De compacte Karbon 300 rugged computer: een reis met een klant-georiënteerd ontwerp

Wat komt er allemaal kijken bij het creëren van de beste compacte rugged computer? We hebben een aantal leden van het OnLogic-team gevraagd om hun blik op het ontwerpproces van de Karbon 300 rugged computer te delen. De combinatie van het allernieuwste op het gebied van vision-verwerking, draadloze communicatie, beveiliging, en cloudtoepassingen in een compacte form factor zorgt ervoor dat de Karbon 300 een keuze is voor bouwers over de hele wereld die een oplossing zoeken die ontworpen is om de ruigste omgevingen te weerstaan. Hieronder lees je over een aantal van de geweldige zaken die innovators bouwen met de Karbon 300 en ontdek je wat heeft geleid tot de combinatie van functies waar de Karbon 300 over beschikt. Leer een aantal teamleden kennen!

Jim Watson is een application-engineer bij OnLogic, en een van zijn belangrijkste bezigheden is het werken met onze klanten om ze te helpen een systeem te vinden dat dingen kan die traditionele computers niet aankunnen. Zijn taak is ervoor te zorgen dat de hardware die we aanbevelen ook exact zo gaat werken als het in gebruik wordt genomen. Hij is ook veel bezig met het testen van nieuwe producten, voornamelijk thermische- en functionaliteitstesten op alle nieuwe hardware. (Kom in contact met Jim via LinkedIn)

Maxx Garrison is een product manager bij OnLogic en werkt over het gehele bedrijf om de best mogelijke producten voor onze klanten te ontwikkelen. Product managers zijn de brug tussen klanten en het engineeringsteam. Ze werken nauw samen met klanten om hun toepassingsvereisten voor dit moment te begrijpen, maar ook voor de toekomst. Daarnaast werken ze met engineering om deze vereisten mogelijk te maken. (Kom in contact met Maxx via LinkedIn)

Wat waren klantbehoeftes die geleid hebben tot ontwikkeling van de Karbon 300?

Jim: Om de beste compacte rugged computer te maken, wilden we totale controle over het ontwerp, engineering en het testen. Karbon 300 is dus vanaf de basis ontwikkeld bij OnLogic. We hebben ervoor gezorgd dat dit systeem onder alle omstandigheden volledig kan presteren. Deze rugged computer kan in een behuizing gaan die opgewarmd wordt door de zon in een woestijn, terwijl deze de temperatuur van de olie controleert. Hij kan ook in een vriezer worden geplaatst bij een faciliteit voor de verpakking van vlees, waar temperaturen dan juist weer richting het vriespunt gaan. We hebben als doel gesteld dat een systeem deze omstandigheden niet alleen moet overleven, maar daar ook op een hoog niveau presteert.

Maxx: We hebben de Karbon 300 gebouwd om functies voor specifieke toepassingen te combineren die onze klanten vereisen. Neem bijvoorbeeld automotive interfaces, zoals ontstekingscontrole of CAN bus, en industriële functies als DIO en breed ingangsvoltage. Door al deze functies in een compact rugged systeem te combineren, hebben we een onderscheidend product gecreëerd tegen een prijs die binnen de budgetten van onze klanten past

Wat zijn voorbeelden van real-world toepassingen van de Karbon 300?

JW: Opvallend genoeg vinden we vaak oplossingen die ontwikkeld waren voor een specifiek soort implementatie, maar vaak lossen ze meerdere uitdagingen op voor verschillende use-cases. Een voorbeeld hiervan is een productietoepassing in Duitsland. Hier is de Karbon 300 ingebouwd in een bestaand wagensysteem om de sterkte van metalen componenten te testen nadat ze zijn gelast. Deze applicatie, hoewel industrieel van aard, zal een aantal automotive-functies gebruiken, zoals CAN bus, die nodig is om met andere apparaten in de wagen te communiceren.

Het vereiste ruime ingangsvoltage voor automotive-toepassingen komt goed van pas in dit soort omgevingen waar het systeem kan worden aangesloten op een niet-gereguleerde voedingsingang, zoals een accu. Daarnaast wordt de automotive-ontstekingssensor gebruikt als een manier om het systeem veilig aan en uit te zetten via een PLC. Dat was slecht een vroege aanvraag voor de Karbon 300, maar we horen al over een aantal interessante toepassingen die in de maak zijn en ik kijk er naar uit om hier verder op in te gaan als ze zich verder ontwikkelen.

MG:Een andere interessante Karbon 300 use case gaat over een klant van ons die de CBRS-radioband gebruikt voor next-generation draadloze communicatie. Deze technologie was voorheen alleen beschikbaar voor militair gebruik, maar is nu opengesteld voor commercieel gebruik. De Karbon 300 kan worden ingezet in weerbestendige containers op zendmasten rond de kust om de prioriteitstelling van de radioband actief te beheren. De IoT-gateway zal detecteren of er een marineschip is dat de band gebruikt voor radar, en zal automatisch prioriteit geven aan de gebruikte communicatiebanden, waardoor dynamisch beheer van zowel militaire als normale toegang mogelijk is.

Een rugged systeem zoals de Karbon 300 is vereist voor een embedded use-case als deze, omdat grote temperatuurschommelingen gebruikelijk zijn en de betrouwbaarheid essentieel is.

Kun je wat voorbeelden geven over dataverwerking met de Karbon 300 aan de edge?

JW:Het komt vaak voor dat alle data naar de cloud wordt gestuurd, maar in veel gevallen, vooral met vision-verwerkingstoepassingen, wordt dit snel ongelooflijk duur. Dit komt doordat je een vloot aan servers in de cloud nodig hebt om de data te verwerken, en er vindt ook veel draadloze gegevensoverdracht plaats, wat duur is.

We werken samen met klanten die wagenparken hebben waarbij data-acquisitie en edge-verwerking nodig is en dus rekenkracht rechtstreeks in het voertuig vereist is. Autonome voertuigen moeten bijvoorbeeld in realtime gegevens van camera’s en andere sensoren verwerken. Als een verkeerslicht van groen naar geel verandert, is de tijd die nodig is om deze gegevens te verzamelen, naar de cloud te verzenden voor verwerking en vervolgens de instructies te ontvangen veel te lang om een ongeluk te voorkomen. Daarom is lokale rekenkracht vereist en de Karbon 300 is uitgerust om dit te bieden. Deze edge-computerverwerking zorgt voor een veel snellere reactietijd.

We hebben gezien dat andere klanten deze opties gebruiken om de efficiëntie te maximaliseren. We hebben bijvoorbeeld interesse ontvangen van steden die willen besparen op overheadontwikkeling bij het toevoegen van nieuwe infrastructuur, omdat een groot datacenter niet langer nodig is dankzij verwerking aan de edge.

Karbon 300 is ontworpen om compact te zijn, maar biedt dit voordelen voor klanten?

JW: De compacte form factor helpt veel klanten die op zoek zijn naar een rugged, wide-temp oplossing die kan worden geïnstalleerd op plekken met beperkte ruimte, zoals een afgesloten en waterdichte behuizing met andere elektronica, die daardoor erg heet kan worden. Het hebben van een small form factor computer die op een DIN-rail kan worden gemonteerd, is een groot voordeel voor klanten. Ze hebben vaak een zeer beperkte hoeveelheid ruimte en kunnen zo deze computer zelf installeren.

Er zijn meestal een aantal andere componenten die ook moeten worden geïnstalleerd, en het kan een uitdaging zijn om alle benodigde componenten in krappe ruimtes te monteren, zoals in een voertuig.

Karbon 300 biedt de mogelijkheid om een krachtige rugged computer compact te installeren en ruimte over te laten voor de andere sensoren en camera’s die ook in het voertuig worden geïnstalleerd. Hij beschikt ook over uitbreidingsopties die installateurs de mogelijkheid bieden om ruimte te besparen door het consolideren en integreren van talrijke externe apparaten in de computer, zoals 4G-gateways, GPS en Movidius.

Hoe helpt de combinatie van het Intel® Apollo lake platform in een compact rugged systeem klanten hun doelen te behalen?

MG: Met het Apollo Lake-platform kunnen we 3 onafhankelijke digital signage schermen aansturen. Daarnaast is de nieuwe levenscyclus een groot voordeel voor veel van onze klanten die deze apparaten inbouwen op moeilijk te onderhouden locaties of met lastige vervanging. Combineer dat met een rugged, wide temp ontwerp en je vergroot echt het aantal mogelijkheden. Met een outdoor digital signage-omgeving, waar je in de winter of zomer grote temperatuurschommelingen ziet en al je elektronica achter het scherm hebt zitten, is dit echt nodig voor betrouwbaarheid gedurende het hele jaar.

JW: Precies, denk aan klanten die mogelijk kiosken installeren op locaties in Texas of Florida, of klanten die een videoscherm willen installeren in benzinepompen in het noorden van Canada. Als het verdienmodel bijvoorbeeld bestaat uit het afspelen van advertenties, dan is het van cruciaal belang dat het systeem aan deze eisen kan voldoen en altijd operationeel is om die inkomsten veilig te stellen.

Hoe past de Karbon 300 in OnLogic’s huidige rugged portfolio?

MG:Ik denk dat het een geweldige aanvulling is op ons portfolio,omdat het ruime geïntegreerde functies combineert met een instapprijs voor een rugged systeem. Een geïntegreerde CAN bus is ook een relatief nieuwe functie, want zeer weinig systemen hebben deze op het moederbord geïntegreerd. Het is een zeer interessant hulpmiddel voor automotive en zelfs voor enkele klanten met industriële automatisering. Bovendien is de geïntegreerde DIO over het algemeen niet te vinden op rugged systemen met een instapprijs, zoals hier.

JW: Het sleutelwoord is integratie. Elk systeem heeft een maximaal aantal uitbreidingsopties, en dat geldt voor alles. Wanneer je het hebt over het integreren van geavanceerde functies in een computer, maakt dit ruimte vrij voor andere zaken om de connectiviteit te vergroten, zoals draadloos, mobiel, LoRa en Bluetooth. Wanneer het moederbord zelf slechts een bepaald aantal uitbreidingsopties aankan, beperk je jouw vermogen om open en flexibel te zijn. Door deze functies standaard aan het bord toe te voegen, zijn die uitbreidingsopties nog steeds beschikbaar. Dit geeft innovators de mogelijkheid om een rugged systeem te creëren met uitbreidingsopties die we nog niet eerder hadden.

Is er iets anders wat je wilt aanstippen over de Karbon 300?

MG:Ik zou het graag nog hebben over het formaat van het systeem. Het is niet het kleinst beschikbare systeem, maar door het gepatenteerde moederbordontwerp, biedt hij veel meer dan een standaard form factor moederbord. We hebben dit systeem ontworpen om zo compact en krachtig mogelijk te zijn, en toch veel functionaliteit te bevatten, die moeilijk te evenaren is. Zo kan er 3 LAN, 4 USB, 8-bit DIO, NVMe of SATA-opslag worden toegevoegd. Daarnaast is ook nog mPCIe voor 4G en M.2 voor WiFi mogelijk, allemaal in een compact systeem. Elk onderdeel is thermisch geoptimaliseerd om een betrouwbare werking bij variërende bedrijfstemperaturen te garanderen in een behuizing die thermisch is ontworpen om te presteren in alle mogelijke situaties, van woestijnen tot gletsjers.

JW: We hebben deze behuizing zo ontworpen dat het thermisch alle uitbreidingsmogelijkheden biedt die innovators in de praktijk kunnen bedenken, en dat is waar we tijdens het hele ontwikkelingsproces over nagedacht hebben. Om meer te ontdekken over de Karbon 300, bezoek www.onlogic.com/karbon300/ of neem contact op met een van onze specialisten.

Dit blog is geplaatst op 4 augustus, 2019. Op 29 juli 2020 is dit blog bijgewerkt.