低消費電力メッシュテクノロジーで、スマートホームのゲートウェイエネルギー消費を削減する方法

常時稼働の顧客構内機器の隠れたエネルギーコスト

スマート・サーモスタット、照明、セキュリティセンサー、カメラなどの IoT デバイスは、ユーザーにこれまでにない利便性と自動化を提供します。しかし、スマートホームデバイスの普及は、直接的にも間接的にもエネルギー消費を増加させます。ゲートウェイやルーターなどの顧客構内設備（CPE）は、コネクテッドホームのバックボーンです。CPE は通常、セキュリティカメラ、サーモスタット、リーク検知器などの重要なアプリケーションがあらゆる状況で動作し続けるように常にオンになっています。ただし、CPE は、夜間やユーザーが休暇中に外出する場合など、ネットワークにアクティビティがない場合でもフルパワーを引き出します。言うまでもなく、常時稼働の CPE にはかなりのエネルギーコストがあり、住宅所有者はしばしば彼らが支払っていることに気づいていません。

Silicon Labs の低消費電力メッシュテクノロジーの紹介

Matter や Thread などの新しいプロトコルにより、Silicon Labs はゲートウェイのエネルギー効率に革命をもたらし、アイドル時間中に CPE がスリープし、必要に応じて即座にウェイクアップできるようにします。ユーザーにとって、これは完全にシームレスで直感的です。このメッシュ接続により、IoT デバイスは、接続が必要なときに自動でウェイクアップをトリガーできます。これにより、エネルギー消費量が大幅に削減されると同時に、スマートホームのユーザ体験も向上します。

CPE – スリープモードからウェイクアップイベントまで

トリガーのインテリジェントなウェイクアップ機能により、CPE はディープスリープ状態に移行し、スマートホーム内のアクティビティに応じてウェイクアップする準備が整う一方で、最小限の電力を引き出します。たとえば、モーションセンサーが動きを検出した場合、または住宅所有者がスマートロックを開くと、CPE は即座に起動し、完全接続を再開します。このスリープモードとアクティブモードのシームレスな移行により、ユーザは不要なエネルギーコストなしでスマートホームの利便性とセキュリティを体験できます。

Matter と Thread の統合

Silicon Labs の低消費電力メッシュテクノロジーは、これらのプロトコルによってトリガされるウェイクアップ・イベントを有効にすることで、Matter および Thread プロトコルの機能を最大限に活用します。たとえば、スマートサーモスタットやセキュリティセンサーなど、Matter や Thread をサポートするデバイスは、CPE をスリープモードからウェイクするための信号を送信できます。これにより、CPE は省電力状態でありながら、ユーザーが遅延や機能喪失を心配することなく、重要なイベントに即座に対応できます。

このアプローチは、セキュリティシステムやエネルギー管理などのアプリケーションに特に有益です。セキュリティカメラまたはモーションセンサーは、最小限の電力を消費しながらネットワークに接続したままにすることができ、アクティビティが検出されたときのみ CPE を目覚めさせることができます。同様に、スマートサーモスタットなどの環境制御は、温度調整が必要な場合にCPEを覚醒させ、エネルギーを無駄にすることなく快適な家庭環境を確保することができます。

ユースケース

1. 夜間モード

夜になると、ほとんどの家は最低限の活動しか見ていません。スマート照明、セキュリティカメラ、センサーなどのデバイスは通常スタンバイモードのままで、電源を投入して接続状態を維持します。従来の常時オンの CPE を持つ家庭では、ネットワークがトラフィックをほとんどまたはまったく見ないにもかかわらず、ゲートウェイは完全に動作します。Silicon Labs の低消費電力メッシュテクノロジーにより、CPE はこれらの非アクティブ期間中にスリープ・モードに入ることができます。CPE は、例えば、モーションセンサーがアクティビティを検出するとき、またはユーザーがシステムと対話するときのみ、起動する。これにより、消費電力を大幅に削減できると同時に、セキュリティなどの重要な機能が引き続き動作するようになります。

• スリープモードがない場合、従来の CPE は一晩中 10～15 ワット の電力を消費することがあります。
• Silicon Labs のスリープ・モードでは、CPE は 1 ワット未満の電力を消費し、低活動時間中に 90% 以上の電力消費を削減できます。

2. 休暇モード

休暇中または長期不在中は、照明や HVAC システムなどのスマートホームデバイスをアクティブに使用することはできません。しかし、CPE は完全に動作し続け、電力を消費します。

Silicon Labs のソリューションは、Thread 対応セキュリティセンサーからのアラートや Matter 対応サーモスタットからのリモート温度調整など、重要なイベントが発生したときにのみ、ホームが稼働していないときに CPE を休止状態にします。これにより、家庭の安全と応答性を維持しながら、エネルギー消費を大幅に削減できます。

エネルギー比較：

• Silicon Labs の技術がなければ、CPE は家が空である間、毎日 50～75 ワットを消費する可能性があります。
• Silicon Labs のスリープモードでは、エネルギー消費量が 10～15 ワットに減少し、休暇中の住宅所有者のエネルギーコストを最大 80% 節約できます。

3. セカンダリーホーム

セカンダリーホームや休暇用施設には、セキュリティシステムや環境モニターなどの接続されたデバイスが長期間スタンバイ状態に置かれることがよくあります。従来、CPE は 24 時間体制で動作し続けており、これらのシステムが確実に通信できるようにします。Silicon Labs の技術により、セカンダリーホームの CPE は Matter や Thread によるネットワーク接続を維持しながら、ディープスリープ状態に入ることができます。スマートロックや環境センサーなどのデバイスは、必要に応じて CPE をウェイクできますが、それまでは CPE は最小限の電力しか消費しません。

このアプローチにより、住宅所有者はエネルギーを浪費することなく、セカンダリーホームをリモートで監視および制御できます。

• スリープモードがない場合、CPE は、家に誰もいなくても、毎日 100～150ワット を消費できます。
• Silicon Labs の技術により、電力使用量を 20～25 ワットに削減し、時間の経過とともにエネルギー消費量を 80～85% 削減できます。

新しい EU エネルギー規制の遵守

今後の EU エコデザイン規制2023/826 は、CPE を含む電子機器のエネルギー消費量に新しいより厳しい制限を設けています。この規制では、接続されたデバイスのオフモードおよびスタンバイ消費電力の制限が義務付けられており、メーカーやサービスプロバイダは、デバイスの機能を維持しながらエネルギー使用量を削減するソリューションを見つける必要があります。Silicon Labs の CPE スリープ・モード技術は、これらの新しい規格と完全に一致しているため、サービスプロバイダは、エネルギー効率の高いスマートホーム・ソリューションを提供しながら、規制に準拠することができます。Matter や Thread を通じてウェイクアップ機能を維持しながら、使用していないときに CPE をディープスリープ状態にする機能により、サービスプロバイダーは消費者の期待と規制要件の両方を満たすことができます。

スマートホームのためのよりスマートでエネルギー効率の高い未来

Silicon Labs の低消費電力メッシュテクノロジーは、Matter または Thread トリガーに基づいて CPE がスリープおよびウェイクアップできるようにすることで、スマートホーム・エネルギー管理に対する革新的なアプローチを提供します。消費電力を削減しながらスマートホームのユーザ体験を向上させるこの技術は、住宅所有者がエネルギーを節約し、コストを削減し、スマートホームの応答性を維持するのに役立ちます。エネルギー効率は、消費者と規制機関にとってより差し迫った懸念となっています。