ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

ETNtv

 
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

logotypen

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

Tässä alkuvuoden luetuimmat uutiset

Vuoden 2025 ensimmäiset kuukaudet ovat tuoneet esiin selkeitä teknologian ja arjen muutostrendejä, jotka kiinnostavat suomalaisia lukijoita. Turvallisuus, energiatehokkuus, älylaitteiden käyttö ja tulevaisuuden laiteratkaisut ovat nousseet voimakkaasti esiin sekä yksilön että yhteiskunnan tasolla. Kuluttajat haluavat nyt ymmärtää laitteidensa riskit, hyödyntää teknologian koko potentiaalia – ja tehdä entistä järkevämpiä valintoja arjessaan.

Luetuimmat: GPMI uhkaa HDMI:n asemaa

Kiinassa on esitelty uusi monikäyttöinen kaapelistandardi, joka saattaa horjuttaa HDMI:n, DisplayPortin ja Thunderboltin asemaa. Yli 50 kiinalaisen teknologiajätin muodostama Shenzhen 8K UHD Video Industry Cooperation Alliance on kehittänyt General Purpose Media Interface -standardin (GPMI), jonka tekniset ominaisuudet tekevät siitä varteenotettavan kilpailijan nykypäivän yleisimmille liitännöille.

Luetuimmat: Näin sähköauton akun elinikä kasvaa 19-kertaiseksi

Korelaisten POSTECHin (Pohang University of Science and Technology) ja Sungkyunkwanin yliopiston tutkijat ovat löytäneet uuden tavan pidentää sähköautojen litiumioniakkujen käyttöikää jopa 19-kertaiseksi – ilman uusia materiaaleja tai teknologioita. Ratkaisu on yksinkertainen: siinä pitää välttää akun täydellistä tyhjentämistä.

Luetuimmat: Tämän takia litium-nikkeliakut hajoavat

Dallasin Texasin yliopiston (UTD) tutkijat ovat löytäneet syyn, miksi litium-nikkelioksidi (LiNiO₂) -akut menettävät kestävyyttään ja rappeutuvat toistuvien lataussyklien aikana. Löydös voi avata tietä pitkäikäisemmille ja tehokkaammille akuille, jotka voisivat parantaa esimerkiksi sähköautojen ja älylaitteiden suorituskykyä.

Luetuimmat: Pian aurinkopaneeli tulee pakolliseksi

EU:n uusi rakennusten energiatehokkuusdirektiivi (EPBD) on nyt virallisesti hyväksytty ja aikataulutettu. Sen mukaan 31. joulukuuta 2029 jälkeen rakennusluvan saaneissa uusissa asuinrakennuksissa – mukaan lukien omakotitalot – on oltava soveltuvat aurinkoenergiajärjestelmät.

Luetuimmat: Bluetooth kannattaa aina sammuttaa älypuhelimesta

Bluetooth-yhteys on monelle arkipäiväinen apuväline langattomissa kuulokkeissa, kaiuttimissa tai paikannuslaitteissa. Harva kuitenkaan muistaa, että tämä näennäisesti harmiton toiminto voi kuluttaa akkua ja muodostaa merkittävän tietoturvariskin – erityisesti silloin, kun se on päällä turhaan.

Sudo vaihtuu Ubuntussa

Ubuntun takana oleva Canonical on ilmoittanut, että tulevassa Ubuntu 25.10 -versiossa perinteinen sudo korvataan uudella versiolla nimeltä sudo-rs. Tämä uusi komento on kirjoitettu Rust-ohjelmointikielellä ja se toimii lähes identtisesti vanhan sudon kanssa, mutta sen sisäinen toteutus on turvallisempi ja modernimpi.

Pian tietokoneesi tietää, oletko paikalla

STMicroelectronics on esitellyt uudenlaisen Human Presence Detection (HPD) -ratkaisun, joka yhdistää lentoaikaa mittaavia ToF- eli Time-of-Flight-antureita ja tekoälyä parantaakseen kannettavien tietokoneiden käyttökokemusta, akunkestoa ja turvallisuutta. Ratkaisu ei vaadi kameroita tai kuvien tallennusta.

WithSecure: telemetriatiedot tunnistavat 0-päiväuhkat tehokkaammin

Kyberturvallisuusyhtiö WithSecure on kehittänyt uuden, ennakoivan tavan tunnistaa nollapäivähaavoittuvuuksia hyödyntämällä päätelaitteiden käyttäytymistelemetriaa. Yrityksen mukaan kyseessä on merkittävä läpimurto, joka siirtää haavoittuvuuksien tunnistamisen reaktiivisesta mallista kohti ennakoivaa analytiikkaa – jopa ennen kuin haavoittuvuus on yleisesti tiedossa tai hyväksikäytetty.

Pian se vihdoin tapahtuu: Windows 11 nousee suosituimmaksi

Windows 11 on ennennäkemättömässä nousukiidossa. Vielä toukokuussa Windows 10 hallitsi selvästi maailmanlaajuista käyttöjärjestelmämarkkinaa, mutta tuoreimmat tilastot kertovat selkeästä käänteestä: Windows 11 on ohittamassa edeltäjänsä – mahdollisesti jo kesäkuun aikana.

Suunnittele RISC-V-piiri muutamassa minuutissa

Piirisuunnittelu, joka perinteisesti vie kuukausia ja vaatii monen hengen asiantuntijatiimin, voi nyt onnistua minuuteissa yksittäiseltä suunnittelijalta. Intialainen startup InCore Semiconductors on esitellyt SoC Generator -alustan, joka automatisoi järjestelmä- eli SoC- piirien suunnittelun ennennäkemättömällä tavalla.

Rakettitiede lentää onnistuneilla rekrytoinneilla

Helsinkiläinen ohjelmistokehitykseen erikoistunut IT-yhtiö Rakettitiede jatkoi kannattavaa kasvuaan viime vuonna. - Olemme onnistuneet rekrytoimaan kokeneita osaajia ja tarjoamaan heille juuri oikeanlaisia toimeksiantoja, sanoo toimitusjohtaja Juha Huttunen.

Maailman ensimmäinen lisälaitesovitin, joka säilyttää IP65-luokituksen

Sotilaskäytössä kentällä tarvitaan IP65-luokitusta – eli täyttä suojaa pölyä ja roiskevettä vastaan – jotta laitteet kestävät vaativissa ja vaihtelevissa olosuhteissa. Mutta entä jos laitteeseen täytyy liittää lisälaitteita, kuten radiot, LAN-verkot tai muut kenttävarusteet? Usein suojaus menetetään heti, kun portit avataan. Panasonic on ratkaissut tämän ongelman esittelemällä maailman ensimmäisen lisälaitesovittimen, joka säilyttää IP65-luokituksen myös käytön aikana.

Tekoälyn aikakaudella mikro-ohjain pitää ajatella uusiksi

ETN - Technical articleTekoälyä tuodaan nyt vauhdilla mikro-ohjaimiin. Ajan myötä kaikista päätelaitteiden ML-sovelluksiin tarkoitetuista mikro-ohjaimista tulee hybridilaitteita, joissa yhdistyvät CPU ja NPU. Tämä kehitys on väistämätöntä.

Suomalainen startup Ovido kesyttää tuotetiedon tekoälyn avulla

Helsinkiläinen teknologiayritys Ovido haluaa mullistaa tavan, jolla tuotetietoa hallitaan kansainvälisissä toimitusketjuissa. Yritys kehittää tekoälypohjaista SaaS-alustaa, joka auttaa valmistajia vastaamaan kiristyviin sääntelyvaatimuksiin, kertovat toimitusjohtaja Suvi Haimi ja toinen perustaja Antti Toponen.

VTT kehitti maatuvan aurinkokennon maatalouteen

VTT on kehittänyt maailman ensimmäisten joukossa täysin biohajoavan aurinkokennomoduulin, joka voidaan kiinnittää suoraan viljelykasvin lehteen tai varteen. Maatuvan kennon avulla maatalouteen voidaan tuoda uutta mittauselektroniikkaa ilman huolta jätteistä tai ympäristöhaitoista.

Uusi GaN-transistori voi mullistaa 6G-verkkojen radiotaajuuspiirit

Bristolin yliopiston ja Northrop Grummanin tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen galliumnitridiin (GaN) perustuvan transistoriarkkitehtuurin, joka voi merkittävästi parantaa tulevien 6G-verkkojen nopeutta, tehokkuutta ja signaalinlaatua. Löydös julkaistiin Nature Electronics -lehdessä.

OnePlussan Nord-sarja ottaa harppauksen lippulaivojen suuntaan

OnePlus valmistautuu isoon kesälanseeraukseen, kun se julkistaa 8. heinäkuuta viisi uutta laitetta, ajoitetusti keskelle lomakautta. Tuotteisiin kuuluvat uudet puhelinmallit OnePlus Nord 5 ja Nord CE 5, langattomat kuulokkeet Buds 4, älykello Watch 3 (43 mm) sekä edullinen tablettiuutuus OnePlus Pad Lite.

Lopulta tekoäly lopettaa koodaamisen

AWS:n Principal Developer Advocate Gunnar Grosch esitti AWS Summit Stockholm 2025 -tapahtumassa rohkean näkemyksen ohjelmistokehityksen tulevaisuudesta. - Lopulta tekoäly lopettaa koodaamisen. Hänen mukaansa kehittäjien rooli on jo nyt siirtymässä koodin kirjoittajista kohti koodintarkastajaa – asiantuntijaa, joka ohjaa, tarkistaa ja optimoi tekoälyn tuottamaa koodia.

Mullistava muunninpiiri nostaa datansiirron nopeuden kolminkertaiseksi

Belgialainen mikroelektroniikan tutkimuskeskus IMEC on esitellyt digitaalista datansiirtoa mullistavan uutuuden. 150 giganäytetty sekunnissa näytteistävä DA-muunnin 300 gigabitin tiedonsiirtoon sekunnissa yhdellä kaistalla. Tämä on merkittävä harppaus verrattuna nykyisiin markkinoilla oleviin PAM-4-pohjaisiin ratkaisuihin.

ETNdigi 1/2025 is out
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Tekoälyn aikakaudella mikro-ohjain pitää ajatella uusiksi

ETN - Technical articleTekoälyä tuodaan nyt vauhdilla mikro-ohjaimiin. Ajan myötä kaikista päätelaitteiden ML-sovelluksiin tarkoitetuista mikro-ohjaimista tulee hybridilaitteita, joissa yhdistyvät CPU ja NPU. Tämä kehitys on väistämätöntä.

Lue lisää...

OPINION

Onko tekoäly nyt uusin uhka tietoturvalle?

Tekoäly on tullut jäädäkseen – siitä ei ole epäilystäkään. Mutta mitä tapahtuu, kun siitä tulee myös kyberturvallisuuden suurin uhka?

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Tässä alkuvuoden luetuimmat uutiset
  • Luetuimmat: GPMI uhkaa HDMI:n asemaa
  • Luetuimmat: Näin sähköauton akun elinikä kasvaa 19-kertaiseksi
  • Luetuimmat: Tämän takia litium-nikkeliakut hajoavat
  • Luetuimmat: Pian aurinkopaneeli tulee pakolliseksi

NEW PRODUCTS

  • Maailman ensimmäinen lisälaitesovitin, joka säilyttää IP65-luokituksen
  • Uudenlainen termistori on iso askel sähköautoille
  • 10 wattia sokeripalan kokoisesta teholähteestä raiteille
  • Bluetoothin uudet ominaisuudet käyttöön pienellä USB-tikulla
  • Yksi piiri pidentää langattoman laitteen käyttöaikaa
 
 

Section Tapet