Con un'unica risorsa, i progettisti possono creare il futuro dell'automazione, dell'agricoltura e del trasporto

Il progresso della civiltà è stato in gran parte reso possibile dalla nostra capacità di manipolare i materiali, di instaurare pratiche agricole e di facilitare gli spostamenti e le migrazioni. Ciò che è iniziato come semplice produzione di utensili si è evoluto fino a raggiungere una scala estremamente elevata. L'agricoltura è diventata la scienza della massimizzazione della resa per ettaro. E l'umile automobile è all'avanguardia tecnologica di una spinta globale verso i veicoli elettrici (EV), con gli specifici requisiti di ottimizzazione dell'efficienza.

Tutti e tre i settori hanno molti punti in comune, tra cui la necessità di livelli più elevati di automazione e controllo per mantenere un ritmo di produzione accelerato a fronte di pressioni sempre più forti sui costi e sull'efficienza, nonché la necessità di migliorare la sicurezza. La sicurezza è particolarmente importante nella fabbricazione di automobili, dove l'uomo e le macchine lavorano fianco a fianco, e nell'agricoltura, dove i veicoli autonomi stanno migliorando la produttività, ma hanno bisogno di salvaguardie per evitare incidenti sul campo.

Il raggiungimento di questi obiettivi richiede l'integrazione di approcci innovativi all'automazione, al controllo e all'efficienza, tra cui sensori, relè, controller, telecamere, contatori di energia e caricabatterie progettati specificamente per soddisfare le esigenze di queste applicazioni. Per i progettisti, individuare e quindi reperire le soluzioni adeguate può essere un arduo compito. Fortunatamente, gran parte del lavoro è già stato fatto da DigiKey. Vediamo alcune di queste soluzioni per i progetti che verranno.

Sicurezza nella fabbricazione di automobili

La sicurezza nella produzione automotive è fondamentale. Anche se per migliorare la produttività vengono incorporati i concetti più avanzati nell'Internet delle cose industriale (IIoT), in varie fasi della linea di produzione gli esseri umani devono ancora lavorare accanto a macchinari pesanti e con robot collaborativi (cobot). La loro sicurezza deve essere garantita. Ma non c'è da preoccuparsi: DigiKey vi propone un'ampia gamma di prodotti per la sicurezza, tra cui relè, controller e molto altro.

Un relè di sicurezza (Figura 1) aiuta ad eseguire l'arresto sicuro del movimento di un sistema in caso di spegnimento controllato. In genere si attiva quando i sensori che monitorano l'apparecchiatura rilevano che i lavoratori o il personale operativo possono essere in pericolo, oppure quando un operatore attiva manualmente un pulsante di arresto di emergenza.

DigiKey offre un'ampia gamma di soluzioni di sicurezza tramite relè e queste soluzioni sono sviluppate da produttori leader del settore, tra cui Omron, Banner Engineering, Littelfuse, Altech Corp., Panasonic, Phoenix Contact, SICK, TE Connectivity e Weidmüller.

Figura 1: I relè di sicurezza come G9SE-221-T30 che svolgono funzioni di arresto di emergenza possono essere utilizzati per garantire la sicurezza dei lavoratori nelle fabbriche di automobili. (Immagine per gentile concessione di Omron Automation and Safety)

I controller di sicurezza garantiscono la produttività sicura delle macchine fisse e mobili. In genere, si tratta di controller a logica programmabile (PLC) con elementi speciali negli ingressi, nell'elaborazione interna e nelle uscite per garantire il livello di sicurezza richiesto quando vengono utilizzati in sistemi critici per la sicurezza. A tale scopo, DigiKey offre tutta una serie di controller, tra cui le soluzioni di Banner Engineering, IDEC, Omron, Panasonic e Schneider Electric. Qui è disponibile una guida alla gamma completa di prodotti DigiKey per l'automazione e il controllo della sicurezza, con barriere fotoelettriche, interblocchi per porte e interruttori a tirante, tanto per citarne alcuni.

Il futuro dell'agricoltura è autonomo

L'incremento della popolazione mondiale, combinato con la minore disponibilità di manodopera in molti Paesi occidentali a causa dell'invecchiamento della popolazione, ha sollevato interesse per un maggiore utilizzo di veicoli autonomi nell'agricoltura. Altamente integrati con sistemi IoT progettati per monitorare l'ambiente e la crescita delle piante per ottenere la massima resa per ettaro, questi veicoli sono all'avanguardia dell'innovazione e massimizzano la produttività. Allo stesso tempo, operano a fianco dei lavoratori, quindi devono incorporare misure per garantirne la sicurezza.

Per interagire in modo sicuro con l'ambiente circostante, i veicoli agricoli autonomi devono riconoscere i prodotti agricoli e i compiti da svolgere, avere bracci flessibili con più gradi di movimento ed essere capaci di raccogliere e spostare i prodotti senza danneggiarli. Devono inoltre saper rilevare la presenza umana, evitare gli ostacoli e marciare con precisione e sicurezza. I sensori e i sistemi di visione artificiale sono quindi alcuni dei tanti componenti chiave che rendono possibili i sistemi autonomi. Tra questi sensori si annoverano quelli necessari per rilevare il contatto e vari livelli di forza applicata, oltre a prossimità, posizione, orientamento, temperatura, suono e luce.

Per assistervi nella progettazione e nell'implementazione di un veicolo che soddisfi questi requisiti applicativi, DigiKey fornisce una raccolta di dispositivi fondamentali, tra cui telecamere, sensori, bracci di controllo, interruttori, attuatori, dispositivi di sicurezza e altro ancora.

Ad esempio, un fattore chiave per l'autonomia è la visione artificiale che consente ai sistemi di vedere l'ambiente in cui operano e gli oggetti che devono lavorare. Le soluzioni di visione artificiale disponibili presso DigiKey comprendono telecamere (Figura 2), sistemi di illuminazione, obiettivi e unità di elaborazione di controllo. Attualmente il portafoglio offre quindici linee, tra cui prodotti di fornitori da Banner Engineering a ifm Efector e altri.

Figura 2: I sistemi di visione artificiale, come la telecamera intelligente VE201G1A, sono progettati per integrarsi in macchinari agricoli autonomi pesanti e dotarli di capacità di gestione ed elaborazione, navigazione e sicurezza. (Immagine per gentile concessione di Banner Engineering)

Per consentire ai veicoli autonomi di svolgere i loro compiti, i progettisti possono scegliere tra una serie di soluzioni robotizzate, tra cui bracci (Figura 3), effettori terminali e accessori. Il catalogo prodotti DigiKey presenta soluzioni di Denso Robotics, Festo e KUKA Robotics.

Figura 3: L'aggiunta di un braccio robotico, come KR 6 R900-2, può consentire ai veicoli agricoli autonomi di eseguire compiti precisi e ripetitivi sul campo. (Immagine per gentile concessione di KUKA Robotics Corporation)

I veicoli elettrici sono i capofila dell'innovazione dei sensori e dell'efficienza

La migrazione verso sistemi di trasporto ad alta efficienza energetica ha spinto i veicoli elettrici all'avanguardia nell'innovazione del rilevamento e del controllo, nonché dell'erogazione, dello stoccaggio e della gestione dell'energia. Il portafoglio di automazione e controlli di DigiKey è pronto a stimolare l'innovazione in questa futura generazione di veicoli intelligenti e a basso consumo energetico. L'offerta di prodotti per il settore automotive si è ampliata fino a comprendere sensori, controlli, contatori di energia e persino caricabatterie EV per aiutarvi a risolvere le sfide della progettazione dell'auto di domani.

Il cuore di tutti i veicoli elettrici è la batteria. Il "cervello" della batteria è il suo sistema di gestione (BMS) che ne monitora lo stato e regola i processi di carica e le prestazioni durante il funzionamento. Il controllo e il monitoraggio sono affidati ai sensori, mentre la sicurezza del sistema e dell'utente è affidata a componenti come interruttori e fusibili(Figura 4). Tutti devono essere certificati per il settore automotive, come quelli di fornitori come Eaton e Littelfuse

Figura 4: I fusibili certificati per il settore automotive, come OGBC016.H, sono uno dei tanti elementi critici di una soluzione di ricarica per veicoli elettrici. (Immagine per gentile concessione di Littelfuse)

Conclusione

Con l'evoluzione che si dirige verso una maggiore automazione, autonomia ed efficienza, i progettisti coinvolti nella rapida evoluzione delle fabbriche di automobili, dei veicoli agricoli autonomi e dei veicoli elettrici, devono essere attenti anche alla sicurezza dei lavoratori. Allo stesso tempo, devono gestire i cicli di progettazione, l'approvvigionamento e i relativi requisiti di consegna. Collaborando con DigiKey come distributore internazionale a tutto tondo, possono avere la garanzia di una linea completa di soluzioni nel portafoglio di prodotti per l'automazione e i controlli, in grado di soddisfare i requisiti dei loro sistemi di nuova generazione.