Studi Kasus Aplikasi: APQ TER30R-A2 untuk Robot Berkaki Empat
Dengan gerakan biomimetik dan kemampuan adaptasi yang kuat terhadap medan yang kompleks, robot berkaki empat dengan cepat diadopsi untuk inspeksi pembangkit listrik, patroli keamanan publik, pemadam kebakaran dan penyelamatan, serta pengawasan kawasan industri. Namun, dalam penerapan di dunia nyata, sistem kontrol geraknya menghadapi berbagai tantangan. Pengontrol harus tetap stabil di bawah getaran frekuensi tinggi dan perubahan postur yang tiba-tiba, menyinkronkan lebih dari 12 motor sendi dengan presisi tinggi, dan memasukkan komputasi berkinerja tinggi ke dalam rongga tubuh yang sangat terbatas di mana setiap milimeter ruang sangat berarti.
Setelah melalui beberapa putaran evaluasi produk dan pengujian lapangan yang ketat, pelanggan memilih pengontrol "serebelum" kendali gerak berbasis kecerdasan terintegrasi APQ TER30R-A2 sebagai unit kendali gerak inti untuk robot berkaki empat generasi berikutnya.
Tantangan Pelanggan
Persyaratan Kontrol Gerak Real-Time yang Ketat:Berlari, melompat, dan berputar memerlukan persyaratan siklus kontrol yang ketat. Pada frekuensi kontrol 1.000 Hz, jitter sistem harus tetap di bawah 20 μs untuk memastikan sinkronisasi yang tepat dan lancar di berbagai sendi.
Integrasi Perangkat Multi-AntarmukaSistem ini harus secara simultan menghubungkan LiDAR, kamera kedalaman, IMU, lebih dari 12 motor sendi, dan berbagai sensor, yang membutuhkan pengontrol dengan sumber daya I/O industri yang luas.
Keterbatasan Ruang Ultra-Kompak:Ruang di dalam badan robot dan kompartemen persendian sangat terbatas. Pengontrol harus memberikan kinerja yang dibutuhkan dalam bentuk yang sangat tipis dan ringkas, sehingga menyisakan lebih banyak ruang untuk baterai, sensor, dan modul fungsional lainnya.
Ketahanan Getaran dan Guncangan yang Kokoh:Selama berlari, melompat, dan melewati rintangan, robot terus-menerus terpapar getaran dan guncangan yang hebat. Oleh karena itu, diperlukan desain terintegrasi tingkat papan sirkuit untuk mencegah konektor mengendur akibat getaran.
Komputasi AI Edge yang Ringan:Pengontrol ini juga membutuhkan kemampuan inferensi AI di perangkat tepi untuk menjalankan algoritma ringan untuk pengenalan medan, penghindaran rintangan dinamis, dan fungsi cerdas serupa lainnya.
Solusi APQ
Kontrol Gerak Presisi dengan Sinkronisasi 36 Sumbu:TER30R-A2 ditenagai oleh prosesor octa-core 64-bit Rockchip RK3588 dengan NPU 6 TOPS terintegrasi. Ia mendukung kontrol sinkronisasi hingga 36 sumbu. Pada frekuensi kontrol 1.000 Hz, jitter sistem tetap di bawah 20 μs. Baik itu mengkoordinasikan beberapa sendi saat berlari, melakukan belokan cepat, atau melintasi medan yang kompleks, pengontrol ini memberikan kontrol gerakan yang presisi dan halus, menyediakan fondasi yang stabil dan andal untuk operasi robot berkaki empat yang dinamis.
Input/Output yang Kaya untuk Integrasi Multi-Perangkat:TER30R-A2 memiliki arsitektur I/O yang dirancang khusus untuk sistem robot berkaki empat, yang menggabungkan penggerak sendi, perangkat persepsi, jaringan industri, dan antarmuka aktuator dalam satu pengontrol. • 4 port CAN FD: Koneksi langsung ke lebih dari 12 motor sendi dan sistem penggeraknya untuk kontrol sinkronisasi multi-sumbu presisi tinggi. • 3 port Gigabit Ethernet: Dukungan EtherCAT untuk komunikasi Ethernet industri yang deterministik dan real-time. • 1 port 2.5GbE + 1 port GbE: Port 2.5GbE menyediakan interkoneksi berkecepatan tinggi dengan pengontrol persepsi, sementara port GbE mendukung input data point-cloud LiDAR. • 8 antarmuka USB (3 × USB 5Gbps Tipe-C, 1 × USB 2.0 Tipe-C, dan 4 × header USB 2.0 internal): Mendukung koneksi simultan LiDAR, kamera kedalaman, alat komisioning, dan periferal lainnya. • 4 port serial RS-232/RS-485 yang dapat diubah: Konektivitas andal untuk IMU, sensor ultrasonik, dan periferal lainnya. • 8 × GPIO + 2 × saluran PWM: Ekspansi fleksibel untuk kontrol pencahayaan, output alarm, dan antarmuka aktuator lainnya. • 1 × output HDMI + 1 × antarmuka audio: Memudahkan untuk pengaturan lokal dan visualisasi status.
Desain Ultra-Kompak untuk Integrasi Fleksibel:Dengan ukuran hanya 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm, pengontrol ini sangat ringkas, dengan ketebalan yang hampir sama dengan diameter koin. Casing aluminium penuhnya mendukung pemasangan braket dan dapat diintegrasikan dengan mudah ke dalam badan robot atau kompartemen sambungan, sehingga menghemat ruang berharga untuk baterai, sensor, dan modul lainnya. Desain penyimpanan dan memori terintegrasi di dalamnya menghilangkan risiko longgarnya konektor yang disebabkan oleh getaran, memastikan pengoperasian yang stabil selama pergerakan dinamis dan misi di medan yang kompleks.
Ekspansi Nirkabel untuk Berbagai Penerapan:Pengontrol ini menyediakan slot M.2 Key-B (USB 5Gbps, faktor bentuk 3042/3052, dengan slot Nano-SIM) untuk modul 4G/5G, serta slot M.2 Key-E (PCIe 2.0 ×1 + USB 2.0) untuk modul Wi-Fi/Bluetooth. Baik digunakan di gardu induk terpencil maupun untuk patroli kawasan industri perkotaan, perangkat ini memungkinkan konektivitas waktu nyata ke platform cloud dan pusat komando.
Keandalan Tingkat Industri untuk Operasi Dinamis Intensitas Tinggi:TER30R-A2 dirancang untuk lingkungan robot bergerak dengan getaran dan guncangan tinggi, sekaligus menyediakan pengoperasian suhu yang luas, input daya tegangan lebar, dan perawatan di lokasi yang mudah. • Suhu pengoperasian: -10°C hingga 50°C; suhu penyimpanan: -40°C hingga 80°C. • Teruji melalui pengujian getaran acak 3G dan guncangan 30G untuk pengoperasian yang andal selama berlari, melompat, dan melewati rintangan. • Input rentang lebar 12-28 VDC mendukung sistem baterai robot dengan berbagai peringkat tegangan. • Panel depan mengintegrasikan sakelar daya, tombol pemulihan sistem, tombol reset sistem, dan indikator status untuk pengoperasian dan pemeliharaan di lokasi yang efisien.
Pencapaian Nilai:
Kontrol gerakan yang presisi dan halus:Loop kontrol 1.000 Hz dengan jitter sistem di bawah 20 μs memungkinkan kontrol 36 sumbu yang tersinkronisasi, secara akurat menggerakkan motor sendi untuk berlari, melompat, dan berbelok secara alami sambil mempertahankan postur stabil di medan yang kompleks.
Integrasi multi-perangkat serba guna:4 × CAN FD, 3 × Ethernet berkemampuan EtherCAT, 8 × USB, dan 4 × port serial memungkinkan integrasi langsung motor sendi, LiDAR, kamera kedalaman, IMU, dan perangkat lain tanpa modul ekspansi tambahan, sehingga secara signifikan menyederhanakan arsitektur sistem..
Penyebaran yang ringkas membebaskan ruang yang berharga:Bentuk ultra-kompak dengan dimensi 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm mudah masuk ke dalam badan robot, sehingga menyisakan lebih banyak ruang untuk baterai, sensor, dan modul fungsional lainnya.
Stabil dan andal dalam kondisi gerakan intensitas tinggi:Desain terintegrasi tingkat papan meminimalkan risiko koneksi terkait getaran, sementara validasi getaran 3G dan guncangan 30G memastikan pengoperasian yang andal selama berlari, melompat, dan melewati rintangan.
Komputasi AI tepi yang ringan:NPU 6 TOPS terintegrasi mendukung inferensi AI tepi yang ringan untuk pengenalan medan, penghindaran rintangan dinamis, dan fungsi serupa, menyediakan fondasi komputasi bagi robot berkaki empat untuk berevolusi dari pergerakan otonom menjadi pengambilan keputusan otonom.
