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Naoko Suzuki1
Jun 18, 2019
自律型工場の原動力となるエッジ・インテリジェンス
従来の産業用ロボット・システムから現在における最新の協働ロボットまで、さまざまなロボットが頼りにするセンサは、ますます大容量で多様なデータを生み出し、処理しています。図1に示すように、このようなデータを用いて自律型ロボットがリアルタイムに意思決定を下せるようになることで、激しく変化する実世界環境の中で生産性を維持しながら、効率的なインシデント管理が可能になります。 図1：機械周辺を監視してインシデントのリアルタイム管理を助けるミリ波センシング ミリ波センサが工場のエッジでどのようにインテリジェン...
Naoko Suzuki1
Jun 17, 2019
絶縁デジタル入力とデジタル・アイソレータの違い
絶縁 デジタル入力（関連製品： 『ISO1211』 、 『ISO1212』 ）は、その名前から デジタル・アイソレータ （関連製品： 『ISO7741』 ）と同じような機能に思えるかもしれませんが、実際には注目すべき違いがあります。内部構造や用途など、2つの絶縁機能の違いを簡単に見分けられるようになりましょう。 内部構造 デジタル・アイソレータは、ガルバニック絶縁のデジタル信号パスを提供するという基本的な、または強化された機能を果たしています。TI製品の絶縁構造は、絶縁バリアによる容量性絶縁であり、TIの相補型金...
Naoko Suzuki1
Jun 14, 2019
ASILの機能安全目標を達成するために電圧リファレンスとスーパーバイザが果たす役割
安全性に関連する多数の車載システムは、ISO（国際標準化機���）26262で規定された安全性要求レベル（ASIL）に適合することが求められます。よくある誤解が、ISO 26262規格に則って開発されたものではないICは、機能安全目標を達成するのに使用することができないというものです。実際には、多くの自動車OEMが、ASILに非準拠の半導体デバイスの機能や信頼性を利用して、ASIL要件を目指すシステムを開発することができています。この記事を読めば、電圧リファレンスとスーパーバイザの両方が、車載システ...
Naoko Suzuki1
Jun 6, 2019
ハイブリッド車と電気自動車の監視と保護に関する8つの疑問
CO2排出量の削減には電化がもっとも有効な方法であるとわかっていますが、図1に示すように、車内の電圧が高くなるにつれ、監視および保護のサブシステムの重要性も増していきます。このシステムの進歩により、ハイブリッド電気自動車/電気自動車（HEV/EV）を短期間に開発できるようになるとともに、走行時間を最大限に延ばし、利用者の安全を維持できるようになってきました。 バッテリ管理システム と トラクション・インバータ・システム の監視と保護について、8つのよく寄せられる疑問を見ていきましょう。 図1...
Naoko Suzuki1
Jun 4, 2019
信号の分解：デルタ-シグマADC内のノイズの概要（ 第3部）
本シリーズの 第1部 と 第2部 では、アナログ/デジタル・コンバータ（ADC）のノイズ特性を、その特徴や原因から測定方法や規定方法まで、詳しく説明しました。本シリーズの第3部では、第1部と第2部で得られた理論的な理解を現実の設計例に当てはめていきます。最終的に、「自分の設計に本当に必要なノイズ特性は何か？」という問いの答えに必要な知識を読者につけてもらい、次のアプリケーションでは自信を持ってADCを選択できるようになることが目標です。 システム仕様 まず初めの例では、アプリケーションのシステム仕様を定義し、この仕様を目標となるノイズ特性パラメータに変換し、この情報を使って候補となるADCを比較します。図1に示すような4線式抵抗性ブリッジを使用する重量計アプリケーションを一例として分析しましょう...
Naoko Suzuki1
Jun 3, 2019
ディスクリートLED回路設計にブレーキをかけましょう
ターン・ライト、ブレーキ・ライト、テール・ライトなどの車載照明用LED回路設計では通常、バイポーラ接合トランジスタ（BJT）などのディスクリート部品を実装します。ディスクリート部品が目につくのは、簡単で信頼性があり安価という、ありふれた理由によるものです。それでも、LED数が増え、プロジェクトの要求事項が大きくなると、ディスクリート部品を使った設計を考え直す価値があります。よくある誤解をいくつかご説明しましょう。 ディクリート設計は簡単である LEDは電流駆動デバイスです。安定化した電流供給によりLEDをオンにするには、トランジスタを使用することが最も簡単な方法です。図1に示すように、このようなトランジスタを用いた回路を基本ブロックとして繰り返し使用することで、プロジェクト全体にわたる任意の数のLEDストリングを駆動できます...
Naoko Suzuki1
May 23, 2019
スマート・ホーム・オーディオの設計に関する4つの課題
近年、スマート・ホーム・テクノロジーが急速に拡大し、スマート・スピーカを使用する世帯はますます増えています。家電メーカーも、今やハイファイ・オーディオ出力を求められています。このタイプのオーディオ・テクノロジーは、冷蔵庫が食品リストを読み上げたり、照明スイッチが部屋から出る前に消灯を促したりすることを可能にします。 高度なオーディオ機能の追加はときに困難を伴い、既に制約のある設計をいっそう複雑にします。この記事では、スマート・ホーム・オーディオの設計に関連した4つの問題と、そのプロセスを単純にする方法を説明します。 1. 定義しづらいプロジェクト要件 家電製品にオーディオ機能をつけるプロジェクトは、簡単そうに見えるかもしれませんが、オーディオ出力には数多くの設計上の選択と課題が伴います...
Naoko Suzuki1
May 22, 2019
I2Cアイソレータに関するよくある6つの質問
I2Cアイソレータを設計に活用する際の課題や疑問を、オンラインの技術質問ページ、 TI E2E™コミュニティ に多くいただいた質問を基に、絶縁型I2Cデバイスの消費電流や絶縁電力の生成などに関して解説します。実際の設計で、信号と電力を絶縁する際にお役に立てれば幸いです。 1. I2Cの絶縁が必要なのはどのようなときですか？ 絶縁は、システム内の2つの部品間で直流電流（DC）と不要な交流電流（AC）の流れを阻止する一方、信号と電力の転送は行います。一般に、絶縁は電子部品や人を危険な電圧や電...
Naoko Suzuki1
May 17, 2019
インターロック機能を搭載したゲート・ドライバ、3相インバータの堅牢性を向上
可変周波数ドライブ （VFD）は、産業用オートメーション機械の重要な一部です。VFDはポンプ、ファン、コンベヤ・ベルト、コンピュータ数値制御（CNC）マシン、ロボット・オートメーション・テクノロジの駆動を助け、工場の総エネルギー消費の削減に貢献します。VFDのダウンタイムは機械類のダウンタイムに直結し、工場停止や生産量低下につながる可能性があります。VFDの信頼性と堅牢性は、機械メーカーと工場のオーナーにとって重要な要件です。 VFDの心臓部である図1の3相インバータ構造は、整流された商用電源電圧...
Naoko Suzuki1
May 14, 2019
過酷な環境に耐えられるRS-485トランシーバ設計
RS-485トランシーバは、落雷といった電圧サージ・イベントに通信が影響されうる屋外での運用にも耐えられるほど堅牢でなければなりません。設計のゴールが、設計の単純化や基板面積の削減などであっても、自然の中での利用に対応するできることが前提です。 それでは、設計したRS-485通信が高電圧イベントに耐えられるかどうかはどのように把握したらいいでしょうか。 国際電気標準会議により、エンジニアがシステムのサージ保護レベルを判断できるIEC 61000-4-5サージ規格が規定されています。IEC 61000-4-5規格は、リモート無線ユニットや空調ユニット、インターネット・プロトコル（IP）監視カメラといった、屋外での通信を利用するアプリケーションで非常に重要です。 自然界からのいかなる影響にも耐えられるシステムにするには...
Naoko Suzuki1
Apr 25, 2019
絶縁型RS-485トランシーバ設計におけるオプトカプラの懸念点
オプトカプラは、LEDとフォトトランジスタを使用することで、電流を通さずに信号通信を行い、ガルバニック絶縁を実現できる低コストのソリューションとして40年以上にわたり利用されてきました。しかし、デジタル・アイソレーション・テクノロジーの進歩を考えると、RS-485システムでガルバニック絶縁を実現するうえでオプトカプラは本当に費用対効果の高い方法でしょうか？ 図1は、オプトカプラを使用してガルバニック絶縁を実現するRS-485トランシーバの標準的な回路図です。このソリューションでは、2個の高速オプトカプラ（信号の送信用と受信用に各1個）と1個の方向制御用低速オプトカプラ、全部で3個のオプトカプラが必要です。このソリューションでは、シュミット・バッファ、シュミット・トリガ、抵抗器、バイパス・コンデンサなど...
Naoko Suzuki1
Apr 17, 2019
デジタル・アイソレータに関するよくある7つの質問
デジタル・アイソレータに関するよくある質問をまとめました。デジタル・アイソレータの消費電力の確認方法や絶縁電力の生成についてなど、オンラインの技術質問ページ、 TI E2E™コミュニティ にお寄せいただいた疑問について解説します。 1. 基本デジタル・アイソレータと強化デジタル・アイソレータとの違いは何ですか？ 基本デジタル・アイソレータは、DIN（ドイツ規格協会）V VDE（Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationst...
Naoko Suzuki1
Apr 17, 2019
シンプルな非磁性AC/DC電源を作る方法
産業用電源を設計する際の一般的な課題の1つが、AC電圧電源をDC電圧電源に変換することです。携帯電話の充電から電子レンジのマイコンの駆動まで、ほぼすべてのアプリケーションでAC電圧をDC電圧に変換する必要があります。一般的には、図1に示すようにトランスと整流器を使用してAC-DC変換を行います。この回路では、トランスの一次側と二次側の巻線比の分だけトランスを通して降圧します。 図1：トランスとLDOを用いたAC-DC変換の簡略図 磁気的ソリューションにはいくつかの欠点があります。ご存知のように、...
Naoko Suzuki1
Apr 12, 2019
スマート人体センシング・テクノロジによる未来のエレベータの設計
国連の経済社会局 によると、2050年には世界の人口の3分の2が都市に居住することになります。都市化の傾向が急速に強まるなか、人工知能、コンピュータ・ビジョン、人数計測といった建物内部でのスマート人体センシング・テクノロジは、モビリティを改善し、非効率性を軽減し、場合によっては建物の価値を高めます。この記事では、エレベータ・システムのスマート人体センシング・テクノロジにより、どのようにエレベータの利用時間を短縮して利用者体験の向上につなげるかを見ていきます。 図1では、エレベータで目的の階に到着す...
Naoko Suzuki1
Apr 10, 2019
静電容量式タッチとホスト・コントローラ機能の統合により、時間、コスト、基板面積を節約
産業デザインは急速に進歩し、ヒューマン・マシン・インターフェイス（HMI）、特に主な電化製品や建物のセキュリティ・システム向けの用途では、非常にスリムで高い信頼性を備えるようになっています。機械的なボタンやレバーの代わりに静電容量式タッチが使用されることが増え、TIのCapTIvateTM静電容量式タッチ・センシング・マイコンは、ユーザー・エクスペリエンス革命の旗手と言えます。 新しい 『MSP430FR2675』 、 『MSP430FR2676』 デバイスは、静電容量式タッチを使用した設計をレベルアッ...
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