IoTアプリケーションにさまざまなセンサーと強力なIoT接続プロセッサ、および実用的なプロトタイプへの迅速なパスが必要な場合は、TE Connectivity (TE) のセンサー メザニン ボードとSD 600evalが最適なソリューションです。
導入
センサー の目と耳です モノのインターネット （IoT）。センサーがなければ、IoTアプリケーションの鍵となるビッグデータ分析を推進する情報はどこから来るのでしょうか?環境センサーはスマート ビルディングにおけるエネルギー効率の高い暖房と冷房の実現に役立ちます。一方、大規模な農業用途のセンサーは湿度と土壌の状態をテストして、効率的な作物管理、害虫検出、収穫、さらには輸送を実現します。センサー データを新しいビジネスやビジネス モデルを推進する知識に変換する機会が増えているため、新しいアイデアを最初に市場に投入することが、新しいIoT製品の成功における最も重要な要素となる可能性があります。
市場投入までの時間を短縮する最善の方法の1つは、動作するコードと高度なオペレーティング システムおよびアプリケーション サポートを備えた既存の開発ハードウェアを使用することです。IoTアプリケーションの場合、これは通常、標準プロセッサボードを入手することを意味します。 Android、Linux、またはWindows IoTコア すでに実行中です。メイン プロセッサ ボードと互換性のある、環境や位置決めなどの幅広いセンサー機能を備えたセンサー拡張ボードは、アプリケーションを開発するための完全なシステムを提供します。使用方法 Arrow SD 600evalプロセッサ ボード TE Connectivity (TE) センサー メザニン ボードは、記録的な速さでIoTソリューションを開発するためのソリューションとなる可能性があります。
センサー開発ボードを使用して設計をスピードアップ
設計を開始する最も早い方法の1つは、設計に必要なセンサーをホストする開発ボードから始めることです。これにより、対象ハードウェアの最終的なフォーム ファクターが完成する前に、ソフトウェア開発を早期に開始できます。人気の96board標準のような開発キットの標準フォーム ファクタの台頭により、複雑なIoTアプリケーションに必要な処理能力、オンボード メモリ、周辺機器セットを備えた Arrow SD 600eval のようなメイン ボードを見つけることがはるかに簡単になりました。下の図1に示すTEのSensor Shield開発ボードには、96board標準と互換性のある標準フォーム ファクタで3つの一般的なセンサー デバイスが搭載されています。
図1: TEのセンサー シールド開発ボード (Mezzanine PDFからの図)
TEのセンサー シールドで使用できるセンサーには、 MS8607圧力、温度、湿度センサー、TSYS01温度センサー、KMA36回転および直線位置センサーなどがあります。これらのセンサーは標準のシリアル インターフェイスを使用しているため、マイクロコントローラに簡単に接続でき、モノのインターネット アプリケーションに最適な高度な機能を備えています。
コンパクトなMS8607コンビネーションセンサー
多くのIoTアプリケーションでは、小型化と低消費電力が重要な要件となります。小型パッケージで圧力、湿度、温度を提供する複合センサーは、サイズと電力が制限されるアプリケーションに最適です。TEのMS8607 は、超小型の5 x 3 x 1 mm QFNパッケージ (下の図2参照) を使用しているだけでなく、10 ～ 2000 mbarの圧力、0% RH ～ 100% RHの湿度、-40 ～ 85 oCの温度という広い動作範囲も提供します。TEのMS8607は、0.016 mbar、0.04% RH、0.01 oCという、一般的なIoTアプリケーションに優れた分解能も提供します。電源電圧は1.5V ～ 3.6Vの広範囲で動作し、低電力動作をサポートします。I2Cシリアル インターフェイスにより、MS8607を標準マイクロコントローラに簡単に接続できます。
図2: 5 x 3 x 1 mm QFNパッケージのコンパクトなTEのMS8607コンビネーションセンサー
MS8607は、高解像度の圧力機能と高圧、湿度、温度 (PHT) の直線性を組み合わせたもので、スマートフォン、タブレット、PCの高度計などの環境モニタリングや、暖房、換気、空調 (HVAC)、気象観測所、高精度3Dプリンター、家電製品、加湿器などのPHTアプリケーションに最適です。MS8607は、10年以上にわたって広く使用されてきた実績のあるMEMSテクノロジを使用して製造されています。
高精度KMA36回転および直線位置IC
位置センシングは、モーター、バルブ、ロボットアームなどの機械要素の位置によって複雑なプロセスを制御する産業用IoTアプリケーションにおいて重要な要素となる場合があります。多くの場合、これらのアプリケーションでは、非接触操作、高精度、耐摩耗性、環境変化への耐性も重要な要件となります。TEのKMA36は、信頼性が高く、高精度な汎用磁気位置センサーICです。13ビットを使用して最大0.04度の分解能で正確な回転または線形測定を提供します。下の図2に示すように、磁気抵抗素子とアナログ - デジタル コンバーターおよび信号処理機能が組み合わされ、標準の小型フォーム ファクターTSSOPパッケージに完全に統合されています。
図3: TEのKMA36高精度KMA36回転および直線位置ICブロック図
精度が重要な用途では、TEのKMA36で使用される異方性磁気抵抗 (AMR) 技術により、外部磁石の磁気角度を360度全範囲にわたって機械的接触なしに正確に測定できるほか、磁極長5 mmの磁極ストリップ上の増分位置も測定できます。 ° スリープおよび低電力モード、さらにI2C経由の自動ウェイクアップ機能により、KMA36はバッテリー ベースのアプリケーションに最適です。位置データは、 スタンドアロン 操作またはマイクロコントローラ ベースのアプリケーションのいずれかで、PWMまたはデジタルI2C通信バスを使用して送信できます。プログラム可能なパラメータにより、ユーザーは幅広い構成オプションを利用でき、さらなるデータ処理を簡素化できます。KMA36は、機械的許容誤差、温度変化、熱応力による磁気ドリフトの影響をほとんど受けません。メンテナンスフリーの操作と高帯域幅により、過酷な産業環境でも堅牢な実装が可能になります。
TSYS01高解像度温度センサー
多くの産業用IoT処理アプリケーションでは、正確な温度測定が重要です。一部の工業プロセスでは、温度のわずかな違いが、結果の成功と失敗の違いを意味する場合があります。一部の産業プロセスでは、オペレータの安全がこれらの正確な測定に依存しているため、精度と堅牢な操作がさらに重要になります。TEのTSYS01は、シングルチップの高解像度温度センサーです。温度検知チップと24ビット デルタ シグマ アナログ - デジタル コンバーターが搭載されています。 デジタル24ビット温度値と工場で設定された内部の精密校正値を組み合わせることで、高い測定解像度を備えた高精度の温度読み取り値 が得られます。TSYS01は、I2CまたはSPIインターフェースによって任意のマイクロコントローラに接続できます。マイクロコントローラは通常、ADC値とキャリブレーション パラメータに基づいて温度結果を計算するために使用されます。
SD 600evalボードでクラウドに接続する
センサーによってデータが収集されると、そのデータをさらに処理し、結果をしきい値ターゲットと比較し、データをクラウドベースのストレージに転送して「ビッグデータ」分析処理を実行する必要がある場合があります。たとえば、工業工場のすべてのモーターから取得したセンサー データを使用して、機械の摩耗を予測し、ライン ダウン イベントを事前に防止できます。すべての顧客工場で使用されているすべてのモーターのデータがモーター製造業者に提供される場合、製造業者はこれらすべてのデータを組み合わせて、さらに詳細な分析を行うことができます。おそらく、モーター製造業者は、保守および修理活動のガイドとして、分析結果を工場所有者へのサービスとして販売することもできるでしょう。センサーからのデータ分析を利用することで、これまで知識ではなく製品のみを販売していた企業に、まったく新しいビジネスモデルと収益源が生まれます。
TEのセンサー ボードで収集されたデータをクラウドに接続するには、プロセッサ ベース ボードが必要です。迅速にプロトタイプを作成して設計を検証するには、同じ96board接続フォーム ファクターを使用するベース ボードが理想的です。下の図4に示す Arrow SD 600evalボード は、非常にコンパクトな96board標準を使用していますが、優れた処理能力、相互接続オプション (Wi-Fiを含む)、注目すべきオンボード メモリも提供しており、クラウド接続を備えた堅牢なセンサー処理プラットフォームに必要なすべての機能を備えています。
図4: SD 600evalは、トランプ一組ほどの大きさの小型フォーム ファクタでAndroidとLinuxをサポートします (図はArrow提供)<ユーザー マニュアルの6ページより>
SD 600evalの処理能力は、さまざまな携帯電話や接続アプリケーションで使用されている人気のSnapdragonプロセッサに基づいています。Snapdragonクアッドコア プロセッサを使用することで、SD 600evalはAndroidとLinuxを実行できるようになり、可能な限り幅広い接続をサポートします。オンボードの2GBのLPDRAMと16GBのeMMCストレージにより、これらのオペレーティング システムを効率的に実行できます。このような小型フォームファクターでも、デュアルバンド2.4 GHzおよび5 Hz WLAN 802.11a/b/g/n/ac、Bluetooth 4.x + BR/EDR + BLE、外部アンテナまたはオンボードアンテナで利用可能なGPSにより、接続性は印象的です。ギガビット イーサネットとSATA接続もサポートされています。
マルチメディア機能も、4レーンMIPIカメラ シリアル インターフェイス (CSI)、2レーンMIPI CSI、1080p HDビデオ再生など、同様に優れています。オーディオ処理には、ECNSおよびAudio+ 後処理を備えたPCM/AAC+/MP3/WMAが含まれます。2つのUSB 2.0タイプAコネクタ (ホスト モードのみ) と1つのOTG USB 2.0 (Micro AB経由) により、追加の接続オプションが提供されます。 60ピン高速コネクタと40ピン低速コネクタにより、簡単に拡張できます。
ハードウェア機能は優れていますが、利用可能なソフトウェアにより、アプリケーション プログラムからこれらすべてのハードウェア機能に簡単に直接アクセスできます。AndroidまたはLinuxと、利用可能なドライバー、フレームワーク、アプリケーション プログラム インターフェイス (API) を使用すると、開発は簡単です。広範なユーザー ガイド、ボード サポート パッケージ (ソースとバイナリ)、ブート ローダー、インストーラーにより、開発を非常に有利に進めることができます。
結論
IoTアプリケーションにさまざまなセンサーと強力なIoT接続プロセッサ、および実用的なプロトタイプへの迅速なパスが必要な場合は、TEのセンサー メザニン ボードとSD 600evalが最適なソリューションです。必要なSD 600evalとTEセンサーは、以下の参照セクションにあるリンクからArrowに注文してください。遅れないで、今日から始めましょう！
TE ConnectivityおよびTEは商標です。