産業用 IoT

スマート・サーキット・ブレーカー

当社のワイヤレス・ソリューションで、旧装置の改良およびソリッド・ステート構成向けのスマート・サーキット・ブレーカーを構築します。

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概要

スマート・サーキット・ブレーカーを選ぶ理由

電気的な障害は、危険な状況や、時には致命的な状況をもたらす可能性があります。重要な安全装置で見られるサーキット・ブレーカーは、主に電気機械式サーキット・ブレーカーを介して電力の流れを制御します。しかし、それが持つ熱機械的な性質のため、動作寿命が短く、振動や動きに対して敏感です。

スマート・サーキット・ブレーカーへ移行することで、エネルギー効率と安全性の向上が推進されます。市場規模は 2025年までに 77 億ドルに達すると推定されており、これはデバイスメーカーにとって数十億ドル規模の収益を得るチャンスとなります。

旧装置の改良とソリッド・ステート・サーキット・ブレーカーとの比較

既存の電源装置にワイヤレス機能を追加することは、既存の配電スイッチ装置を改良することで行われます。これにより、迅速なアップグレードと、改良されたエネルギー効率の高い製品のより速く市場に送り出すことができるようになります。ソリッド・ステート・サーキット・ブレーカーは、新しい設置に利用できます。機械式リレーを電子部品に置き換えることで、信頼性と予測性が向上し、その結果アークが排除されます。

スマート・サーキット・ブレーカーの利点

どのような種類のデバイスでも、サーキット・ブレーカーは電流が特定のしきい値を超えた場合に反応するように設計されています。影響を受けるゾーンをすばやく取り外すことで、電気システム全体のダウンタイムを回避できます。スマート・サーキット・ブレーカーは、短絡に100倍速く応答し、数マイクロ秒でエラーをクリアできます。

スマート・サーキット・ブレーカーは、電気サブメータとしても機能し、回路レベルで電力消費を提供します。正確な使用概要を備えることで、ブレーカーは予想される異常を特定し、配電システムの性能を向上させることができます。

このトピックの詳細については、電気サブメータリングのページをご覧ください。

スマート・サーキット・ブレーカー向け IoT ワイヤレス・ソリューション

IIoT デバイス・メーカーが産業および商業顧客向けにスマート・サーキット・ブレーカーを設計することを、Silicon Labs が可能にします。当社の各種ワイヤレス SoC とモジュールは、優れたレシーバ感度と＋20dpm の高伝送電力で業界最高の RF 性能を提供し、過酷な環境でもワイヤレス接続を拡張します。Silicon Labs では、注文されるすべてのチップに高度なセキュリティ機能を加えることで、エコシステム・セキュリティ侵害のリスクを低減し、望まれていないデバイスがコミッショニング・プロセスを通過するのを防ぎます。

以下の主要な技術要件を、スマート・サーキット・ブレーカーの開発にお役立てください。

業界最高の RF 性能を保証

サーキット・ブレーカーは通常、金属製エンクロージャー内に配置され、厚い壁、セメント廊下、または配管の裏に設置されます。さらに、他の機器からの電気的干渉は、不正確な測定につながる可能性があります。Silicon Labs のワイヤレス・ハードウェアは、世界最高の 20 dBm の TX パワーと究極のレシーバ感度を備えており、信頼性の高いワイヤレス接続を提供します。

スマート・サーキット・ブレーカーに最適なワイヤレス・プロトコル

スマート・サーキット・ブレーカーのネットワークでは、データの正確な収集と共有が不可欠です。高いネットワーク信頼性と低レイテンシーが必要です。Zigbee または OpenThread 技術に基づくメッシュ・ネットワークは、動的な自己回復と高性能特性により、消費電力を最小限に抑え、マルチホップ接続による信頼性の高い接続を保証します。

スマート・サーキット・ブレーカーのセキュリティ

スマート・サーキット・ブレーカーを、ソフトウェアやハードウェアの攻撃から保護することは非常に重要です。当社の PSA 認証レベル 3 Secure Vault は、デバイス、データ、IP を、増大する脅威や進化する脅威から保護します。

予測される可能性とは別に、スマート・サーキット・ブレーカーが建物のバックエンドに接続するためには、検出されない偽造無線モジュールがコミッショニング・セキュリティ・チェックに合格するリスクが高く、その結果、収益の損失や機器の誤動作につながります。Silicon Labs のセキュア・プロビジョニング・サービス、カスタム部品製造サービス（CPMS）では、すべてのワイヤレス SoC、モジュール、MCU の製造プロセスに固有の ID コードとセキュリティ証明書が注入されます。

スマート・サーキット・ブレーカーのフットプリントを最小化

あらかじめ設置された電気ブレーカーボックスは、設置面積が限られています。Silicon Labs は、必要なサイズ要件に適合するコンパクトなソリューションを提供します。これは MCU 付きのワイヤレス・トランスミッタで構成され、システム全体の外部デバイスにデータを送信するように設計されています。スマート・サーキット・ブレーカーの開発を開始するには、以下の製品をご覧ください。

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EFR32BG21 シリーズ 2 Bluetooth Low Energy (SoC) - EFR32BG21

高性能 GHz 2.4 無線と 80 MHz ARM Cortex-M33 コアを備えた、サーキットブレーカー用、エネルギーに優しい Bluetooth 5 SoC。

詳細情報

ワイヤレス Gecko シリーズ 2 デバイスは、高性能、低消費電力、IoT に対する安全なソリューションを実現する、Wireless Gecko デバイスの次世代バージョンです。処理能力を向上させ、RF パフォーマンスを改善し、アクティブ電流を低減させるように設計されたこのデバイスは、より高いレベルの IoT レベルのセキュリティを提供します。EFR32BG21 デバイスは、Silicon Labs の強化されたセキュリティ・オプションである、Secure Vault をサポートするようにも設計されています。Silicon Labs のセキュリティ・ポートフォリオの詳細をご覧ください。

EFR32BG21 デバイスは、接続された照明、スマートプラグ、ゲートウェイ、音声アシスタントなど、ライン給電型 BLE および Bluetooth メッシュアプリケーション用に最適化された2.4 GHz ワイヤレス SOC です。80 MHz ARM® Cortex®-M33 コアは、多くの処理機能を提供する一方で、統合型セキュリティ・サブシステムは、IoT セキュリティ違反や知的財産の侵害のリスクを大幅に軽減する主要なセキュリティ機能を提供します。-104.3 dBm より良い感度と最大 + 20 dBm の出力電力を備えた、EFR32BG21 ファミリーは、Simplicity Studio 5 開発ツールを使用し、開発キット、SDK モバイル・アプリ、当社のエネルギー・プロファイラ、特許取得済みのネットワーク・アナライザーで、簡単な移行と製品化までの時間の迅速化を実現します。

主要仕様

Bluetooth 5.4 および Bluetooth メッシュに対応

最高レベルの IoT セキュリティ

Secure Vault™

EFR32MG21 シリーズ 2 マルチプロトコル・ワイヤレス SoC

サーキットブレーカーを含む、有線給電型 Zigbee、Thread、Bluetooth メッシュのアプリケーション向けに最適化された 2.4 GHz ワイヤレス SoC

詳細情報

EFR32MG21 デバイスは、IoT へ高性能、低消費電力、安全性を提供します。処理能力を向上させ、RF パフォーマンスの向上、アクティブ電流の低減のために設計された EFR32MG21 デバイスは、コネクテッド照明、ゲートウェイ、音声アシスタント、スマート・メータリングなどの、2.4 GHz ワイヤレス　SoC 有線給電型 Zigbee、Thread および Bluetooth メッシュアプリケーションに最適化されています。

SoC のEFR32MG21 ファミリーには、Secure Vault テクノロジーを活用できる統合セキュリティ・サブシステムとデバイスが含まれています。Secure Vault は、物理的にクローン可能でない機能（PUF）ハードウェア技術を備えた最先端のセキュリティ・ソフトウェア機能を提供し、IoT セキュリティ違反や知的財産の侵害のリスクを大幅に軽減します。

802.15.4 と Bluetooth Long Range 両方に対して -104.3 dBm より良い感度、最大で + 20 dBm の出力電力を備えた、EFR32MG21 は、堅牢な RF リンクを提供して、信頼性のある通信を確保します。EFR32MG21 は、Simplicity Studio 5 開発ツールを使用し、開発キット、SDK モバイル・アプリ、当社の特許取得済みのネットワーク・アナライザーで、簡単な移行と製品化までの時間の迅速化を実現します。

主要仕様

理想的なアプリケーション

照明および音声アシスタント

最高レベルの IoT セキュリティ

Secure Vault

RS9116 Wi-Fi NCP SoC

シングルバンド Wi-Fi SoC は、2.4 b/g/n（802.11 GHz）、デュアルモード Bluetooth 5 などの包括的なマルチプロトコル・ワイヤレス接続ソリューションを提供します。

詳細情報

Silicon Labs の RS9116 シングルバンド QMS ワイヤレス SoC は、802.11 b/g/n（2.4 GHz）、デュアルモード Bluetooth 5 などの包括的なマルチプロトコル・ワイヤレス接続ソリューションを提供します。このワイヤレス SoC は電力が最適化されたパフォーマンスに、高スループットと拡張範囲を提供します。この SoC は FCC、IC、ETSI/CE 認証対応です。

主要仕様

802.11 b/g/n Wi-Fi

デュアルモード Bluetooth 5

SiWx917M Wi-Fi 6 に Bluetooth LE 5.4 ワイヤレス SoC が加わった

サーキットブレーカーでのセキュアなクラウド接続、制御、OTA アップデートを実現する、超低消費電力 Wi-Fi 6、BLE 5.1、Matter SoC。

詳細情報

当社のSiWx917M SoC は、最も低消費電力の Wi-Fi 6 SoC で、Wi-Fi®、Bluetooth、Matter、IP ネットワーキングを使用して安全なクラウド接続を実現する、超低消費電力 IoT ワイヤレスデバイスに最適です。これは、長寿命の電池駆動デバイスの開発に最適です。SiWx917M SoC には、超低消費電力 Wi-Fi 6 とBluetooth Low Energy（LE）5.4 ワイヤレス CPU サブシステム、さらに統合されたマイクロコントローラ（MCU）アプリケーション・サブシステム、セキュリティ、周辺機器、電源管理サブシステムがすべて1つの 7 x 7 mm QFN パッケージに収められています。このワイヤレス・サブシステムは、最大で 160 MHz のマルチスレッド・プロセッサ、ベースバンド・デジタル信号処理、アナログ・フロントエンド、2.4 GHz RF トランシーバ、統合パワーアンプで構成されています。このアプリケーション・サブシステムは、最大 180 MHz で稼働する ARM® Cortex®-M4、組み込み SRAM、FLASH、センサーハブで構成されています。この ARM® Cortex®-M4F は、周辺機器およびアプリケーション関連の処理専用であり、このマルチスレッド・プロセッサは独立したスレッド上でワイヤレスおよびネットワーキング・スタックを実行し、高性能で幅広い組み込みワイヤレス IoT アプリケーションに対応する完全な統合型ソリューションを提供します。

対象となるアプリケーションにはスマートホーム、コンシューマ・ヘルスおよびフィットネス、医療、産業、リテール、スマートビルとスマートシティ、アセットトラッキングなどがあります。