Saha robotu için dayanıklı Jetson Orin bilgisayar: ne zaman gerekir?

Saha robotuna ek bir bilgisayar eklemeden önce, robotun üreticisinin zaten sunduğu işlem kapasitesini netleştirmek gerekir. Birçok denetim görevi için bu kapasite yeterlidir ve ek donanım hem ağırlık hem enerji hem de bakım yükü getirir.

• Unitree B2 ve B2-W: Üretici sayfasına göre standart yapılandırmada Intel Core i5 (platform işlevleri) ve Intel Core i7 (kullanıcı geliştirmesi) bulunur. Opsiyonel olarak Intel Core i7 ya da Orin NX modülü, en fazla 3 cihaza kadar eklenebilir. Robot 4 adet 1000M Ethernet, 4 adet USB 3.0, 4 adet 12 V, 4 adet 24 V, 1 adet 5 V ve 1 adet BAT güç çıkışı sunar; batarya 58 V, 45 Ah (2250 Wh), koruma sınıfı IP67'dir. Bu ayrıntılar Unitree B2 ve Unitree B2-W sayfalarında özetlenmiştir.
• Unitree Go2 EDU: Üretici sayfası standart olarak 8 çekirdekli yüksek performanslı bir CPU verir; ek işlem gücü için "Orin (40-100 TOPS)" gibi seçenekli bir modülden söz eder. Azami yük yaklaşık 12 kg'dır. Ayrıntı için Unitree Go2 sayfasına bakın.
• DEEP Robotics X30: Üretici sayfasına göre X30'da iki, X30 Pro'da üç adet sekiz çekirdekli 64 bit endüstriyel işlemci bulunur. X30'da 72 V harici güç arayüzü, X30 Pro'da 24 V, 12 V ve 5 V (USB) çıkışları vardır; koruma sınıfı IP67, sürekli yük 20 kg, çalışma sıcaklığı -20 ile 55 °C arasıdır. Bkz. DEEP Robotics X30.

Özetle B2 ailesi, Orin NX modülünü robotun içine entegre edilmiş seçenek olarak almaya zaten hazırdır. Kamera sayısı ve model karmaşıklığı bu kapasiteyi aşmıyorsa harici sert bir bilgisayara ihtiyaç yoktur.

Aşağıdaki durumların bir ya da birkaçı birlikte ortaya çıkıyorsa, robotun yanına bağımsız bir Jetson Orin bilgisayarı koymak mühendislik açısından savunulabilir hale gelir.

• Çok kameralı sensör füzyonu: Dört ve üzeri GMSL2 kamera (RGB, termal, stereo) aynı anda işleniyorsa kamera arayüzü ve bant genişliği belirleyici olur. Örneğin Connect Tech Anvil-RX 8 adet GMSL2 girişi, Rudi-NX 4 adet GMSL1/2 girişi sunar.
• Orin NX sınıfını aşan hesaplama ihtiyacı: NVIDIA, Orin NX 16 GB için 100 TOPS (teknik tablosunda Super modda 157 TOPS), AGX Orin için 275 TOPS'a kadar yapay zeka performansı bildirir. Birden çok model aynı anda koşacaksa AGX sınıfı gündeme gelir.
• Belgeli titreşim ve şok dayanımı: Müşteri ya da sigorta tarafı, MIL-STD-810H gibi bir standartta test edilmiş donanım bekliyorsa, test beyanı olan bir ürün seçmek gerekir. Robotun yürüyüş titreşimi tipik bir kart seviyesi modülün tasarım varsayımlarını aşabilir.
• Geniş sıcaklık aralığı: Kış şantiyeleri, açık maden ve enerji tesislerinde ortam sıcaklığı robotun kendi çalışma aralığına (örneğin X30 için -20 ile 55 °C) yaklaşabilir; ek bilgisayarın aralığı bu koşullara göre ayrıca doğrulanmalıdır.
• ATEX ve benzeri Ex bağlamları: Patlayıcı ortamlarda ekipman, 2014/34/AB sayılı ATEX direktifi kapsamında değerlendirilir. Bu makaledeki ürünlerin kamuya açık sayfalarında ATEX beyanı yoktur; Ex bölgesi için ayrıca uygun muhafaza ve sertifika çözümü gerekir.
• Ayrı görev bilgisayarı gereksinimi: Hareket kontrolü ve algı/yük yazılımının, güncelleme ve hata yalıtımı açısından fiziksel olarak ayrılması istenebilir.

Bunların hiçbiri yoksa (örneğin tek kameralı iç mekan devriyesi), robotun kendi Orin NX seçeneği ya da standart işlemcisi ile ilerlemek çoğunlukla daha sade ve daha hafif bir çözümdür.

Orin NX mi, AGX Orin mi?

NVIDIA'nın Jetson Orin sayfası Orin NX serisi için 100 TOPS'a kadar ve 10-25 W, AGX Orin serisi için 275 TOPS'a kadar ve 15-60 W güç aralığı verir. Aynı sayfadaki teknik tabloda AGX Orin Industrial için 15-75 W, Super modda Orin NX 16 GB için 157 TOPS ve 10-40 W görünür; Super modun seçilen sert sistemde desteklendiği üreticiden doğrulanmalıdır. Güç modu seçimi, hem sıcaklık hem de robot bataryası üzerindeki yük açısından yapılan boyutlandırmanın ilk adımıdır.

Giriş gerilimi ve robot çıkışı

Robotlar 12 V, 24 V ya da batarya geriliminde çıkış sunar; bilgisayarın giriş aralığı bu değerlerin tamamını karşılamak zorunda değildir ama seçilen port aralıkta kalmalıdır. Yayımlanmış giriş aralıkları: Rudi-NX 9-36 V, Anvil 10-36 V, Syslogic RPC RSL A4AGX 9-45 V, Anvil-RX 18-60 V. Unitree B2'nin 24 V ve 12 V portları bu ürünlerin ilk üçünün aralığındadır; Anvil-RX'in 18-60 V aralığı 24 V portunu kapsar; bataryanın anma geriliminin 58 V olması nedeniyle BAT portundan beslenme de teorik olarak incelenebilir, ancak tam dolu batarya gerilimi 60 V sınırına karşı doğrulanmalıdır. Bataryanın tam dolu gerilimi ve port akım limitleri üretici sayfasında belirtilmemiştir; bu değerler Unitree'den yazılı olarak doğrulanmadan tasarım kesinleştirilmemelidir.

Kamera ve ağ arayüzleri

GMSL2, FPD-Link III, MIPI CSI-2, USB veya Ethernet (GigE Vision, PoE) kameralar farklı kablolama ve sürücü yükü getirir. Kamera markasının ilgili Jetson taşıyıcı kartıyla desteklendiğini üreticinin uyumluluk listesinden doğrulayın. Ethernet tarafında Anvil iki adet 10GBASE-T ve iki adet 1000BASE-T, Anvil-RX iki adet 10GBASE-T ve iki adet 2500BASE-T (M12 X-kodlu), Syslogic RSL A4AGX bir 10G ve bir 1G bağlantı sunar.

Depolama

Kamera akışı kaydı yapılacaksa NVMe kapasitesi belirleyicidir. Anvil'de iki M.2 Key M yuvası, Rudi-NX'te bir M.2 NVMe yuvası vardır; Anvil-RX sayfası 2, 4 ve 8 TB dahili depolama seçeneklerini listeler.

Soğutma

Pasif (fansız) soğutma, toz ve titreşim altında hareketli parça riskini ortadan kaldırır, ancak termal tasarım sınırlarını sıkılaştırır. Anvil ailesinde ESG620 aktif, ESG621 pasif soğutmalıdır; Syslogic RSL A4AGX fansız olarak tanıtılır.

Koruma sınıfı ve testler

IP67 geçici daldırmaya karşı, IP69 yüksek basınçlı sıcak su püskürtmesine karşı koruma anlamına gelir (IEC 60529). Ancak IP sınıfı titreşim ya da şok dayanımı hakkında bilgi vermez. Bunun için MIL-STD-810H gibi çevresel test standardı, demiryolu uygulamalarında EN 50155 gibi standartlar sorgulanmalı; beyan edilen test raporunun ürünün aynı yapılandırmasına ait olduğu doğrulanmalıdır. Bu yazıda anılan ürünlerin kamuya açık sayfalarında EN 50155 beyanı bulunmamaktadır.

Tabloda "belirtilmemiş" yazılan hücreler, ilgili ürün sayfasında değer bulunmadığı anlamına gelir; eksik değerler datasheet ve kullanım kılavuzundan, üreticiden yazılı teyitle tamamlanmalıdır.

Ek bilgisayarın bedeli yalnız satın alma maliyeti değildir; robotun bataryasından çekilen sürekli güç, görev süresini kısaltır. Basit bir ölçek hesabı için B2'nin üretici sayfasındaki değerler kullanılabilir: 58 V, 45 Ah (2250 Wh) batarya ve 4-6 saat batarya ömrü. Bu iki değerden ortalama yaklaşık 375-560 W'lık bir robot ortalama çekişi türetilir (bu, üretici değeri değil, yazının yaptığı aritmetik bir tahmindir; gerçek değer görev, hız ve yüke göre değişir).

• Tahmin: Orin NX sınıfı bir sistem 10-25 W aralığında çalışırsa ortalama çekişin kabaca yüzde 2-7'si kadar ek yük oluşturur ve çalışma süresini kabaca yüzde 2-6 kısaltır. Super modun 40 W üst sınırında ek yük yaklaşık yüzde 11'e, kısalma yaklaşık yüzde 10'a çıkabilir.
• Tahmin: AGX Orin sınıfı bir sistem 15-60 W aralığında çalışırsa ek yük kabaca yüzde 3-16, çalışma süresindeki kısalma kabaca yüzde 3-14 olur; kamera, SSD ve Ethernet anahtarı gibi çevre birimleri bunun üzerine gelir.

Hesap yöntemi (tahmin): ek yük = bilgisayar gücü / ortalama robot çekişi; süre kısalması yaklaşık bilgisayar gücü / (ortalama robot çekişi + bilgisayar gücü). Alt değerler yaklaşık 560 W, üst değerler 375 W ortalama çekişle hesaplanmıştır; DC-DC dönüştürücü kaybı dahil değildir.

Pratik çıkarımlar: (1) Güç modunu görevin gerçek ihtiyacına göre ayarlayın; sürekli tam güçte çalışmak çoğu denetim turu için gereksizdir. (2) Dönüştürücü verimsizliğini hesaba katın; 58 V ya da 72 V'tan düşük gerilime inen bir DC-DC dönüştürücü ek ısı ve kayıp getirir. (3) Ek bilgisayarın kütlesi yürüyüş yüküne sayılır: B2 için üretici yürüme yükünü 40 kg üzeri olarak verir, Anvil-RX 5,2 kg, Anvil 2,31 kg ağırlığındadır; kablo, braket ve dönüştürücü bunun üzerine eklenir. (4) Çalışma süresini yükle ve yüksüz ölçün; B2 için üretici 20 kg yükte 4 saat üzerini, yüksüz 5 saat üzerini bildirir.

Dönüştürücü seçerken robotun port akım limitini üreticiden isteyin. 24 V portundan 60 W çekmek yaklaşık 2,5 A anlamına gelir; porttaki sigorta ve kablo kesiti buna uygun olmalıdır.

Tablo, kamuya açık üretici verilerinden hazırlanmış bir ön eleme aracıdır; her entegrasyon, robot üreticisinin güç ve mekanik arayüz belgeleriyle doğrulanmalıdır.

Muhtemel patlayıcı ortamlarda kullanılacak ekipman ve koruyucu sistemler için 2014/34/AB sayılı ATEX direktifi geçerlidir. Bu yazıdaki ürünlerin kamuya açık sayfalarında ATEX sertifikası bulunmadığından, Ex bölgesinde kullanım planlanıyorsa sertifikalı muhafaza ya da robotun tamamı için Ex çözümü ayrıca değerlendirilmelidir. Bu bölüm bilgi amaçlıdır, hukuki tavsiye değildir; uygunluk değerlendirmesini onaylanmış kuruluş ve hukuk danışmanınızla teyit edin.

NVIDIA Jetson modülleri ve bunları içeren sistemler ihracat kontrolü sınıflandırmasına tabi olabilir. Bu konuda hukuki tavsiye vermiyoruz; satın almadan önce sınıflandırmayı ve Türkiye'ye sevkiyat koşullarını hukuk danışmanınıza teyit ettirin.

Robotlar.org, Unitree ve Booster'ın Türkiye resmi distribütörüdür; DEEP Robotics robotlarında entegrasyon ve kurumsal tedarik hizmeti verir. Yukarıda anılan sert bilgisayar ürünlerinde entegrasyon ve kurumsal tedarik çerçevesinde mühendislik desteği sunarız.

• Görev analizi: kamera sayısı, model yükü ve titreşim/sıcaklık koşullarından, robotun kendi Orin seçeneği mi yoksa ek bilgisayar mı gerektiğinin belirlenmesi.
• Güç ve mekanik entegrasyon: port gerilim/akım doğrulaması, DC-DC dönüştürücü, braket, kablolama ve çalışma süresi ölçümü.
• Pilot: seçilen yapılandırmanın sahanızda kısa bir pilotla doğrulanması.
• Teklif: ihtiyaçlarınızı teklif formu üzerinden iletebilirsiniz.

İlgili rehberler: Güvenlik ve devriye robotu rehberi, Endüstriyel robot sigorta ve sorumluluk rehberi.

• Unitree B2 resmi sayfası: https://www.unitree.com/b2
• Unitree B2-W resmi sayfası: https://www.unitree.com/b2-w
• Unitree Go2 resmi sayfası: https://www.unitree.com/go2
• DEEP Robotics X30 resmi sayfası: https://www.deeprobotics.cn/en/index/product3.html
• Connect Tech Anvil: https://connecttech.com/product/anvil-embedded-system-with-nvidia-jetson-agx-orin/
• Connect Tech Anvil-RX: https://connecttech.com/product/anvil-rx-rugged-system-powered-by-nvidia-jetson-agx-orin/
• Connect Tech Rudi-NX (Orin NX): https://connecttech.com/product/rudi-nx-embedded-system-with-nvidia-jetson-orin-nx/
• Syslogic RPC RS A4NX: https://www.syslogic.com/products/rugged-computer-rpc-rs-a4nx
• Syslogic RPC RS A4NX GMSL: https://www.syslogic.com/products/rugged-computer-rpc-rs-a4nx-super-gmsl
• Syslogic RPC RSL A4AGX: https://www.syslogic.com/jetson-agx-orin/rugged-edge-ai-computer-rpc-rsl-a4agx
• IEC 60529 (IP kodları): https://webstore.iec.ch/en/publication/2452
• NVIDIA Jetson Orin: https://www.nvidia.com/en-us/autonomous-machines/embedded-systems/jetson-orin/
• 2014/34/AB (ATEX) direktifi (AB Yayın Ofisi): https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/68451154-b720-11e3-86f9-01aa75ed71a1