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「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。
今回は、振動センサーを搭載したIIoT機器を用いて産業用機械の予知保全を実現する方法について解説した記事をご紹介します。
■MEMS加速度計を使用したIIoTベースの予知保全向けセンサを素早く展開
IoTは、産業用の製造装置などにも利用が進んでいます。特に、機械の故障を予測する予知保全には効果的な働きをします。従来は、配線などが面倒なため費用がかかり、人間の目視による対応しかできなかったところでもIoTによる自動化が可能になっています。
産業用機械の状態モニタリングや診断、予知保全には振動解析が効果を発揮します。振動センサーを利用すると、負荷の不均衡やミスアライメント(芯ずれ)、ボールベアリングの障害など、さまざまな検出に使用することができます。振動センサーを用いたモニタリングには、ISO 2954:2012などの規格が確立されています。
振動センサーには、CMOSの設計と製造技術の進歩により、現在はMEMS容量性加速度計が用いられています。MEMSにより、多くの機能をチップサイズのパッケージに統合することができます。たとえば、STMicroelectronicsの3軸MEMS加速度計IIS3DWBは、3軸加速度センサー、A/Dコンバータ、デジタルフィルタ、温度センサー、3KB FIFO、SPIなどが2.5mm×3mm×0.83mmの面実装パッケージに組み込まれています。このデバイスは2.1～3.6Vで稼働し、稼働中の消費電流はわずか1.1mAです。
＜ STWIN SensorTileワイヤレスノード開発キット ＞
【アプリケーションラボ】では、予知保全に振動センサーが用いられる理由、加速度計で検出した信号の処理方法や分析方法などについて解説した後、STMicroelectronicsやAnalog Devicesの振動センサーを紹介しています。最初の導入の際は、STMicroelectronicsのSTEVAL-STWINKT1のような開発キットを活用することで、比較的容易に振動センサーによるIIoTシステムを構築することができます。
ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。
超広帯域幅/低ノイズ/3軸デジタル振動センサー
【IIS3DWBTR】 2,107.78円 |
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加速度計/3DジャイロスコープiNEMO慣性モジュール
【ISM330DHCXTR】 1,007.5円 |
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広帯域/低ノイズ/3軸振動センサー
【ADCMXL3021BMLZ】 32,944.21円 |
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STWIN SensorTileワイヤレスノード開発キット
【STEVAL-STWINKT1】 12,275円 |
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下記の2本の解説記事も同時に公開しました。合わせて参考にしてください。
■小型化されたPoLコンバータを使用したゲインの最大化
現在の装置は様々な電圧や電圧シーケンスを必要とするため、1個のシステム電源では対応できず、必要な場所に必要な電源を置くことが求められています。PoLコンバータは負荷の近くに置いて効率よく電力を供給することができます。ここでは、PoLコンバータの選択と適切な配置について解説します。
■エンコーダ技術の利点と妥協点を検討
ロータリエンコーダはモーターの回転を検出するセンサーですが、現在ではさまざまなアプリケーションのモーション制御における重要なコンポーネントになっています。ロータリエンコーダを実現するには光学、磁気、容量を使った方法がありますが、ここではそれぞれの技術の利点と妥協点について解説します。
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