Ethernet EMC en industriële voertuigen

Groot, zwaar en log... lastig, maar communiceren, dat doen ze toch!

De zelfstandig rijdende auto staat momenteel volop in de belangstelling en houdt een belofte in voor de toekomst, maar dat is niet het enige voertuig dat kans maakt om te worden geautomatiseerd. Industriële voertuigen en trucks lijken ook te gaan profiteren van de voordelen van een groeiende autonomie.

De zogenaamde industriële voertuigen, die worden gebruikt in de bouwnijverheid, landbouw en transport, vormen een unieke uitdaging voor de communicatietechnologie die nu in ontwikkeling is voor de gewone auto – de grootste uitdaging zit hem echter in de afmetingen. Of het nu om de lengte of om de enorme omvang gaat, de lengte van de communicatiekabel is veel langer dan het voertuig. Om het nog erger te maken betekent een langere kabel dat deze nog meer wordt blootgesteld aan omgevingsruis, hetgeen een nadelig effect heeft op de elektromagnetische verdraagzaamheid (electromagnetic compatibility; EMC).

Autonomie in industriële voertuigen
Veiligheid en doelmatigheid zijn de twee voordelen die voortvloeien uit de autonomie van grondverzetmachines. De veiligheid kan worden verbeterd door bijvoorbeeld het integreren van een visionsysteem met 360? real-time beeld rondom een bouwput, zodat er minder machine-naar-man-interactie nodig is. Het op afstand kunnen bedienen van industriële voertuigen is een ander veiligheidsaspect van automatisering. Een voorbeeld zou het implementeren van de controle op het zitten suffen van een bestuurder op een bouwplaats kunnen zijn. Door de bestuurder uit het voertuig te halen, wordt het risico op letsel van bestuurders voorkomen. Een andere maatregel om de doelmatigheid te vergroten, is het integreren van een zogenaamd Global Navigation Satellite System (GNSS) met graafpositiesensoren en coördinatensensoren die de taak van het grondverzet kunnen automatiseren, zodat de werkzaamheden sneller worden uitgevoerd.
Doelmatigheid is eveneens het doel van autonomie in de landbouw. Door het inzetten van camerasystemen die het stuur bedienen, wordt de hoeveelheid vernield gewas door de bandensporen beperkt. Bovendien kan de snelheid worden opgevoerd dankzij de nauwkeurigheid waarmee het voertuig kan worden gepositioneerd. Dit levert een hogere opbrengst van het gewas op en ook kunnen de werkzaamheden in een kortere tijd worden uitgevoerd.
Als laatste voorbeeld wordt hier de automatisering van semi trucks genoemd. In het afgelopen jaar is een volledig autonome truck getest bij het afleveren van een partij bier. Met de integratie van camera’s, Light Detection and Ranging (LIDAR) en andere sensoren was de truck in staat om geheel zelfstandig door diverse west-Amerikaanse staten te rijden die autonome voertuigen toestaan. Deze technologie kan op termijn zorgen voor een enorme brandstofbesparing, een grotere veiligheid op de weg en een doelmatiger gebruik van de transportvoertuigen.
Voor het implementeren van deze voordelen met betrekking tot veiligheid en doelmatigheid is er communicatie nodig door het hele voertuig over zeer lange kabels. Laten we eens kijken naar de technologieën die het meest worden toegepast binnen de automatisering en hun compatibiliteit met deze zware industriële voertuigen.

Communicatietechnologieën
Om de verschillende video-, audio-, sensor- en telematicasubsystemen van autonome voertuigen met elkaar te verbinden, wordt er momenteel nagedacht over diverse alternatieven; CAN, CAN-FD, LVDS, MOST en Ethernet zijn het meest prominent. Zoals opgemerkt moet het bekabelingsbereik van elke technologie en de daarbij behorende bandbreedte in ogenschouw worden genomen door de enorme afmetingen van deze voertuigen. Tabel 1 geeft een indruk van de datasnelheid van de communicatietechnologieën ten opzichte van de transmissielengte bij hun hoogste bandbreedte.

>>Lees hier het complete artikel.     

Voor meer informatie klik hier

Bronnen:

• http://www.forconstructionpros.com/equipment/earthmoving/excavators/product/12075529/volvo-construction-equipment-volvo-ew160e-ew180e-wheeled-excavators
• https://www.youtube.com/watch?v=yAsi7m3X8pI
• http://www.cat.com/en_US/by-industry/mining/surface-mining/surface-technology/command/command-for-dozing.html
• http://www.komatsuamerica.com/innovation/intelligent-machine-control
• https://www.deere.com/en_US/products/equipment/ag_management_solutions/guidance/guidance.page
• https://www.forbes.com/sites/alanohnsman/2016/10/25/this-buds-for-the-robot-otto-anheuser-busch-claim-first-automated-truck-shipment/#5c122c845615
• http://blog.streamingmedia.com/2015/01/4k-streaming-bandwidth-problem.html

Bronnen bij tabel 1:

• https://en.wikipedia.org/wiki/CAN_bus
• http://www.copleycontrols.com/Motion/pdf/CAN-Bus.pdf
• https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/1856
• http://www.ieee802.org/3/1TPCESG/public/BroadR_Reach_Automotive_Spec_V3.2.pdf

Bulkstroominjectie (BCI):

• http://www.cvel.clemson.edu/workshop/pdf/AutoEMC-Workshop-Steffka.pdf
• http://www.rapidtables.com/convert/power/Watt_to_dBm.htm