Allegro MicroSystems, Inc., un fornitore leader a livello mondiale di soluzioni per il Motion Control e sistemi energeticamente efficienti, amplia il proprio portfolio robotico con sensori di posizione precisi e soluzioni per architetture di alimentazione a 48 V. In questo modo, Allegro supporta lo sviluppo di robot umanoidi e affronta requisiti hardware chiave dell'AI fisica: alta densità di coppia, gestione termica efficiente e sicurezza funzionale nella collaborazione tra uomo e robot.
Le principali novità in sintesi:
• Gestione dell'alimentazione integrata a 48 V: Il Power Management IC (PMIC) A81481 riduce l'ingombro e i costi hardware del sistema complessivo del 50% e consente ai produttori di robotica un'introduzione più rapida sul mercato.
• Rilevamento preciso della posizione in giunti ad alta coppia: I sensori di posizione induttivi A17802 e A17803 sono insensibili ai campi magnetici di disturbo e tollerano le fluttuazioni dello spazio meccanico. Non è necessaria una schermatura aggiuntiva.
• Precisione per giunti piccoli e movimenti di precisione: Il sensore angolare CT310 XtremeSense™ TMR e il sensore angolare a effetto Hall A33023 raggiungono una precisione di misurazione nell'ordine dei subgradi. Come soluzioni a semiconduttore, possono sostituire risolutori avvolti voluminosi ed encoder ottici.
“Il controllo preciso del movimento, la sensoristica accurata e la gestione dell'alimentazione efficiente sono prerequisiti fondamentali per compiti di presa e manipolazione complessi nella robotica”, afferma Harpal J. S. Mandaher, CEO e cofondatore di Sarcomere Dynamics Inc. “Siamo entusiasti della collaborazione con Allegro, in cui integreremo i controller di movimento, i sensori e i Power IC avanzati dell'azienda nel nostro gripper Scorpion. La collaborazione sarà estesa anche alla nostra prossima generazione ARTUS Dex - una mano robotica con 24 gradi di libertà (Degrees of Freedom, DoF), che offre capacità di presa quasi simili a quelle umane per applicazioni di AI fisica complesse.”
PMIC integrato a 48 V semplifica l'alimentazione dei robot umanoidi
I robot umanoidi si basano sempre più su architetture a 48 V per ridurre il peso del cablaggio e le perdite ohmiche. Allo stesso tempo, gli sviluppatori devono convertire in modo sicuro la tensione più alta negli spazi ristretti alle tensioni di alimentazione necessarie.
Qui Allegro interviene con l'A81481, sfruttando la sua esperienza decennale nell'ingegneria automobilistica. Il PMIC a 48 V, sviluppato per applicazioni robotiche critiche per la sicurezza, integra l'alimentazione e le funzioni di controllo rilevanti per la sicurezza su un unico chip. Funziona direttamente sul bus a 48 V, eliminando la necessità di regolatori esterni.
L'A81481 unisce due convertitori step-down (Buck), cinque uscite Low-Dropout (LDO) e funzioni di diagnosi di sicurezza compatibili con ASIL-D, inclusa un'architettura di watchdog tripla, in un compatto involucro di 6 × 6 mm.
Questo componente è adatto per alimentare gruppi di sensori decentralizzati. Allo stesso tempo, semplifica il layout della scheda e riduce l'ingombro del sistema complessivo e i costi della distinta base (BOM) di circa il 50%.
Sensoristica di posizione con precisione subgrado per movimenti fluidi e naturali
Nei giunti ad alta coppia, ad esempio spalle, anche e ginocchia, dati di posizione precisi sono un prerequisito fondamentale per il controllo affidabile del motore.
I sensori di posizione induttivi A17802 e A17803 consentono una rilevazione precisa e affidabile della posizione anche in condizioni operative difficili. L'A17803 è inoltre disponibile in un involucro QFN particolarmente compatto.
Entrambi i sensori compensano le fluttuazioni dello spazio meccanico tramite compensazione integrata e avanzati metodi di filtraggio. Grazie alla loro insensibilità ai campi magnetici di disturbo, non necessitano di una schermatura aggiuntiva complessa.
Per mani e dita robotiche con spazio di installazione particolarmente limitato, Allegro offre il sensore angolare CT310 XtremeSense™ TMR e il sensore angolare a effetto Hall A33023. Entrentechnologie sono più resistenti a contaminazione, urti meccanici e errori di rotondità che possono compromettere la precisione degli encoder convenzionali.
Il CT310 raggiunge una precisione di misurazione nell'ordine dei subgradi in un involucro DFN di soli 2 × 2 mm. L'A33023 si distingue per la bassa latenza, l'insensibilità ai campi magnetici di disturbo e varie opzioni di uscita digitale. Pertanto, è adatto per applicazioni con elevate esigenze di funzionalità diagnostica e supporto della sicurezza funzionale.
“Nei robot industriali stazionari, il peso e l'ingombro sono meno critici. Cavi spessi, grandi attuatori esterni e raffreddamento a liquido possono essere impiegati senza problemi”, afferma Andreas Friedrich, Senior Director of Technology & Strategy di Allegro MicroSystems. “Nei robot umanoidi autonomi con più di 30 gradi di libertà, ogni grammo e ogni millimetro contano. Con la combinazione di gestione dell'alimentazione a 48 V continua, driver di motore e gate robusti e sensori induttivi ad alta immunità ai disturbi e sensori TMR compatti, offriamo agli sviluppatori componenti integrati progettati per i requisiti di sicurezza. Questi aiutano a massimizzare la coppia, gestire tolleranze meccaniche strette e consentire movimenti fluidi.”
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