xG22E でより持続可能なコネクテッドワールドを構築する

今日の持続可能性を意識した世界では、都市化の加速によってエネルギー需要が増大する中、企業、消費者、国にとってカーボンニュートラルであることは不可欠であり、廃棄物を最小限に抑え、エネルギー効率の高いメリットをユーザーに提供する技術ソリューションを採用することが不可欠となっています。IoT は、この変化を受け入れることが問われています。

バッテリーはそれだけではありません...

IoT を考えるとき、スマートで革新的なデバイスによってシームレスに接続された世界を思い浮かべます。

しかし、この接続を維持するために、これらのデバイスには何が必要なのでしょうか？最も簡単な答えは、電源です。そしてほとんどの場合、それは従来のバッテリーのことです。

バッテリーはその仕事をして目的を果たしますが、欠点もあります。

毎年、150億個以上の使用済みバッテリーが埋立地に運ばれています。その結果、土壌や地下水を汚染する有害廃棄物が約900,000トンも放出されています。さらに米国だけで、平均的な世帯は毎年 90 個以上のバッテリーを購入しており、そのほとんどは寿命が10年もありません。2025年までに、約250億台の IoT デバイスが稼働すると予測されており、毎日600万台のバッテリー交換が必要になると予測されています。

これは、従来のバッテリーの3つの大きな問題点、つまり不便で不適切な廃棄方法、絶え間ない交換、そしてスケーラビリティの問題を指摘しています。このような落とし穴は、デバイスの機能性と信頼性に悪影響を及ぼすだけでなく、スマート IoT アプリケーションのバッテリーレスエネルギーへの認識の未来へのシフトを妨げます。Ambient IoT: コネクテッドデバイスの新しいクラス。

Ambient IoT - コネクテッドデバイスの新たなクラス

従来のバッテリーがデバイスメーカーにもたらす課題に対抗し、よりシームレスに接続された世界が環境やエコシステムにもたらす脅威を最小限に抑えるために、私たちは現在、Ambient IoTと総称される新しいクラスの接続デバイスを導入しています。

Ambient IoT とは、磁場や電界、光、熱、運動エネルギー、音などの自然の中で利用可能なエネルギー源に依存して電力を供給する IoT デバイスのクラスです。

私たちの周りにある周囲のエネルギー源から動作電力を抽出するこの方法により、IoT デバイスでバッテリー使用を除去することができます。

Ambient IoT により、当社の人気のスマートデバイスは、従来のバッテリーに頼るのではなく、自然エネルギー源に頼って電力を引き出し、接続性を維持できるようになりました。これらのエネルギー源（光、熱、動作など）は、デバイスの寿命を延ばし、バッテリーが環境に与える影響を著しく低減させます。

エネルギーハーベスティング用 xG22E SoC のご紹介

Silicon Labs はイノベーションと IoT のリーダーです。当社の使命は、開発者が産業を変革し、経済を成長させ、生活を変えるワイヤレス接続デバイスを作成できるようにすることです。アースデイの今日、私たちは、つながりながらも持続可能な未来という考えを広めるための第一歩を踏み出しています。当社は、現在エネルギーハーベスティングをサポートする機能が含まれるように、SoC の xG22 製品ラインを最適化しました。SoC の新しいエネルギー最適化 xG22E SoC 製品ファミリは、お客様のデバイスの省エネのあらゆるニーズをサポートします。

このパワーパック MCU は、150マイクロジュール（μJ）だけを消費する 8ms パワー・オン・リセット（POR）と、わずか 16.6 μJ のエネルギーを消費する EM4 ウェイクアップをたったの 1.83 ミリ秒で提供します。さらに、最高の RF パフォーマンス、マルチプロトコルサポート、2.4GHz 動作を提供します。また、複数の電源や電源管理デバイスをサポートするため、ユーザーはスーパーコンデンサなどの新しいバッテリー技術を探求できます。

超高速、低エネルギーのコールドスタート、低エネルギーのディープスリープウェイクアップ、および有害な電流スパイクを軽減し、ストレージセルへの損傷を防止する効率的なエネルギーモード遷移を備えた EFR32xG22E は、市場で最も信頼性の高いワイヤレス長距離 SoC の 1 つです。

xG22E エネルギー最適化 SoC はどこで使用できますか？

xG22E SoC の今日の市場で見られる最も一般的なアプリケーションには、次のようなものがあります。

• スマートホームと家電：ドア、蛇口、スイッチなどの Zigbee スマートホーム・アプライアンスでは、電力回収発電機を使用することで、バッテリーの依存関係とそれに伴う交換コストを排除できます。
• ゲーム用電子機器：屋内ソーラーテレビのリモコンやコンピュータキーボードには、エネルギー効率とコスト効率に優れた Bluetooth LE SoC が必要です。
• スマート・ビル：xG22E Zigbee Green Power を使用したバッテリーレス・ドアノブや照明スイッチ制御のための運動パルス収集は、バッテリーの常時交換の必要性を低減します。

その他の主要な用途には、タイヤ空気圧モニターセンサー、資産追跡、ESL、ファクトリーオートメーション、予知保全、農業などがあります。

さらに一歩踏み出す：Silicon Labs と e-peas

デバイスメーカーが完全なエネルギーハーベスティング・ソリューションを構築できるよう、Silicon Labs では、エネルギーハーベスティング用に設計された業界最先端の電力管理集積回路（PMIC）のプロバイダーである e-peas と提携し、新しい電力最適化 xG22E エクスプローラー・キット用のエネルギーハーベスティング・シールドの最先端キットを共同開発しています。

このキットには、Explorer Kit ボードにぴったりフィットする 3 つの専用シールドが付属しています。このシールドは、電源漏れを遮断し、外部測定を容易にするために最適化されています。最初のシールドは、代替バッテリーケミストリーとスーパーキャパシタの実験を可能にし、開発者に複数のテストポイントを提供します。2 つ目のシールドは、運動/パルスハーベストのアプリケーション専用で、パワーバックには e-peas AEM0300 PMIC を使用し、複数の外部測定テストポイントを提供します。3 つ目のシールドは、e-peas　の最新かつ最先端の PMIC、AEM13920 を使用しています。このシールドにより、開発者はデュアルハーベストソースを同時に実験することができます。

このキットには、Bluetooth および Zigbee Green Power 用のサンプルアプリケーションが多数付属しており、PMIC のセットアップ方法と、エネルギーに基づいた意思決定のためのコードの最適化方法に関する説明が記載されています。

エネルギーハーベスティング用 xG22E SoC の起動タイムライン

Silicon Labs のよりクリーンで環境に優しい地球へのビジョンに従い、設計者がエネルギーハーベスティングのアプリケーションのプロトタイピングを開始できるように、xG22E を早期に発表することでアースデーを祝います。5 月 9 日に Silicon Labs は、パートナーである e-peas と協力して、開封シリーズの Tech Talk を開催します。xG22E は今年6月に一般公開される予定です。

Tech Talkに登録して、エネルギーハーベスティングについてもっと学びましょう。