IoT時代の新しいソリューション提案にGR-KURUMI (RL78/G13) を活用

事例紹介:GR-KURUMI

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卓越した技術力と専門知識に情報力で、グローバルソリューションプロバイダーとして、多岐にわたる産業分野でビジネスを展開する菱電商事株式会社。同社のICTソリューション事業本部では、IoT時代の新しいソリューションを提案するために、GR-KURUMIを採用した『スマート トラッシュBOX』を開発しました。

菱電商事株式会社

会社紹介:菱電商事株式会社

三菱電機グループの中で国内最大手のエレクトロニクス専門技術商社。AI・IoT時代を迎え、FAシステム・電子デバイス・冷熱システムを基幹事業として、営業マンがスキルと知恵を駆使し、国内外の最先端製品や技術を組み合わせ、国内外のお客様の「モノ作り」の現場の問題を解決に導いています。

課題のポイント

  • 短期間で『スマート トラッシュBOX』のプロトタイプを製作しなければならなかった

解決のポイント

  • 安価で低消費電力なGR-KURUMIを使い、Arduino互換コードによって3日でプロトタイプ製作

IoT商材の新しい価値を提案するにはプロトタイプの開発が必須

ゴミ箱の利用状況を定期的にモニタリングして、クラウドで集計し収集計画を提案する『スマート トラッシュBOX』を開発した背景について、ICTソリューション事業本部 ネットワークシステム事業部 副事業部長の榊原康文氏は、次のように振り返ります。

「昔の電子機器は、単体で動く製品が中心でした。それに対して、IoT関連の製品やソリューション提案では、デバイスと通信の手段を活用した具体例が必要になります。お客様に対して、実際にどのような課題の解決や新しい価値をIoTで創り出せるのかを確かめていただけるプロトタイプの開発が求められます。そこで、低消費電力でIoTを実現するLoRaWANを活用して、何か具体的なソリューションを形にできないか、というテーマで取り組んだ試作品が『スマート トラッシュBOX』でした」

菱電商事株式会社 榊原 氏

ICTソリューション事業本部
ネットワークシステム事業部
副事業部長 榊原 康文 氏

菱電商事株式会社 松永 氏

デバイスシステム事業本部
技術統括部 第四技術部
第一グループ(大阪)
松永 康志 氏

ICTソリューション事業本部が、IoT商材の提案に向けて『スマート トラッシュBOX』を開発するにあたり、実際のデバイス製作を担当したのが、デバイスシステム事業本部 技術統括部 第四技術部 第一グループ(大阪)の松永康志氏でした。開発の経緯について松永氏は次のように説明します。

「展示会への出展を計画していたので、短期間に低コストでプロトタイプを開発する必要がありました。そこで、以前にGR-SAKURA (RX63N) でプロトタイプを開発した経験を活かせることから、ルネサスのマイコンボードで設計しようと考えました」

端子が充実し短期間の開発にも最適なGR-KURUMI (RL78/G13) を選定

『スマート トラッシュBOX』の開発に着手した松永氏は、ゴミ箱の中にペットボトルなどが増えていく状態をモニタリングする方法として、赤外線と超音波を比較しました。その結果「消費電力の少なさから超音波方式を採用しました。また、センサーモジュールとLoRaモジュールを接続するために、端子が充実していて価格も安く、消費電力も低いGR-KURUMIが適していると判断しました」と松永氏は選定の理由を振り返ります。

松永氏が設計した『スマート トラッシュBOX』のモジュール構成は、図のようになります。超音波センサーモジュールが定期的にセンサーからゴミの頂点までの距離をセンスし、その結果を距離データとしてGR-KURUMIのA/D入力に送ります。距離データを受け取ったGR-KURUMIは、UARTに接続されたLoRaモジュールを使い、距離データをLoRaゲートウェイへ送信します。プロトタイプの設計にあたり松永氏は「当初はUSB電源を考えていました。しかし、屋外などに長期に設置することを想定すると、乾電池での駆動が理想でした。そこで、単三電池2本で動作するGR-KURUMIが適していました。実際のプロトタイプは、3日間で製作しました。GR-SAKURAの経験が活かせたことと、ウェブコンパイラで開発時間を短縮できたので、短期間での試作に対応できました。おそらく、一から部品を揃えて組み立てていたら、3日という短期間でのプロトタイプ製作は不可能でしょう」とGRシリーズの互換性や開発環境を評価します。

スマート トラッシュBOXのファンクション図

スマート トラッシュBOXのファンクション図

クラウドで他拠点の『スマート トラッシュBOX』を見える化し商談へと発展

ゴミ箱の空き容量が簡単に確認できるクラウドソリューション

ゴミ箱の空き容量が簡単に確認できる
クラウドソリューション

ICTソリューション事業本部による『スマート トラッシュBOX』は、GR-KURUMIによるIoTデバイスの製作に加え、LoRaWANによって送られてきたゴミ箱のデータを見える化するクラウドサービスも開発しています。クラウドを組み合わせた『スマート トラッシュBOX』ソリューションでは、定期的に個々のゴミ箱の利用状況をグラフで表示し、利用状況に合わせて最短距離で効率よくゴミを回収するルートを提案します。IoTと通信を組み合わせたソリューションとして、ICTソリューション事業本部が計画していたIoT商材の新しい価値を提案するプロトタイプになりました。完成したソリューションを展示会で紹介したところ、「非常に分かりやすくて面白いソリューションだというご評価をいただいています。また、我々が当初に思い描いていたよりも、実際に踏み込んだ相談や具体的な商談に結びついたケースもあります」と榊原氏はプロトタイプ製作の結果を評価します。実際に、距離センサーと通信を活用して水位を計測する防災システムや、スマートメーターによる自動検診などの商談へと発展しました。「お客様の中には、ゴミのような増量ではなく、出荷のように減量をセンシングするソリューションを開発できないか、という相談も寄せられています」と榊原氏は補足します。

今後も各種センサーやIoT機器と連携したソリューションのプロトタイピングに活用

『スマート トラッシュBOX』以降の取り組みについて、榊原氏は「LEDローソクの点灯をコントロールするプロトタイピングにGR-KURUMIを利用しました。もちろん、単なるLEDのオン/オフではなく、それをクラウド経由で制御するソリューションとして試作しています」と話します。さらに「IoTとクラウドだけではなく、AIスピーカーとの連携による制御などにも取り組んでいます。GR-KURUMIを活用すると、マイコンを自作した経験がないウェブ系のエンジニアでも、手軽にクラウドやAIを組み合わせたプロトタイピングに挑戦できるのは、とても重要だと思います」と榊原氏は評します。

そして、プロトタイプの製作にあたった松永氏は「Arduino互換のコードで開発できるGR-SAKURAやGR-KURUMIは、使い勝手が良く、今後も手軽で短期間のプロトタイピングに活用していきます」と展望を語ります。

菱電商事株式会社

菱電商事株式会社 松永氏、榊原氏 他

『スマート トラッシュBOX』の動態デモはこちらからご覧いただけます。

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GR-KURUMI

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GR-KURUMIは、16ビットRL78/G13を搭載したボードで、32MHz動作ができ、サイズは33mm x 18mmと非常に小型です。時計用クロックを搭載し、省電力化をサポートするライブラリもあるため、IoTセンサーノードのプロトタイプに向いています。

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  • GR-SAKURA
    GR-SAKURAは32ビットRX63Nを搭載したボードで、96MHz動作ができ、GPIOが豊富にあります。EthernetやマイクロSDを搭載。無線モジュールのXBeeも接続可能です。IoTプロトタイピングに適しています。