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事例14

システム構成図 印刷印刷

開発背景

 多くの場合は現状の使用電力量を知ることが出来ないため、感覚で節電するしかなく、月末に電力会社から送られてくる明細票を見て初めて節電の成果がわかるという、非効率な節電しかできないのが実状です。政府の掲げる15%の削減にしても、どのくらい使用電力を抑えれば15%の節電になるのか把握するためには、現状の使用電力量を知る必要があります。
 使用電力量を知るためには、使用電力を測定して表示する電力モニタリングシステムを導入する必要があります。電力モニタリングシステムは、大手メーカーから様々なタイプが数多く販売されています。しかし、ほとんどが高額で電気工事を必要とするため、導入できるのは大手企業や大型施設などに限られていました。
 そこで、当社は中小企業や一般家庭でも導入できる低コストで簡単に運用できる電力モニタリングシステムeneGraph(エネグラフ)」の開発を始めました。

課題

今回、RF-ICテスタの構築に関して主に以下の課題があった。

1. システムの低価格化
  システムを多くの方が導入しやすくするために、可能な限りコストを下げる必要がありました。

2. システムの運用性の向上
  電気の知識がない方でもシステムを導入できるよう、利用者が簡単に設置でき、アプリケーションは、誰が見ても一目で状況が把握できるような表現を心がけました。

3. 使用電力状況を簡単に確認可能
  利便性を向上させるため、使用電力状況をパソコン画面でのみ確認するのでなく、遠隔地でも状況が把握できるように考慮しました。

システム構成

・ クランプ式電流センサー
・ NI USB-DAQ(電力計測変換器)
・ 専用アプリケーション

ソリューション

PDAから直接各種入出力を行うため、NI-DAQmx Base対応のDAQCard-6062Eを採用し、このDAQCardを現行機種で唯一使用可能なPDA 、hp製iPAQ PocketPC h5550及びPCカード拡張パックを採用しています。

ハードウェアの機能としては、信号発生器(アナログ出力)、電源(アナログ出力)、8ビットデジタル出力、連続オシロ(アナログ入力)、単発オシロ(アナログ入力)、DMM(アナログ入力)、カウンタ(カウンタ入力)、周波数カウンタ(カウンタ入力)といった8種の計測器の機能を有しています。
また、DAQCardと実験対象とのインターフェイスとして、NI製ブレッドボードSC-2075を用意し、手軽に電子製品の実験を行えるようになっています。

[ ソフトウェアの仕様 ]
PDA上でLabVIEWのプログラムを動作させるために、LabVIEW 7.1プロフェッショナル開発システムにLabVIEW PDAモジュールを追加して開発を行いました。PDA上でソフトを動作させる際には実行ファイルが生成、ダウンロードされるため、一度実行したソフトはPDA単体で動作します。

ソフトウェアの機能としては、各種計測器の操作を行う制御器を9分割した画面上に配置しており、以下のような設定、表示を行うことが可能です。

•信号発生器
-ON/OFF: スイッチ
-波形: プルダウン)
(サイン波、三角波、矩形波、ノコギリ波)
-周波数: プルダウン(0.1Hz~1kHz)
-振幅: 数値入力(0V~20V)
•電源
-ON/OFF: スイッチ
-出力電圧: 数値入力(-10V~10V)
•8bitデジタル出力
-ON/OFF: スイッチ
-bit状態設定: ボタン
•連続オシロ
-状態表示: グラフ
-ON/OFF: スイッチ
-周波数: プルダウン(0.1Hz~1kHz)
•単発オシロ
-状態表示: グラフ
-取得: ボタン
-Peak to Peakデータ記録: ボタン
•DMM
-結果表示: 数値
-取得: ボタン
-データ記録: ボタン
•カウンタ
-結果表示: 数値
-取得: ボタン
•信号発生器
-周波数カウンタ
-結果表示: 数値
-取得: ボタン
•統計グラフ
-統計表示: グラフ
-データ追加: ボタン
-1点/全点クリア: ボタン

まとめ

実験ツールをLabVIEW PDA、NI製のDAQCardとブレッドボードでピッタリ構築することができました。開発の途中でDAQも機能が豊富なことを再認識しました。NI社は計測関連部品を豊富に用意しているので、アイデアどおりの製品が簡単にできました。
インテグレータにとって、開発商品は多くのリスクを伴います。ハード部分はイニシャルコストが必要です。NI製品を上手く利用することにより、自社でハードを作らないで製品を出すことが可能です。これは少量多種の製品のリスクを大幅に少なくできます。ソフト部分も、基本機能のだけで構成し、特殊な使い方のされるユーザ様にはソースを販売、改造することで対応することができます。製品の開発手法としてNI製品とLabVIEWを使うことは、少量多種の新しい販売方法の一つとしてヒントを与えてくれると思われます。
今回の開発の核となったLabVIEW PDAモジュールは比較的新しい製品ということもあり、発展途上という印象を強く受けました。DAQCardを使用する上では、マニュアルに記載されていない制約に多々直面し、その都度回避策を模索しながら本ツールを作成しました。作成過程ではNIの技術サポートに質問をさせて頂き、全面的な協力の結果ソフトを完成させる事ができ大変感謝しております。今後、LabVIEW PDAモジュールが益々発展し、一般ユーザでも容易に、より高機能なシステムの開発ができるようなツールになることを期待しています。

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