マイコン(MCU)

MSP430™ 超音波センシング・マイコン

水、ガス、熱量の各種メーター向け超低消費電力 SoC

システム・オン・チップ MSP430™ 超音波センシング・マイコンは、高精度の水道、熱量、ガスの流量測定アプリケーション用に設計されています。このマイコンには、超音波センシング・アナログ・フロント・エンド、および DSP 機能などの統合型ペリフェラルが搭載されています。リアルタイム・クロック、LCD ドライバ、12 ビットの逐次比較型 ADC、およびコンパレータはすべてのマイコンに搭載されています。

超音波センシング・マイコン

  • 高精度の超音波流量センシング
  • AFE を内蔵した超音波マイコン
  • 統合型 8 MSPS デルタ・シグマ型 ADC
  • 計量テスト・インターフェイス(MTIF)

ソフトウェアおよび GUI 向け超音波デザイン・センター

  • 超音波センシングの開発すべてに対応
  • インテリジェンスを向上させるためのリアルタイム波形キャプチャ
  • 開発を容易にするソフトウェア・ライブラリと GUI

超音波流量測定の評価基板

  • 超音波トランスデューサに簡単に接続できるインターフェイス
  • 機能を追加するために接続するプラグイン・モジュール
  • 消費電力分析と LCD ディスプレイ
  • オンボードのプログラミングとデバッグ

流量メーターに超音波センシングを採用する理由

超音波センシングは、気体や液体のような媒体に伝わる超音波のタイム・オブ・フライト(ToF)とその流量への依存性を利用して、体積流量を測定し算定します。 この技術は、超音波を流れの上流方向と下流方向に送信した際の伝搬時間の違いを利用します。これにより、広いダイナミック・レンジにわたり堅牢かつ正確に体積流量を測定できます。    

超音波流量計の特長

超音波センシングの特長: 

  • ±1% 未満の高精度流量測定
  • 可動部品または磨耗や破損がなく、長い動作寿命とコスト効率を実現するとともに整備/保守の手間を低減
  • 振動、赤外線、および EMI に対する耐性
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次のような液体で適切に動作します。 

  • 塗料

次のような気体で適切に動作します。 

  • 空気
  • 二酸化炭素
  • 酸素
  • メタン

TI の超音波センシング向け波形キャプチャ・ベースのアプローチ

MSP430 超音波センシング SoC は、トランスデューサの応答全体が、アップストリームとダウンストリームの両条件について時間ドメインでキャプチャされるような、波形キャプチャ・ベースの独自の技術を容易にします。これらの波形の後処理により、タイム・オブ・フライト(TOF)の差を判定します。 

超音波水道メーターの図

波形アプローチの利点

  • 信号振幅の変動に対する堅牢性(トランスデューサ間の変動、異なる材料組成、高い流量、ノイズ、温度変化など)
  • 少ない流量でも非常に高い精度を発揮し、漏れを検出
  • ノイズを抑制し、精度の向上と変動の低減を実現
  • 標準的なマイコンの電圧レベルを使用したトランスデューサ用の 3V 駆動機能
  • 材料と組成分析にまで拡張可能
  • 時間の経過にわたるメーター診断に関する追加機能
    • トランスデューサの経年劣化によるエンベロープの低速の変動を検知、トランスデューサ間の共振周波数の変動を調整
    • 製品の寿命全体にわたり定期的なキャリブレーションが不要

超音波センシング・ソリューションのアナログ・フロント・エンド(AFE)

超音波センシング・サブシステムのペリフェラルは、インピーダンス整合用の PHY を内蔵した、広範囲のトランスデューサを直接励起できる統合型アナログ・フロント・エンドです。また、プログラマブル・ゲイン・アンプ(PGA)を内蔵し、リアルタイムに波形をキャプチャできる高速の 8MSPS デルタ・シグマ ADC を受信部に備えています。  

超音波アナログ・フロント・エンドの図

超音波センシング AFE の特長

  • さまざまなトランスデューサに直接接続可能なインターフェイス
  • 広範囲のトランスデューサに向けたプログラマブルなパルス励起
  • トランスデューサのインピーダンス整合用 PHY
  • プログラマブル・ゲイン・アンプ(PGA)による最大 35db の信号増幅
  • 高速の統合型 8MSPS デルタ・シグマ A/D コンバータ(ADC)を使用したリアルタイム波形キャプチャ

超音波水道メーターの開発を開始

TI の MSP430 超音波水道メーター開発環境は、できるだけ迅速に開発を開始できるように設計されています。 

開始するには、以下の手順に従ってください。

  1. TI の高性能、電力効率の優れた水道メーター・ リファレンス・デザインを評価します
  2. 評価基板を購入します
  3. SGI EVM Quick Start Guide(英語)をダウンロードします
  4. TI の水道メーター向けソフトウェアをダウンロードし、 デモを視聴します

 

設計のカスタマイズについてご質問がある場合は、TI のよくある質問(FAQ)文書を参照します。

超音波センシング・テクノロジーに関する背景情報については、TI の波形キャプチャをお読みいただくか、TI のビデオ・トレーニング・シリーズをご覧ください。

超音波ガス・メーターの開発を開始

TI の MSP430 超音波ガス・メーター開発環境は、できるだけ迅速に開発を開始できるように設計されています。 

開始するには、以下の手順に従ってください。

  1. TI の高性能、コスト効率の優れたガス・メーター・ リファレンス・デザインを評価します
  2. 評価基板を購入します
  3. EVM Quick Start Guide(英語)をダウンロードします
  4. TI の水道メーター向けソフトウェア をダウンロードし、 デモを視聴します

 

設計のカスタマイズについてご質問がある場合は、TI のよくある質問(FAQ)文書を参照します。

超音波センシング・テクノロジーに関する背景情報については、TI の高性能ガス・メーター・ソリューション についてをお読みいただくか、TI のビデオ・トレーニング・シリーズをご覧ください。

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