V-TAG - Monitoraggio di batterie nei magazzini

Sviluppo di un prodotto connesso per monitorare lo stato delle batterie

Il Cliente ha richiesto la progettazione, sviluppo e fornitura di un prodotto (chiamato V-TAG) in grado di monitorare i parametri di stato di una batteria e di poter visualizzare i dati da remoto. Il requisito principale è stato quello di minimizzare al massimo i costi di fornitura e tutte le scelte di progettazione sono state prese per consegnare al Cliente un dispositivo economico. E’ stata impiegata la piattaforma IoT di EDALAB (BOX-IO) per ottimizzare i tempi di sviluppo, il dispositivo V-TAG raccoglie i dati dalla batteria/accumulatore e li invia al gateway presente nel magazzino, permettendo cosi la visualizzazione dei dati tramite la piattaforma Cloud già sviluppata.

Il progetto ha quindi richiesto un approccio per fasi incrementali passando dalla realizzazione di un prototipo rapido:

  • Analisi dello scenario e progettazione del dispositivo secondo l’operatività richiesta dal Cliente
  • Definizione delle specifiche della scheda elettronica con target price di costo
  • Prototipazione rapida del sistema per verificarne il funzionamento con il Cliente finale
  • Sviluppo prototipo ALFA e BETA per produzione in pre-serie e successivamente produzione su larga scala
  • Integrazione del nuovo dispositivo realizzato nella piattaforma Cloud di EDALAB
  • Personalizzazione della schermata di visualizzazione dati del dispositivo realizzato
Kunde

Triatech

Zielsetzung

Poter monitorare lo stato delle batterie da remoto

Timing

6 Monate

Sektor

Industrie

Risultato

Sistema di monitoraggio composto da dispositivo di raccolta dati V-TAG e edge gateway per l’invio del dato sul Cloud

Die Daten auf den Bildern dienen lediglich der Veranschaulichung. Der Schutz der Privatsphäre ist eine unserer Prioritäten und wird von spezialisierten Datenschutzberatern streng überwacht.

Il Cliente ha richiesto la fornitura di un sistema di monitoraggio real time dei valori di tensione e temperatura di un numero di batterie/accumulatori che può arrivare a 5000 in un’area produttiva estesa fino a 30.000 m2.

 

I requisiti richiesti dal progetto si possono riassumere con i seguenti punti:

 

  • ›  I dati devono essere trasmessi tramite una rete dedicata ad un gateway e da qui trasmessi tramite la rete di comunicazione aziendale ad un server in cloud
  • ›  I dati inviati al server vengono archiviati e resi disponibili per la visualizzazione in tabelle  e grafici ramite fltri di selezione
  • ›  I dati possono essere campionati una volta alla ettimana
  • ›  La tensione da campionare può andare da 2V a 48V
  • ›  L’Installazione deve essere semplice e possibilmente a gruppi di 100

In seguito all’analisi delle richieste del Cliente abbiamo proposto lo sviluppo e fornitura del seguente sistema:

 

  • ›  Scheda V-TAG per l’acquisizione dei valori di tensione-temperatura e invio dei dati tramite protocollo LoRa
  • ›  Gateway di raccolta dati dalla scheda V-TAG e successivo invio in Cloud
  • ›  Piattaforma Cloud per la visualizzazione dei dati tramite grafici/tabelle con notifiche e soglie allarmi.

L’intero sistema deve rispondere ai requisiti di economicità. flessibilità e scalabilità.

 

Per raggiungere gli obiettivi di costo prefissati dal Cliente, abbiamo deciso di approcciare il progetto per fasi incrementali. Una prima fase di prototipazione ci ha permesso fin da subito di affrontare le criticità e di valutare le funzionalità in campo. Una seconda fase di produzione ci ha invece permesso di ottimizzare il sistema e realizzare una quantità di dispositivi utili alla copertura del fabbisogno richiesto dal Cliente, pari a 1000 pezzi.

Alle criticità individuate nell’analisi iniziale si è aggiunta, in seguito ai primi test sul campo  la necessità di mantenere un livello di protezione alto per il dispositivo V-TAG. Per questo motivo, in fase di progettazione iniziale abbiamo posto particolare attenzione al package della scheda in campo, per non dover tornare su scelte progettuali nelle fasi avanzate del progetto. Inoltre abbiamo dovuto ideare un sistema di accensione del dispositivo tramite magnete esterno: questo ha permesso di ridurre al massimo le lavorazioni sui case esterni per creare ulteriori pulsanti. Avvicinando un magnete standard al case il dispositivo si accenderà e inizierà a mandare il dato e, inoltre, dai test abbiamo simulato la durata della batteria raggiungendo fino a 20 anni di autonomia con uso continuo.

In fase di prototipazione abbiamo quindi superato le seguenti criticità:

  1. › Efficienza nella comunicazione con un gran numero di sensori
  2. › Dimensionamento della batteria in base alla comunicazione
  3. › Protezione involucro per l’ambiente ostile

Risolte queste criticità si è passato alla realizzazione della soluzione finale  composta dai seguenti elementi:

  • › Dispositivo VTAG, oggetto di realizzazione: oltre alla parte meccanica, è stato curato particolarmente lo sviluppo del Firmware in modo da garantire la massima accuratezza dei dati raccolti sul campo.
  • › Gateway di acquisizione dati con software di configurazione dei dispositivi V-TAG
  • › Software di visualizzazione ed estrazione dati con possibilità di settare allarmi e notifiche


La soluzione ha permesso al Cliente di dotarsi di uno strumento di monitoraggio intelligente a basso costo, facilmente scalabile e replicabile in diversi scenari di utilizzo. Il software è stato implementato con diverse funzionalità di gestione utenti e di visualizzazione dati. Il Cliente finale ha potuto cosi digitalizzare e ottimizzare le procedure di rilevamento dati.

  • Riduzione del tempo di rilevazione dei dati
  • Gestione degli allarmi con notifiche intelligenti
  • Integration mit ERP

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