Olsbergs Electronics är specialiserat på radiostyrning av maskiner, men när en av kunderna, en krantillverkare, sökte efter en givare för att mäta vinklar på sina lyftkranar så att inget farligt händer i drift gick frågan till Olsbergs.

John Fröde

– En kran får inte välta, den får inte slå i någonting, infästningar får inte knäckas, inget farligt får hända så det behövs ett antal givare som komplettering till styrsystemet som vi gör över radio, förklarar John Fröde, platschef i Vallentuna och adderar:

– Vi fick frågan om vi kan göra det, eftersom vi har kunskap om alla krav och säkerhetsstandarder som ställs på denna typ av system.

Det var starten till en produkt som i skrivande stund står redo att lanseras brett.

Givaren mäter rotationsvinklat från 0 till 360 grader med 0,1 graders upplösning.

Den lilla vinkelgivaren är tagen från blankt papper till säljbar produkt i Vallentuna.

Under skalet sitter två accelerometrar som i realtid mäter mot jordgravitation i olika vektorer.

– För att få upp säkerheten till PLd-nivå har vi två memskretsar som kontinuerligt ligger och övervakar varandra, förklarar John Fröde.

PL-nivåer anger sannolikheten för att något går fel. Fem nivåer finns – från PLa till PLe – där a-nivån är den lägsta klassningen. Ju högre klassning, desto mindre risk att en produkt fallerar.

De två accelerometrarna från NXP agerar offsetsensorer. Det betyder att de sitter i olika plan inuti enheten för att inte påverkas av samma fel samtidigt.

Olsbergs i mer än hundra år Historien sträcker sig långt tillbaka i tiden. Redan 1906 grundades Olsbergs Gjuteri, sjutti år senare tog Olsbergs Hydraulics form medan Olsbergs Electronics öppnades som en kompletterande verksamhet år 1996. Idag ligger gjuteriet i direkt anslutning till hydraulikverksamheten i småländska Eksjö – den verksamheten utgör ett av två ben. Det andra är systerbolaget Olsbergs Electronics med säte i Vallentuna, norr om Stockholm. Olsbergs Electronics har 27 anställda. Alla i Vallentuna. Här utvecklar, konstruerar och tillverkar företaget alla produkter som det säljer, huvudsakligen produkter för radiostyrning av maskiner. Företaget har en fabrik som gör allt från yt- och hålmontering till test och verifiering. Hälften av de anställda i Vallentuna arbetar med tillverkning. Den andra hälften kan delas i två delar – den ena jobbar med utveckling, den andra med administration, inköp och försäljning. På konstruktionssidan arbetar företaget med elektronik, mekanik och mjukvaruutveckling. Olsbergs Electronics omsätter runt 40 miljoner kronor om året. Cirka 65-70 procent av produkterna skeppas inom Europa, resten går i huvudsak till Nordamerika. Bild: Magnus Dahlberg löder fast kablaget på vinkelgivaren.

För att givaren inte ska störas av irrelevanta rörelser ingår dynamiskt anpassade filter. Det kan exempelvis vara att en grävskopa dänger i backen. Då fortplantar sig skakningar som vinkelgivaren detekterar.

– Vi har en mängd adaptiva filter som klarar av att särskilja vinkelförändringar mot yttre åverkan. Det har vi inte sett att någon annan har idag, säger John Fröde, men fastslår snabbt:

– Jag garanterar inte att ingen annan har det, vi kan ha missat något. Oberoende är vår lösning relativt unik.

En processor sköter konverteringen från accelerometerdata – som i princip bara anger hur många G det är i olika riktningar – till rotationsvinklar från 0 till 360 grader. Likaså kontrollerar den att de två memskretsarna med olika offset anger samma vinkeldata. Först därefter skickas mätdata till styrsystemet med tidsintervallet 50 ms.

Processorn har även inbyggda diagnosfunktioner. Den gör en egendiagnos av alla enheter. Märker den att något inte står rätt till stängs allt av, därefter meddelar den sin värd som kan vara en kran, en båt, en lastbil eller annat att något är fel internt och att maskinen inte får köras längre.

– Det är mycket matematiska algoritmer. Mjukvaran är utvecklad under ett Safety-reglemente som också faller inom ramen för det som kallas PLd. Den måste vara utvecklad, testad och verifierad på speciella sätt just för att man ska veta att det inte finns buggar.

All mjukvara, även beräkningsalgoritmerna, är helt utvecklade av företaget självt.

– Det finns färdiga algoritmer men de är inte klassade enligt tillräckligt hög säkerhetsnivå. Lyfter vi in sådan kod vet vi inte att den säkert alltid gör rätt. Då kan vi inte skriva under på att en enhet bara har en teoretisk driftsfel varje miljarte timme.

– Så den smärtsamma sanningen är att vi måste utveckla all kod själva från första raden.

Enheten kommunicerar med styrsystemet över CAN-bussen. För att öka säkerheten använder företaget något som heter CANopen Safety; ett standardiserat protokoll med extra checksummor och säkerhetsalgoritmer ovanpå vanlig CAN.

I en tillämpning används alltid minst två vinkelgivare. Ta en lastbil med kran. Då placeras minst en givare på kraven och en på lastbilsflaket. Om lastbilen parkeras i en slänt känner givaren av det, och kompenserar automatiskt. Ingen kalibrering krävs utan givaren arbetar mot gravitationen och vet alltid vad som är nedåt.

Nykomlingen är utvecklad för att användas med kranar som exempelvis kan sitta på lastbilar, skogsmaskiner eller fartyg. Det är helt vanliga lyftkranar, från små som lyfter virkesbitar till gigantiska kranar som är 60-70 meter höga och lyfter byggmaterial i städer.

Samtidigt äger Olsbergs konstruktionen, och kan sälja den till alla olika typer av tillämpningar. Bara fantasin sätter stopp.

– Kranar är intressant, men vi ser att det går att använda vinkelgivaren till så mycket mer. Du kan mäta bogen på ett skepp så att den inte öppnar sig och vatten strömmar in, du kan mäta att en biltransport inte får en vinkel så bilarna åker av. Den kan användas över allt där det är jättehöga krav på säkerhet.

Den höga säkerheten som byggts in gör att den svenska givaren tros ha störst potential i Europa.

– Tittar man på var det är mest stringenta krav vad gäller säkerhet så ligger Europa och EU i framkant. Av den anledningen, om jag får gissa, ligger den största marknaden för vinkelgivaren i Europa, och den näst största i Nordamerika.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen. Prenumerera kostnadsfritt!

I ett första skede har två modeller tagits fram. Det enda som skiljer dem åt är hur noga de presenterar den uppmätta vinkeln.

Alla enheter har 0,1 graders upplösning men bara den ena modellen presentera mätningen med den noggrannheten. Den andra visar vinkeln i hela grader.

– Om maskinen som givaren sitter på vibrerar och skakar måste vi medelvärdesbilda mätvärdet och för att avläsningen inte ska bli för nervöst kan det vara vits att presentera en lite grövre upplösning, förklarar John Fröde.

På frågan om det redan nu finns ytterligare modeller på ritbordet blir svaret:

– Om framtiden utvisar att vi behöver fler än två varianter får vi väl anamma det.