産業用ワイヤレス接続テクノロジー

#Consumer Electronics# 発行済み : 2023-10-08

産業用途における無線通信

無線通信は産業用途で長年使用されてきましたが、当初はクレーンやその他の移動機器の基本制御に使用されてきました。 ここ数十年でより標準化された無線接続技術の採用により、制御はより広範囲の端末デバイスに拡大しました。

産業用アプリケーションでは、単一のワイヤレス技術ですべての要件を満たすことはできません。 低帯域幅および低電力テクノロジーは、断続的に接続される計測デバイスに適しています。 逆に、複数のセンサー間の継続的な通信が必要な混雑した工場環境に配備された無人自動搬送車 (AGV) の場合は、より高い帯域幅のオプションを選択する必要があります。

アナログ・デバイセズは、有線ネットワークの必要性を排除するさまざまな無線通信テクノロジーを提供し、遠隔地や到達困難な危険区域にあるセンサーの接続を可能にします。 アナログ・デバイセズは、設計の複雑さを軽減し、導入を加速するように設計された、高度なワイヤレス サブシステムと完全なシグナル チェーン ソリューションを提供します。 これらのソリューションには、SmartMesh®、5G、低エネルギー Bluetooth® (BLE)、60 GHz の低遅延ワイヤレス データ接続が含まれます。 信頼性の高いワイヤレス接続を構築したい場合は、ADI の検証済みテクノロジーを選択して、すぐに開始できます。

 

SmartMesh: 要求の厳しい産業用 IoT 環境向けのワイヤレス通信

ADI の SmartMesh トランシーバは、バッテリ寿命を延長する、低電力で信頼性の高い標準ベースのワイヤレス センサー ネットワーク (WSN) ソリューションです。 SmartMesh ネットワークは、過酷な RF 環境でも 99.999% を超えるデータ信頼性を提供できます。 産業用モノのインターネット (IIoT) ソリューション プロバイダーは、重要な低帯域幅のセンサー測定データを遠隔地や危険な場所に配信するためにこのネットワークを選択します。 SmartMesh 製品はネットワーク スタックの開発を必要とせず、暗号化、認証、メッセージの整合性チェックを提供します。

 

5G: 信頼性の高い、低遅延のワイヤレス接続

超信頼性低遅延通信 (URLLC) を利用する 5G テクノロジーは、製造およびその他の産業アプリケーションにおけるワイヤレス接続の可能性を拡大します。 現在では、困難な RF 環境であっても、ほぼどこにでも接続を追加できるため、マシン データの収集が増加し、職場の柔軟性が向上し、煩雑なケーブルの設置が不要になります。 ADI は 5G 無線技術の市場リーダーであり、グリーンフィールド サイトと既存の工場の両方に専用の 5G ネットワークを導入するための幅広いパートナー エコシステムを持っています。

 

60 GHz 低遅延ワイヤレス データ リンク

Bluetooth、WLAN、5G はデータ送受信の効果的な手段です。 ただし、すべてのパケットベースのワイヤレス接続標準には、リンクの遅延という 1 つの共通の問題があります。 したがって、通信はリアルタイムではありません。 これは、コマンドの作成からコマンドの受信および実行までのデバイスの応答時間に影響します。 産業オートメーションは、通信中の遅延を最小限に抑える必要があるリアルタイム プロトコル (EtherCAT など) に依存しているため、ワイヤレス リンクは遅延のない接続を提供する必要があります。

この問題に対処するには、パケットベースの送信プロトコルをビットストリーム送信に置き換えて、遅延をなくす必要があります。 このテクノロジーにより、マシン相互接続のための真のワイヤレス データ リンクが可能になり、最速の 5G 接続の速度さえ数百倍も上回ります。

 

60 GHz ワイヤレス データ相互接続から始める

ADI の ADMV9611 および ADMV9621 60 GHz ソリューションは、有線接続と同等のパフォーマンスを提供します。 これらの PCB サブシステムは、完全なミリ波 (mmWave) ワイヤレス リンクを作成し、全二重動作を提供します。 このテクノロジーを使用することで、ADI は産業オートメーション アプリケーションにリアルタイムで信頼性の高い接続を提供できます。

アナログ・デバイセズの60 GHzテクノロジーの主な利点

超低遅延


ワイヤレス ネットワークは固有の遅延があることで知られています。 Wi-Fi ではイーサネット伝送に 20 ミリ秒程度の遅延が発生しますが、5G では 1 ミリ秒を目指しています。 60 GHz リンクの遅延は 2 μs 以内で、5G よりも数倍高速です。

プロトコルに依存しない


ADI の 60 GHz ビット入力/ビット出力ソリューションを使用すると、一般的に使用される有線プロトコルを使用する既存のシステムまたはデバイスをシームレスに統合して、システムに適応させることができます。

アライメントずれの許容値


さまざまな組み立ておよび動作環境に対応するため、ADI の 60 GHz リンク テクノロジーは、ワイヤレス コネクタが完全に位置合わせされていない場合でもパフォーマンスが低下することはありません。 このテクノロジーは、ある程度のアライメントのずれを許容するため、リンクのパフォーマンスに影響を与えることなく回転機器に使用でき、従来の有線接続システムの代替として機能します。

 

粉塵の多い環境でも信頼性と耐久性を発揮


60 GHz リンクは、コネクタ間の塵や破片の影響を受けません。 これは、60 GHz ソリューションがパフォーマンスを損なうことなく過酷な環境でも使用できることを意味します。

 

非接触スリップリング交換用途


60 GHz ワイヤレス リンク テクノロジーは、既存のスリップ リング テクノロジーを置き換えるのに最適です。 スリップ リングは通常、回転アセンブリ内でデータを送信するために回転ジョイントで使用されます。 従来はブラシを使用していましたが、稼働中にブラシがローターに接触して破損し、メンテナンスや交換が必要でした。 使用するアセンブリによっては、特に大規模なアセンブリの修理や交換が必要な場合、コストが高くなる可能性があります。 さらに、アセンブリの動作状態を確認するには定期的なメンテナンスが必要ですが、これは面倒で費用がかかる可能性があります。 アナログ・デバイセズの 60 GHz リンク技術を使用すると、物理的接触が排除され、回転ジョイントでのワイヤレス接続の使用が可能になり、定期的なメンテナンス、修理、交換の必要性が軽減されます。

 

BLE: 超低電力、高度なエンドポイント セキュア ワイヤレス接続テクノロジー

BLE は、よりスマートでより接続された世界を構築するための基礎であり続けます。 数百万台のワイヤレス デバイスがスマート ビルディング、スマート ホーム、スマート ファクトリーに導入されることになり、これらのエンドポイント デバイスの保護と電力供給において特有の課題が生じます。 ADI の Darwin シリーズ マイクロコントローラと低電力統合 BLE 5.2 無線機は、これらの特有の課題に対処するために特別に設計されています。

 

無線

Bluetooth 方向探知アプリケーションでは、Bluetooth 5.2 SoC は到来角度 (AoA) および出発角度 (AoD) 機能をサポートします。 また、LE オーディオ、長距離、および高スループット 2 Mbps の機能もサポートします。 さらに、Bluetooth Mesh や Zigbee などのメッシュ プロトコルもサポートします。

 

低電力

アクティブ モードの消費電力は 27.3 µA/MHz と低く、バッテリ寿命の延長に役立ちます。 オンボード SIMO は動的な電圧調整を提供し、アクティブ コアの電力消費を可能な限り最小限に抑えます。 さまざまな動作モードでの高速ウェイクアップ時間により、あらゆるアプリケーションの消費電力が最適化されます。

 

セキュリティと信頼性

AES、ECDSA、SHA-2/3、PUF など、30 年以上にわたって蓄積された高度なハードウェア セキュリティ テクノロジーに基づいて構築されています。
すべての組み込みメモリには、信頼性を高めるためにエラー訂正コード (ECC) が含まれています。

 

サイズ

さまざまなパッケージ オプションがあり、最小のものは 10.2 mm² です。

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