Autonome Bodenfahrzeuge (AGVs)

Autonomous unmanned tractor with plow working on the field

Der Einsatz von AGVs/UGVs nimmt rasant zu, da mehrere Branchen repetitive, arbeitsintensive und gefährliche Aufgaben ersetzen, um die Effizienz, Produktivität und Sicherheit zu verbessern. Diese komplexen Systeme arbeiten oft in rauen Umgebungen und erfordern robuste Timing-Komponenten, die die Anforderungen an Größe, EMI, Phasenrauschen und Stabilität erfüllen müssen. SiTime MEMS-Taktungslösungen bieten auch unter schwierigen Bedingungen die erforderliche Leistung und Zuverlässigkeit.

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Vorteile des SiTime MEMS-Timings

Vollständiger MEMS-Uhrenbaum

Hochtemperatur-XO

Niedriger Jitter-Differenzial XO

Super-TCXO

Präzise und robust

Hervorragende Temperaturstabilität

Bessere Stoß-/Vibrationsbeständigkeit

Höhere Qualität und Zuverlässigkeit

Einfach zu bedienen, langlebig

Programmierbare Funktionen

Keine Probleme mit der Quarzzuverlässigkeit

>2 Milliarden Stunden MTBF

Der Einsatz autonomer Bodenfahrzeuge (AGVs) und unbemannter Bodenfahrzeuge (UGVs) nimmt rasant zu, da mehrere Branchen darum konkurrieren, sich wiederholende, arbeitsintensive und gefährliche Aufgaben zu ersetzen und so die Effizienz, Produktivität und Sicherheit zu verbessern.

Obwohl die Begriffe AGV (Autonomous Ground Vehicles) und UGVs (Unmanned Ground Vehicles) häufig synonym verwendet werden, gibt es einige Unterschiede. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass AGVs innerhalb von Gebäuden, beispielsweise in Lagerhallen, eingesetzt werden, während UGVs hauptsächlich im Freien eingesetzt werden. Weitere wichtige Unterscheidungsmerkmale sind:

AGVs

Arbeiten Sie innerhalb von Gebäuden
Navigation mit LIDAR…
…oder geführte Wege
Kommunizieren Sie drahtlos
Batteriebetrieben

UGVs

Arbeiten Sie im Freien
Verwenden Sie GNSS
Kommunizieren Sie drahtlos
Verwenden Sie Videos
Batterie- und/oder kraftstoffbetrieben

AGVs und UGVs sind komplexe Systeme, die in der Nähe von Menschen und in rauen Umgebungen eingesetzt werden können. Jedes der Subsysteme muss unter gnadenlosen Bedingungen genau den Spezifikationen entsprechen. Dies erfordert, dass die Timing-Komponenten strenge Anforderungen erfüllen. Komponentengröße, EMI, geringes Phasenrauschen und Stabilität sind wichtige Überlegungen beim Entwurf dieser Systeme.

Blockdiagramm des AGVs

AGVs und UGVs werden von einem Hauptmikrocontroller (MCU) gesteuert. Die Haupt-MCU ist mit mehreren Subsystemen verbunden: Sensoren, Telematik, Antriebs-MCU, Batteriemanagementsystem (BMS), Lidar usw. Die Taktungsanforderungen für diese Subsysteme können mit dem SiT8924-Oszillator erfüllt werden. Telematik erfordert in der Regel eine Uhr mit hoher Stabilität über den Temperaturbereich, wie z. B. den SiT5386 Super-TCXO, der eine Stabilität von ±0,1 ppm über -40 °C bis +105 °C aufweist. Der SiT9025-Oszillator verfügt über Spread-Spectrum-Taktung (SSC) zur Reduzierung von EMI.

Ausgewählte Automobilprodukte für AGV/UGV

Geräte	Hauptmerkmale	Schlüsselwerte
Single-Ended-Oszillator SiT8924 1 bis 110 MHz	Bis zu -55°C bis +125°C ±20 ppm Stabilität 2016, 2520, 3225 Pakete	Hohe Zuverlässigkeit Erweiterter Temperaturbereich Kleiner Fußabdruck
Single-Ended-Oszillator SiT9025 1 bis 150 MHz	Bis zu -55°C bis +125°C Breites Spektrum Konfigurierbare Anstiegs-/Abfallzeiten 2016, 2520, 3225 Pakete	Hohe Zuverlässigkeit Erweiterter Temperaturbereich EMI-Reduzierung
Differentialoszillator SiT9396 1 bis 220 MHz SiT9397 220 bis 920 MHz	Geringer Jitter: < 150 fs RMS ^[1] ±30, ±50 ppm Stabilität LVPECL, LVDS, HCSL, Low-Power-HCSL, FlexSwing™ -40°C bis +125°C 2016, 2520, 3225 Pakete	Hohe Zuverlässigkeit Geringer Jitter Ermöglicht Schnittstellen mit anspruchsvollen Jitter-Anforderungen, wie PCI-Express und 10 GB Ethernet
Super-TCXO SiT5386 1 bis 60 MHz SiT5387 60 bis 220 MHz	1 bis 220 MHz ±0,1, ±0,2, ±0,25 ppm Stabilität ±1 ppb/°C Frequenzsteilheit -40 °C bis 105 °C Geringer Jitter: 0,31 ps RMS ^[1] Optionale Spannungs- oder digitale Frequenzsteuerung	Hohe Genauigkeit Hervorragende Frequenzstabilität auch bei schnellen Temperaturgradienten Kein GNSS-Signalverlust oder V2X-Unterbrechung, da der MEMS-Resonator nicht wie Quarzoszillatoren einem „Mikrosprung“ unterliegt

¹ 12 kHz bis 20 MHz Integrationsbereich

Vorteile der SiTime-Timing-Lösungen

SiTime-Geräte bieten gegenüber Quarzkristallen die folgenden Vorteile, die insbesondere im Automobilbereich wichtig sind.

50x höhere Zuverlässigkeit. Abgesehen davon, dass die Anzahl der Feldausfälle reduziert wird, führt eine bessere Zuverlässigkeit zu einer niedrigeren FIT-Rate. Dies liefert bessere Hardware-Sicherheitsmetriken in einer FMEDA, der quantitativen Analyse, die im Rahmen einer Bewertung der funktionalen Sicherheit erforderlich ist.
30-mal bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen, Vibrationen und elektromagnetischen Störungen aufgrund der geringeren Größe (0,4 x 0,4 mm) und geringeren Masse von MEMS-Resonatoren im Vergleich zu Kristallen. Stöße und Vibrationen können zu Jitter in einem Quarzoszillator führen, wenn sie den Kristall nicht dauerhaft beschädigen. Jitter kann sich nachteilig auf die Bitfehlerrate einer Hochgeschwindigkeitsverbindung auswirken. Die bessere Belastbarkeit der SiTime-Oszillatoren sorgt unabhängig von den Betriebsbedingungen für eine niedrige Fehlerquote.
Bessere Frequenzgenauigkeit, 10-mal geringere Alterung und hervorragende Temperaturstabilität – bis zu ±20 ppm (XO-Geräte) über -40 bis +125 °C und ±0,1 ppm (TCXO-Geräte) über -40 bis +105 °C.
SiT9025 verfügt über Funktionen zur EMI-Reduzierung: Spreizspektrum und konfigurierbare Anstiegs-/Abfallzeiten.