Hardware für kommerzielle Roboter-Rover im Baugewerbe

PCB kontrolliert Stromversorgung und Batteriesicherheit der Roboter

Rugged Robotics ist ein Start-up-Unternehmen im Bereich der Bautechnologie, das auf Robotik und Automatisierung setzt.Das Unternehmen erstellte einen Roboter-Prototyp, der Baustellen nach schematischen Zeichnungen markiert. Der Prototyp basierte auf teuren Standardmodulen. Um die Kosten zu senken und die Leistung zu verbessern, benötigte Rugged Robotics eine spezielle Leiterplatte, die diese Module ersetzt.

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

Hardware-for-Commercial-Construction-Robot-Rovers

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

Nachdem wir den Roboter in der Praxis getestet hatten, nahmen wir eine Optimierung von zwei weiteren Funktionen vor:

Der Kunde bat um ein Upgrade des Navigationssystems. Unsere Verbesserungen ermöglichten es dem Roboter, den gewünschten Ort mit höherer Genauigkeit zu erreichen.
Wir beschlossen, das Energiemanagementsystem zu optimieren. Unsere Ingenieure senkten die LED-Stromversorgung von 20 Volt auf 5 Volt. Dadurch konnten wir Überlastung, Überhitzung und die Gefahr eines Kurzschlusses ausschließen.

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.

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Ergebnisse

Günstiges PCB mit mehr Funktionen

Wir haben das Projekt frist- und budgetgerecht abgeschlossen. Einer der von uns gebauten Mikrochips kostet ⅕ des Preises des ursprünglichen Moduls des Kunden, bietet aber mehr Funktionen.