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電化製品のデザインのためのエレクトロニクス ソリューション

Home Appliance Solutions

電化製品向けアプリケーションの新技術

今日、電化製品メーカーは変化を続ける世界市場の中で多数の課題に直面しています。各国政府による規制、顧客の期待、競合、アプリケーションの革新といった要素が、電化製品への新技術投入を促進しています。開発期間の短縮、シェアの維持拡大への圧力、常に技術革新を続ける必要性といった要素が、これらの先進技術を市場に投入する事をさらに厳しい課題としています。このような課題の解決に向けてパートナーと技術的ソリューションを探す事は、難しいだけでなくリソースの消耗に繋がりかねません。

マイクロチップ社は、お客様が新機能を将来の設計に実装できるようサポートしています。ユーザ インターフェイス、モータ制御、センシング、コネクティビティ等のソリューションを提供し、お客様がアプリケーションの実装に専念できるようにします。

弊社が提供する対費用効果の高いツールを使用すると、市場投入までの期間が短縮できます。弊社が無償で提供する MPLAB® IDE 統合開発環境は 8/16/32 ビットのマイクロコントローラと 16 ビットのデジタル シグナル コントローラ (DSC) の全てをサポートしています。これにより、プログラムの開発と高性能なソリューションへの移行が簡単になります。機能、コードサイズ、必要演算能力の増大によるコアの変更の際でも、学習期間を最小限にできます。

アプリケーション デザイン センター回路図、アプリケーション ノート、ウェブ セミナー、開発ツール、推奨製品、デバイス サンプル等の技術リソースは、オンライン デザイン センターを参照してください。www.microchip.com/designcenters

■ mTouch™ センシング ソリューション ■ QVGA グラフィック

■ セグメント LCD

■ 音響と音声

■ モータ制御

■ コネクティビティ

■ 照明

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マイクロチップ社が提供する小型パッケージにより、ボードサイズを小さく、開発コストを最小限にできます。

ヒューマン インターフェイス

良好なユーザ インターフェイスを設計する事は、機能と価値の重要な要因です。今日の消費者は、ハイエンドの家庭用電化製品の多くに見られるようなお洒落で直感的に使えるインターフェイスを要求します。エンド ユーザが安全かつ正しく使用する事を保証する事も、適切なユーザ インターフェイスを構築する上での要因です。

マイクロチップ社は広範なマイクロコントローラ製品群により、LCD ディスプレイ、タッチ パネル、静電容量式および誘導式 ( 金属パネル ) タッチ ボタン、音声フィードバック、LED 照明等の機能統合をサポートします。また、設計時間の短縮や開発費の削減を支援する強力かつ無償の技術サポートだけでなく、多数のターンキー ソリューションも提供しています。

ここでは、競合他社製品との差別化を図るために利用して頂ける、マイクロチップ社独自の技術を紹介します。誘導式タッチ等の革新的な技術は、電化製品をより魅力的かつ使いやすくするだけでなく、品質と信頼性も向上させます。

PIC24

SPI

PMPRGB

USB

CTMU

A/D

16-bit MCU4.3¨ QVGA ディスプレイ

タッチ スクリーン

ZigBee®モジュール

USBコネクタ

直接駆動

キャパシティブ タッチボタン

インダクティブ タッチボタン

LED

開始にあたり下記リソースを含む詳細は、下記リンクのヒューマン インターフェイス デザイン センターをご覧ください。www.microchip.com/humaninterface

アプリケーション ノート AN1101 Introduction to Capacitive Sensing

AN1102 Layout and Physical DesignGuidelines for Capacitive Sensing

AN1103 Software Handling for Capacitive Sensing

AN1104 Capacitive Multi-button Configurations

AN587 Interfacing PIC® MCUs to an LCD Module

AN1237 Inductive Touch Hardware Design*

AN1239 Inductive Touch Sensor Design*

AN1241 Inductive Touch Software Design*

この他のアプリケーション ノートは下記ウェブサイトをご覧ください。www.microchip.com/appnotes

ウェブ セミナー mTouch™ 静電容量式タッチ センシングの紹介

充電時間測定ユニット(CTMU)概要

グラフィックLCDシステムとPIC24のインターフェイス www.microchip.com/webseminars

RTCクラスHIF2131 マイクロチップ社のグラフィック ライブラリを使用した設計

HIF3010 mTouch™ 静電容量式センシングの紹介www.microchip.com/rtc

＊ 誘導式タッチ リソース キットに含まれます。 下記ウェブサイトからもダウンロードできます。www.microchip.com/mtouch

www.microchip.com/humaninterface

このデモ ユニットは、誘導式および静電容量式タッチ センシングを制御する 16 ビット PIC24 MCU の能力と QVGA、USB、ZigBee® についてのデモが可能です。ヒューマン インターフェイス ソリューションのデモをご希望の方は、マイクロチップ・テクノロジー・ジャパン株式会社までお問い合わせください。

静電容量式タッチ

誘導式タッチ

セグメントLCDディスプレイ

QVGAグラフィック ディスプレイ

音響と音声

Input

8ビットマイコン Microcontroller

or 16-bitdsPIC® Digital

Signal Controller M

OSFETあるいは

IGBT

センサー• Speed• Shaft Position• Rotation Direction• Current

ミックスドシグナル パワー

トルク

速度

方向

位置

モータ

フィードバック

モータ制御

マイクロチップ社は、お客様のモータ設定や機能要件に対応する、多数のモータ制御ソリューションを提供しています。少ピンの 8 ビット PIC16 マイクロコントローラ、高性能 8 ビット PIC18 ファミリ、16 ビット dsPIC® デジタル シグナル コントローラは、高度に最適化されたモータ制御ソリューションを提供します。ソフトウェア ライブラリや技術サポートもお客様のアプリケーション開発や技術チームに貢献します。また、広範囲にわたるモータ制御の専門知識と技術サポートをアプリケーション エンジニア、モータ制御チーム、家電ソリューション部門のアプリケーション チームが提供します。

FOCセンサレスPMSMおよびACIM最高のダイナミック トルク応答と効率でありながら、最小システム コストのモータ制御ソリューションがあります。マイクロチップ社のセンサレス界磁制御アプリケーション ノート AN1078 (PMSM) およびAN1162 (ACIM) をダウンロードしてください。dsPIC DSC は、この複雑なアルゴリズムに対する対費用効果の高いソリューションです。

dsPIC DSC の 10 ビット A/D モジュールはモータの電圧と電流をサンプリングします。Clarke 変換および Park 変換は A/D 情報を変換して 2 つの PI ループに送信し、トルクと磁束を制御します。モータの回転数と位置は、モータをモデル化するエスティメータにより決まります。PI ループの出力を空間ベクトル変調により変換し、モータ制御 PWM モジュールの出力を制御します。正弦波 (180º) 出力はスムーズで低騒音のモータ動作を提供します。

開始にあたり下記リソースを含む詳細は、下記リンクのモータ制御デザイン センターをご覧ください。www.microchip.com/motor

アプリケーション ノート AN885 Brushless DC (BLDC) Motor Fundamentals

AN887 AC Induction Motor Fundamentals

AN893 Low-Cost Bidirectional Brushed DC Motor Control Using the PIC16F684

AN901 Using the dsPIC30F & dsPIC33F DSCs for Sensorless BLDC Control

AN908 Using the dsPIC30F/dsPIC33F for Vector Control of an ACIM

AN992 Sensorless BLDC Motor Control Using dsPIC30F2010

AN1017 Sinusoidal Control of PMSM Motors with dsPIC30F/dsPIC33F DSC

AN1078 Sensorless Field Oriented Control of PMSM Motors using dsPIC30F or dsPIC33F Digital Signal Controllers

AN1083 Sensorless BLDC Control with Back EMF Filtering

AN1106 Power Factor Correction in Power Conversion Applications Using the dsPIC® DSC

AN1208 Integrated Power Factor Correction (PFC) and Sensorless Field Oriented Control (FOC) System

この他のアプリケーション ノートは下記ウェブサイトをご覧ください。 www.microchip.com/appnotes

ウェブ セミナー 多数決関数を使用するセンサレスBLDCモータ制御AC誘導モータ向けセンサレス界磁制御(FOC)PMSM向けセンサレス界磁制御www.microchip.com/webseminars

RTCクラスMCT0301 dsPIC® DSC を使用するBLDCモータ制御のワークショップwww.microchip.com/rtc

www.microchip.com/motorcontrol

PI

Σ

θ

PI PI

-

N REF IQ REF

ID REF Σ

-

VQ

VD

IQ

ID

Vα

VβSVM

Iα

Iβ

D,Q

α,β

Σ

-

A,B,C

α,β

Vα

Vβ

Ia

Ib

D,Q

α,β

3相ブリッジ

モータ

位置

速度

位置および速度

エスティメータ

FOC センサレス機能ブロック図

低騒音を求めるユーザの期待と電力消費削減に向けた政府規制の拡大を背景に、先進のモータ制御の必要性がさらに増しつつあります。これらの目標を達成するには、さらに高度な電子的モータ制御が必要です。

今日の消費者は、他のシステムとの通信機能を含むより多くの機能を備えた製品を望んでいます。家庭内では多くの製品同士が接続されるようになり、ユーザ エクスペリエンスもさらに豊富になります。マイクロチップ社は、有線、無線を問わず豊富な設計リソースやソフトウェア ライブラリにより多数の通信プロトコルをサポートしています。

マイクロチップ社は、ENC424J600 デバイス、ENC624J600 デバイス、PIC18F97J60 ファミリ製品により小型で低コストの組み込み Ethernet ソリューションに応えています。いずれも IEEE 802.3 に準拠しており10/100 Base-T ネットワークと互換です。マイクロチップ社の Ethernet ソリューションは無償でロバストなTCP/IPスタック、多数の開発ツールでユーザに貢献します。マイクロチップ社の TCP/IP スタックは PIC18、PIC24、PIC32 の各マイクロコントローラおよび DSC ファミリ用に最適化されています。

コネクティビティ

マイクロチップ社の MRF24J40MA は、マイクロチップ社の PIC® マイクロコントローラ用に開発された IEEE 802.15.4™ RFトランシーバ モジュールです。MRF24J40MA モジュールは免許不要の 2.4 GHz 帯で動作し、FCC、IC、ETSI の認証を取得済みです。統合モジュール設計を採用する事により、インテグレータは RF およびアンテナ設計、規制の準拠試験から開放され、市場投入までの期間を短縮できます。また、シンプルな 4 線式 SPI インターフェイスでシステムを無線接続する事もできます。

www.microchip.com/connectivity

開始にあたり下記リソースを含む詳細は、下記リンクのコネクティビティ デザイン センターをご覧ください。www.microchip.com/connectivity

アプリケーション ノートAN1255 Microchip ZigBee® Pro Protocol Stack

AN1289 Microchip ZigBee® Smart Energy Profile Application

AN1066 MiWi™ Wireless Networking Protocol Stack

AN1204 Microchip MiWi™ P2P Wireless Protocol

AN1192 MRF24J40 Radio Driver

AN833 Microchip TCP/IP Stack Application Note

AN731 Embedding PIC® MCUs in the Internet

AN1120 Ethernet Theory of Operation

AN724 Using PIC® MCUs to Connect to Internet via PPP

AN236 X-10 Home Automation using the PIC16F877A

この他のアプリケーション ノートは下記ウェブサイトをご覧ください。 www.microchip.com/appnotes

ウェブ セミナーTCP/IPネットワーク パート1、パート2、パート3

組み込みEthernetを簡単に

www.microchip.com/webseminars

RTCクラス270TCP1 EthernetおよびTCP/IP接続ソリューションの概要

COM4201 TCP/IP監視/制御アプリケーションの設計

www.microchip.com/rtc

SPI

MAC

Tx Chain

Rx Chain

Bias/VCO etc.

MRF24J40

Crystal

PIC® マイクロコントローラ PIC® MRF24J40MA トランシーバ モジュール

アプリケーション

シリコン スタック アプリケーション

ZigBee®MiWi™MiWi P2Pプロトコルスタック

マッチング回路

Volts

OFF ON

Fan

+

-

MCP6541

RTD

VOUT

MCP6S21

SPI

VOUT

VDD

VREF

RT

VDD

VDD

R

R

R

RR

C

+

-C

アナログ出力

シリアル出力

論理出力

オペアンプ/コンパレータ

ゲイン調整入力選択

プログラマブルゲインアンプ

(PGA)

サーモカップルサーミスタ/アンプ

サーミスタ/アンプ

センサー

一般的なセンサ接続方法

センサ

ほぼ全てのマイクロチップ社製マイクロコントローラと DSC がセンサ アプリケーションに使用できます。マイクロコントローラをリモート センサと直接接続するまたは近くに配置するアプリケーションの場合、シンプルなマイクロコントローラで十分です。必要な I/O が多くない場合、対費用効果の高い 6/8/14 ピンのマイクロコントローラを利用できます。これらのデバイスはコストとサイズの点で有利であり、これまで組み込み制御を検討していなかったアプリケーションでも利用されています。

マイクロチップ社では、センサ アプリケーション向けマイクロコントローラとDSC だけでなく論理出力、電圧出力、シリアル出力温度センサを含む各種温度管理製品を供給しています。これらの製品が、お客様のアプリケーション要件に最適なデバイスの実装をサポートします。高精度、低消費電力、広い動作温度レンジ、小型パッケージ等の特長があります。

www.microchip.com/sensors

開始にあたりアプリケーション ノート AN929 Temperature Measurement Circuits for Embedded ApplicationsAN1001 IC Temperature Sensor Accuracy Compensation with a PIC® Microcontroller AN1016 Detecting Small Capacitive Sensors Using the MCP6291 and PIC16F690 Devices

この他のアプリケーション ノートは下記ウェブサイトをご覧ください。www.microchip.com/appnotes

ウェブ セミナーPIC10F開発ツール: 小型製品には小規模ツールを

世界最小レベルのマイクロコントローラで世界を制御

ハードウェアによるセンサ信号コンディショニング

理想的な温度センサの選択

www.microchip.com/webseminars

RTCクラスASP2201 組み込みシステムにおけるアナログ センサ コンディショニング

www.microchip.com/rtc

PIC10F2XX

DATA

VIN (12V)0.1 µF

VDD

Sensor

VDD

アナログ センサのシリアル化

低消費電力

nanoWatt テクノロジとは ?マイクロチップ社は、消費電力に関して厳しい制約のあるシステムを設計するため、プロセス技術、設計手法、柔軟な電力管理機能を組み合わせた独自の技術を開発しました。多くの場合、MCU の低消費電力動作における制約要因は静止電流消費です。マイクロチップ社はリーク電流を最小限に抑えるプロセス技術と設計手法を開発しました。

電圧も低消費電力を妨げる要因の 1 つであるため、マイクロチップ社では多くの nanoWatt テクノロジ MCU の定格動作電圧を 1.8 ～ 5.5 V で設計しました。

nanoWatt テクノロジを適用した PIC MCU は、下記のモードを含む最大9 つのオシレータ モードをサポートします。

■クロック周波数の即時切り換え– 外部クロックと内部オシレータ間で切り換える場合、コード実行に遅

延が生じません。■有利な 2 スピード スタートアップ

– 起動中に外部クロックソースが安定するまでの間、内部オシレータのいずれかを使用する事により、シームレスな移行が可能です。外部ソースが安定したら、MCU は自動でクロックソースを切り換えて重要な起動時間の短縮を図ります。

■設定可能なアイドル、スリープ、ディープ スリープ モード– 設計者は、消費電力要件に合わせて電流消費とクロックを自由に調

整する事ができます。■超低消費電力ウェイクアップ (ULPW) モード

– ウェイクアップ時の引き込み電流を削減します。

世界的なエネルギと資源の使用削減傾向の高まりを受け、多くの消費者にとって「グリーン」である事が重要です。顧客が常に機能追加を求める今日の電化製品において、消費電力の削減は難題です。マイクロチップ社では、このような要求に応えるため新しくXLP マイクロコントローラを導入しました。このコントローラ ファミリは一般的な MCU 機能だけでなくLCD制御、静電容量式タッチ制御、USB 等の先進機能を提供しながら、業界トップレベルの低消費電力を実現しました。このようなコントローラはバッテリ寿命を延ばすだけでなく、電力消費に関する政府規制の変更にも対応できます。

低消費電力の安全性nanoWatt XLP を採用した製品は、周辺機能だけでなくバッテリ駆動製品向けに設計されたシステム スーパバイザ回路を備えます。

■ バッテリ消耗時と交換時にはディープ スリープ ブラウンアウト リセットがアプリケーションを保護しますが、消費電流はわずか45 nAです。

■ ディープ スリープ モードを備える製品のリアルタイム クロック カレンダ モジュールは、500 nA未満の消費電流で常に正確な時刻を提供できます。

■ 標準WDTとディープ スリープWDTは、専用のオンチップ オシレータにより500 nA未満の消費電流でシステム障害に対して保護します。

nanoWatt XLPテクノロジの利点:■ スリープ時の消費電流が最小20 nA■ ブラウンアウト リセットが最小45 nA■ ウォッチドッグ タイマが最小400 nA■リアルタイム クロック/カレンダが最小500 nA

バッテリ寿命ナノワット XLP 対他社製品

(RTCC オン、1 ms/min. で動作、CR2032 リチウムボタン電池)

PIC24F16KA102 他社製品 T 他社製品 A

年数

50

0日

80

0日

他社製品 T

他社製品

A

PIC

24F

16K

A102

www.microchip.com/XLP

情報は変更になる場合があります。マイクロチップ社の名称とロゴ、マイクロチップ社のロゴ、dsPIC、MPLAB、PIC は、米国およびその他の国におけるマイクロチップ テクノロジー社の登録商標です。MiWi および mTouch は、米国およびその他の国におけるマイクロチップ テクノロジー社の商標です。その他、本書に記載されている商標は、各社に帰属します。© 2009, Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Printed in the U.S.A. 8/09DS00241E_JP

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サンタクララ Tel: 408-961-6444

トロントオンタリオ州ミシサーガTel: 905-673-0699

ヨーロッパオーストリア - ウェルス

Tel: 43-7242-2244-39

デンマーク - コペンハーゲン

Tel: 45-4450-2828

フランス - パリ

Tel: 33-1-69-53-63-20

ドイツ - ミュンヘン

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イタリア - ミラノ

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オランダ - ドリューネン

Tel: 31-416-690399

スペイン - マドリッド

Tel: 34-91-708-08-90

イギリス - ウォーキンガム

Tel: 44-118-921-5869

アジア/太平洋オーストラリア - シドニー

Tel: 61-2-9868-6733

中国 - 北京

Tel: 86-10-8528-2100

中国 - 成都

Tel: 86-28-8665-5511

中国 - 香港SAR

Tel: 852-2401-1200

中国 - 南京

Tel: 86-25-8473-2460

中国 - 青島

Tel: 86-532-8502-7355

中国 - 上海

Tel: 86-21-5407-5533

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Tel: 86-24-2334-2829

中国 - 深川

Tel: 86-755-8203-2660

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中国 - 厦門

Tel: 86-592-2388138

中国 - 西安

Tel: 86-29-8833-7252

中国 - 珠海

Tel: 86-756-3210040

営業所一覧アジア/太平洋インド - バンガロール

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インド - ニューデリー

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マレーシア - ペナン

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フィリピン - マニラ

Tel: 63-2-634-9065

シンガポール

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台湾 - 真竹

Tel: 886-3-6578-300

台湾 - 高雄

Tel: 886-7-536-4818

台湾 - 台北

Tel: 886-2-2500-6610

タイ - バンコク

Tel: 66-2-694-1351

3/26/09

サポートマイクロチップ社は、お客様が製品開発をより迅速かつ効率的に行えるようサポートしています。製品とシステムのサポートを提供できる、フィールド アプリケーション エンジニアと技術サポートの世界的ネットワークを維持しています。さらに、www.microchip.com で下記のサービスを提供しています。

■ サポート リンクは質問を短時間で解決する方法を提供します。 http://support.microchip.com■ サンプル リンクはマイクロチップ デバイスの無償評価サンプルを提供し ます。http://sample.microchip.com■ フォーラム リンクはナレッジ データベースおよびユーザ同士のディスカッション を提供します。http://forum.microchip.com■ 購入リンクはマイクロチップ社の販売代理店の所在地をご覧頂けます。 www.microchip.com/sales

トレーニング追加トレーニングをご希望の場合、マイクロチップ社にご連絡ください。マイクロチップ社は常に技術トレーニングの選択肢を拡大しており、各種トレーニング コースと専門的なカリキュラムを提供しています。また、いつでもアクセス可能な各種オンライン リソースも提供しています。

■ リージョナル トレーニング センター: www.microchip.com/rtc■ MASTERsカンファレンス: www.microchip.com/masters■ 世界各地のセミナー: www.microchip.com/seminars■ eラーニング: www.microchip.com/webseminars■ 正規販売代理店およびサードパーティ パートナからのリソース: www.microchip.com/training