일본산업뉴스요약

Cypress, 배터리 필요없는 센서 단말 개발
소형태양광 패널로 발전(發電)

미국의 대형 반도체업체인 Cypress Semiconductor의 일본법인은, 배터리가 필요 없는 무선 센서 단말 개발키트를 발매했다. 15mm의 소형태양광 패널을 탑재하고, 스스로 발전하여 작동하기 때문에 배터리를 교환하는 수고를 덜 수 있다.

센서 단말은 미국의 25센트와 거의 동일한 직경 25mm의 원형이며, 두께는 5mm다. 온습도 센서를 탑재하여, 계측한 데이터를 저소비전력의 무선통신규격인「Bluetooth Low Energy(BLE)」방식으로 송신한다. 빌딩이나 창고, 자택 등에 센서 단말을 다수 배치하여 데이터를 수집한다면, 온습도 분포를 정확하게 파악할 수 있어 공조관리 등에 활용할 수 있다.

배터리로 작동하는 기존의 센서 단말의 경우, 1년 정도면 배터리를 교환해야 하기 때문에 이에 따른 인건비가 발생했었다. 그러나 이번 센서 단말은 태양광 패널로 작동한다. 따라서 배터리 교환이 필요 없기 때문에, 아날로그사업부마케팅부의 세키네(関根) 씨는「빛이 있는 환경이라면, 10년 동안 이용할 수 있다」고 설명한다.

어슴푸레한 창고 통로의 빛의 밝기에 상당하는 100룩스(Lux)의 낮은 밝기에서 작동한다. 이 같은 낮은 조명도에서는 태양광 패널로 만들어지는 전력이 2.5마이크로(마이크로는 100만분의 1)와트에 불과하여,「일반적으로는 전자회로를 작동할 수 없다」고 세키네 씨는 말한다.

이를 해결하기 위하여 이번에는 1.2마이크로 와트의 미약한 전력으로도 작동하는 독자적인 전원관리 IC를 탑재하였다. 이 IC는 필요한 전력을 콘덴서(축전기)에 축적함으로써 회로를 작동시킨다. 「Energy Harvesting(환경발전)」이라 불리는 이러한 기술은, 모든 것이 인터넷으로 연결되는「IoT」분야에서 주목 받고 있다.

Energy Harvesting에서 중요한 역할을 담당하는 전원관리 IC는「원래 Fujitsu의 반도체 부문에서 개발하고 있었던 것이다」고 세키네 씨는 말한다. Cypress가 2015년에 매수한 Spansion은, Fujitsu와 미국의 Advanced Micro Devices(AMD)의 합병이다. Cypress는 Fujitsu의 반도체 기술을 흡수하고 있다.

태양광 패널로 발전한 전력은 우선 적층 세라믹 콘덴서에 축적된다. 그러나 남은 전력은「Supercapacitor」라고 부르는 대용량 축전기에 축적된다. 이 때문에, 만약 빛이 없어졌다 하더라도 센서 단말은 Supercapacitor의 전력으로 계속 작동할 수 있다. 5분 간격으로 데이터를 송신하는 경우,「30분간은 작동한다」(세키네 씨)고 한다.

개발키트「CYALKIT-E02」는 센서 단말 1개와, 데이터를 컴퓨터에 옮기는 USB기기, 집계한 데이터를 표시하는 소프트웨어 등을 포함한다. 센서 단말의 수를 5개로 늘린「CYALKIT-E03」도 발매하고 있다. 가격은 E02가 49달러(약 5,390엔), E03이 99달러(약 10,890엔)다.

2개의 제품은 7월부터 출하하기 시작하였으며, 지금까지의 총 1700대를 출하했다. 세키네 씨는「2017년 상반기에 7000대씩, 총 14,000대의 출하를 목표로 한다」고 설명했다.

●Energy Harvesting
빛이나 진동, 열 등 주변에 있는 에너지를 수확(Harvest)하여 발전하는 기술을 말한다. 환경발전이라고도 한다. IoT분야에서는 무선 센서 단말의 배터리를 필요 없게 만드는 기술로서 주목 받고 있다.

수확할 수 있는 에너지가 굉장히 작고 불안정한 경우는 그대로 전자회로를 작동시킬 수 없다. 그래서 미약한 전력을 축전기 등에 모아서 사용하게 된다. 그 때, 아주 작은 전력이라도 작동시킬 수 있는 고효율 전원관리 IC가 필요하게 된다.

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