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2021.06.29 EnOcean

エネルギーバジェット計算例 : STM 431Jの例

EnOceanエネルギーバジェット計算

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今回から、ソーラーセル駆動型のEnOceanモジュールの最大動作時間(または最大送信回数)について、その計算例と考察を行います。例として、温度センサモジュールSTM 431Jと、マグネットコンタクトモジュールSTM 429Jを用いて、エネルギーバジェット見積もりの考え方について解説していきます。

EnOceanエネルギーバジェット計算例:STM 431Jの例

下図は、温度センサモジュールSTM 431Jが、テレグラムを送信する際の電流消費量を示しています。波形は、合計3回のサブテレグラム送信を行った後に、スリープ状態に入っていることを示しています。
この波形の面積(積分値)が、テレグラム送信に使用する電荷量に該当します。STM 431Jのユーザーマニュアルには、1回の温度測定とテレグラム送信に使用する電荷量は約130μCで、1回の温度測定のみでテレグラム送信なしの場合は約30μCであることが示されています。

EnOceanモジュールSTM 431Jの電流消費量。

以下に、エネルギーバジェットの計算例を示します。

EnOceanモジュールSTM 431Jのエネルギーバジェット計算値。

この表は、測定間隔や送信間隔など様々な動作条件下で、モジュールが連続動作するために必要とする照度や照射時間などの条件の関係(計算値)を示しています。

Wake cycleは測定間隔のことで、1秒/10秒/100秒間隔の条件が示されています。Transmit intervalは送信間隔で、各Wake cycleでの測定を1回/10回/100回行って1度送信することを意味しています。例えば、Wake cycle 10/Transmit interval 100は、10秒間隔での測定を100回行った後に1度送信する条件になります。

このような条件において、STM 431Jが連続動作するために必要とする照度や照射時間などの見積もり(計算値)が、表の①~⑤の項目に示されています。

  • ① 満充電からの暗所(無発電状態)での最大動作時間
  • ② 連続動作に必要な照射時間(200lux,1日当り)
  • ③ 24時間動作に必要な最低照度(照射時間は6時間)
  • ④ 一定照度で連続動作を可能にする最低照度
  • ⑤ 連続動作に必要な電流値

提示されているそれらの値から、ソーラーセルによる光発電で動作するSTM 431Jが連続動作するために必要な条件を、おおよそ予測することができます。

次回は、上記を基に具体的に確認したい所望の照度条件下での最大動作時間(または最大送信回数)を試算する方法を説明します。

キーポイント:

・ユーザーマニュアルなどの情報から、ソーラーセル駆動型のEnOceanモジュールの最大動作時間(または最大送信回数)を見積もり可能。

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