Cliente: Mercedes-Benz (Daimler).
Ubicación: Abrera, Barcelona, España
Sector: Automoción
Aplicación: Embedded + IIoT
El cliente, Mercedes-Benz, disponía de 75 unidades de AGV (Automated Guided Vehicle) con un sistema de control antiguo y obsoleto. Engapplic ha diseñado un sistema embedded utilizando el Arduino Pro como CPU central del sistema que cumple los requerimientos de los clientes y añadiendo funcionalidades IIoT al sistema.
El caso ha sido publicado como caso de éxito también para la empresa Arduino.
Análisis en profundidad:
Situación inicial:
El cliente disponía de unos carros AGVs con un sistema de control totalmente obsoleto y con grandes problemas a la hora de encontrar recambios.
Los retos a enfrentar por parte del sistema eran:
- Capaz de arrancar en menos de 1 segundos.
- Fácil de programar.
- Preparado par IIoT y sistemas tracking.
- Capaz de aguantar las vibraciones provocadas por el carro.
- Fácil y económico de reparar.
- Fácil de diagnosticar.
- Capacidad de ampliación.
- Rango de alimentación de 10 a 28Vdc.
Solución propuesta:
Engapplic propuso una solución embedded mixta. En este caso concreto, formada por una parte de hardware de catálogo, el Arduino Pro Portenta H7, que actúa como CPU del sistema, junto con un conjunto de placa diseñadas de una forma estratégica en formato shields.
La CPU:
Por una parte, la CPU, el Arduino Pro Portenta H7, permite cumplir requisitos tales como arranque en menos de 1 segundo, bajo consumo energético, preparado para sistemas de conectividad de Industria 4.0 tales como IIoT para posteriormente subir los datos al Cloud, y poder ampliar el sistema con facilidad en el futuro, gracias a los módulos de comunicación que ya incluye este hardware.
Placa interconexión y shields:
Para la parte de conexionado de los sistemas y control, tales como motores, sensores, reguladores de tensión, se ha optado por un sistema que permitía un sistema muy modular y flexible. Se ha optado por hacer una placa de Interconexión, con unos conectores especiales para sistemas móviles, y un seguido de “shields”, donde cada shield realiza una función muy específica en el sistema:
- Placa Interconexión: Conecta el microprocesador junto con todas los shields, así como unificar sistemas de alimentación.
- Shield Alimentación: Este shield es el encargado de regular la tensión de batería y aislar galvánicamente mediante fuentes de alimentación conmutadas y con sus debidas protecciones.
- Shield Motores: Shield encargado de dar potencia a los motores, es decir, actúa de driver de los motores.
- Shield de I/O: Shield encargado de recopilar señales de entrada y salida del sistema, tales como botones y sensores. También protege a la CPU aislando mediante optoacopladores dichas señales.
Resultado:
Se ha obtenido un sistema que cumple las especificaciones del cliente:
- Sistema modular, basado en shields, capaz de ser reparado de forma parcial, al poder sustituir los shields de forma individual, sin necesidad de cambiar todo el sistema.
- Sistema con capacidades de ampliación, al poder ampliar vía comunicaciones los sistema existentes, o mejorar la funcionalidad de alguno de los shields sin necesidad de cambiar todo el sistema.
- Con capacidades industriales, gracias a conectores especiales preparados para vibraciones, así como un rango de alimentación de 10 a 28V.
- Gracias al Arduino Pro, un tiempo de arranque inferior a 1 segundo, manteniendo un consumo de batería en stand-by muy reducido.
- Sistema de leds de diagnóstico a medida para el cliente, donde con facilidad puede ver las señales que considera más críticas para su sistema, junto con un sistema capaz de conectar con el cloud mediante IIoT (Industrial Internet of Things).
El Case Study también ha sido publicado por Arduino como caso de éxito en su página web. Ver Case Study en Arduino.