STマイクロ、生産設備の予知保全などを可能に：TECHNO-FRONTIER 2019

STマイクロエレクトロニクスは、「TECHNO-FRONTIER 2019（テクノフロンティア）」で、産業機器のスマート化／IoT（モノのインターネット）化を加速するためのソリューションを提案した。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

産業機器のIoTを加速する開発キットなどを提案

　STマイクロエレクトロニクスは、「TECHNO-FRONTIER 2019（テクノフロンティア）」（2019年4月17〜19日、千葉・幕張メッセ）で、産業機器のスマート化／IoT（モノのインターネット）化を加速するための、さまざまなソリューションを提案した。

　その1つが、「産業用IoT開発キット」を用いたソリューションで、生産設備の予知保全や故障検知に向けたシステムを構築することができる。ブースではセンサーモジュールを取り付けたモーターが、異常動作時に発する機械振動や異音を検知したり、高圧管の近くに取り付けたセンサーがガス漏れを検知したりするデモなどを行った。測定データはネットワークを介してサーバ側に送信される。処理した結果はタブレット端末などに送られ、表示された異常な波形などをディスプレイで確認することができる。

　産業用IoT開発キットには、Cortex-M4コア搭載のSTM32マイコンを始め、3軸加速度センサーやジャイロセンサー、デジタル／アナログマイクロフォン、温湿度センサー、地磁気センサーなどが搭載されている。これらのセンサー類は、産業機器に求められる長期の供給体制を整えた。

左は産業用IoT開発キットの概要、右は生産設備の予知保全に向けたデモの模様 （クリックで拡大） 出典：STマイクロエレクトロニクス

　なかでも、ユニークな特性を持つのがアナログマイクロフォンで、周波数が50kHz以上の音も検出することができる。このため、モーターなどが発する超音波領域の異常信号を取りこぼすことなく検知できる。高圧管に生じた極めて小さい穴からガスが漏れ出るときの音も、アナログマイクロフォンで検知することができるという。

　50×50mmの小型ボードには、BLE（Bluetooth Low Energy）モジュールやUSB、RS-485インタフェースを搭載している。セキュアなフレームワーク通信を可能にするセキュアエレメント「STSAFE」もサポートした。広域ネットワークの構築が必要な場合は、Wi-Fiモジュールの他、LoRa拡張モジュールやLET拡張モジュールなどを接続することも可能である。

BLE 5準拠のSoCでメッシュネットワーク構築

　機器のIoT化に向けて、BLE 5準拠のSoC「BLUENRG-2」を応用し、工場内の照明制御を想定したソリューションも、デモを交え紹介した。このSoCは、Bluetooth SIGのMESH認証を取得したファームウェアを実装しており、BLEノードによるメッシュネットワークを容易に構築することができる。

　ブースでは、照明器具や加速度センサー、測距センサーなどのBLEノードをメッシュネットワークで接続し、タブレット端末やセンサーからの信号で照明器具をオン／オフ制御したり、調光／調色制御したりするデモを行った。「SoCの供給に加え、メッシュネットワークシステムを構築するための周辺機能および、ソフトウェアまで一貫してサポートできるのが当社の強み」（説明員）と話す。

BLE SoCを用いてメッシュネットワークのデモを行う様子

耐圧250／600Vの小型モータードライバ

　産業用ドローンや産業用ロボット、工作機械などに欠かせないのがモーターである。ブースでは、ブラシレスDCモーターを高い精度で制御できる小型モータードライバを実装した評価ボードを参考展示した。

　このデバイスは、Arm Cortex-M0コアを搭載したマイコンと、耐圧が250V／600Vの3相ゲートドライバおよび、コンパレーターなど主なアナログ部品を1パッケージに集積している。MOSFETはシステム要求に応じて選択できるよう外付けとした。同等機能を個別部品で構成していた従来製品と比べ、基板の実装面積をほぼ半分に小型化することができたという。ゲート駆動電流は最大1Aである。AC駆動のモーター制御などに適している。

参考展示したブラシレスDCモータードライバ搭載の評価ボード。左が耐圧250V品、右が耐圧600V品を搭載

　製品出荷は2019年半ばころを予定する。なお、耐圧48Vの同等品は既に出荷中である。