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堅牢で安全なBluetoothセンサネットワークによる産業用オートメーションの効率向上 (DigiKey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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MAIL MAGAGINE No. 2100 2026. 2. 17 |
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堅牢で安全なBluetoothセンサネットワークによる産業用オートメーションの効率向上 (DigiKey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、DigiKey社のご協力をいただいて、DigiKey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、大規模な産業用センサネットワークの構築における問題点とBluetooth対応モジュールを使用して解決する方法について解説した記事をご紹介します。 ■堅牢で安全なBluetoothセンサネットワークによる産業用オートメーションの効率向上 現在では、工場をはじめとする産業分野において、予知保全のためのデータ収集は欠かせない要素となり、システム全体に数百台規模のワイヤレスセンサが設置されるケースも一般的になっています。しかし、センサネットワークが大規模化するにつれて、ネットワークの過負荷や電磁妨害(EMI)による通信品質の低下といった課題が顕在化してきます。さらに、外部からの不正アクセスに備えるためのセキュリティ対策も、これまで以上に重要性を増しています。 無線通信にはさまざまな方式がありますが、Bluetoothはセンサネットワークの拡大に伴って生じる多様な課題に対応できるプロトコルです。Bluetoothが採用する適応型周波数ホッピング(AFH)技術では、データを小さなパケットに分割して複数の周波数に分散して送信し、受信側で再構成します。欠落が検出されたパケットは再送されるため、信頼性の高い通信を実現できます。さらに、ネットワークの過密化を回避するため、接続の確立後、受信機に対する送信電力を制御しています。 Bluetoothによるセンサネットワークを構築するには、Nordic Semiconductor、Silicon Labs、Espressifなどの各社が提供するデバイスやモジュールを利用できます。その中でも、Digi International社は産業用途に特化した通信モジュールを提供しており、すべての製品が高いEMI耐性を備え、広い動作温度範囲に対応し、10年以上の長期安定供給を保証している点が特徴です。 Digi社が開発したXBee 3 BLUモジュールはBluetooth LE 5.4に対応し、大規模なIIoTセンサネットワーク向けに設計された無線デバイスです。アイドル時7.5mA、スリープ時8μAの低消費電力で動作し、最大送信電力は+8dBm(約1mW)です。最大データ転送速度は2Mbps、通信距離は屋内で約15m、見通しの良い屋外では約300mに達します。また、セキュリティ面ではセキュアブート、デバイス認証、ハードウェアポート保護に対応しており、産業用途に求められる高い安全性を確保できます。 【アプリケーションラボ】の解説記事では、産業用途のセンサネットワークが大規模になって生じる問題とBluetoothを使用する利点などについて解説した後、Digi社の産業用グレードのBLEモジュールを紹介しています。 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。 ▽Digi XBee 3 BLU【XB3-24B5UM-J】 U.FL外部アンテナとMicro-Mount(MMT)パッケージを採用した産業用BLEモジュール。
▽Digi XBee 3 BLU(アンテナ内蔵)【XB3-24B5PT-J】 PCBアンテナを内蔵し、スルーホールによる実装を採用した産業用BLEモジュール。
▽Digi XBee 3 BLUモジュール評価キット【XK3-B5M-WBT】 XBee 3 BLUモジュールを使用してIIoT向けセンサノードの開発ができるキット。
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| ▼ 電圧電流用データロガー回路 【LP77：製作事例編】 電圧・電流をセンシングし、マイクロSDカードに記録可能なArduinoのシールド基板です。RTC(リアルタイムクロック)を搭載していますので、センサー取得値の時間を記録することも可能です。 資料のダウンロードはこちらから。 その他の技術情報一覧はこちらをご覧ください。回路設計に関するご相談・お見積りは無料です。こちらからお気軽にお問合せください。 |
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