Hardware für kommerzielle Roboter-Rover im Baugewerbe

PCB kontrolliert Stromversorgung und Batteriesicherheit der Roboter

  • C
  • C++
  • Arduino framework
Lösung Eine maßgeschneiderte Leiterplatte
Branche Baugewerbe
Kooperationsmodell T&M
Methode Kanban
Team
  • Schaltplan-Entwickler
  • PCB-Designer
  • Firmware-Entwickler
  • Tech Lead
  • Projektleiter
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Kunde

Case-Highlights

  • Messung des Strom- und Spannungsverbrauchs der Platinen und Motoren
  • Kontrolle der Batteriesicherheit
  • Überwachung und Verwaltung von Daten über eine USB-Schnittstelle

Problem

Der Kunde erstellte einen Roboter-Prototyp, der mit acht Batterien betrieben wird. Das Gerät hatte Leistungsprobleme im Stromversorgungssystem. Dies verhinderte die Markteinführung des Geräts. Der Kunde wandte sich an Softeq, um den Schaltplan des Systems zu ändern und den Leistungsschalter mit zusätzlichen Schaltkreisen zu versehen. Die neue Lösung sollte die Stromversorgung des Roboters verwalten, Ströme und Spannungen der Platinen überwachen und die Batteriesicherheit kontrollieren.

Lösung

Batteriemanagementsystem (BMS)

Softeq entwickelte ein kundenspezifisches BMS. Es ersetzt das ineffiziente Stromversorgungssystem und sorgt für Konsistenz der Konnektoren.

Optimierung der Komponenten

Wir ersetzten den Standardcontroller durch unseren speziell angefertigten Mikrochip, um die externen Batterien anzuschließen/abzuschalten und die durch die Platine fließenden Spannungen und Ströme zu messen.

Testen der Komponenten

In der Phase der Komponentenauswahl simulierten wir den Betrieb von PCB mittels spezieller Software und stellten fest, dass das Leistungsdiagramm der Leiterplatte den technischen Anforderungen nicht entspricht. Um dieses Problem zu beheben, ersetzten wir einen der entscheidenden Mikroschaltkreise der Platine. Dadurch konnte das Gerät ohne weitere Upgrades ordnungsgemäß funktionieren.

Funktionalität der Leiterplatte

Die von Softeq entwickelte Leiterplatte misst die Spannung aller acht Batterien (2s4p-Pack) separat in Echtzeit und den von jeder einzelnen Batterie verbrauchten Strom. Werden die vorgegebenen Grenzwerte überschritten, wird die Batterie vom Bus getrennt. Das PCB unterbricht auch die Stromversorgung der Batterie, sobald sie einen kritischen Entladungsgrad erreicht. 

Das PCB bietet:

  • Spannungsmessung auf der Bus- und 2s-Ebene
  • Stromversorgung für jeden Stromrichter
  • Fernsteuerung der 24V-Versorgung (ein/aus)
  • Leistungsschalterverbindung über ein Relais auf der Busebene
  • Datenüberwachung und -verwaltung über eine USB-Schnittstelle

Die Platine wurde von unserem Partner in China hergestellt.

Ergebnisse

Günstiges PCB mit mehr Funktionen

Wir realisierten das Projekt frist- und budgetgerecht. Einer der gebauten Mikrochips ist fünfmal günstiger als das ursprüngliche Modul des Kunden, jedoch ermöglicht er noch mehr Funktionen.