoolainen Tuxera tarjoaa ongelmaan ohjelmistopohjaista ratkaisua.

Sähköauton laturista tuli uusi hyökkäysreitti sähköverkkoon

Sähköauton latausasema ei ole enää pelkkä pistorasia, vaan verkkoon, pilvipalveluihin ja maksujärjestelmiin kytketty tietokone. Tata Consultancy Servicesin mukaan puutteellisesti suojattu latausinfrastruktuuri voi muodostaa hyökkäysreitin, jonka vaikutukset ulottuvat yksittäisestä latauspisteestä aina sähköverkkoon asti.

Fujitsu haki Euroopan AI-keskuksen johtoon suomalaisen

Fujitsu perustaa Eurooppaan uuden tekoäly-yksikön vauhdittamaan AI:n käyttöä omassa organisaatiossaan. Europe Office of AI -yksikön johtoon nousee suomalainen Mikko Lampinen, joka aloittaa tehtävässä lokakuun alussa.

IGBT7 vie tehotiheyden uudelle tasolle

ETN - Technical articleSeitsemännen sukupolven IGBT-teknologia nostaa tehomoduulien suorituskykyä usealla rintamalla. IGBT7 pienentää häviöitä, kasvattaa virtakapasiteettia ja kestää ylikuormituksessa jopa 175 asteen liitoslämpötilan. Yhdessä matalainduktanssisten koteloiden kanssa tämä mahdollistaa aiempaa suuremman tehotiheyden, paremman hyötysuhteen ja pienemmät järjestelmäkustannukset.

GPU-palvelimet valtasivat yli puolet palvelinmarkkinasta

Tekoälybuumi paisuttaa maailman palvelinmarkkinoita ennätystahtia. IDC:n mukaan palvelimia myytiin vuoden toisella neljänneksellä 166,3 miljardilla dollarilla, peräti 52 prosenttia enemmän kuin vuotta aiemmin. GPU-kiihdytetyt palvelimet muodostavat nyt jo yli puolet koko markkinasta.

Operaattori tuo parhaan Wi-Fin Suomeen

Suomeen laajentunut ruotsalaisoperaattori Bahnhof on päässyt testaamaan ensimmäisten joukossa tulevaa Wi-Fi 8 -tekniikkaa. Esisarjalaitteilla tehdyssä testissä Wi-Fi 8 oli haastavissa olosuhteissa keskimäärin 54 prosenttia Wi-Fi 7:ää nopeampi. Ensimmäisiä Wi-Fi 8 -reitittimiä odotetaan markkinoille ensi vuoden alussa.

Unohda datalehdet! Kerro tekoälylle, mitä haluat suunnitella

Elektroniikkasuunnittelu on saamassa uuden lähtöpisteen. NXP:n verkkosivuilla suunnittelija voi nyt kertoa tekoälylle, millaisen laitteen haluaa rakentaa. Celusin tekniikka ehdottaa sen perusteella järjestelmäarkkitehtuurin ja sopivat NXP-komponentit ja vie suunnitelman aina kytkentäkaavioon asti.

Erillisverkot valjastaa 5G-verkon droonien havaitsemiseen

Erillisverkot on testannut Helsingissä tekniikkaa, jolla luvattomia drooneja voidaan havaita, paikantaa ja seurata 5G-verkon avulla. Vuosaaren satamassa tehdyssä kokeessa droonin ei tarvitse olla yhteydessä verkkoon tai lähettää omaa radiosignaaliaan tullakseen havaituksi.

Sep # puffbox mobox till tme native
2026  # mobox för megabox
Sep  # puffbox mobox till square
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

IGBT7 vie tehotiheyden uudelle tasolle

ETN - Technical articleSeitsemännen sukupolven IGBT-teknologia nostaa tehomoduulien suorituskykyä usealla rintamalla. IGBT7 pienentää häviöitä, kasvattaa virtakapasiteettia ja kestää ylikuormituksessa jopa 175 asteen liitoslämpötilan. Yhdessä matalainduktanssisten koteloiden kanssa tämä mahdollistaa aiempaa suuremman tehotiheyden, paremman hyötysuhteen ja pienemmät järjestelmäkustannukset.

Lue lisää...

OPINION

Googlen jätti-investointi: aika on kypsä uudelle ydinvoimalle

Googlen 13 miljardin euron investointi Suomeen on valtava uutinen. Vielä suurempi uutinen saattaa kuitenkin olla se, mitä investointi kertoo Suomen sähköntarpeesta. Tekoäly tarvitsee sähköä. Paljon sähköä, tasaisesti ja ympäri vuorokauden.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Testaa Arduinon uutta tehokorttia ilmaiseksi
  • Neliömillin piiri korvaa joukon komponentteja
  • Audit ajavat itse junaan suomalaisella tekniikalla
  • Donut Labin akku ei perustu litiumiin eikä natriumiin
  • Hukkalämpö voi pian jäähdyttää prosessorin

NEW PRODUCTS

  • Neliömillin piiri korvaa joukon komponentteja
  • Virtalähde muuttaa sähkökaapista koneen kylkeen
  • 140 watin USB-C-laturi yltää 96 prosentin hyötysuhteeseen
  • ST vähentää komponentteja kilowattiluokan teholähteistä
  • 80 wattia irti tulitikkuaskin kokoisesta teholähteestä
 
 

Section Tapet