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スマートシティや産業用ビルにおけるワイヤレスLED照明制御の展開方法 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

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No.1691 2023. 3. 7
◇スマートシティや産業用ビルにおけるワイヤレスLED照明制御の展開方法 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

◇マルツの技術情報
MI センシング駆動回路及びデータ取得回路の製作【LP31:センシング回路】
  スマートシティや産業用ビルにおけるワイヤレスLED照明制御の展開方法 (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、信頼性と長い動作寿命によりメンテナンスコストの大幅な削減が可能な無線で制御するコネクテッド照明について解説した記事をご紹介します。

スマートシティや産業用ビルにおけるワイヤレスLED照明制御の展開方法

 スマートシティやスマート工場が話題になっていますが、新しく建築される建物ではコネクテッド照明が注目されています。

 コネクテッド照明とは、センサーとコントローラが組み込まれ、有線や無線によるデータ送信が可能なLEDを使用した照明システムのことです。従来の照明の制御は有線が一般的でしたが、取り付けが容易なことや、有線よりもコストを削減できることなどから、無線による制御が主流になりつつあります。

 コネクテッド照明の無線通信には、BluetoothやZigbee、6LoWPANなどのプロトコルに対応したモジュールが使用されます。Zigbee、6LoWPANは、ナローバンド(狭帯域)で低消費電力の通信規格であるIEEE802.15.4を採用していますが、IEEE802.15.4はIPv6に対応していないため、IPv6に対応できるようにした規格が6LoWPANです。


1列16個のLEDを搭載した2本のストリング照明器具

   一般的なLED照明器具は、複数のLEDが1本以上のストリングに直列に配置されています。各LEDは約3.5Vの駆動電圧が必要です。1本のストリングに通常10~30個のLEDが搭載されているため、40~100Vの電源で動作し、個々のLEDの輝度に応じて約0.35~1.0Aの電流を消費します。

 LEDが故障して短絡した場合は故障したLEDが暗くなるだけですが、オープンになった場合はストリング全体が暗くなります。そのため一般に、1個または2個のLEDをバイパスするシャント用デバイスが使用されています。シャントがLEDをバイパスするため、故障したLEDだけが暗くなり、ストリングは正常に動作し続けます。


STEVAL-LLL006V1 LED照明開発ボードの構成

   コネクテッド照明システムを開発するには、あらかじめ設計された市販の開発プラットフォームを利用するのが得策です。例えば、STMicroelectronicsのSTEVAL-LLL006V1ボードは、包括的な電源管理とワイヤレス接続機能を備えた高出力LED照明の評価ボードです。

 さまざまな動作モードとセンサーおよび保護機能を搭載したLED照明コントローラHVLED001Aを搭載し、90~300VACの入力電圧を定電流モードで60~110VDCの出力に変換することができます。制御はSTM32L071KZマイコンにより行い、5段階のアナログ調光が可能です。

 プログラムの開発は、STM32 NUCLEOプラットフォーム上に構築したデータコンセントレータユニット(DCU)とAndroidモバイルアプリケーションを利用することができます。STEVAL-LLL006V1との無線接続は、サブ1GHz通信用のX-NUCLEO-IDS01A4ボードやBluetooth通信用のX-NUCLEO-IDB05A2ボードを使用します。

 【アプリケーションラボ】の解説記事では、LED照明器具の構造およびバイパスシャント、LED照明の効率を測定する方法などについて解説した後、STMicroelectronicsとonsemiのコネクテッドLED照明用プラットフォームを紹介しています。

 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。
 
 
  スマートLED照明開発ボード
【STEVAL-LLL006V1】
メーカー:STマイクロエレクトロニクス
入力電圧:90~300V AC
出力電圧:60~110V DC
出力電流:700mA
単価:¥27,370 (税込)
 
 
 
  STM32 Nucleoプラットフォーム
【NUCLEO-F401RE】
メーカー:STマイクロエレクトロニクス
ST32 ARMプロセッサ・ワンボードマイコン
単価:¥2,814 (税込)
 
 
 
  STM32 Nucleo用サブ1GHz RF拡張ボード
【X-NUCLEO-IDS01A4】
メーカー:STマイクロエレクトロニクス
Nucleo用 SPRINT1 トランシーバRF 拡張ボード
単価:¥2,967
 (税込)
 
 
 
  STM32 Nucleo用Bluetooth LE拡張ボード
【X-NUCLEO-IDB05A2】
メーカー:STマイクロエレクトロニクス
Nucleo用 Bluetooth(BLE)拡張ボード
単価:¥2,594 (税込)
 
 
 
【マルツの技術情報】
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MI センシング駆動回路及びデータ取得回路の製作
 【LP31:センシング回路編】


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