Allegro MicroSystems, Inc. , ein weltweit führender Anbieter von Lösungen für Motion Control und energieeffiziente Systeme, erweitert sein Robotikportfolio um präzise Positionssensoren und Lösungen für 48-V-Stromversorgungsarchitekturen. Damit unterstützt Allegro die Entwicklung humanoider Roboter und adressiert zentrale Hardwareanforderungen der Physical AI: hohe Drehmomentdichte, effizientes Thermomanagement und funktionale Sicherheit bei der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter.
Die wichtigsten Neuerungen im Überblick:
• Integriertes 48-V-Powermanagement: Der Power-Management-IC (PMIC) A81481 reduziert den Platzbedarf und die Hardwarekosten des Gesamtsystems um 50 % und ermöglicht Robotikherstellern eine schnellere Markteinführung.
• Präzise Positionserfassung in Gelenken mit hohem Drehmoment: Die induktiven Positionssensoren A17802 und A17803 sind unempfindlich gegenüber magnetischen Störfeldern und tolerieren Schwankungen des mechanischen Luftspalts. Eine zusätzliche Abschirmung ist nicht erforderlich.
• Präzision für kleine Gelenke und feinmotorische Bewegungen: Der CT310 XtremeSense™ TMR-Winkelsensor und der Hall-Effekt-Winkelsensor A33023 erreichen eine Messgenauigkeit im Subgradbereich. Als Halbleiterlösungen können sie voluminöse gewickelte Resolver und optische Encoder ersetzen.
„Präzise Bewegungssteuerung, genaue Sensorik und effizientes Powermanagement sind entscheidende Voraussetzungen für anspruchsvolle Greif- und Handhabungsaufgaben in der Robotik“, erklärt Harpal J. S. Mandaher, CEO und Mitgründer von Sarcomere Dynamics Inc. „Wir freuen uns über die Zusammenarbeit mit Allegro, bei der wir die fortschrittlichen Motion-Controller, Sensoren und Power-ICs des Unternehmens in unseren Scorpion-Greifer integrieren. Die Zusammenarbeit soll auch auf unsere nächste Generation ARTUS Dex ausgeweitet werden – eine Roboterhand mit 24 Freiheitsgraden (Degrees of Freedom, DoF), die für anspruchsvolle Physical-AI-Anwendungen nahezu menschenähnliche Greiffähigkeiten bietet.“
Integrierter 48-V-PMIC vereinfacht die Stromversorgung humanoider Roboter
Humanoide Roboter setzen zunehmend auf 48-V-Architekturen, um das Gewicht der Verkabelung und ohmsche Verluste zu reduzieren. Gleichzeitig müssen Entwickler die höhere Spannung auf engem Raum sicher auf die benötigten Versorgungsspannungen herunterwandeln.
Hier setzt Allegro mit dem A81481 an und nutzt dabei seine jahrzehntelange Erfahrung aus der Automobiltechnik. Der für sicherheitskritische Robotikanwendungen entwickelte 48-V-PMIC integriert die Stromversorgung und sicherheitsrelevante Regelungsfunktionen auf einem einzigen Chip. Er arbeitet direkt am 48-V-Bus, sodass externe Vorregler entfallen.
Der A81481 vereint zwei Abwärtswandler (Buck-Regler), fünf Low-Dropout-Ausgänge (LDO) und ASIL-D-fähige Sicherheitsdiagnosefunktionen einschließlich einer dreifachen Watchdog-Architektur in einem kompakten 6 × 6 mm großen Gehäuse.
Damit eignet sich der Baustein zur Versorgung dezentraler Sensorgruppen. Zugleich vereinfacht er das Leiterplattenlayout und reduziert den Platzbedarf des Gesamtsystems sowie die Stücklistenkosten (BOM) um rund 50 %.
Positionssensorik mit Subgrad-Genauigkeit für flüssige, natürliche Bewegungen
In Gelenken mit hohem Drehmoment, beispielsweise an Schultern, Hüften und Knien, sind präzise Positionsdaten eine wesentliche Voraussetzung für die zuverlässige Motorregelung.
Die induktiven Positionssensoren A17802 und A17803 ermöglichen eine genaue und zuverlässige Positionserfassung auch unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen. Der A17803 ist zusätzlich in einem besonders kompakten QFN-Gehäuse erhältlich.
Beide Sensoren gleichen Schwankungen des mechanischen Luftspalts durch integrierte Kompensation und fortschrittliche Filterverfahren aus. Dank ihrer Unempfindlichkeit gegenüber magnetischen Störfeldern benötigen sie keine aufwendige zusätzliche Abschirmung.
Für Roboterhände und -finger mit besonders begrenztem Bauraum bietet Allegro den CT310 XtremeSense™ TMR-Winkelsensor und den Hall-Effekt-Winkelsensor A33023. Beide Technologien sind widerstandsfähiger gegenüber Verschmutzung, mechanischen Stößen und Rundlauffehlern, die die Genauigkeit herkömmlicher Encoder beeinträchtigen können.
Der CT310 erreicht eine Messgenauigkeit im Subgradbereich in einem nur 2 × 2 mm großen DFN-Gehäuse. Der A33023 zeichnet sich durch geringe Latenz, Unempfindlichkeit gegenüber magnetischen Störfeldern und verschiedene digitale Ausgangsoptionen aus. Damit eignet er sich für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Diagnosefunktionen und die Unterstützung funktionaler Sicherheit.
„Bei stationären Industrierobotern sind Gewicht und Bauraum weniger kritisch. Dicke Kabel, große externe Antriebe und Flüssigkeitskühlung lassen sich dort vergleichsweise problemlos einsetzen“, erklärt Andreas Friedrich, Senior Director of Technology & Strategy bei Allegro MicroSystems. „Bei autonomen humanoiden Robotern mit mehr als 30 Freiheitsgraden zählt dagegen jedes Gramm und jeder Millimeter. Mit der Kombination aus durchgängigem 48-V-Powermanagement, robusten Motor- und Gate-Treibern sowie induktiven Sensoren mit hoher Störfeldfestigkeit und kompakten TMR-Sensoren bieten wir Entwicklern integrierte, auf Sicherheitsanforderungen ausgelegte Bausteine. Sie helfen dabei, das Drehmoment zu maximieren, enge mechanische Toleranzen zu beherrschen und flüssige Bewegungen zu ermöglichen.“
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