「自己較正アナログスマートマイクロコントローラによりIoTエッジのインテリジェンスを向上」 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

　「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、アナログ・デバイセズ社の高精度アナログマイクロコントローラをIoTのエッジ端末に活用する方法について解説した記事をご紹介します。

■自己較正アナログスマートマイクロコントローラによりIoTエッジのインテリジェンスを向上

　アナログ・デバイセズ社は、2012年にADuCM360/ADuCM361という高精度なアナログマイクロコントローラを発表しました。アナログマイクロコントローラとは、簡単に言うとワンチップでデータ収集システムを構築できるデバイスです。

　最近の産業用IoT機器では、数多くのデータを集めて処理し、さらにAI処理を行うなど複雑な処理が求められていますが、ADuCM360/ADuCM361は消費電力を下げて部品点数を減らすことができるので、そのようなエッジ処理を実現するのに最適なデバイスです。

＜　ADuCM360のブロック図　＞

　ADuCM360は、搭載されているArm Cortex-M3により2個の24ビットΣ-ΔA/Dコンバータを制御し、センサデータを4kサンプル/秒でキャプチャできます。入力は11チャンネル(差動6ch)まで可能です。ADuCM361は搭載されているA/Dコンバータが1個で、その他の機能やピン配置はADuCM360と同じです。

　ADuCM360/ADuCM361は、128Kバイトのフラッシュメモリと8KバイトのSRAMを搭載しています。フラッシュメモリにはSRAMに書き込むのと同様に直接書き込めるので、フラッシュメモリをプログラムメモリやEEPROMとして使用することができます。ADuCM360の特長はフル動作時の消費電力が1mAと極めて少ないことと、A/Dコンバータの自己較正機能があることです。そのため複数のバルブやモーターを使ったプロセス制御などを高精度に行うことができます。なお、機能は同じですが、256Kバイトのフラッシュメモリと24KバイトのSRAMを搭載したADuCM362/ADuCM363も用意されています。

＜　EVAL-ADuCM360QSPZ　＞

　【アプリケーションラボ】では、産業用IoTの現状について解説した後、アナログ・デバイセズ社のADuCM360の特長や使い方を解説しています。ADuCM360の評価用としては、EVAL-ADuCM360QSPZが用意されています。この評価ボードには、電源の供給とUART通信やデバッグができるADI J-link OBエミュレータが付属しています。

　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。

ADuCM360高精度アナログマイクロコントローラ 【ADuCM360BCPZ128-R7】　2,163.33円
ADuCM361高精度アナログマイクロコントローラ 【ADUCM361BCPZ128-R7】　1,406.74円
ADuCM360評価キット 【EVAL-ADuCM360QSPZ】　13,709.78円

　 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。

■IoTセキュリティの基礎(第5部)：IoTクラウドサービスへのセキュアな接続

　IoTセキュリティの基礎について5回に分けて解説を行っていますが、今回は最後となる第5回目です。今回は、IoTデバイスをAmazon AWSやMicrosoft Azureなどのクラウドに接続する際に必要となる高度なセキュリティ対策とその実現方法について解説します。

■複雑なインターフェースのないRTD温度センサの利点を享受する

　測温抵抗体(RTD)を使用すると高精度に温度を検出できますが、その特性を十分に理解して使用する必要があります。ここでは、RTD専用のデバイスを使用して、信号調整回路やインターフェースを簡素化する方法について解説します。
　

　マルツエレック×ZEPエンジニアリングは、学習意欲の高いエンジニアの皆さまにとって真に役立つ技術セミナーをご提供します。そして今回、「カルマン・フィルタ入門」と「ソフトウェア無線入門」の2本の技術セミナーを企画いたしました。この機会に是非ご参加ください。

■確率・統計処理＆真値推定！カルマン・フィルタ入門
　～高校数学から倒立振子の設計まで！システムの数理モデルで雑音を取り除く～
　　(2日間コース、700頁テキスト/弁当付き)

　本セミナの主題は、真値推定アルゴリズムの一種である「カルマン・フィルタ」を理解することです。カルマン・フィルタは、自動運転をはじめとする高精度自動制御やデータ解析の分野におけるキーテクノロジで、人工衛星や飛行機の位置の予測やカーナビゲーションの自動車の位置の予測などに応用されています。本セミナでは「倒立振子ロボット」を題材として、カルマン・フィルタの理論と実装方法を解説します。

●講義内容
　第1日目
　(1)イントロダクション
　(2)数学(初等関数、微分/積分、線形代数)
　(3)力学(ニュートンの運動方程式、ラグランジュの運動方程式、
　　 倒立振子ロボットの力学モデル作成)
　第2日目
　(4)現代制御理論(状態方程式、可制御性/可観測性、安定性、
　　 状態フィードバック、オブザーバ、最適制御)
　(5)確率・統計(統計の基礎、確率論の基礎、確率変数と確率分布、正規分布)
　(6)カルマン・フィルタ(最大事後確率推定、カルマン・フィルタの
　　 アルゴリズムの導出、カルマン・フィルタの実装方法)

●講師　　：別府伸耕(リニア・テック代表)
●開催日時：2020年12月3日(木)、12月4日(金)各10：00～17：00
●会場　　：東京都千代田区外神田5-2-2 セイキ第一ビル7F 【地図・アクセス】
●定員　　：6名(定員に達し次第受付終了)

確率・統計処理＆真値推定！カルマン・フィルタ入門 【Z-IP01-WS】　期間限定料金 44,800円(11/17迄)
確率・統計ロボティクス学習キット 【MZIP-01】　19,800円

　
■計測＆無線通信のためのディジタル信号処理回路開発
　～14ビットA-Dコンバータ＆80dB可変ゲイン・アンプ搭載キットを動かしながら学ぶ～
　　(2日間コース、キット/テキスト/弁当付き)

　SDR(Software Defined Radio：ソフトウェア無線機)は、ソフトウェアで定義された無線機です。ハードウェアに手を加えることなく、プログラミングによって計測器や無線機などを実現します。SDRは、動作速度が高速で並列処理が可能なFPGAなどのハードウェアを利用します。

　そこで、FPGA内部に信号処理ブロックを作り込んでおき、各機能ブロック間の接続を切り替える方法を考案しました。この方法を使用すると、さまざまなSDR回路をソフトウェア制御だけで瞬時に構成できます。すなわち、FPGAをコンパイルせずに、ブロック図を編集するだけでハードウェアを自由にカスタマイズできるわけです。

　本セミナでは、このしくみをもつキット「MZ-SDR Block HF2」を動かしながら、SDR受信機を作ります。

●講義内容
　第1日目「はじめてのSDR」
　(1)SDRブロックの心臓部「マトリックス・スイッチ」
　(2)各機能ブロックの説明
　(3)機能ブロックを編集するアプリ「SDR ASM」
　(4)波形観測とFFT
　(5)ノイズの測定方法
　第2日目「ディジタル・ラジオの製作」
　(6)S/Nとレベル・チャート
　(7)変調と復調
　(8)I/Q変復調
　(9)AMラジオの実装
　(10)機器に組み込むためのノウハウ

●講師　　：加藤隆志(株式会社ラジアン代表)
●開催日時：2020年12月10日(木)、12月11日(金)各10：00～17：00
●会場　　：東京都千代田区外神田5-2-2 セイキ第一ビル7F 【地図・アクセス】
●定員　　：6名(定員に達し次第受付終了)

●実習用配布キット：SDRトランシーバ「MZ-SDR Block HF2」
●ご持参いただきたいもの
　・Windows10パソコン(FTDIドライバがインストールされたもの)

計測＆無線通信のためのディジタル信号処理回路開発 【Z-SDRHF2-WS】　期間限定料金 88,000円(11/17迄)