JP2023010422A - 通信アダプタ - Google Patents
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Abstract
Description
外部装置から電力供給を受けて蓄電する蓄電部と、
前記蓄電部から電力供給を受ける通信部と、
前記通信部を介して外部の管理装置と通信可能な制御部と、
前記外部装置から前記蓄電部を経由せずに前記制御部に電力供給を行う第1電力供給ラインと、
前記蓄電部から前記制御部に電力供給を行う第2電力供給ラインと
を含む、通信アダプタが提供される。
前記第1電力供給ラインと前記第2電力供給ラインとを切り替えるスイッチ回路をさらに含んでもよい。
前記制御部は、前記外部装置からの供給電力の電圧に基づいて前記スイッチ回路を駆動して前記第1電力供給ラインと前記第2電力供給ラインとを切り替えてもよい。
前記制御部は、前記外部装置からの供給電力の電圧が所定値以下になると、前記第1電力供給ラインから前記第2電力供給ラインに切り替えてもよい。
前記制御部は、前記外部装置からの供給電力の電圧が所定値以下になると省電力モードに切り替わってもよい。
前記制御部は、前記外部装置からの電力供給を受けているときは、前記第1電力供給ラインを介して電力供給を受け、前記外部装置からの電力供給が遮断されているときは、前記第2電力供給ラインを介して電力供給を受けてもよい。
前記蓄電部の出力電圧を昇圧して前記通信部に出力する昇圧部をさらに含んでもよい。
前記蓄電部の上流側に設けられる電流制限部をさらに含み、
前記第1電力供給ラインは、前記電流制限部よりも上流側から前記制御部に電力を供給してもよい。
前記外部装置は、空気調和機の室外機であってもよい。
外部装置から電力供給を受けて蓄電する蓄電部と、
前記蓄電部から電力供給を受ける通信部と、
前記通信部を介して外部の管理装置と通信可能な制御部と
を含み、
前記制御部が前記外部の管理装置と通信する際の前記蓄電部の容量の下限値は可変であり、前記蓄電部が前記外部装置から電力供給を受けているときの前記蓄電部の容量の下限値は第1容量値であり、前記外部装置から前記蓄電部への電力供給が遮断されたときの前記蓄電部の容量の下限値は前記第1容量値よりも低い第2容量値である、通信アダプタが提供される。
前記制御部は、前記外部装置からの電力供給が遮断されたときに省電力モードに切り替わってもよい。
前記制御部は、前記外部装置からの電力供給の遮断が発生したことを前記通信部を介して前記外部の管理装置へ通知して、省電力モードになってもよい。
前記制御部は、前記外部装置から前記蓄電部への供給電力の電圧が所定値以下になると前記電力供給の遮断を検知してもよい。
前記制御部は、前記電力供給の遮断を検知すると、前記蓄電部の容量が前記第2容量値に低下するまで前記通信部を介して前記外部の管理装置に前記電力供給の遮断が発生したことを通知可能であってもよい。
前記制御部は、前記電力供給の遮断を検知し、前記蓄電部の容量が前記第2容量値よりも低下すると前記通信部の通信を中止してもよい。
前記第1容量値と前記第2容量値との差は、前記制御部が所定回数にわたって繰り返し前記外部の管理装置に電力供給の遮断の発生を通知可能な容量値であってもよい。
前記蓄電部の最大容量値と前記第1容量値との差は、前記第1容量値と前記第2容量値との差よりも大きくてもよい。
前記第1容量値及び前記第2容量値は、前記蓄電部の電圧値であってもよい。
前記外部装置は、空気調和機の室外機であってもよい。
図1は、通信アダプタ100の構成の一例を示す図である。図1には、通信アダプタ100の他に、室外機10、室内機20、建物30、ネットワーク40、及びクラウドサーバ50を示す。
室外機10は、外部装置の一例であり、空気調和機の室外機である。室外機10は、電力供給用の端子11Aと、データ出力用の端子11Bとを有する。端子11A及び11Bは、コネクタである。端子11Aは、ケーブル12の電源線12Aを介して通信アダプタ100の端子101Aに接続されており、室外機10は、通信アダプタ100に電力を供給する。ケーブル12は、電源用の電源線12Aと、データ通信用の通信線12Bとを含む1本のケーブルである。電源線12Aと通信線12Bとは、一例として実際には2本ずつある。端子11Bは、ケーブル12の通信線12Bを介して通信アダプタ100の端子101Bに接続されるとともに、データケーブルを介して、室外機10の制御部と、複数の室内機20の制御部とに接続されており、室外機10は、室外機10及び複数の室内機20の稼働状況を表す稼働状況データを通信アダプタ100に出力する。端子101A及び100Bは、一例として1つのコネクタに含まれる2つの端子である。なお、電源線12Aと通信線12Bとを含む1本のケーブル12の代わりに、電源線12A用のケーブルと、通信線12B用のケーブルとが別々のケーブルである構成であってもよい。
クラウドサーバ50は、外部の管理装置の一例であり、インターネット等のネットワーク40を通じて、通信アダプタ100の通信モジュール150とデータ通信が可能である。クラウドサーバ50は、1又は複数のコンピュータシステムによって実現され、例えば、室外機10及び複数の室内機20の稼働状況を表す稼働状況データを通信アダプタ100から受信する。また、クラウドサーバ50は、いずれかの室内機20の利用者のスマートフォン等の端末機から、いずれかの室内機20を遠隔的に操作する操作信号を受信し、ネットワーク40を介して通信アダプタ100に送信する。この結果、通信アダプタ100は、受信した操作信号を室外機10に伝送し、操作信号に応じて室外機10及び室内機20が駆動される。なお、クラウドサーバ50は、スマートフォン等の端末機からの室内機20の遠隔的な操作に対応していなくてもよい。
通信アダプタ100は、端子101A、端子101B、筐体102、DC(Direct Current)/DCコンバータ110、電流制限回路120、及びEDLC(Electrical Double Layer Capacitor:電気二重層キャパシタ)130を含む。通信アダプタ100は、さらに、DC/DCコンバータ140、通信モジュール150、スイッチ回路160、LDO(Low Drop Out)170、マイコン(Micro Computer)180、及び電源電圧変換回路190を含む。
通信アダプタ100の通信モジュール150は、定期的又は不定期的に、室外機10及び複数の室内機20の稼働状況データをクラウドサーバ50に送信する。これにより、クラウドサーバ50では、室外機10及び複数の室内機20の稼働状況を把握することができる。
端子101Aは、室外機10から電力供給を受ける端子であり、通信アダプタ100の外部では、ケーブル12の電源線12Aを介して室外機10の端子11Aに接続されている。端子101Aは、例えば、コネクタで実現される端子11Aに接続可能なコネクタである。室外機10から供給される電力は、直流電力であり、一例として電圧値及び電流値が所定値に設定されている。なお、端子101Aは、室外機10以外の外部装置から電力供給を受けてもよい。この場合に、端子101Bには、室外機10以外の外部装置から、室外機10や室内機20の稼働状況を表す稼働状況データが入力されもよい。また、通信アダプタ100は、室外機10以外の外部装置からの電力供給の遮断が発生したときに、ネットワーク40を介して遮断発生データをクラウドサーバ50に送信すればよい。
端子101Bは、室外機10及び複数の室内機20の稼働状況を表す稼働状況データが室外機10から入力されるデータ入力端子であり、通信アダプタ100の外部では、ケーブル12の通信線12Bを介して室外機10の端子11Bに接続されている。端子101Bは、例えば、コネクタで実現される端子11Bに接続可能なコネクタである。端子101Bは、通信アダプタ100の内部では、マイコン180の端子187に接続されており、稼働状況データをマイコン180に伝送する。
筐体102は、一例として、DC/DCコンバータ110、電流制限回路120、EDLC130、DC/DCコンバータ140、通信モジュール150、スイッチ回路160、LDO170、マイコン180、及び電源電圧変換回路190を内蔵する樹脂製等のケースである。筐体102は、通信モジュール150がネットワーク40を介してクラウドサーバ50と通信できるように構成されるとともに、端子101Aを外部に露出させて保持する。通信アダプタ100は、一例として、端子101Aを室外機10の端子11Aにケーブル12の電源線12Aを介して接続し、筐体102を室外機10に固定するだけで、容易に設置可能である。
DC/DCコンバータ110は、入力端子111及び出力端子112を有する。DC/DCコンバータ110は、端子101Aと、電流制限回路120及びスイッチ回路160との間に設けられている。より具体的には、入力端子111は端子101Aに接続され、出力端子112には、電流制限回路120の入力端子121とスイッチ回路160の入力端子161とが接続されている。DC/DCコンバータ110は、端子101Aを介して室外機10から供給される電力の電圧値を昇圧して電流制限回路120及びスイッチ回路160に出力する。
電流制限回路120は、入力端子121、出力端子122、及び制御端子123を有する。電流制限回路120は、DC/DCコンバータ110とEDLC130との間に設けられている。より具体的には、電流制限回路120の入力端子121は、DC/DCコンバータ110の出力端子112に接続されており、電流制限回路120の出力端子122は、EDLC130の入出力端子131と、DC/DCコンバータ140の入力端子141とに接続されている。また、制御端子123は、マイコン180の制御端子184に接続されている。電流制限回路120は、DC/DCコンバータ110からEDLC130に供給される直流電力の電流値を所定値以下に制限して出力する回路である。電流制限回路120が電流値を制限する際の上限値になる所定値は、マイコン180から制御端子184に入力される制御信号によって設定される。なお、所定値は、一例として、第1所定値、又は、第1所定値よりも低い第2所定値のいずれか一方である。第1所定値と第2所定値は、ともに固定値である。マイコン180から入力される制御信号によって、第1所定値と第2所定値のいずれか一方に設定される。
EDLC130は、入出力端子131を有する。EDLC130は、電流制限回路120とDC/DCコンバータ140との間の電力伝送路に接続される入出力端子131さを有する。入出力端子131は電流制限回路120の出力端子122と、DC/DCコンバータ140の入力端子141とに接続されている。また、入出力端子131は、マイコン180の端子186にも接続されている。EDLC130は、電流制限回路120から供給される直流電力を蓄電する。EDLC130の出力電圧は、EDLC130が蓄電する電荷量に比例する。EDLC130の出力電圧は、マイコン180の端子186にも監視用に入力されており、マイコン180によって監視される。
DC/DCコンバータ140は、入力端子141、出力端子142、及び端子143を有する。DC/DCコンバータ140は、電流制限回路120と、EDLC130と、通信モジュール150と、スイッチ回路160と接続されている。より具体的には、入力端子141は、電流制限回路120の出力端子122と、EDLC130の入出力端子131とに接続され、出力端子142は、通信モジュール150の電力入力端子151と、スイッチ回路160の入力端子162とに接続されている。
通信モジュール150は、DC/DCコンバータ140の出力側に設けられている。通信モジュール150は、電力入力端子151と通信端子152とを有する。電力入力端子151は、DC/DCコンバータ140の出力端子142に接続され、通信モジュール150が動作するために必要な直流電力が入力される。通信端子152は、通信用のI/F(Interface)であり、マイコン180の通信端子181に接続され、マイコン180との間でデータの入出力を行う。稼働状況データは、マイコン180の通信端子181から通信端子152に入力される。
スイッチ回路160は、DC/DCコンバータ110とLDO170との間に設けられるとともに、DC/DCコンバータ140とLDO170との間に設けられる。スイッチ回路160は、入力端子161、入力端子162、出力端子163、及び制御端子164を有する三端子スイッチである。スイッチ回路160は、一例として、2つの逆流防止機能付きのLDOによって構成される。入力端子161は、DC/DCコンバータ110の出力端子112に接続され、入力端子162は、DC/DCコンバータ140の出力端子142に接続される。出力端子163は、LDO170の入力端子171に接続され、制御端子164は、マイコン180の制御端子182に接続されている。
LDO170は、スイッチ回路160とマイコン180との間に設けられている。LDO170は、入力端子171と出力端子172とを有する。入力端子171は、スイッチ回路160の出力端子163に接続され、出力端子172は、マイコン180の電源端子183に接続されている。LDO170は、DC/DCコンバータ140の出力電圧とのいずれか一方から供給される直流電力の電圧値をマイコン180用の電源電圧に低下させて出力する。
マイコン180は、通信アダプタ100の全体の制御を行う制御部である。マイコン180は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、入出力インターフェース、及び内部バス等を含むコンピュータによって実現される。
マイコン180は、電力供給の遮断が発生していない通常時には通常モードで動作し、通信モジュール150に、定期的又は不定期的に、ネットワーク40を介して、室外機10及び複数の室内機20の稼働状況データをクラウドサーバ50に送信させる。マイコン180は、一定時間間隔で稼働状況データを受け取り、受け取った稼働状況データを一定時間蓄積し、蓄積した稼働状況データを圧縮して通信モジュール150に伝送する。
マイコン180は、通常時には、スイッチ回路160の入力端子161と出力端子163とが接続するように、制御端子182から制御端子164に制御信号を出力する。この場合には、室外機10から供給される電力は、端子101A、DC/DCコンバータ110、スイッチ回路160の入力端子161及び出力端子163、及びLDO170を経由して、マイコン180の電源端子183に供給される。端子101Aから、DC/DCコンバータ110、スイッチ回路160の入力端子161及び出力端子163、及びLDO170を経由して、電源端子183に至る電力供給ラインは、第1電力供給ラインの一例である。第1電力供給ラインは、EDLC130を経由せずにマイコン180に電力供給を行う電力供給ラインである。
マイコン180は、EDLC130の出力電圧値を監視しており、通常時と、電力供給の遮断時とでは、EDLC130の電圧値の下限値を変えている。EDLC130の電圧値は、EDLC130が蓄積する電荷の容量(量)を表すため、EDLC130の電圧値の下限値は、蓄電部の容量の下限値の一例である。
また、第1電圧値V1と第2電圧値V2との差は、マイコン180が通信モジュール150を利用して所定回数にわたって繰り返しクラウドサーバ50に電力供給の遮断の発生を通知可能な電圧値である。所定回数は、上述のように基地局での通信混雑の発生や、電波状態の不良等によって、通信モジュール150からクラウドサーバ50に確実にデータを送信できるまでに送信処理を繰り返し行う回数であり、例えば実験等で求めて決定すればよい。
また、EDLC130の最大電圧値VMAXと第1電圧値V1との差は、第1電圧値V1と第2電圧値V2との差よりも大きく設定される。最大電圧値VMAXは、最大容量値の一例であり、EDLC130の容量等に応じて決定すればよい。通常時は、EDLC130の電力は、通信モジュール150に供給され、マイコン180には供給されない。マイコン180には、EDLC130を経由しない第1電力供給路によって、電流制限回路120よりも上流側のDC/DCコンバータ110から電力が供給される。通常時には、通信モジュール150は、定期的又は不定期的に、室外機10及び複数の室内機20の稼働状況データをクラウドサーバ50に送信するため、電力供給の遮断時よりも多くの電力を必要とする。このような観点から、EDLC130の最大電圧値VMAXと第1電圧値V1との差を第1電圧値V1と第2電圧値V2との差よりも大きく設定している。
マイコン180は、電力供給の遮断を検知し、EDLC130の電圧値が第2電圧値V2よりも低下すると通信モジュール150の通信を中止する。EDLC130の電圧値が第2電圧値V2よりも低下すると、通信アダプタ100が動作可能な最低電圧値に近づくため、通信モジュール150が通信状態であったとしても、通信を中止することとしたものである。
電源電圧変換回路190は、入力端子191及び出力端子192を有する。入力端子191は、端子101Aに接続されており、出力端子192は、マイコン180の信号入力端子185に接続されている。電源電圧変換回路190は、一例としてリセットIC(Integrated Circuit)で構成され、端子101Aにおける直流電力の電圧値を監視し、電圧値に応じた信号レベルの電圧監視信号をマイコン180に出力する。電源電圧変換回路190は、端子101Aにおける直流電力の電圧値が所定値よりも大きいときは、Hレベルの電圧監視信号を出力し、端子101Aにおける直流電力の電圧値が所定値以下のときは、Lレベルの電圧監視信号を出力する。
図3は、通信アダプタ100の動作例を示す図である。図3において、横軸は時間(秒)を表し、縦軸はEDLC130の電圧値をカウント値で表す。縦軸の電圧値の表し方は、図2と同一である。
図4は、マイコン180が実行する処理を表すフローチャートを示す図である。マイコン180は、以下のような処理を実行する。
110 DC/DCコンバータ
120 電流制限回路
130 EDLC
140 DC/DCコンバータ
150 通信モジュール
160 スイッチ回路
170 LDO
180 マイコン
190 電源電圧変換回路
外部装置から電力供給を受ける電力供給端子と、
前記電力供給端子を通じて前記外部装置から電力供給を受けて蓄電する蓄電部と、
前記蓄電部から電力供給を受ける通信部と、
前記通信部を介して外部の管理装置と通信可能な制御部と、
前記外部装置から前記蓄電部を経由せずに前記制御部に電力供給を行う第1電力供給ラインと、
前記蓄電部から前記制御部に電力供給を行う第2電力供給ラインと
前記第1電力供給ラインと前記第2電力供給ラインとを切り替えるスイッチ回路と
を含み、
前記蓄電部は、前記電力供給端子と、前記通信部との間に接続されており、
前記制御部は、前記外部装置からの供給電力の電圧が所定値以下になると、前記スイッチ回路で前記第1電力供給ラインから前記第2電力供給ラインに切り替え、
前記スイッチ回路で前記第2電力供給ラインに切り替えられた状態において、前記蓄電部から前記通信部に電力供給を行うとともに、前記蓄電部から前記第2電力供給ラインを経由して前記制御部に電力供給を行う、通信アダプタが提供される。
Claims (9)
- 外部装置から電力供給を受けて蓄電する蓄電部と、
前記蓄電部から電力供給を受ける通信部と、
前記通信部を介して外部の管理装置と通信可能な制御部と、
前記外部装置から前記蓄電部を経由せずに前記制御部に電力供給を行う第1電力供給ラインと、
前記蓄電部から前記制御部に電力供給を行う第2電力供給ラインと
を含む、通信アダプタ。 - 前記第1電力供給ラインと前記第2電力供給ラインとを切り替えるスイッチ回路をさらに含む、請求項1に記載の通信アダプタ。
- 前記制御部は、前記外部装置からの供給電力の電圧に基づいて前記スイッチ回路を駆動して前記第1電力供給ラインと前記第2電力供給ラインとを切り替える、請求項2に記載の通信アダプタ。
- 前記制御部は、前記外部装置からの供給電力の電圧が所定値以下になると、前記第1電力供給ラインから前記第2電力供給ラインに切り替える、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の通信アダプタ。
- 前記制御部は、前記外部装置からの供給電力の電圧が所定値以下になると省電力モードに切り替わる、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の通信アダプタ。
- 前記制御部は、前記外部装置からの電力供給を受けているときは、前記第1電力供給ラインを介して電力供給を受け、前記外部装置からの電力供給が遮断されているときは、前記第2電力供給ラインを介して電力供給を受ける、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の通信アダプタ。
- 前記蓄電部の出力電圧を昇圧して前記通信部に出力する昇圧部をさらに含む、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の通信アダプタ。
- 前記蓄電部の上流側に設けられる電流制限部をさらに含み、
前記第1電力供給ラインは、前記電流制限部よりも上流側から前記制御部に電力を供給する、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の通信アダプタ。 - 前記外部装置は、空気調和機の室外機である、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の通信アダプタ。
Priority Applications (4)
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