MEMSマイクでガス漏れ検知、STが最新製品群を展示：スマートインダストリー向け

STマイクロエレクトロニクスは、「TECNO-FRONTIER 2018（テクノフロンティア）」で、「Smart Industry」の実現に欠かせない、「センシング」や「モーター制御」「電源制御」に関連する最新ソリューションを紹介した。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

生産効率の改善や高精度の制御を可能に

　STマイクロエレクトロニクスは、「TECNO-FRONTIER 2018（テクノフロンティア）」（2018年4月18〜20日、千葉・幕張メッセ）で、「Smart Industry」を実現するために重要となる「センシング」や「モーター制御」「電源制御」に関連する最新ソリューションを展示した。

　Industry 4.0の実現に向けたモーターの振動解析のデモでは、同社が提供するレファレンスデザインを用いて、モーターの異常動作や故障を早期に検知し、システムダウンの影響を最小限に抑えることができることを示した。

　ブースでは、2個のモーターを用意して駆動させた。1個はモーターを固定するためのねじを少し緩めておき、回転時に振動が発生するよう取り付けた。デモでは、Armの「Cortex-M4」コアあるいは「Cortex-M3」コアを内蔵した2種類のSTM32マイコンや6軸モーションセンサー、温湿度センサーなどからなるレファレンスデザインを用い、モーターの振動や周辺の温湿度、大気圧などのデータを収集する。これらのデータを周波数解析することで、モーターの異常や故障を検知することができる。これによって、メンテナンス時期の予測や迅速な修理を行うことが容易となった。

レファレンスデザインを用いたモーターの振動解析デモ

MEMSマイクでガス漏れ検知

　MEMSマイクロフォンとSTM32マイコンを活用した高圧管のガス漏れ検知の事例も紹介した。ガス管などに生じた小さな穴からガス漏れが発生すると、人間の耳には聞こえない高い周波数が出る。これをMEMSマイクロフォンで検出するシステムである。

　MEMSマイクロフォンは100kHzまでの周波数範囲を検知することができる。この信号をマイコンでリアルタイムに解析し、ガス漏れを検知する仕組みである。電流を流してガス管の亀裂などを検査していた従来方式に比べると、ガス漏れ測定を大幅に簡素化できるという。

高圧管のガス漏れ検知の事例

　デジタルパワー制御電源としては、車載用途の急速充電などに向けた3kWデジタルPFC（力率改善）電源と3kWフルデジタルDC-DC電源評価ボードを展示した。DC-DC電源は入力400V、出力48Vで、スイッチング周波数を最大250kHzとすることにより、内蔵するコイルのサイズを従来に比べて40％削減。これに伴って、電源自体の形状も小型化することができた。ピーク効率は95.3％である。また、シミュレーションを無償提供するなど、オンライン設計サポートツールも充実しているという。

左が3kWデジタルPFC（力率改善）電源、右は3kWフルデジタルDC-DC電源評価ボードの外観

　モーター制御では、ドローンシステムなどを視野に入れた、ブラシレスDCモーター向けのスピード制御用ソリューションを紹介した。同社が提供するSTSPINモータードライバーICは、32ビットマイコンとNチャネルパワーMOSFET用3相ゲートドライバーなどを、外形寸法が7×7mmのQFNパッケージに集積した。これによって、同社従来に比べて基板への実装面積を約半分にすることができる。外付けのMOSFETを変更すれば、駆動電流の大きいモーター制御にも適用することが可能である。

ドローンや可搬型家電製品、電動工具などのモーター制御に適したモーターコントロール評価ボードの外観