La demande de robots robustes, multifonctions et faciles à configurer augmente dans de nombreuses industries et de nombreux environnements. À partir de systèmes robotiques traditionnels composés de bras et de moteurs effectuant des tâches répétitives, la robotique a évolué de la réalisation de fonctions simples à celle de fonctions complexes, aux côtés des humains et d'autres machines dans des environnements industriels, commerciaux et domestiques.
Aujourd'hui, les robots ont besoin de capteurs pour atteindre une certaine sensibilité contextuelle, et ils ont besoin d'interfaces intuitives pour leur facilité d'implémentation. Par exemple, certaines applications peuvent utiliser la reconnaissance gestuelle pour contrôler un système physique. Dans le même temps, des exigences strictes existent : la sécurité de l'Internet des objets, une faible consommation énergétique, la sécurité en général ou la fiabilité. Cela signifie aussi implémenter des capteurs pour mettre en place un suivi du courant électrique, de la température et d'autres facteurs, afin d'assurer qu'un appareil fonctionne de manière efficace et sécurisée. Dans un avenir proche, la robotique va faire grandir le nombre de moteurs ainsi que la flexibilité environnementale, et des robots plus collaboratifs travaillant avec les humains existeront. Avec plus de paramètres et de systèmes de commande à concevoir, le nombre de capteurs que les robots seront amenés à utiliser va grimper.
L'apprentissage machine, le moteur du changement dont a besoin la robotique
Puisque les systèmes robotiques utilisent aujourd'hui de plus en plus de types de capteurs, un genre différent de construction logicielle est requis pour pouvoir traiter toutes les données. L'apprentissage machine devient essentiel pour construire des systèmes de commande intelligents et efficaces. Cet apprentissage machine applique l'intelligence artificielle à une entrée de captage non structurée, et conduit à des fonctionnalités auto-apprises utiles. En outre, la création de réseaux de type neuronal transforme des entrées brutes en signaux de commande, par exemple dans la locomotion, la saisie ou d'autres manipulations physiques.
Les solutions Infineon
Pour répondre à ces exigences de la robotique moderne, Infineon propose quatre catégories de produits. Tout d'abord, Infineon offre des capteurs de radar, de pression, d'imagerie 3D, et d'autres encore. Ceux-ci sont utilisés dans des applications de captage avancées comme la reconnaissance gestuelle, la navigation et la cartographie spatiale. Pour obtenir des informations de rétroaction provenant de moteurs et de servos, Infineon offre également des verrouillages à effet Hall, des capteurs d'angle et d'autres capteurs à base magnétique. Après avoir rassemblé les données d'entrée, l'information est transformée en signaux de commande et retransmise à une base de données cloud. Les gammes de microcontrôleurs XMC 32 bits d'Infineon s'occupent des calculs, tandis que la gamme OPTIGATM garde les données en sécurité contre d'éventuels espionnages. La gamme XMC4000, en particulier, offre des périphériques optimisés pour le contrôle industriel et la communication. Enfin, les signaux de commande peuvent être transmis aux modules IGBT ou IPM (Intelligent Power Modules) d'Infineon pour des applications à basse fréquence. En outre, des applications à haute intensité et à haute fréquence peuvent tirer parti de la large sélection de familles de MOSFET d'Infineon, y compris la gamme ProFETTM et la gamme à faible RDS (ON) OptiMOSTM.
Comment Infineon vous aide à maîtriser votre conception robotique
Pour alléger la charge de travail des ingénieurs concevant les circuits, le site Internet d'Infineon présente de nombreux schémas montrant des exemples de conception de systèmes communs. Par exemple, des schémas de gestion de puissance montrant des applications CA-vers-CC et CC-vers-CC. D'autres schémas comportent des régulateurs linéaires et des alimentations électriques ininterruptibles (UPS) pour un bruit réduit et un fonctionnement robotique sécurisé. Il y a dans les schémas de contrôle de mouvement des actionneurs, comme les moteurs et servos CC sans balais (BLDC). Les conceptions présentées dans les schémas comportent des rétrocapteurs pour une performance optimisée. Il y a aussi des schémas de sécurité pour les systèmes de chiffrement et d'authentification, qui illustrent les différentes façons d'assurer une communication sécurisée en ces temps de connectivité croissante.
En plus d'offrir des informations quant à l'implémentation, les produits d'Infineon offrent les avantages suivants :
Réduction des dimensions : la large gamme de solutions d'alimentations discrètes d'Infineon, par exemple les MOSFET et les IPM, traitent les courants et les intensités élevés efficacement en paquets minuscules, ce qui permet aux boîtes de commande de diminuer en taille et en poids.
Gestion de la sécurité : les capteurs d'Infineon détectent et préviennent les situations de blocage dans les environnements collaboratifs (captage de couple et de position de rotor) et non collaboratifs (radar). Cela contribue aussi à ce que le client puisse respecter les normes EN ISO1028 et ISO/TS 15066.
Niveau d'intégration extrême : des produits comme les IPM et les commutateurs intelligents (ProFETTM) réduisent le nombre total de composants, tout en offrant une technologie de pointe pour les pertes de commutation faibles et les pertes de conduction réduites, ce qui permet des conceptions de convertisseurs de haute efficacité.
Utilisation de conceptions multirobots : toutes les topologies de robots peuvent être traitées avec la large gamme d'IGBT, de demi-ponts, de MOSFET, etc. qui vous est proposée. Quelle que soit la charge utile d'un robot et son nombre d'axes, les solutions de commutation d'Infineon sont adaptées à des applications allant de robots simples à un seul axe jusqu'à des conceptions collaboratives complexes.
Sécurisation d'activité : la sécurisation de la propriété intellectuelle est particulièrement difficile au temps de l'Internet des objets. Comme mentionné précédemment, les gammes OPTIGATM empêchent les failles imprévues dues à des mises à jour de firmware non sécurisées ou à des matériaux contrefaits, en fournissant une communication chiffrée et authentifiée.
Bio des auteurs :
Pooja Agrawal s'occupe en premier lieu des applications pratiques des technologies de radars et de capteurs 24 et 60 GHz chez Infineon. Elle travaille sur les algorithmes et les technologies de traitement numérique du signal depuis plus d'une décennie. Ses travaux précédents sur le traitement de l'image et de l'audio en temps réel sont aujourd'hui utilisés dans des millions d'appareils grand public. Elle est titulaire d'un Bachelor of Science en informatique et a aussi été impliquée dans la gestion de produit et les domaines orientés client. Vous pouvez la joindre à l'adresse suivante : pooja.agrawal@infineon.com.
Diana Pinto a presque 20 ans d'expérience dans le domaine de l'électronique de puissance. Elle a passé la plus grande partie de ces années dans l'assistance aux applications, où elle a fourni des solutions en temps réel aux clients pour leurs conceptions. Elle est titulaire d'un Bachelor of Science en génie électrique obtenu à l'université de Californie à Los Angeles.
