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
TIの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スを実現するか
TIのミリ波センサは、リアルタイムでの意思決定のために、内蔵プロセッサによりオンチップでデータを処理できます。プロセッサを内蔵することで、光や視覚をベースとしたセンサに比べて小型の設計となっています。さらに…
半導体業界のイノベーションは、多くの場合、既存製品に「足していく」ことですが、設計においては「引いていく」ことが重要視されます。TIでは、SimpleLinkTMワイヤレス・マイコン周辺の電子部品表（BOM）を詳しく調べて、機能を犠牲にせずに外付けの高周波水晶振動子を取り除けないかと考えました。こうして、革新的なBAW（バルク弾性波）共振器テクノロジが登場しました。
設計スペースに限りのあるビル・セキュリティ・システムであれ、過酷な実環境で使われる電動工具であれ、BAW共振器テクノロジを活用することができます...
スーパーに行ったら買おうと思っていた商品が品切れだったり、レジに行列ができていたりして、思ったよりも時間がかかってしまうことが多々あります。
データは光の速さで移動しますが、食料品はそうはいきません。張り巡らされた高速インターネットにより情報通信はますます高速化していますが、商品の売買に伴って必要になる物理的な業務の効率化は立ち遅れたままです。しかし、それも変わろうとしています。
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TIのシステム...
米フォーブス誌によると、世界の60歳以上の人口は、2050年までに20億人に達すると予想され、その数は世界人口の5分の1以上を占めることになります。高齢者が増え続けることで、家庭でのより高度な見守りが必要となりますが、同時に個人の自律性も保たれるようにしなければなりません。米国疾病管理予��センターによると、毎年、高齢者の4分の1近くが転倒しており、高齢者が外傷関連で入院する一番の原因が図1のような転倒です。本記事では、転倒検知システムがセンサ主導型ソリューションによる高精度な点群データを使用することで...
私たちは毎日、モーターで動くさまざまなシステムを目にしています。
ACモーター・ドライブは、最も一般的に使用されるモーター駆動方式です。これは商業ビルの空調設備やファクトリー・オートメーション機器など、各種の産業用アプリケーションで使用されています。
このような産業用アプリケーションは高い電圧（通常400V以上）および電力レベル（通常キロワットまたはメガワット単位）で動作するため、作業者や高価な電子機器を安全に保護するための配慮が不可欠です。
絶縁は、安全なACモーター・ドライブ・システムを構築するために欠かせない要素であり、IEC（国際電気標準会議）61800-5-1安全規格によって規定されます。システムの絶縁要件の詳細については、ホワイトペーパー「ACモーター・ドライブの絶縁： IEC 61800-5-1 安全規格の理解」を参照してください。絶縁は、電力段モジュールのゲート・ドライバの絶縁や、制御モジュールの帰還信号および通信インターフェイスの絶縁など…
産業環境では、さまざまな形状、大きさ、材質、光学特性（反射、吸収など）を持った部品を毎日扱わなければなりません。これらの部品は、処理のためにピッキングして特定の向きに置く必要があります。このような、部品がランダムに置かれる環境（コンテナなど）からのピック・アンド・プレース動作を自動化することを、一般的にビン・ピッキングと呼びます。このタスクでは、ロボットのエンド・エフェクタ（ロボット・アームの末端に取り付ける装置）が、つかみたい物体の正確な3D位置、大きさ、向きを知ることが課題となります。箱の壁や箱内部の他の物体を避けて移動するには...
『bq77905』 3S-5S、スタッカブル、高度な低消費電力バッテリ・プロテクタEVM
保護は、どんなタイプであっても単純なソリューションにしましょう。保護は一度設計して組み立てれば二度と心配しなくて済むようにしましょう。少なくともそうあるべきです。しかし、多様な優れたバッテリ保護に関しては、設計者はこれから発生する可能性のあるコストに悩むかもしれません。
通常、バッテリ保護回路は目に触れないバッテリ・パックの内部にあります。一般的には、かっこよく、しゃれた新しいアプリケーションの機能というわけではないので、設計者はそれほど深く考えないかもしれません。しかし、最近のいくつかの事件から学んだように、バッテリ保護は適切に行わないと、ヘッドラインを大きく飾る可能性があるのです。
通常、どんな保護デバイスでも仕組みは簡単なものが望まれます。例えば、システムを保護する一方で、大電流消費といった余計な「値札」が付いていないICです…
モーター制御の電力段を設計する場合、効率に関して特別な考慮をすれば、システム全体のコストを低減できます。これには、FET、スイッチ・ノード、制御アルゴリズムの最適化が含まれます。設計時に、過温度条件からシステムを保護する必要があります。過温度とは、システムがある温度レベルになると、プリント基板上の部品がその仕様範囲を超えることを意味します。この結果、部品にダメージを与え、ドライブ・システムの故障原因になります。
温度センサは、電力段の部品を監視/保護して、ドライブ・システムを安全動作領域（SOA）内に保ちます。SOAは、特定の皮相負荷またはRMS相電流において、特別な冷却機能なしでドライブが対応できる動作温度範囲として、システムに対して定義���れています。産業用機器の温度範囲は通常、-40°C～85°Cの周囲温度です。
自動車メーカーは電気自動車（EV）に多額の投資を始めていますが、最近発表されたレポートによると、EV市場は2019年の300万台から2030年までに2,700万台へと拡大すると予想されています。これは、21.1%の年平均成長率に当たります。このようなEV市場の成長に伴い、EV用の公共充電オプションの需要も急激に増大するでしょう。
EV充電ステーションは、電気自動車給電機器（EVSE）に関して3つのレベルに分類することができます。図1に、この3種類のEVSEの相違点を示します。
図1：EV充電器の分類
レベル3のEVSE（DC急速チャージャ）は、レベル1、2とは異なり、ACからDCへの電力変換が充電ステーションで行われます。そのため、高電圧のDC電力をバッテリに供給することが可能になり…
ファクトリ・オートメーション（FA）の進展にともない、各種のコントローラや FA 機器を相互接続してシステムを統合化する必要性が高まり、この実現手段であるネットワークの標準化が国際的な動向となっています。プログラマブル・ロジック・コントローラ（PLC）を中心とした、オープン・ネットワーク 【FL-net】 もその一つで、TI SitaraTMプロセッサでもこのプロトコルのサポートが開始されました。
一般社団法人日本電機工業会...
1969年7月20日、TIの航空宇宙技術者だったベリエ・リマと彼の家族は、ダラスにある自宅近くのプールで泳いでいました。突然、ひとりの女性が「いよいよ始まるわ」と叫びました。
「人間が月に着陸する寸前だったのです。もちろん、みんなプールから一斉に飛び出して、車に乗り込みましたよ」とベリエは当時を振り返ります。
数分後、ベリエと妻と3人の子供たちは自宅のリビング・ルームにいました。そして月面着陸という歴史的瞬間をテレビで見ていました。
すでにTIから退職しているベリエは、「そのとき最も強く思ったことは、この快挙を実現した技術のことです」と語ります。
夢のような出来事でした。ベリエはTIで無人宇宙計画に携わっていた回路設計技術者でしたが、彼ら技術者の長年の苦労が報われた瞬間でした。月着陸船の操舵装置、ロケット噴射の起動/停止装置、レーダーおよびナビゲーション機器の制御装置など、アポロ11号で使用された、月面着陸の成功に欠かせないシステムには…
現在、人間が行っている作業の多くをロボットが行うようになる日は、遠い先のことではありません。私たちはすでに、ロボット掃除機に部屋の掃除をさせたり、ロボット芝刈機に庭の草刈りをさせたりしています。工場では、歯ブラシから自動車まで、私たちが使用する多くの製品をロボットが製造しています。中国や日本ではロボットが料理を運び、ドローンによる肥料の散布や商品の配送も行われています。ですから、ロボットが家を建てたり、道路を敷いたり、クルマを運転したりする日も近いことでしょう。しかし、そのような未来を現実にするための重要な要件の1つは...
スマート・シティ、スマート・ファクトリ、スマート・ビルディングを目指して、世界が急速に進歩する中、エントランス・システムも後れを取るわけにはいきません。自動ドアや回転バー式ゲート、ゲート式駐車場のパーキング・バーなどの未来のエントランス・システムは、センサ主導のソリューションを活用し、インテリジェントなシステムを便利で効率よく運用できるようになるでしょう。TIのミリ波センサは、図1に示すような自動ドア、パーキング・バー、工場や倉庫の入り口などのエントランス・システムを設計する際に直面する重要な課題の解決に役立ちます...
現在の産業界では、モーター・ドライブ、ファクトリ・オートメーション、大電力グリッドなどの幅広い多様なアプリケーションに対して、さまざまなソリューションやアーキテクチャを利用できます。その多くは、安定した性能とコネクティビティを提供しますが、それらは複雑でコストが高く、システム要求を満たすために複数チップを必要とすることもよくあります。絶え間なく進化する市場において、設計の差別化は重要ですが、ビジネスのライフサイクルおよび最終的な長期のサステイナビリティのためには、効率と性能が不可欠です。
「どうすれば競争できるか」「ビジネスを維持し、未来に向けて推進するには何が正しい選択か」と、自問することもあるでしょう。問題の中心となるのは、リアルタイム制御とリアルタイム・コネクティビティとの統合機能です。
リアルタイム・コントローラC2000TMの新シリーズである『F2838x』では、産業用および大電力グリッド・アプリケーションにおけるシステム…
前回のブログ記事では、TIのミリ波センサによる、工場のロボット・アームのエッジ・インテリジェンスの実現方法について説明しました。今回は、ミリ波テクノロジーが自律型ロボットのエッジ・インテリジェンスを提供し、ロボットの動きを遅くしたり停止したりする意思決定をリアルタイムに行い、産業用ロボットアプリケーションにおいて継続的に性能を発揮できる方法について説明します。
衝突事故は人間や他の物と協働するロボットを使用する際に大きな懸念となりますが、TIのミリ波センサは、産業用ロボットの衝突を回避するシステム設計に用いることができます。エッジでの機械学習作業も必要な場合、ミリ波センサは、SitaraTMプロセッサのような産業用グレードのプロセッサとシームレスに連携し、インテリジェンスを強化します。
スマートなロボティクスを実現するTIのミリ波センサとSitaraプロセッサ
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ビデオをご覧ください |
車載先進運転支援システムのサラウンドビュー監視や障害物検知にミリ波を利用する場合と同じく…
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を可変周波数および可変電圧に変換してモータに出力します。インバータの堅牢性は、VFDの堅牢性を担う重要な要素です。
図1：絶縁型ゲート・ドライバを用いた3相インバータ
3相インバータの主要部品は、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（IGBT）パワー・スイッチ（通常は、単独のIGBTモジュールに内蔵される）とIGBTゲートを制御する絶縁型ゲート…
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るまでの利用時間を、待ち時間、搭乗時間、移動時間の3つの時間区分に分けて示しています。
図1：エレベータ利用の時間区分
現在のエレベータ・システムを設計する重要な目的は、すべての利用者の平均利用時間を短縮することです。例えば16階建ての商用オフィスビルでは、平均利用時間は約70秒、平均待ち時間は約25秒ですが、この時間は1日のうちの時間帯によって変動します…
無線ネットワークを通して、医者が心臓疾患のある新生児の状態をリアルタイムでチェックできるようになったり、AR（拡張現実）を使って、農家の人が家畜の様子を観察したり、農地の状態を調べたりすることを想像してみてください。
有線または無線による膨大な量のデータ送受信は、日々の生活に大きな影響を及ぼし、高度なコネクテッド社会の経済を加速させます。そして、この可能性を最大限に活かすには、テクノロジが不可欠です。
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あらゆる場面で必要とされるようになったデータ
20世紀が石油と大量生産品の時代であったならば、21世紀はビッグデータの時代です。何十億もの人、何百億もの機器がつながる世界では、データ量が急激に増加し、終わりが見えません。
バーチャル医療やスマート農業からスマートシティやインテリジェント・ファクトリまで、何十億もの新しい電子機器がつながり、大量のデータを生み出すと同時にそれを利用します…
すべての電子システムは、内部の構成要素を同期させるためにクロック回路を使います。
ここ数十年に渡って、クロック信号を発生させるために水晶発振子が使われてきました。水晶発振子は正しいリズムを刻みますが、高価な発振子が劣化し始めるとジッタや周波数の飛びが発生し、長期間の精度に影響を与えます。
TIでは、新しいクロック源としてBAW（バルク弾性波）共振器を内蔵した新型デバイス 2品種を発表しました。人の毛髪よりも細い100μm幅の超小型クロック源は水晶発振器よりも大幅に高い周波数で動作し、より高性能のシステム性能の提供に役立ちます。
5G 通信の出現と、ビッグデータ時代の到来によって、全世界のシステム間で高速伝送されるデータ量がますます膨大になり、高精度のクロック源が必要不可欠な要件となっています。
TIの BAWをベースとした新型製品は内部クロックの性能を劇的に向上し、ビル・オートメーションからバーチャル・ヘルスケアまで、幅広いアプリケーションを高速化します…
ロボティクスのエキスパートであるMatthieu Chevrierが、
産業用、家庭用、専門サービス・ロボットが日常生活の一部として人間と協力する未来の姿を語ります。
今からそれほど遠くない未来に、スマート・ロボットがあなたのキッチンにいるかもしれません。
こんな生活を想像してみてください。
1日の始まりに、あなたは、センサの分散型メッシュ・ネットワークにより家を監視していたセキュリティ・ロボットに、あいさつをします。そのロボットは、あなたの家をお好みの設定に切り替えることができます。たとえば、ブラインドを上げて、朝のニュースを低音量で流し、コーヒーを豆から挽いて作り、セキュリティ・アラームをオフにするといったようなことです。
スマートフォンには、宅配ロボットが補充用のかみそりと歯磨き粉を家まで配達するために道路を移動中であることが通知されたりします。また、室内で朝の掃除のために動き回るロボットもいるかもしれません。
職場では、協働ロボットが大切なクライアントとのミーティングに備え…
ディープ・ラーニングにそれほど詳しくないとしても、運転体験の自動化に役立ち、製造効率を高め、消費者のショッピング体験を変えることができる、このキーワード自体は耳にしたこがあるでしょう。ディープ・ラーニングは、人工知能（AI）とマシン・ラーニングを経て生み出された技術進歩です。マシン・ラーニングとディープ・ラーニングはともにAIのサブセットであり、従来のマシン・ラーニングのアルゴリズムは、ドメインレベルの専門知識を持つエンジニアにより特定のプログラミングをする必要がありますが、ディープ・ラーニングのアルゴリズムは、データを読み込ませ、学習するニューラル・ネットワークを活用します。解決すべき問題に専門知識を必要とせず、様々なデータを使って学習させることで、同じネットワークでも実に様々な問題を解決することが可能です。ディープ・ラーニングは、多くの業界に影響をもたらす基礎技術だとみなされています。
またディープ・ラーニングは、対象物を分類できる技術だと説明できるでしょう…
モーターやポンプは、工場や建物の重要なインフラストラクチャ・コンポーネントであり、その役割を果たすには適切な動作状態が保たれる必要があります。モーターやポンプの役割は、オートメーション・ライン上の物を動かしたり、暖房、換気、空調（HVAC）システム用に冷却液や冷却空気を流したりなどさまざまです。
どんなときであっても、性能低下はメンテナンス費用がかさむことになりかねません。あるいは故障により製造能力が停止状態になるかもしれません。十分な性能を維持するには、これらの機械の潜在的故障の徴候を監視することが不可欠です。その徴候には人間には感知できないものもありますが、製造インフラストラクチャの一部として配備されている低消費電力のスマート・センサ・ソリューションであれば可能です。
モーターの振動解析
システムがもうすぐ故障しそうなとき、動いている部品の状態を知ろうと人間が聞き耳を立てることがあります。しかし、その部品から耳でとらえられるような音が出ないか…
工場での製造活動には多数のモーターやポンプが不可欠です。その機能が故障すると、ラインが完全にストップしてしまうことになりかねません。これを防ぐために通常は幅広い予防保守計画を準備しておき、定期的に実施する必要があります。このような計画は寿命統計に基づくもので、機器の実際の状況には基づいていません。
機器の状況がわかれば、メンテナンス費用を削減でき、予期しない故障の危険性も減らすことができます。機器の状態を認識して修理や交換の予定を立てることを、予防保守と言います。
故障に至るプロセス
最終的に機能的故障に至るまでにはプロセスがあるため、機器の状況を理解することが可能です（図1を参照）。通常、故障までのこのプロセスには時間がかかります（例えば、故障の原因が摩耗や汚染の場合を考えてみてください）。
図1：故障までのプロセスと修理にかかる費用
早期の故障を知る指標
幸いにも機器が故障するまで待つ必要はありません。潜在的な故障があることを早期に示すサインや合図があるからです…
