gesponsertRutronik System Solutions Adapter Board RAB4 - RTK Punktlandung für autonome und automatisierte Applikationen

Das neue Adapter Board RAB4 für Echtzeitkinematik (Real-Time-Kinematic, RTK) bietet Entwicklern einen optimalen Ausgangspunkt für eigene Proof-of-Concepts von vielfältigen Anwendungen in Feldern wie Smart City, Smart Farming und Smart Factory.

Eine ungenaue Positionsbestimmung ist eine potenzielle Fehlerquelle. Einige Applikationen in den Bereichen Landwirtschaft, Bau- und Vermessungswesen, Geologie und Robotik können jedoch nur dann realisiert werden, wenn die entsprechende Präzision gegeben ist. Mit Real-Time-Kinematic (RTK) wird jetzt eine Technologie wirtschaftlich attraktiv, die in Echtzeit eine hochpräzise Positionsbestimmung bis auf ca. zwei Zentimetern ermöglicht. Diese Art der Positionsbestimmung bietet enormes Potenzial bei der Effizienzsteigerung und Ressourcenschonung.

Von der Idee zum Board

RTK wird immer relevanter für Zielanwendungen und -märkte wie AGVs, Drohnen, Roboter und Smart Farming. Das Rutronik Wireless Competence Center bietet mit den Produkten von Unicore Communications nicht nur die neuesten State-of-the-Art-Komponenten an, sondern auch eine individuelle Produkt- und Systemberatung, die zusätzlich Antennenkonzepte, Spannungsversorgungen und die Funkdatenübertragung der Korrekturwerte beleuchtet. Rutronik kann als Distributor auf das Portfolio von etwa 250 weiteren Elektroniklieferanten zurückgreifen und so für jeden spezifischen Einsatzzweck individuell ein komplettes GNSS-System aus einer Hand zusammenstellen – vom Xeon-Hochleistungsserver über cloudbasiertes Device Management mit optionalen Geofencing-Regeln bis hin zur Status-LED.

Damit Kunden, die sich eine RTK-Lösung für ihre Anwendungen zwar vorstellen könnten, aber ob der Komplexität eines entsprechenden Systems zögern, hat Rutronik System Solutions in enger Zusammenarbeit mit dem Wireless-Bereich von Rutronik das neue Adapter Board RAB4 entwickelt. Mit dem RAB4 kann die Leistungsfähigkeit der Technologie schnell getestet werden, ohne eine eigene Hardware entwickeln zu müssen. Das reduziert den Zeitaufwand sowie die Kosten in der Vorentwicklungsphase und Applikationen gelangen schneller zur Marktreife. Ein weiterer Vorteil des RAB4 ist die einfache Kombination mit anderen Entwicklerboards von Rutronik System Solutions wie dem Base Board RDK3 dank Arduino-Schnittstelle. Gekoppelt an das RDK3 ist zum Beispiel eine relative Positionierung mittels Bluetooth Low Energy-Verbindung möglich.

Was das Entwicklerherz begehrt

Zu den Kernkomponenten des RAB4 gehören zum einen das GNSS-Modul UM980 von Unicore, ein hochpräzises Multikonstellation/Multifrequenz RTK-Positionierungsmodul, das auf dem GNSS SoC NebulasIV basiert. Es unterstützt alle derzeit verfügbaren Konstellationen und Frequenzen (GPS/BDS/GLONASS/Galileo/QZSS). Mit einer RTK-Datenaktualisierungsrate von 50 Hz unterstützt das Modul PPP einschließlich E6 HAS und BDS B2b. Sofortige RTK-Initialisierungstechnologie, 60 dB Narrowband Störungsunterdrückung und -erkennung und Heading2- sowie die äußerst genaue SA-Positionierungstechnologie sorgen für eine stabile und schnelle Verbindung.

Bildergalerie

Um die RTK-Technologie vollumfänglich und unabhängig nutzen zu können, ist eine Internet-Verbindung erforderlich, die durch das zweite Kernelement, das Telit Cinterion LTE C1 ThreadX GNSS Modul mit 2G/3G-Fallback, ermöglicht wird. Dieses Modul bietet eine erstklassige 3GPP rel10-Plattform und ist bereits für MTC-Funktionen gemäß 3GPP Rel.12 konzipiert. Über USB 2.0 HS, UART und benutzerdefinierbare GPIOs wird eine einfache Integration mit Peripheriegeräten und Aktoren möglich. Die integrierten TCP/IP- und UDP/IP-Stacks sorgen für eine schnelle und unterbrechungsfreie Datenübertragung.

Selbst die für den integrierten NanoSIM Card Connector von JAE benötigte SIM-Karte (mit 100 MB Datenvolumen) liefert der Distributor seinen Kunden gleich mit – so können die Entwickler das Board sofort in Betrieb nehmen.

Auf dem RAB4 sind drei verschiedenen Antennen von 2J vorinstalliert, um bei der Vorentwicklung testen zu können, welches Modell für die geplante Anwendung tatsächlich relevant ist:

• Cellular 4G LTE/3G/2G MIMO Magnetic Mount Antenna (2J6924MA): Speziell für die drahtlose MIMO-Technologie entwickelt und abgestimmt, ist die Doppelkabelantenne in der Lage mehr als ein Datensignal gleichzeitig zu senden und zu empfangen. Mit der IP67/IP69-Schutzart eignet sie sich auch für Anwendungen im robusteren Umfeld, wie z. B. landwirtschaftlichen Maschinen.

• GPS/GNSS/SBAS/RTK/L1/L2 Dome-Antenne mit Magnetmontage (2J7C01MC2F): Sie überzeugt durch ihre hohe Präzision und Genauigkeit im Zentimeterbereich aufgrund der Kombination von Precise Point Positioning (PPP) L1 und L2 mit RTK. Gerade im Bereich der Land- und hydrografischen Vermessungsanwendungen ist dieses Bauteil ideal, da es Fehlerkorrekturen in Echtzeit verwendet und gleichzeitig zentimetergenaue Positionsdaten beibehält.

• GPS/GLONASS/BeiDou/QZSS/Galileo/IRNSS/L1/L5 Dome Antenne (2J7C01MC3F): Diese Komponente ist ebenso für hochpräzise und fortschrittliche Signaltechnologien konzipiert und deckt alle wichtigen GNSS-Bänder ab. Dabei überzeugt die Hochleistungsantenne durch ihren geringen Stromverbrauch (48 mW) bei gleichbleibend hoher Effizienz. Auch hier ermöglicht die IP67/IP69-Schutzart den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen.

Aus der Nische zum Massenmarkt

RTK bietet die Möglichkeit einer absoluten Positionierung von z. B. Landmaschinen, AGVs oder Robotern und unterstützt die Realisierung von völlig neuen, (teil-)automatisierten Anwendungen. Dieser Aspekt in der Kombination mit der positiven Preisentwicklung macht es sehr wahrscheinlich, dass sich RTK in den Zukunftsmärkten Smart City, Smart Gardening und Smart Agriculture als alleinige Technologie durchsetzen wird.

Auch im Marktsegment Automotive erwartet Rutronik, dass RTK innerhalb der nächsten Jahre bisher genutzte Positionierungstechnologien weitestgehend abgelöst hat. Gerade bei sich ausweitenden Smart City-Lösungen, die zum Beispiel auf eine intelligente Parkplatzsuche oder die effiziente Koordinierung von Einsatzfahrzeugen setzen, macht jeder Zentimeter plus oder minus den Unterschied.

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