ハードウェア:システム構成要素

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操作マニュアルの「ハードウェア:システム構成要素」の章を、HTMLページとして再現したものです。不明な点がありましたら、次を開いてください:この章だけの元のPDF(31〜70ページ)(左上にも固定表示)。目次:全章。

ここでは、システムを安定して動作させるために必要な主要構成要素を紹介します:

制御システム(Dashboard)

操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図1Dashboardは、システムのセットアップと調整、トラッキングデータへのアクセスを行うWindows/Linux/Mac用のアプリです。

  • ソフトウェアの更新とシステムの初期設定を行う汎用アプリ
  • トラッキングの表示機能を多数搭載
  • 非常にきめ細かな調整・設定が可能
  • すべての新機能をDashboardアプリで利用可能

最小システム要件:

  • OS:Windows 11 64ビット、Linux Ubuntu 18.04
  • プロセッサー:Intel Core i5-4200Mまたは同等のもの
  • メモリー:8 GB RAM
  • ディスプレイ:1920×1080ピクセル
  • ストレージ:1 GBの空き容量
  • その他:USB 2.0ポート

データはDashboardなしでも取得できます。セットアップ後は、システム全体がDashboardなしで動作します。システムの運用に、パソコン、インターネット接続、クラウドは必要ありません。すべての計算はモデムとビーコンで分担して行われます。

固定ビーコン

  • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図3通常は、ロボットの上方の壁や天井に、超音波センサーを下向きにして取り付けます。これにより、遮るもののない安定した超音波信号のカバレッジをロボットに対して確保できます。ただし、たとえばマルチコプターの自動着陸や屋内ナビゲーションでは、モバイルビーコンをマルチコプターの機体下面に水平に取り付け、ビーコンが下を向くようにすることをお勧めします
  • ビーコンの位置と向きは、超音波信号のカバレッジが最大になるように選んでください。システムの性能は、固定ビーコンが受信する超音波信号の品質に大きく左右されます
  • 図1:Super-Beaconの例

    • ビーコン配置の詳しいガイドラインについては、次をご覧ください:配置マニュアル。
    • 固定ビーコンは、マップ構築の期間中は超音波の送信と受信の両方を行います。マップが形成されて固定された後は、NIAアーキテクチャ(Non-Inverse Architecture)では受信機としてのみ、IAアーキテクチャ(Inverse Architecture)では送信機としてのみ動作します。
    • 固定ビーコンとモバイルビーコンの外観に違いはありません
    • モバイルビーコンと固定ビーコンは、Dashboardでの設定時に簡単に入れ替えることができます
    • 433 MHz版(生産終了。ソフトウェアの更新は不具合修正のみ)と868/915 MHz版があります。通信と同期には独自の無線プロトコルを使用しています。ご要望に応じて、その他のISMバンドにも対応可能です
    • 固定ビーコンにはフルサイズの165 mmアンテナを取り付けることができ、モデムとビーコン間の無線接続がより安定します。

      モバイルビーコン(別名「Hedgehog」)

    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図4モバイルビーコンと固定ビーコンは、Dashboardで選択するだけで簡単に入れ替えることができます

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図5

    • モバイルビーコンは、ロボット車両、コプター/ドローン、AGV、ヘルメットなどに取り付けて、その位置を追跡するためのものです。厳密に言えば、追跡されるのはロボットそのものではなく、モバイルビーコンの位置です。モバイルビーコンとロボットとでは大きさも中心点の位置も異なるため、その差はロボット側のソフトウェア(SW)で考慮します
    • 上半球で最適な超音波カバレッジを得るため、モバイルビーコンは水平に設置することを推奨します

    図1:Super-Beaconの例

    • センサーを、超音波信号の強度を弱めるようなもので覆わないでください。たとえば、モバイルビーコンをプラスチックの箱に入れると、システムはうまく動作しません
    • ビーコンの座標は、Dashboardで設定したレートで更新されます
    • システムには1台または複数台のモバイルビーコンを含めることができます。現在の実装は時分割多元接続(TDMA)方式に基づいており、NIAまたはMF NIAのみが対象です。そのため、2台のモバイルビーコンを有効にすると、両者はシステムの帯域を共有します。つまり、Dashboardで16 Hzの更新レートを選択し、システムにモバイルビーコンが2台ある場合、各ビーコンの位置は16 Hz/2 = 約8 Hzのレートで更新されます。モバイルビーコンが3台なら16 Hz/3 = 約5 Hz、という具合です。モバイルビーコンが4台以上の場合は、IAアーキテクチャ(Inverse Architecture)の使用を推奨します。詳しくは、次をご覧ください:アーキテクチャ比較。更新レートを上げるには、位置更新レートのブースト機能と、その他の推奨手順をご覧ください:位置更新レートを上げる方法
    • 位置データは、モバイルビーコン(「hedgehog」)からUSB(仮想UART)、UART、SPI経由で取得するか、モデムからUSB(仮想UART)経由で取得します。インターフェースの詳細はこちらをご覧ください(Mini-TXビーコンには外部接続用のピンがなく、micro USB経由のみです。Mini-TX 2は除きます)
    • ビーコンからのデータは、Dashboardでの選択に応じて、GPSと同じストリーミング形式(NMEA 0183)、U-Blox、またはMarvelmindプロトコルで送信されます

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図8

    • 433 MHz版(生産終了。ソフトウェアの更新は不具合修正のみ)と868/915 MHz版があります。通信と同期には独自の無線プロトコルを使用しています
    • モバイルビーコン(「hedgehog」)は、Windows PC、Linuxマシン、Raspberry Pi、Arduinoボード、Intelボードなどとの統合実績があります。

      モデム

    • モデムはシステムの中央コントローラーです。ナビゲーションシステムの稼働中は、常に電源を供給しておく必要があります。そのためには、電源付き(セルフパワー)USBハブ、または一般的なスマートフォン用USB電源アダプターの使用を推奨します。USBモバイルバッテリーも使用できます
    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図9

    図1:Modem HW v5.1(例)

    • モデムは、システムのセットアップや監視、Dashboardとのやり取りにも使用します
    • すべてのビーコンと常時無線接続できるよう、無線の届く範囲内であればどこにでも設置できます。通常は、スターターセット付属のアンテナで半径最大100メートルです
    • 38 kbpsの低いビットレートとフルサイズのアンテナ(433 MHz帯および915 MHz帯用は165 mm)を使用することで、無線カバレッジは数百メートルまで拡大しました。理想的な条件では、最大400mまでの通信がテストで確認されています
    • 433 MHz版(HW v4.9のみ。販売終了しており、Super-Beaconに完全に置き換えられました。ソフトウェアの更新は不具合修正のみ)と868/915 MHz版があります
    • モデムとビーコン間の通信と同期には、独自の無線プロトコルを使用しています
    • モデムは、選択に応じて、すべてのモバイルビーコンの位置データやその他のデータを、NMEA0183またはMarvelmindプロトコルでUSBおよびUART経由で出力できます:

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図10

    モデムの種類

    Marvelmindのモデムには3つの種類があります:

    • Modem HW v5.1 – 現在主に使用されている最新バージョンのモデム
    • Modem HW v4.9 – Modem HW v5.1の旧バージョン。生産終了。ソフトウェアの更新は不具合修正のみ
    • Super-Modem – Modem HW v5.1の上位版で、高度な機能とインターフェースを備えています

      Super-Modem

    Super-Modemは、高度な機能を備えたModem HW v5.1の上位版です。

    図2:Super-Modemの同梱品

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図12
    • Super-Modemは、Modem HW v5.1の基本機能をすべてサポートしており、USB経由でDashboardに接続して、システムの調整や制御を行うことができます(Super-Modemには電源コネクター経由で電源を供給することを忘れないでください)。新しいSuper-ModemはUSB給電にも対応しています。
    • Wi-Fi経由のUDPストリーミング – ライセンス MMSW0016 – ユーザーが指定したIP/ポートで座標などのデータを受信できます。詳細はインターフェース資料の「Protocols of communication via UDP (Wi-Fi)」の章をご覧ください。ストリーミングの例:こちら。
    • UDP経由のMarvelmind API – ライセンス MMSW0014 – ユーザーのソフトウェアからUDP経由でSuper-Modemを制御できます。詳細はインターフェース資料の「Marvelmind API」の章をご覧ください。APIアプリケーションの例:リンク。
    • Bluetooth(ハードウェアは対応済み、ソフトウェアは未対応)
    • Modem HW v4.9と比べて、RAMは1000倍以上、フラッシュメモリも1000倍以上
    • 標準でフルサイズの曲げられるアンテナを装備
    • より高い防塵・防水性能 – 最大IP67(オプション)
    • Super-Modemのハードウェアは、マルチモデムアーキテクチャ向けのSuper-ModemおよびSuper-Super-Modemの機能に対応しています:

    Marvelmindプレゼンテーション(PDF)

    • 屋外・産業用途向けに設計
    • 無線到達距離を延ばすための、SMAコネクター付き外付けの曲げられるアンテナが付属
    • 現在、免許不要の915 MHz ISMバンド(例:米国、日本、韓国)と、免許不要の868 MHz SRDバンド(EU、ロシア)に対応しています。915MHzは周波数帯の名称です。ハードウェアは860〜930MHzに対応しており、日本向けの設定(周波数、チャネル、動作モード、送信出力など)は無線プロファイルで行います。433 MHzのハードウェアも数か月後に登場する可能性がありますが、確定したスケジュールはまだありません。433 MHz版のご注文も受け付けています。十分な数のご注文が集まり次第、433 MHz版も生産します
    • 915 MHz帯で動作するすべての種類のビーコンに対応(Super-Beacon、すべての産業用ビーコン、Mini-RX、Beacon HW v4.9、ヘルメット、バッジ、ジャケット、ウォッチなど)
    • IP67外部コネクター×2を装備(産業用ビーコンと同様):

    +5 V入力(5)

    +5 V入力(3)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図14操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図15操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図16操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図17
    • 産業用ビーコンと同じ取り付け穴
    • バッテリー非内蔵 – 外部電源(+5 V)が必要です(例:Converter-AC-5V-IP67)。消費電力が1.5〜2Wと比較的大きく、常にかかるため、外部バッテリーでの長期運用は現実的ではありません
    • 新しいバージョンのSuper-Modem(2023年6月以降)は、+5 V電源のみに対応しています。このバージョンに+12 Vの電源コンバーターを使用しないでください。本機が焼損します!
    • オプションのIP67版 – 動作温度範囲を-40C…+50Cに拡張(設計上の値。試験・認証は未実施)
    • リセットスイッチとDFUスイッチを内蔵 – 磁気で操作、またはIP67版では外部ピンで操作
    • IA、NIA、MF NIAに対応。Dashboardでモードを簡単に切り替えられます

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図20

    • ビーコンまでの無線到達距離 – 開けた空間で最大数百メートル。Wi-Fi – 開けた空間で数十メートル

      Modem HW v5.1

    Modem HW v5.1 は、Modem HW v4.9の上位版です。

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図21

    図1:Modem HW v5.1

    Modem HW v5.1の外観はModem HW v4.9とほぼ同じです。見分けるには、底面の白いステッカーを確認してください。

    Modem HW v5.1とModem HW v4.9の簡単な比較:

    Modem HW v5.1のほうがメモリが大きい

    Modem HW v5.1のほうが無線到達距離が長い

    Modem HW v5.1のほうが感度が高い

    Modem HW v5.1は日本のTELEC T-108認証を取得済み

    新機能はすべて新しいModem HW v5.1に追加されます

    FCCに関する注意事項:

    本機器は試験の結果、FCC規則第15部に基づくクラスBデジタル機器の制限に適合していることが確認されています。これらの制限は、住宅地域に設置した場合に有害な干渉から適切に保護することを目的としています。本機器は無線周波エネルギーを生成・使用・放射する可能性があり、取扱説明書に従って設置・使用しない場合、無線通信に有害な干渉を引き起こすことがあります。ただし、特定の設置環境で干渉が発生しないことを保証するものではありません。本機器がラジオやテレビの受信に有害な干渉を引き起こしている場合(本機器の電源をオン・オフすることで確認できます)、次の1つ以上の方法で干渉の解消を試みてください:

    受信アンテナの向きや位置を変える

    本機器と受信機の距離を離す

    受信機が接続されているコンセントとは別の回路のコンセントに本機器を接続する

    販売店または経験のあるラジオ/テレビ技術者に相談する

    コンプライアンスの責任者が明示的に承認していない変更や改造を行うと、ユーザーが本機器を操作する権限が無効になる場合があります。

    本機器はFCC規則第15部に準拠しています。動作は次の2つの条件に従うものとします:

    (1)本機器が有害な干渉を引き起こさないこと。

    (2)本機器が、望ましくない動作の原因となる干渉を含め、受信したあらゆる干渉を受け入れること。

    本機器は、放射体と人体との間に20 cm以上の距離を保って設置・操作してください。

    Modem HW v4.9(Modem HW v5.1に置き換え済み)

    Modem HW v4.9 は、機能と性能のバランスが取れたモデムです。次も参照してください:Beacon HW v4.9.

    Modem HW v5.1のリリース以降、Modem HW v4.9のソフトウェア更新は不具合修正のみとなります。

    • モデムは、システムのセットアップや監視、Dashboardとのやり取りにも使用します
    • すべてのビーコンと常時無線接続できるよう、無線の届く範囲内であればどこにでも設置できます。通常は、スターターセット付属のアンテナで半径最大100メートルです
    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図24

    図1:Modem HW v4.9

    • 38 kbpsの低いビットレートとフルサイズのアンテナ(433 MHz帯用は165 mm)を使用することで、無線カバレッジは数百メートルまで拡大します。理想的な条件では、最大400mまでの通信がテストで確認されています
    • 433 MHz版と915 MHz版があります
    • モデムとビーコン間の通信と同期には、独自の無線プロトコルを使用しています

      ビーコンの種類

    ビーコンにはさまざまな種類があります。用途やお好みに応じて使い分けます。

    • Mini-RX – 超音波を受信でき、主にモバイルビーコンとして使用します。屋外仕様でも製作可能です
    • Mini-TX – 超音波の送信専用です。小型なので、コプターのトラッキングに適しています
    • Super-Beacon – 超音波の受信と送信の両方が可能で、ほとんどの用途で使用されます。屋外仕様でも製作可能です
    • Industrial-RX – 大量生産と屋外設置に適しています。センサーを持たず、NIAアーキテクチャでは固定ビーコンとして、IAアーキテクチャではモバイルビーコンとして動作します
    • Industrial Super-Beacon– Super-Beaconの全機能を備え、モバイルビーコンとしても固定ビーコンとしても動作します。大量生産と屋外設置に適しています

    こちらで、各種ビーコンの詳細をご覧いただけます。

    Super-Beacon

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図26Super-Beaconは送受信両用のビーコンで、超音波パルスの受信と送信の両方が可能です。

    Super-Beaconは、NIAアーキテクチャ(Non-Inverse Architecture)、MF NIA(Multi-Frequency NIA)、IAアーキテクチャ(Inverse Architecture)で使用できます:アーキテクチャ比較。

    免許不要の915 MHz ISMバンド(米国)と、免許不要の868 MHz SRDバンド(EU)に対応しています。433 MHz ISMバンド(EU)には、まとまった数量のご注文で対応します。

    主な特長:

    • Super-Beaconは、広い指向性を持つ単一のマイクロフォンとシャープなDSPフィルターを備えた独立した受信部を持っています(Mini-RXやIndustrial-RXと同様)。そのため、Beacon HW v4.9より感度が高く、外部ノイズに強いうえ、カバレッジと感度のバランスを取るために超音波センサーのオン/オフを気にする必要がないので、設定も簡単です
    • Super-Beaconは、19 kHz、22 kHz、25 kHz、28 kHz、31 kHz、34 kHz、37 kHz、45 kHzのいずれかの超音波周波数で送信できます。周波数はハードウェアで決まり、ビーコン底面のステッカーに記載されています。この周波数はDashboardのビーコン設定にも表示されます。重要:この設定は変更せず、ステッカーの記載どおりにしてください。
    • Super-Beaconは、19 kHz、22 kHz、25 kHz、28 kHz、31 kHz、34 kHz、37 kHz、45 kHzのいずれの帯域の超音波周波数も受信できます。これにより、送信周波数の異なる複数のビーコンからの超音波信号を同時に受信できます。

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図28

    • Super-Beaconは複数の超音波周波数を同時に受信できます。これにより、異なる周波数で送信するビーコンを同じサブマップ内でトラッキングできます。
    • Super-BeaconはTXモードでのバッテリー寿命が、Beacon HW v4.9と比べて数倍に向上しています
    • Super-Beaconは、スターターセットの一部としても、ナビゲーションシステムの一部としても、通常のBeacon HW v4.9、Mini-RX、Industrial-RXと任意の組み合わせで使用できます。いずれの場合も、すべてのビーコンが同じ無線帯域を使用する必要があります

    Super-Beaconには屋外(IP54)版もあり、ほこりや水から保護されています。

    デモ動画:デモ:Super-Beacon-IPxxのIP56試験

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図32

    図1:屋外版(IP54)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図33

    図5:受信パターン (デジタルマイクロフォン搭載)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図34

    図4:受信パターン(デジタルマイクロフォン搭載)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図35

    図3:送信パターン(超音波トランスミッター搭載)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図36

    図2:送信パターン(超音波トランスミッター搭載)

    FCCに関する注意事項:

    本機器は試験の結果、FCC規則第15部に基づくクラスBデジタル機器の制限に適合していることが確認されています。これらの制限は、住宅地域に設置した場合に有害な干渉から適切に保護することを目的としています。本機器は無線周波エネルギーを生成・使用・放射する可能性があり、取扱説明書に従って設置・使用しない場合、無線通信に有害な干渉を引き起こすことがあります。ただし、特定の設置環境で干渉が発生しないことを保証するものではありません。本機器がラジオやテレビの受信に有害な干渉を引き起こしている場合(本機器の電源をオン・オフすることで確認できます)、次の1つ以上の方法で干渉の解消を試みてください:

    • 受信アンテナの向きや位置を変える
    • 本機器と受信機の距離を離す
    • 受信機が接続されているコンセントとは別の回路のコンセントに本機器を接続する
    • 販売店または経験のあるラジオ/テレビ技術者に相談する

    コンプライアンスの責任者が明示的に承認していない変更や改造を行うと、ユーザーが本機器を操作する権限が無効になる場合があります。

    本機器はFCC規則第15部に準拠しています。動作は次の2つの条件に従うものとします:

    (1)本機器が有害な干渉を引き起こさないこと。

    (2)本機器が、望ましくない動作の原因となる干渉を含め、受信したあらゆる干渉を受け入れること。

    本機器は、放射体と人体との間に20 cm以上の距離を保って設置・操作してください。

    Beacon Mini-RX

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図37Beacon Mini-RXは、IAアーキテクチャ(Inverse Architecture)ではモバイルビーコンとして、NIAアーキテクチャ(Non-Inverse Architecture)およびMF NIA(Multi-frequency Non-Inverse Architecture)では固定ビーコンとして使用できます:NIA、IA、MF NIAの比較。

    ほとんどの場合、Mini-RXは1つ以上の外付けマイクロフォンと組み合わせて使用します。モバイルビーコン(Mini-RX + 外付けマイクロフォン)と固定ビーコンとの間の見通し(超音波が直接届く経路)を確保しやすくなるためです。

    • Mini-RXは受信専用(RX専用)のビーコンです。つまり、超音波信号を受信することはできますが、送信することはできません
    • Mini-RXビーコンは、19 kHz、22 kHz、25 kHz、28 kHz、31 kHz、34 kHz、37 kHz、45 kHzのいずれの帯域の超音波周波数も、またはすべてを同時に受信できます。
    • Mini-RXビーコンはSuper-Beaconよりも大幅に小型・軽量です。これが主な利点です
    • 座標を手動で入力すれば、固定ビーコンの役割を果たせます(NIAおよびMF NIA)
    • モバイルビーコンの役割を果たせます(IAシステム)
    • 一般的なセンサーより感度の高いデジタルマイクロフォンを搭載
    • 免許不要の868/915 MHz ISM/SRDバンドの無線に対応
    • 必要に応じて防水仕様にできます
    • Mini-RXは、次の製品の中核となっています:Marvelmind Helmet、ジャケット、ヘッドライト、ウォッチ、バッジ
    • 水平方向360°、垂直方向120°の受信角度を持ちます

    受信パターン。デジタルマイクロフォンの受信角度は、ハウジングなしで使用した場合は水平方向約360°、垂直方向約180°、ハウジング付きでは360°×120°です。

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図40操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図41

    Mini-RXビーコンが過放電している可能性があります。その場合は、次の手順を実行してください:

    DIPスイッチでビーコンの電源を切り、1時間充電してください。その後ビーコンの電源を入れ、DFUプログラミングで最新のソフトウェアを書き込み、もう一度1時間充電してください

    Beacon Mini-RXの書き込み方法

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図43操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図44操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図45Beacon Mini-RXは、お届け時には電源がオフになっています。ケースを開けてDIPスイッチにアクセスしてください。

    DIPスイッチを必要な位置にします:
    DIPスイッチを必要な位置にします
    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図46DIPスイッチがこの位置にあるときは、デバイスの充電のみ可能です。

    DIPスイッチを次の位置にします:
    DIPスイッチをこの位置にします
    ビーコンの電源を入れるには

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図47HEX書き込み用(Dashboard経由)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図49DIPスイッチを次の位置にします:

    DFUプログラミング用 (使用ツール:DfuSe v3.0.5 または DfuSe v3.0.6)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図50

    Beacon Mini-TX

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図51Mini-TXは送信専用(TX専用)のビーコンです。つまり、超音波を送信することはできますが、受信することはできません。

    Super-Beaconとの比較:

    • より小型・軽量:47x42x15 mm、25g(Super-Beaconは55x55x33 mm、62g、アンテナ込みで55x55x64 mm)
    • 送信専用:Mini-TXは超音波の送信のみ可能で、受信はできません。Super-Beaconは送受信両用で、超音波の受信と送信の両方が可能です
    • 31 kHz版のみ
    • バッテリー – 250mAh(通常のビーコンは1000mAh)。ただし、Mini-TXは新しい高効率の超音波送信モジュールを搭載しているため、TXモードでのバッテリー寿命はBeacon HW v4.9をも上回ります
    • 8 Hzでのバッテリー寿命の実測値 – 96時間。更新レートを下げれば、ほぼ比例して長くなります。非常に効率の高い超音波送信モジュール
    • Mini-TXの出力はUSB(仮想UART)のみで、追加のピンはありません。Mini-TX 2は除きます。
    • Mini-TXはIMUを内蔵しています。3D加速度センサーと3Dジャイロスコープを搭載していますが、磁気センサーは搭載していません(磁場のひずみがあるため、そもそも屋内での使用は推奨していません)
    • 内蔵アンテナ – 小型ですが無線カバレッジは狭く、通常のModem HW v5.1との組み合わせで約50mです(Super-BeaconとModem HW v5.1の組み合わせでは約100m)
    • 超音波の到達距離は通常のSuper-Beaconとほぼ同等で、RXビーコンとしてSuper-Beaconを使用した場合で最大30mです。一方、たとえばMini-RX(RXビーコン)+ Mini-TX(TXビーコン)の組み合わせでは、Super-Beacon + Super-Beaconよりも広いカバレッジと強い信号が得られます
    • このハードウェアは868/915 MHz帯専用です。433 MHzには対応しておらず、対応の予定もありません

      Industrial Super-Beacon-Plastic

    産業用ビーコンは分解しないでください。分解すると保証の対象外となります

    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図52送信専用ビーコン – 超音波を送信できますが、受信はできません
    • 電子回路はIP55保護
    • 特殊な保護膜で守られた専用の16 mm超音波トランスデューサー
    • RXとTXの周波数は通常のSuper-Beaconと同じ
    • 無線到達距離を延ばすための、SMAコネクター付き外付けアンテナ
    • 対応するIP55コネクター(オス側)が付属
    • バッテリー非内蔵
    • 動作温度範囲を-40°C〜+50°Cに拡張(設計上の値。試験は未実施)
    • リセットスイッチとDFUスイッチを内蔵 – 磁気で操作
    • IP55外部コネクター×2:
    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図54改訂版(2022年6月以降):バージョン2、3、4

    +5 V入力(3)

    +5 V入力(5)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図55操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図56

    Industrial-TX-Metalのバージョン2および3(2022年6月以降)は、+5 V電源のみに対応しています。このバージョンに+12 Vの電源コンバーターを使用しないでください。ビーコンが焼損します!

    バージョン4以降のIndustrial Super-Beacon-Plasticでは、7ピンコネクターのピン5のジャンパーが標準で接続されています。そのため、+5 Vは得られますが、UART RXは使えません。ただし、7ピンUSBケーブルを接続しなければ、UART RXを使用できます。万全を期す場合は、ジャンパーを完全に取り外すこともできます。詳しくは、次の宛先までお問い合わせください:info@marvelmind.com

    • 産業用ビーコンは、無線の代わりにRS-485経由でSuper-Modemと通信できます。参照:無線の代わりにRS485。
    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図57RS485対応版のピン配置(2019年9月以降)
    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図58操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図59操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図60
    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図61RS485対応版のピン配置(2019年9月以前)
    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図62操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図63操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図64
    • CAN対応版のピン配置
    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図65操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図66操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図67
    • あらゆるMini-RXビーコンまたはSuper-Beaconと組み合わせて使用可能
    • 特に、次との組み合わせを想定して設計されています:屋外版Mini-RX ビーコン、および屋外用の頑丈なIndustrial-TX/Industrial-RXビーコン(無線帯域を一致させる必要があります)
    • Beacon Mini-RXとの組み合わせで最大30m
    • オプションの外付け Converter-220V-12V-IP67 (2022年4月以降のバージョンを除く。同バージョンは+5 V電源のみに対応)
    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図70広い送信パターン

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図72

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図73お使いの産業用ビーコンのバージョンを慎重に確認してください。2019年9月より前に製造されたものと、2019年9月以降に製造されたものがあります。後期ロットのビーコンには、Industrial Super-Beacon用のソフトウェアを使用する必要があります。初期ロットのビーコンには、Industrial-RXまたはIndustrial-TX用のソフトウェアを使用してください。ステッカーの違い:後期ロット – Ind-RX-SまたはInd-TX-S。初期ロット – Beacon Ind-RXまたはBeacon Ind-TX。

    Industrial-TX-Metalのバージョン2および3(2022年6月以降)は、+5 V電源のみに対応しています。このバージョンに+12 Vの電源コンバーターを使用しないでください。ビーコンが焼損します!

    Beacon Industrial-RX

    産業用ビーコンは分解しないでください。分解すると保証の対象外となります

    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図75受信専用ビーコン – 超音波を受信できますが、送信はできません
    • 電子回路はIP67保護
    • 超音波センサー用の特殊なIP67保護膜
    • 無線到達距離を延ばすための、SMAコネクター付き外付けアンテナ
    • 対応するIP67コネクター(オス側)が付属
    • 標準ではバッテリー非内蔵 – 外付けのモバイルバッテリーまたは外部電源(+12 Vまたは+5 V)を使用します。ただし、オプションでバッテリー内蔵版も可能です(2022年4月以降のバージョンを除く。同バージョンは+5 V電源のみに対応)
    • IP67外部コネクター×2:
    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図76改訂版(2022年4月以降)

    +5 V入力(5)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図77操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図78

    +5 V入力(3)

    Industrial RXのバージョン3(2022年4月以降)は、+5 V電源のみに対応しています。このバージョンに+12 Vの電源コンバーターを使用しないでください。ビーコンが焼損します!

    このバージョンにはUART RXがありませんが、インターフェースコネクターを電源として使用できるようになりました

    • 産業用ビーコンは、無線の代わりにRS-485経由でSuper-Modemと通信できます。参照:無線の代わりにRS485。
    • RS485対応版のピン配置(2019年9月以降)
    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図80操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図81操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図82
    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図83RS485対応版のピン配置(2019年9月以前)
    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図84操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図85操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図86
    • CAN対応版のピン配置
    • 動作温度範囲を-40°C〜+50°Cに拡張(設計上の値。試験は未実施)– バッテリー非内蔵版のみ
    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図87操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図88操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図89
    • リセットスイッチとDFUスイッチを内蔵 – 磁気で操作
    • 幅広い超音波周波数に対応:19/22/25/28/31/34/37/45 kHz
    • 特に、次との組み合わせを想定して設計されています:屋外版Mini-RX ビーコン、および屋外用の頑丈なIndustrial-TX/Industrial-RXビーコン(無線帯域を一致させる必要があります)
    • オプションの外付け Converter-220V-12V-IP67(2022年4月以降のバージョンを除く。同バージョンは+5 V電源のみに対応)
    • オプションの外付け Converter-AC-5V-IP67(バージョン2および3用)
    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図92広い受信パターン

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図93Industrial-RXまたはIndustrial-TX用のビーコンソフトウェアをIndustrial Super-Beaconに書き込むと、Industrial Super-Beaconの基板が恒久的に損傷するおそれがあります。

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図95お使いの産業用ビーコンのバージョンを慎重に確認してください。2019年9月より前に製造されたものと、2019年9月以降に製造されたものがあります。後期ロットのビーコンには、Industrial Super-Beacon用のソフトウェアを使用する必要があります。初期ロットのビーコンには、Industrial-RXまたはIndustrial-TX用のソフトウェアを使用してください。ステッカーの違い:後期ロット – Ind-RX-SまたはInd-TX-S。初期ロット – Beacon Ind-RXまたはBeacon Ind-TX。

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図96

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図97Industrial-TX-Metalのバージョン2および3(2022年6月以降)は、+5 V電源のみに対応しています。このバージョンに+12 Vの電源コンバーターを使用しないでください。ビーコンが焼損します!

    このバージョンにはUART RXがありませんが、インターフェースコネクターを電源として使用できるようになりました。

    Industrial Super-Beacon Metal-25 kHz

    産業用ビーコンは分解しないでください。分解すると保証の対象外となります

    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図99送受信両用 – RXとTXの両方に対応するビーコンです。固有の超音波周波数(25 kHz)で送信し、内蔵のRXセンサーで任意の超音波周波数を受信できます(Industrial-RXやMini-RXと同様)。実質的に、Industrial Super-Beaconは内部にIndustrial-TXとIndustrial-RXを兼ね備えています。さらに、IAとNIAの両方のアーキテクチャに対応しています。そのため、Industrial Super-Beaconと呼ばれています
    • 電子回路はIP67保護
    • IP67保護の特殊な25 kHzトランスデューサー
    • 無線到達距離を延ばすための、SMAコネクター付き外付けアンテナ
    • 対応するIP67コネクター(オス側)が付属
    • バッテリー非内蔵
    • 動作温度範囲を-40°C〜+50°Cに拡張(設計上の値。試験は未実施)
    • リセットスイッチとDFUスイッチを内蔵 – 磁気で操作
    • IP67外部コネクター×2:
    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図100操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図101改訂版(2022年4月以降)

    +5 V入力(5)

    +5 V入力(3)

    • Industrial RXのバージョン3(2022年4月以降) +5 V電源のみに対応。このバージョンに+12 Vの電源コンバーターを使用しないでください。デバイスが焼損します!
    • このバージョンにはUART RXはありませんが、インターフェースコネクターを電源として使用できるようになりました。
    • 産業用ビーコンは、無線の代わりにRS-485経由でSuper-Modemと通信できます。参照:無線の代わりにRS485。
    • 操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図103RS485対応版のピン配置
    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図104操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図105
    • 対応する無線を搭載したモデムと組み合わせて使用可能(無線帯域を一致させる必要があります)
    • あらゆるMini-RXビーコンまたはSuper-Beaconと組み合わせて使用可能
    • 特に、次との組み合わせを想定して設計されています:屋外版Mini-RX ビーコン、および屋外用の頑丈なIndustrial-TX/Industrial-RXビーコン(無線帯域を一致させる必要があります)
    • Beacon Mini-RXとの組み合わせで最大30m
    • オプションの外付け Converter-220V-12V-IP67 (2022年4月以降のバージョンを除く。同バージョンは+5 V電源のみに対応)

    Beacon Industrial(Superではないもの)用のDFUソフトウェアをIndustrial Super-Beaconのハードウェアに書き込むと、Industrial Super-Beaconの基板が恒久的に損傷するおそれがあります。更新時は十分に注意してください

    Industrial-TX-Metalのバージョン2および3(2022年6月以降)は、+5 V電源のみに対応。このバージョンに+12 Vの電源コンバーターを使用しないでください。デバイスが焼損します!

    このバージョンにはUART RXはありませんが、インターフェースコネクターを電源として使用できるようになりました。

    Beacon HW v4.9(Super-Beaconに置き換え済み)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図110Beacon HW v4.9は、NIAアーキテクチャ(Non-Inverse Architecture)とIAアーキテクチャ(Inverse Architecture)の両方で使用できます:NIAとIAの比較

    MF NIAでは使用できません。IAでは固定ビーコンとして動作しますが、モバイルビーコンとしては使用できません。

  • Beacon HW v4.9のアーキテクチャ対応:
  • IA

    NIA

    MF NIA

    固定

    はい

    はい

    いいえ

    モバイル

    いいえ

    はい

    いいえ

    受信パターン。各センサーの受信角度は約90°です:
    受信パターン。各センサーの受信角度は約90°です

    図2:送信パターン(センサー使用時)

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図112

    図1:送信パターン(センサー使用時)

    ビーコンのトランスデューサー配置図

    Super-Beacon:

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図113
    • TX1
    • TX2
    • TX3
    • TX4
    • TX5
    産業用ビーコン:
    産業用ビーコン
    • TX1
    • TX2
    • TX3
    • TX4
    • TX5

    外付けマイクロフォンの種類

    Super-Beaconのこの改良版では、受信用マイクロフォンをロボットや衣服の任意の位置に配置できます。これにより、マイクロフォン本体が邪魔にならず、外から見えることもありません。より精度の高い実装が可能になります。

    次を接続できます:External Microphone-IP67、Omni-Microphone-IP67、Horn

    外付けマイクロフォンを2つ使用して、方向を算出したり、受信範囲を広げたりすることもできます。

    Omni-Microphone-IP67のケーブル長は1mで、標準構成では4×4ピンコネクターに接続します。

    外付けマイクロフォンのケーブル長は25 cm(標準)ですが、最大1mまで延長できます(オプション)。

    注意:外付けマイクロフォンを基板にはんだ付けするには、はんだ付けのスキルが必要です

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図116

    図1:外付けマイクロフォンを1つ接続したSuper-Beacon

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図117操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図118

    図2:外付けマイクロフォンを2つ接続したSuper-Beacon

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図119図3:Omni-Microphoneを接続したSuper-Beacon

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図120

    図4:受信パターン(Omni-Mic-IP67使用時)

    Omni-Microphoneの接続図

    4×4ピンコネクターで Omni-Microphoneを接続しない場合は、この配線図に従ってはんだ付けできます。

    Omni-Microphoneのはんだ付け図:ビーコン基板のマイクロフォン用ピンへの配線注意:Omni-Microphone を基板にはんだ付けするには、はんだ付けのスキルが必要です。

    Omni-Microphoneのはんだ付け図:ビーコン基板のマイクロフォン用ピンへの配線図4:Super-Beacon用のOmni-Microphone接続

    図5:Super-Beacon-2、3、4用のOmni-Microphone接続

    外付けマイクロフォンの接続図:

    一部のロットのビーコンでは、マイクロフォン配線の標準の色が入れ替わっている場合があります。

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図123

    図6:青線と黄線が入れ替わったビーコンの接続

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図124

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図125図7:外付けマイクロフォン1つの接続

    図8:外付けマイクロフォン2つの接続

    • オプション1:3つのマイクロフォンで並列に受信する設定:RX1 – 内蔵マイクロフォン、RX2・RX3 – はんだ付けしたマイクロフォン:

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図126

    • 内蔵マイクロフォンと2つの外付けマイクロフォンを連動させるための設定。
    • オプション2:ペアのマイクロフォンで方向を算出する設定:RX2 – 左マイクロフォン、RX3 – 右マイクロフォン:

      Mini-RX用の外付けマイクロフォン拡張

    Mini-RXビーコンのこの改良版では、受信用マイクロフォンをロボットや衣服の任意の位置に配置できます。これにより、マイクロフォン本体が邪魔にならず、外から見えることもありません。より精度の高い実装が可能になります。

    外付けマイクロフォンを2つ使用して、方向を算出したり、受信範囲を改善・拡大したりすることもできます。

    ケーブル長は25 cm(標準)で、最大1mまで延長できます(オプション)。

    Mini-RXは最大で 4つのマイクロフォンに対応しています:内蔵マイクロフォンを含む3 + 1の構成、または内蔵マイクロフォンを取り外した場合は外付けマイクロフォン4つの構成です。たとえばMarvelmind Jacketでは、この外付けマイクロフォン4つの構成を採用しています。

    注意:外付けマイクロフォンを基板にはんだ付けするには、はんだ付けのスキルが必要です。

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図129

    Mini-RXビーコン

    外付けマイクロフォン

    64ページの図
    元の図 · 64ページ · PDFで表示

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図130

    図1:ハウジング付きの外付けマイクロフォン1つ

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図131

    図2:ハウジング付きの外付けマイクロフォン2つ

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図132

    図3:外付けマイクロフォン1つのはんだ付け

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図133

    図4:外付けマイクロフォン2つのはんだ付け

    外付けマイクロフォンの接続図:

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図134

    図5:外付けマイクロフォン1つの接続

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図135

    図6:外付けマイクロフォン2つの接続

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図136

    図7:外付けマイクロフォン2つの完成図

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図137

    図8:外付けマイクロフォン2つの完成図

    Horn

    Horn は、通常1Dトラッキングに使用されます。超音波を検出できる角度は約10度と狭いものの、約100〜150メートルという非常に長い距離で検出できるためです。

    詳しくは、ヘルプページをご覧ください:

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図139

    • Hornと内蔵マイクロフォンの両方を有効にする設定
    • Hornのみを有効にする設定:

    操作マニュアル「ハードウェア:システム構成要素」:図140

    • Hornを有効にする設定
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