水道メーター

テキサス・インスツルメンツのスマート水道メーター・ソリューション

設計上の考慮事項

双方向通信と時間に同期した水計量

TI は、TI マイコンと相互接続可能なローパワー RF ポートフォリオ(1GHz および 2.4GHz のソリューションあり)をご用意しております。この通信機能は、水道メーター・ソリューションでの漏れ検出を早期に行えるだけでなく、監視や、この製品およびスマート・グリッド・テクノロジーに関連した最終製品に関する情報提供にも利用できます。

水道メーター - 記録と請求

料金表の変更にフレキシブルに対応するためには、消費情報を随時記録できるシステムが必須です。TI のマイコン・ソリューションには、このようなシステムを実現するフラッシュ・メモリーが内蔵されています。さらに、今日のスマート水道メーターを柔軟に活用できるようにするために、改ざん防止ならびにプリペイド RFID オプションをソリューションとしてご用意しています。

インフラ耐用年数の延長

このような分野では、頻繁な補修をさけるために、電池寿命を 10 ~ 15 年にする必要があります。TI の MSP430 超低消費電力マイコンは、性能の高さと消費電力の低さを兼ね備えているため、このような処理に適しています。

水道メーター - パワー・マネジメント

電池の寿命をできるだけ長くするには、MSP430 の消費電力を抑えるために、超低静止電流のパワー・マネージメント・デバイスを何にするかが重要です。電池とマイコンを直結した作動の場合(マイコンの動作仕様範囲内で)、正常に動作しパワー・マネージメント部のコストを低減できますが、反面、電圧を調整できないため、マイコンのスタンバイ消費電力が大幅に増え、バッテリーの寿命が短くなります。

これでは、レギュレータの導入を省いて節約しようとしたコストよりも、保守コストの方が高く付く可能性があります。マイコンとペリフェラル通信 IC の電圧を必要最小限に抑えた状態で安定化すれば、電力消費が最適化され、電池の寿命が延びます。

使用している電池の種類と、メーターの作動モード(全負荷)デューティ・サイクルによっては、パワー・マネージメントの方式が複数になります。放電曲線がほとんど平坦な電池(一次電池の Li-SOCl2 など)の使用となる、単純な低デューティ・サイクル(間歇時間が長い)アプリケーションの場合は、超低静止電流 LDO を使用すれば、電池寿命を長くし、コストを非常に低く抑えることができます。高デューティ・サイクル動作のアプリケーションの場合は、節電モード(低負荷)を備えた低静止電流 DC/DC レギュレータを使用することで、コスト面ではやや高くなるものの、効率が高くできます。

放電曲線が直線的な電池(マルチセル・アルカリまたは NiXX など)を使用するアプリケーションの場合は、低静止電流の昇降圧コンバータを使用し、放電電圧を 1.8 ボルトまで落とせば、電池寿命が最も長くなります。シングル・セルまたは小型コイン・セルの電池を使用し、電池の電圧を安定化電圧よりも低くできる場合には、低静止電流の昇圧コンバータを使用すると、0.7 ボルトまで入力電圧を下げることができます。

たとえフル稼働のマイコンとペリフェラル通信 IC を 1 つの電圧で最適化できる場合でも、スタンバイ・モードでは、これらのデバイスはもっと低い電圧で稼働させることができます(単に RTC とメモリーの維持だけであるため)。DC/DC コンバータと動的に電圧スケーリングが可能な LDO(通常は電圧選択の論理ピンを装備)を使用すると、電池寿命をさらに長くすることが可能です。

水道メーター - アナログ・センシング

メーター内の機械的な力は、各種センサによって測定/検出できます。電圧が非常に低いため、流量と温度に対しては高精度の低雑音アンプ(OPA2209 など)、圧力に対しては計測アンプ(INA10x など)がそれぞれフロント・エンドに必要になります。通常、電圧は ADS125x などの高精度 ADC によってデジタル化されます。

ADS125x は、高精度、広ダイナミック・レンジ、デルタシグマ型、分解能が 18 ~ 24 ビットの A/D コンバータで、+5V 単一電源で動作し、ノー・ミッシング・コードが達成されています。水道メーター・ソリューションに関連した TI 製品は、心臓診断、スマート・トランスミッタ、産業プロセス制御、体重計などの高分解能の測定アプリケーションに最適です。

このような特長を備えているため、利用者へ正確な請求書を準備したり、バランスをより良く均一に保つことができます。また、リアルタイムに使用情報を把握できるため、エネルギーや水資源を適切に節約できます。

技術資料

アプリケーション・ノート

アプリケーション・ノート (4)

タイトル 概要 種類 サイズ (KB) 日付 表示回数 英語版
PDF 525 KB 2018年 10月 19日 0
PDF 176 KB 2018年 10月 18日 0
PDF 380 KB 2018年 4月 5日 0
PDF 201 KB 2017年 12月 21日 0

ツール/ソフトウェア

名称 型番 会社名 ソフトウェア/ツール・タイプ
ワイヤレス M-Bus プロトコル・ソフトウェア WMBUS Texas Instruments アプリケーション・ソフトウェアとフレームワーク

製品カタログ/ホワイト・ペーパー

ホワイト・ペーパー (5)

タイトル 概要 種類 サイズ (MB) 日付 表示回数 英語版
PDF 1.57 MB 2017年 9月 18日 0
PDF 775 KB 2016年 8月 25日 0
PDF 960 KB 2016年 3月 21日 0
PDF 905 KB 2014年 7月 31日 0
PDF 749 KB 2014年 3月 8日 0

ブログ

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