Karbon: Rugged computers voor Industry 4.0

OnLogic heeft de Karbon-serie met rugged computers voor Industry 4.0 vanaf de basis ontworpen. Beginnend met de eisen van de klant en sterke Duitse technische kwalificaties, creëerde het team deze krachtige, rugged computer met veel flexibele opties, waardoor ze ideaal zijn voor Industry 4.0. Het productontwikkelingsteam van OnLogic wordt geleid door Michael Kleiner, die zowel een master als een doctoraat in elektrotechniek heeft behaald aan de Technische Universiteit van München, Duitsland, en hij brengt zijn Duitse engineeringsopleiding elke dag mee naar zijn werk. Al van kinds af aan droomde Michael ervan om zijn eigen computer te maken. Samen met de innovators van OnLogic kon hij zijn droom waarmaken.

We hebben Michael geïnterviewd om inzicht te krijgen in de Karbon-serie met rugged computers, waaronder de reden waarom deze bedacht is en waarom het perfect is voor Industry 4.0 – vooral bij gebruik in voertuigen. Eerst wat achtergrondinformatie over Michael, in zijn eigen woorden.

Introductie van Michael Kleiner

Mijn naam is Mike Kleiner, en ik ben het hoofd van de Engineering afdeling bij OnLogic. Dit team is verantwoordelijk voor het leveren van innoverende oplossingen aan onze klanten voor industriële en embedded toepassingen. Dit team heeft kennis over mechanische bouwkunde, elektrotechniek, regelgeving, veldtoepassingen en productbeheer. Wij hebben alle competenties in huis om industriële computers vanaf de grond te ontwikkelen.

Duitse engineeringsachtergrond

Ik ben in 2015 bij het bedrijf komen werken. Mijn achtergrond is elektrotechniek met een focus op micro-elektronica. Voordat ik bij OnLogic begon, heb ik het grootste deel van mijn carrière besteed aan de ontwikkeling van DRAM’s. In eerste instantie in de rol van circuit designer, vervolgens als manager van ontwikkelteams op verschillende locaties in Duitsland, de VS en China.

Hij droomde over het ontwikkelen van zijn eigen computer

Van jongs af aan was ik gefascineerd door computers & technologie en bezat ik verschillende homecomputers die begin jaren tachtig beschikbaar kwamen. Ik haalde ze uit elkaar en deed onderzoek om de werking van verschillende componenten te begrijpen. Mijn eerste computer bewaarde gegevens op een tape. Floppy disk drives waren erg duur en harde schijven waren er nog niet. Ik schreef code en besloot dat ik de assembleertaal moest leren om echt te begrijpen hoe de CPU werkt.

“Ik droomde er altijd al van zelf een computer te ontwerpen.” ~ Michael Kleiner

Volgende generatie rugged computers voor Industry 4.0 – Karbon-serie

Michaels kinderdroom kwam uit toen hij het OnLogic-ontwikkelingsteam leidde om de Karbon-serie te creëren. In zijn eigen woorden vertelt Michael ons over het ontwikkelingsproces voor deze volgende generatie rugged computers voor Industry 4.0 en waarom Karbon is ontwikkeld.

Klantgericht ontwerp

We hebben vanuit een holistisch perspectief naar de eisen van de markt gekeken. We werken rechtstreeks samen met eindklanten om hun uitdagingen in zowel hardware als software te begrijpen. Bij de Karbon-serie draait alles om de juiste computer voor de uiteindelijke toepassing. Door een modulaire aanpak te gebruiken, kunnen we de computer en de I/O-interface aanpassen aan de exacte vereisten van het project van een klant, maar blijft ook de mogelijkheid bestaan voor aanpassingen zodra de vereisten veranderen. Hiervoor hoeft de klant het basisplatform niet te veranderen.

Karbon verlegt de grenzen van rugged computers

Om dit te bereiken, moesten we de grenzen van rugged computergebruik op meerdere vlakken verleggen. Bijvoorbeeld in termen van rekenkracht die kan worden geïntegreerd in de compacte form factor. De integratie van high-end Intel Core i-processors of een 80W Xeon-CPU vereiste dat we zeer ver gingen bij het thermische ontwerp.

Karbon voor flexibiliteit bij rugged computers

Een ander aspect dat cruciaal was voor de ontwikkeling van Karbon, was het verzekeren van flexibiliteit en veelzijdigheid zonder de kosten van het basissysteem te veranderen. De ontwikkeling van het Modbay-uitbreidingsplatform en door gebruik te maken van PCIe-uitbreiding krijgen de gebruikers van Karbon de vrijheid om de functies te optimaliseren voor hun specifieke toepassing. Om het systeem tot het uiterste te drijven op het vlak van flexibiliteit, hebben we ook een microcontroller geïntegreerd die de klant voor veel waardevolle functies kan gebruiken en kan helpen om functies in de K300 en K700 te combineren, waardoor andere hardware niet langer nodig is.

Behoud van OnLogic-standaarden

Het was natuurlijk ook belangrijk dat Karbon voldeed aan de verwachtingen die onze klanten van OnLogic systemen hebben. Dus in de zin dat het zeer betrouwbaar moest zijn en hoge prestaties moest leveren, zelfs in extreme omgevingsomstandigheden, terwijl onze ontwerpesthetiek van functionele elegantie behouden moest blijven.

Ik geloof dat we uiteindelijk op alle fronten succes hebben geboekt. De creativiteit van onze engineers komt duidelijk naar voren in de K300 en K700.

Karbon-serie: K300 en K700

Michael en zijn team voldeden aan de eisen van de klant door de eerste twee opties in onze Karbon-serie te creëren: de K300 en K700. Michael legt hier het verschil tussen de twee computers uit.

De K300 en K700 zijn familie

De twee zijn als broer en zus – De K300 de kleine variant en de K700 de grote van de twee.

K300 – Compacte krachtpatser

De K300 blinkt uit in compactheid en zijn flexibiliteit. Hij bevat een efficiënte Intel Apollo Lake processor, gebouwd voor gebruik aan de edge, ideaal voor veel embedded toepassingen en hij biedt een grote hoeveelheid aan uitbreidingen en flexibiliteit.

K700 – Uitbreidbare prestaties

De K700 aan de andere kant, is de high-performance variant, en beschikt over nog meer uitbreidingsmogelijkheden. Bijvoorbeeld via de 2 custom ModBay-slots of PCIe-uitbreiding. . 

Gelijkenissen tussen de K300 en K700

• Beiden bieden geavanceerde functies voor automotive-toepassingen, zoals ontstekingsdetectie en detectie van een lage accuspanning.
• Beiden kunnen grote temperatuurbereiken aan van -25C tot +70C, De K700 gaat zelfs tot -40C.
• Beiden hebben opties tot integratie van 4G LTE of Cat M1.
• De twee bieden de mogelijkheid om Movidius & Google Coral in te bouwen.
• Ze kunnen schokken en trillingen weerstaan tot 50G.

Rugged computers voor Industry 4.0 in-vehicle gebruik

Bij Industry 4.0 is er behoefte aan gebruik in voertuigen en deze toepassingen zijn de early-adopters van de Karbon-serie. We vroegen Michael of hij kon uitleggen waarom de Karbon-serie uitblinkt bij het gebruik in voertuigen.

Karbon voor gebruik in voertuigen

Omdat het over rugged systemen gaat, zijn de pc’s in de Karbon-serie ontworpen voor in-vehicle gebruik en om te voldoen aan bijvoorbeeld de EN50155-norm voor bewegende materialen en E-Mark. Ze voldoen verder aan de schok- en trillingsvereisten die nodig zijn voor deze toepassingen, evenals aan het brede temperatuurbereik dat in een voertuig aanwezig kan zijn. Denk aan een koude winternacht in Canada of een warme dag in de zon van Texas. Het gaat om de betrouwbaarheid die deze systemen bij extreme omstandigheden bieden. En veel van onze klanten hebben K300- en K700-systemen geïmplementeerd en in gebruik voor een langere tijd. We hebben klanten die onze K700 gebruiken in voertuigen waar de computer veel bewakingsfuncties uitvoert via camera’s en sensoren, en de ingebouwde ontstekingscontrole helpt gegevensverlies te voorkomen en zorgt voor een soepele stroomcyclus.

Geen grenzen

Andere functies, zoals de CAN bus interface, kunnen ook van pas komen bij toepassingen in voertuigen. We bieden ook GPS-uitbreidingsopties die kunnen helpen bij het volgen van voertuiglocaties en snelheden die sommige van onze klanten gebruiken. Daarnaast hebben we maatregelen genomen om stroomverbruik in de stand-bymodus in toepassingen met ontstekingstoepassingen zo laag te houden dat het meer dan een jaar zou duren om een ​​normale accu leeg te krijgen. Dat betekent dat omgevingsfactoren of de zelfontlading van de batterij een beperkende factor kunnen zijn voor het bepalen van de levensduur hiervan in stand-by modus, het Karbon systeem is dat in ieder geval niet.

We nodigen je uit om de Karbon-serie met rugged computers te verkennen en zelf te zien hoe ze voldoen aan de veeleisende Duitse engineeringsstandaarden die uiteengezet zijn door onze VP van engineering en productmanagement. Heb je nog meer vragen? Neem hier contact op.