「医療向けポータブル/ウェアラブルデバイス設計に迅速に統合できる臨床グレード温度センシング」(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

　「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、新型コロナウイルスの感染拡大などで急激に需要が増えた医療用の温度計測に使用される温度センシングデバイスについて解説した記事をご紹介します。

■医療向けポータブル/ウェアラブルデバイス設計に迅速に統合できる臨床グレード温度センシング

　温度は一般生活において最もなじみのある物理量ですが、意外と正確に測ることが難しい物理量でもあります。それは、温度が分子の運動エネルギーの統計的な平均値と定義されていますが、分子の運動エネルギーを直接測定することが厳密には不可能なので、2次的な測定になってしまうからです。

　とはいえ、一般的な用途では高精度な測定を必要とする機会はそれほど多くはありません。コンピュータに取り込むセンシング用としては、熱電対、測温抵抗体(RTD)、サーミスタ、温度センサーICなどが一般に使用されています。特に、白金を用いた測温抵抗体は、13.81K～1234.93Kの範囲で標準温度計として使用されるほど高精度な測定ができます。

　しかし現在は、比較的直線性が良く、取り扱いが容易なためポータブルやウェアラブルのヘルスケアデバイスに搭載しやすいといった理由で、温度センサーICが主として利用されるようになっています。ただし、医療用として使用するためには、わずかな過電力でもセンサー自体の温度が上昇し正確な測定ができなくなるのでその対策を行った上で、米国食品医薬品局やEUの商品基準適合CEマークなどの、各国で定められた認定を受ける必要があります。

＜　デジタル温度センサーMAX30208の評価システム　＞

　【アプリケーションラボ】では、Maxim Integrated社のMAX30208、ams社のAS6212、Melexis社のMLX90614という3種類の温度センサーICを取り上げて特長や使い方を解説しています。

　MAX30208は1.7V～3.6Vで動作する低電力のデジタル温度センサーで、ウェアラブル機器などに適しています。精度は±0.1℃(＋30℃～＋50℃)および±0.15℃(0℃～＋70℃)で、16ビット(0.005℃)の分解能を備えています。

　AS6212は8つのI2Cアドレスを備え、複数の温度を監視するのに適しています。工場出荷時に完全に校正され線形化されているので、あらゆるシステムに簡単に統合できます。－10℃～＋65℃までの範囲で±0.2℃の精度を備え、－40℃～＋125℃までの範囲で16ビットの分解能を提供します。

　MLX90614は、非接触で温度を測定できる赤外線温度センサーです。17ビットのA/Dコンバータと5～14μmの赤外線を透過するバンドパスフィルタを内蔵し、高精度で高分解能の計測ができます。インターフェースはPWMとSMBusがあり、SMBusの場合は最小分解能が0.02℃です。PWMの場合は範囲設定にもよりますが最小分解能は0.14℃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。

I2Cデジタル温度センサーMAX30208 【MAX30208CLB+】　417.33円
MAX30208評価システム 【MAX30208EVSYS#】　7,876.67円
高精度デジタル温度センサーAS6212 【AS6212-AWLT-L】　413.33円
赤外線温度センサーMLX90614 【MLX90614ESF-AAA-000-TU】　2,128.89円
IrThermo click 5V 【MIKROE-1362】　6,744.44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。

■IoTセキュリティの基礎(第4部)：ランタイムの脅威を軽減する

　IoTセキュリティの基礎について5回に分けて解説を行っていますが、今回はその第4回目です。今回は、IoTデバイスのセキュリティにおいてランタイム環境への攻撃を軽減するために必要な隔離を確保する方法を解説します。

■ソフトウェア無線の基礎を学ぶ

　ソフトウェア無線(SDR)は、1つのハードウェアで複数の無線周波数を受信することができる技術です。主に軍用として開発されましたが、現在では低価格なハードウェアと無償のソフトウェアを利用することができます。ここでは、SDRの概要とAdafruit社の安価なモジュールについて解説します。

　マルツエレックは、Microchip Technology社製のBluetoothステレオオーディオモジュール「BM62」をブレッドボードなどで試作しやすくしたDIP化モジュール「MZBM62-B01」を開発しましたのでご紹介します。この製品は、リニア・テックとZEPエンジニアリングが設計・企画したものをマルツエレックが製品化したものです。

　BM62(型名：BM62SPKS1MC2)は、ワイヤレスヘッドセット用のオールインワンBluetoothトランシーバで、高品位オーディオにも使用できる優れたパフォーマンスを備えています。BM62はBluetooth SIGに認定されたモジュールで、技適のみならず世界中の無線認証を備えた完全なワイヤレスソリューションとなっています。

　BM62は、Bluetooth通信のためのRF回路と音声処理用のDSPを一体化したSoC、Bluetoothスタック、オンボードアンテナ、リチウムイオン充電器などを搭載しています。BluetoothのプロファイルはHSP、HFP、SPP、A2DP、AVRCPをサポートし、A2DPではAACとSBCの両方のコーデックをサポートしています。

　BM62の使い方は非常にシンプルで、電源をつなぐだけですぐに動作します。自作のオーディオアンプと組み合わせれば、簡単にワイヤレスオーディオ環境を構築できます。また、トランジスタを使用した低周波アナログ回路の実験をする場合などに、オーディオ信号源として活用できます。16Ωや32Ωのヘッドホン負荷を直接駆動できるので、パワーアンプなどを外付けする必要はありません。16Ω負荷時の最大出力電力は34.5mW、32Ω負荷時の最大出力電力は17.2mWです。

■詳細なBM62についての技術資料をご購入いただけます。
　BM62は優れた機能と性能を持つ完成度の高いチップですが、実際の使い方や評価に関する情報は多くありません。そこで、ZEPエンジニアリングによる企画で、低雑音Bluetoothオーディオモジュール「MZBM62-B01」について詳細に解説した技術資料をご用意しました。

　タイトルは、『BluetoothワンチップBM62で作る低雑音ワイヤレス・オーディオ[Vol.1 BM62の基本的な使い方]～技適OK＆20ビットDAC/DSP/AAC搭載！鍵はグラウンドの低インピーダンス化～』となっています。詳細は、下記商品ページをご覧ください。

低雑音BluetoothオーディオDIPモジュール 【MZBM62-B01】　3,980円
[技術解説記事]BluetoothワンチップBM62で作る低雑音ワイヤレス・オーディオ[Vol.1 BM62の基本的な使い方] 【MZ-BM62-DA1】　350円