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非接触ひずみセンサを実現して “ネジのゆるみ”を検出

社会インフラにもIoT活用!

あらゆるのものから情報を吸い上げるIoT(Internet of Things)が本格到来し、社会インフラにもIoTの波が押し寄せています。例えば屋外の建物や橋の状態をセンサで“見える化”し、リモートでメンテナンス情報を管理することができるようになってきました。

センサには、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、加速度センサ、インダクティブセンサなど様々ありますが、
まだどれを使ってIoTを始めようか、悩んでいる方も多いのでないでしょうか。

今回はIoT向けセンサ CiP-1に搭載している4種類のセンサの中で、 “インダクティブセンサ”というものを活用し、“ネジのゆるみ”を検出する事例をご紹介します。

皆さんのIoTアイデアに是非取り入れてみてください!

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CiP-1とは?

CiP-1 は、マクニカが開発したセンサ搭載ボード「Mpression CiP-1」(緑色基板)です。Texas Instruments社(以下TI社)のWi-Fiマイコン評価キット 「CC3200MOD LaunchPad」(赤色基板)をセットすると、Wi-Fi経由でセンサデータを取得可能です。

■Mpression CiP-1
非接触でサブミクロン単位の金属ひずみ検出やネジ緩み検出、温度・湿度・照度・ターゲット製品の熱源温度が測定可能なセンサシールドです。


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■CC3200MOD LaunchPad

TI社が提供しているWi-Fiマイコン CC3200のモジュールが搭載された開発プラットフォームです。
モジュールでWi-Fi Certificationおよび電波法取得済みで最終製品に移植可能です。

インダクティブセンサ(誘導型近接センサ)とは?

インダクティブセンサ(誘導型近接センサ)は、相互誘導の原理を利用した近接センサです。

センサコイルに高周波信号を供給するとコイル周辺に電磁界が発生します。そこに金属/導体が近づくと、検出ターゲットの表面に渦電流が流れ、相互誘導の原理でコイルのインダクタンスが変化します。この変化をインダクティブセンサが読み取る仕組みになっています。

応用例として、重量変化、位置変化、流量変化、ゆがみ/ひずみ検出など様々な場面で活用できます。

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実際にはどのように計測、設置すればいいの?

インダクティブセンサは、金属/導体とコイルの距離変化を検出しますので、ネジの近傍にくるようコイルを配置してください。最初ネジは締まっていたので、ネジとコイルの距離は大きいですが、ネジが緩むとコイルとの距離が小さくなります。この変化をCiP-1搭載のインダクティブセンサが読み取ります。例えば、コイルとの距離がしきい値を下回ったらアラームを鳴らすという設定をしておけば、そのときだけ状況を確認しに行けばいいですよね。

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最後に

実際の製品に応用する場合には、コイルの大きさや固定方法等、検出したいネジに合わせた機構設計が必要になりますが、評価としての動作確認であればCiP-1 と CC3200MOD LaunchPadでも十分可能です。
CiP-1のコイルボードを使用すると、ボードを指で押さえる強度に合わせてインダクティブ値が変化して、面白いです!インダクティブセンサ以外にも温度、湿度、照度センサも簡単に使用できますので、是非お試しください。

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