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Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介「高精度アセットトラッキングおよび屋内位置決めにおけるBluetooth 5.1対応プラットフォームの使用(第1部)」

     
   
     
     
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No.1238 2019.10.22
 
     


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◇Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介
 「高精度アセットトラッキングおよび屋内位置決めにおける
 Bluetooth 5.1対応プラットフォームの使用(第1部)」

◇新型真空管Nutube 6P1を使って自作する
 「Nutube用ヘッドホンアンプ製作キット」好評発売中!

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Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介
「高精度アセットトラッキングおよび屋内位置決めにおける
Bluetooth 5.1対応プラットフォームの使用(第1部)」

 
       
 

 

 

 「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

 今回は、2019年1月に公開されたBluetooth 5.1の方向検知機能の詳細と方向検出アプリケーションを実装可能なプラットフォームについて解説した記事をご紹介します。

■高精度アセットトラッキングおよび屋内位置決めにおけるBluetooth 5.1対応プラットフォームの使用(第1部)

 2016年に公開されたBluetooth 5.0の仕様では、メッシュネットワークに対応し、通信速度や通信範囲、通信容量の拡大が図られましたが、今年になって新たに方向探知機能が追加されたBluetooth 5.1の仕様が公開されました。

 Bluetooth 5.1では、到来角(AoA)と離脱角(AoD)に基づいたアセットトラッキング屋内位置決めシステムなどの位置情報アプリケーションを開発できるようになります。アセットは資産と訳されますが、価値のあるもの全般を指します。すなわちアセットトラッキングとは価値のあるものを追跡することです。Bluetooth 5.1の方向検知機能は、個人的な用途としては携帯電話などを探すときに役立ちますが、それよりも物流システムや展示会などにおける商品管理に、より大きな効果を発揮します。

 Bluetoothの受信信号強度インジケータは、既知の地点からの距離を推定するために使用できましたが、この精度ではアセットトラッキングなどのアプリケーションで使用するには不十分です。Bluetooth 5.1ではセンチメートル精度の位置情報サービスアプリケーションが可能になります。

 上の左図に示したように、受信デバイスはAoAを使用して目的とする対象物を追跡することができます。また、右図に示したように、受信デバイスはAoDを使用して複数のオブジェクトからの角度とその位置を検出し、空間内における自分自身の位置を特定することができます。

 【アプリケーションラボ】の解説記事では、Bluetooth 5.1の方向探知で使用されている検出技術や信号方向の計算方法について詳しく解説しています。また、Bluetooth 5.1に対応したデバイスとして、Dialog Semiconductor社のDA14691、Silicon Labs社のEFR32BG13、Nordic Semiconductor社のnRF52811などを紹介しています。第2部では、これらのデバイスを使って位置情報サービスアプリケーションを構築する方法について解説する予定です。

 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。

  

DA14691マルチコアBLE5.1 SoC
【DA14691-00000HQ2】 810.26円
EFR32BG13 Blue Gecko BLE5.1 SoC
【EFR32BG13P532F512GM48-C】
1,083.75円
RF52811 BLE5.1方向検知SoC
【NRF52811-QFAA-R】 648.05円

 

下記の2本の解説記事も同時に公開しました。合わせて参考にしてください。
■16ビットマイクロコントローラが備える性能と低消費電力性の有効活用
 8ビットMCUは、処理能力とアドレッシング可能なメモリに制限があります。また、32ビットMCUはIoTアプリケーションにとっては高機能すぎ、電力も消費します。そこで、8ビットMCUと同様に低消費電力でありながら、処理能力やメモリ容量に優位性のある16ビットMCUの効果的な活用法を解説します。

■高精度オペアンプの効果的に選択し、使用する方法
 高精度オペアンプは、帯域幅、ノイズ、消費電力のバランスを保ちながら、電圧オフセット、オフセットドリフト、入力バイアス電流がきわめて小さいことを特長としています。ここでは、高精度オペアンプの役割と設計上の考慮事項を説明し、高精度オペアンプを選択し、効果的に使用する方法を解説します。

 

 
       
  新型真空管Nutube 6P1を使って自作する
「Nutube用ヘッドホンアンプ製作キット」好評発売中!
 
       
 
 

 Nutube 6P1は、蛍光表示管が真空管と同じ原理で動作していることに着目して生み出されたKORG社製新しい真空管です。外形は従来の真空管と異なっていますが、直熱型双3極真空管として動作します。5V~80Vと低い電圧からでも動作し、従来の真空管と同様に真空管特有の豊かな倍音を生み出します。

 

 真空管アンプは独特の雰囲気があり、オーディオを趣味とする方には非常に好評です。そこで、このNutube 6P1をヘッドホンアンプに応用したのが、「Nutube用ヘッドホンアンプ製作キット」です。本キットにポータブルデジタルオーディオプレーヤーを接続すれば、真空管特有の音をヘッドホンで楽しむことができます。

 本キットの回路構成ですが、電源電圧は電池動作が可能な9Vとしています。また、Nutube 6P1だけでは入力信号を十分に増幅することができないので、ヘッドホンのドライブ用にオペアンプのNJM4556ADを使用しています(ソケットを使用しているのでオペアンプは変更可能)。真空管と基板との間にはゴム足を用い、真空管の振動を防いでいます。さらに、リレーを使ったミューティング回路が搭載されているので、電源をオン/オフしたときに発生するポップ音を防止することができます。そのほか、音量調整用のボリュームとバイアス調整用の可変抵抗器を搭載しています。

 

●Nutube用ヘッドホンアンプ製作キットの仕様

・真空管:Nutube 6P1(KORG社製、キットには付属していません)
・電源電圧:9V(単3乾電池×6本、キットには付属していません)
・利得:約11dB
・周波数特性:20Hz~100kHz(1kHz基準、1V出力、33Ω負荷)
・SN比:85dB(1kHz基準、1V出力、33Ω負荷、入力ショート、JIS-A)
・出力:50mW(ひずみ率3%、1kHz、33Ω負荷)

※上記の特性は、オペアンプにAD8397を使用して測定したものです。

 

Nutube用ヘッドホンアンプKIT
【MBK-6K1】 8,900円

※本製品にNutube 6P1は含まれておりません。
※本製品は、お客様自身で組み立てるキット製品です。

直熱型双3極管Nutube 6P1
【NUTUBE-6P1】 5,000円

 

 
 
     
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  R-Car H3 Starter Kit V3.0
【RTP0RC77951SKBX
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 ※9月30日までにご注文いただいた場合でも、請求書でのお取引の場合や、
 西東京営業所での受け取りの場合など、処理手続きの都合上税率10%が適用されますので
 ご了承ください。

 お手数をおかけいたしますが、あらかじめご了承いただきますよう、宜しくお願い致します。
 

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 ご依頼はこちらのオンラインフォームからお願いいたします。※ログインをお願いいたします。
 https://www.marutsu.co.jp/TEstimatesCartDetail.jsp

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