ESPRIT : Contrôleur de mouvement marinisé

NOUVEAUTE 2021

UNIVERSEL : RÉGULATION EN VITESSE , POSITION OU COUPLE (VPT)

FIABLE : SUPPRESSION DES BALAIS, SURETE INTEGREE, ‘FAIL-OPERATIONAL’ PAR REDONDANCE POSSIBLE

Les produits ESPRITs sont conçus pour le développement rapide de projets mécatroniques exigeants, du prototype à la grande série.

Ils sont le fruit de 30 ans de retours d’expériences dans le contrôle d’engins civils et militaires dans les milieux les plus hostiles et particulièrement adaptés aux engins marins et terrestres autonomes nécessitant des scénarios de sécurité et des tolérances de pannes..

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Universels, multifonctions et pouvant être connectés au bus des capteurs et afficheurs (ou du moteur thermique), l’architecture en est simplifié et cela réduit les délais et coûts d’étude, d’installation, de formation et de maintenance.

« Un seul anneau pour les gouverner tous » : un seul bus de terrain, un seul protocole, un seul outil de diagnostique/maintenance pour tous les types de capteur, de régulation, d’actionneur et de propulseur…

Lorsqu’ils sont supervisé par le calculateur Quantum, la solution permet de couvrir les exigences de modernité, de connectivité, d’autonomie et de sécurité de votre système : Interfaces capteurs et actuateurs, programmation visuelle, contrôle-commande robuste ou avancé, IA (Machine Learning, Reconnaissance vocale, d’image…), IHM sur tous les types d’écrans, Graphes, Tableaux de bord représentant les mouvements des mécanismes, Datalog, Communication et maintenance à distance…

SPÉCIFICATIONS

• Un contrôle robuste et flexible :
  • Jusqu’à 3 régulateurs en cascade : position -> vitesse -> courant.
  • Boucle de régulation paramétrable de 25 à 100Hz
  • Utilisable pour le contrôle de pratiquement tous les types de cinématiques.
• 3 modes de régulation possibles :
  • En vitesse (Propulseur électrique, Treuil, Winch, Pompe, Rotor…) :
    • Contrôle FOC (Field Oriented Control).
    • Entrée optionnelle pour un capteur de type ‘quadrature incremental encoder 5V’
  • En position (EPS, Commande de gaz, Appendices…) :
    • Retour de position en 0-5V, 0-10V ou en +/-10V très précis (<<0.1°) et faible bruit.
    • Gestion d’un très faible deadband, du minimum de démarrage, de butées logicielles proches des butées mécaniques.
  • En couple (Bras manipulateur, Fin stabilizer…) : Idem Position
• Une interface robuste, le CANbus isolé :
  • Interopérable avec protocoles NMEA2000 (Marine), J1939 (Automotive, Truck, Moteurs thermiques marins), MILCAN A (Military) et ISOBUS 11783 (Agriculture). Il se connecte sur le bus principal de l’engin, s’interface facilement au calculateur de bord et apparaît alors dans le ‘device list’ du bus. La database des PGNs propriétaires utilisés est fournie afin d’étoffer rapidement celles du calculateur de bord et de l’outil de diagnostic.
  • Nota : Le protocole ‘utile’ est volontairement simple (quelques trames 29 bits sur 8 octets), l’interfaçage peut être réalisé sans stack protocolaire, ni database.
• Compatible avec une large gamme d’actuateurs :
  • 2 modèles pour actionneur <15A et <25A
  • Moteur/Vérin électrique, Électrovanne proportionnelle, Pompe hydraulique, Zero backlash Harmonic drive.
  • 8 à 54V
  • DC Brushed (2 fils avec balais) ou BLDC (3 fils sans balai).
  • Courant en pointe : 200A (à 100°C MOSFET)
  • Le courant moyen en endurance :
    • Modèle 15A :
      • DC Brushed : 15A RMS, 750W (à 45°C ambiant)
      • BLDC : 18A RMS, 900W (à 45°C ambiant)
    • Modèle 25A :
      • DC Brushed : 25A RMS, 1.25KW (à 45°C ambiant)
      • BLDC : 30A RMS, 1.5KW (à 45°C ambiant)
  • Découpage PWM :
    • < 100Khz
    • Limitation de puissance moteur dynamique possible (par exemple utilisation d’un moteur 24V sur une batterie Li-Ions 7S se déchargeant de 30V à 24V sans perte de puissance)
• Commande complémentaire d’un solénoïde de frein, d’embrayage, de largage (treuil/winch, barre, de manette de gaz…) :
  • Abaisseur de tension compatible avec les solénoïdes 12, 24 et 48 VDC.
  • Optimisation de l’énergie : Temps de basculement et tensions de basculement / maintient paramétrables.
• CEM adaptée aux besoins extra normatifs des engins en conduit, rayonné et aussi en acoustique :
  • Filtre passif de puissance, Opto-isolations…
  • Limitations des creux de tension sur la batterie
  • Interopérabilité avec les instruments radios (VLF, HF…) et ultrasonores (sondeurs, sonars, DVL, range…) via la maîtrise des rampes, des fréquences de découpage.
• Sûreté intégrée / Fail Safe :
  • Continuous-built-In-Test avionique : Auto-contrôles au démarrage SBIT et Auto-diagnostique en permanence lors du fonctionnement CBIT.
  • Gestion optionnelle d’un Embrayage / Largage / Freinage :
    • Reprise en main instantanée de l’engin.
    • Diminution des contraintes de structure.
    • Libération d’un frein externe (frein mécanique activé en cas de perte d’alimentation ou d’anomalie).
    • Safe Brake Control (SBC) : permet la commande d’un frein d’arrêt via le moteur (hélice/roue, treuil, mécanisme avec très peu de frottements…).
  • Mode ‘en sécurité’ paramétrable (Action à réaliser en cas de détection d’une anomalie dont la perte de communication CANBus).
  • Alimentation redondante via le CANbus :
    • Anomalie sur l’alimentation de puissance détectable sans attendre un time-out de communication.
    • Diffusion des informations de monitoring dont les feedbacks de vitesse/position lorsque l’alimentation de puissance est coupée, par exemple en mode manuel.
  • I/O Chainage : Permet de définir une priorité lors de la redondance d’un contrôle afin d’éviter un éventuel conflit des efforts mécaniques ainsi que d’activer le contrôle de secours en cas de défaillance.
  • Protections : fusible, tensions des alimentations et ponts en H, courants d’alimentation et dans les banches du moteur, température MOSFETs, courts-circuits.
• Conception Idiot-proof : connectique, croisement de fils…
• Monitoring : feedback vitesse/position, tensions, courants, puissance, température PCB.
• Paramétrages :
  • Via un outil Windows et une interface CANbus
  • Via un node du calculateur Quantum
• Dimensions :
  • Boitier : 118x120x38 mm
  • OEM : 93x86x21mm
• Environnemental :
  • -20/+60°C (+85°C sous faible puissance moteur)
  • IP 67
• Version OEM, durcie, ‘Cooled’ 40/60A RMS, 60V, filtrage actif, TDMA acoustique, contrôle spécifique, redondance, séquence d’autotest, Mesure/Limitation de température externe : Nous consulter.

MARCHÉS VISÉS

• Drones :
  • Marin (USV, Drone-ship …)
  • Sous-marin (AUV, ROV)
  • Terrestre (Milieux hostiles, Agricole, livraison autonome…).
• Océanographie
• Militaire
• Navires du futur, Water Taxis, Superyacht, Compétition voile.
• Smart Farming
• Machinisme J1939/ISO11783/MILCAN A (Industrie, special-purpose vehicle, Exploitation minière…)

APPLICATIONS VISÉES

• Engins de quelques dizaines de kilogrammes à un quinzaine de tonnes
• Autonomie ‘eyes on-hands off‘ de niveau 3 nécessitant être repris en mode manuel via un embrayage (Electric Power Steering EPS, commande de gaz…)
• Autonomie ‘eyes off-hands off-mind off‘ de niveau 4 et ‘driverless‘ de niveau 5 nécessitant une redondance partielle de l’alimentation et de l’électronique, de 50% du bobinage moteur, ou totale comprenant la mécanique (EPS, gaz…)
• Propulsion électrique (petits drones) et hybride (Adaptation de voilure, Winch, Kite, Rotor Flettner…)
• Contrôle d’appendice (Stabilisateur, TrimTab, Aile/Foil/Volet…).
• Mécanisme réversible nécessitant un frein (Treuil…) ou zéro jeu (Bras manipulateurs, Quille…)
• Contrôle d’auxiliaire (vanne 3 voies, ballast…)
• Stabilisation de plateforme
• Station de Docking
• Launch & Recovery System (LARS)
• Exigence de compatibilité avec l’acoustique sous marine ou la radio VLF/HF