LoRaはIoT分野で登場したワイヤレスネットワークソリューションです。低消費電力でありながら広域をカバーできるネットワークで、その特徴は少ない電力消費と長距離伝送にあります。本プロジェクトでは、開発者であるPradeep氏が、セルラーIoTを活用してLoRaを使用した太陽光発電モニタリングシステムを構築する方法をご紹介します。太陽光発電パネルからのデータはセンサーによって検知・収集され、LoRaモジュールを介して送信されます。さらに、そのデータは基地局のBlues WirelessセルラーIoTノートカードを経由してQubitroクラウドポータルにアップロードされます。Qubitro APIを利用することで、太陽光PVシステムのパフォーマンスを監視・分析することが可能になります。

現在、太陽光データのモニタリングが極めて重要となっています。その理由は、太陽エネルギーが再生可能エネルギーの主要な供給源であり、今後その重要性はさらに高まっていくためです。

太陽エネルギーは環境負荷が少なく、コスト面でも手頃で、かつ再生可能であるため、代替エネルギー源として優れた選択肢と言えます。しかし、その利点を最大限に引き出すには、賢明に利用する必要があります。LoRa対応システムは、私たちがリソースを適切に監視し、保全する上で大きな助けとなります。以下に、フィールドテストの画像とデータダッシュボードを掲載します。 

太陽光PVセルを監視するため、Pradeep氏はGravity I2Cワットメーターセンサーを採用しました。これにより、生成された電圧、消費電力、負荷電流を監視することができます。また、生成された電圧と太陽光環境の状態を分析するため、太陽光の強度と温度の監視も必要となります。この目的のため、Pradeep氏はBH1750光強度センサーとGrove温湿度センサーを使用しています。

これでセンシングユニットの準備が整いました。次に、センサーデータを収集し、LoRa経由で転送できるシステムを設計していきましょう。このシステムを設計するにあたり、Pradeep氏はSeeed Studio Fusion PCB実装サービスを活用しました。

さらに、これらすべてのセンサーをXiao RP2040に接続し、Wio-E5モジュール経由でデータ転送を行います。これが送信ノードの全構成です。次に、送信ノードからデータを受信し、それをクラウドに公開する受信機を構築する必要があります。ここでもPradeep氏はBlues Note CardとNotecarriersを使用し、同じPCB設計を活用しています。Xiao + Wio-E5 PCBは送信機からデータを受信し、Blues Cellular Notecardを経由してデータを転送します。最後に、QubitroとQubitro APIを使用して、太陽光PVデータを共有し、可視化することができます。 

ハードウェア接続：

送信側では、I2Cポートを使用して3つのセンサーすべてをXIAO RP2040に接続します。そしてWio-E5はUARTポートを介してXiao RP2040に既に接続されています。

受信側では、I2Cポートを使用してBlues WirelessノートカードをXIAO RP2040に接続します。Wio E5はUARTポートを介して既に接続されています。受信ノードはLoRa経由でデータを受信し、Blues Notecardを使用してクラウドにデータを転送します。

太陽光PVモニタリングシステムはどのような課題に直面し、Seeed Fusionはそれらの解決にどのように貢献したのでしょうか？

Pradeep氏にとってこれが初めてのPCB設計でしたが、Seeed Fusionチームのサポートにより、すべてが円滑に進行しました。彼はSeeedのFusion PCBAサービスに深く感銘を受けたと語ります。このサービスは、アジャイルなPCB製造と実装のニーズに対して、シームレスかつプロフェッショナルな体験を提供します。

「彼らは私の設計と製造において多くの支援を提供してくれました。ソフトウェア面では、これが私の初めてのLoRaプロジェクトだったため、いくつかの課題に直面しましたが、Seeedから直接サポートを受け、長時間にわたる議論を重ねました。その結果、すべてがうまく運びました。すべての技術的および商業的サポートを提供してくれたAmanda SunさんとMeng Naさんに、特に感謝の意を表します。

PCBAサービスは素晴らしかったです。5点満点で6点をつけたいほどです。PCBの品質と実装は完璧でした。Seeed Fusionにはオープンライブラリに豊富なコンポーネントが揃っています。注文プロセスも非常に簡単で、Gerberファイルをアップロードし、PCBの数量を選択するだけでした。これだけで注文が完了します。カスタマーサービスから製造状況の詳細な情報を随時受け取れたため、Seeedとの業務は本当に快適でした。」

本プロジェクトが皆様のインスピレーションとなり、太陽エネルギー分野でのさらなる探求への動機付けとなることを願っています。もしまだ実現していないプロジェクトアイデアをお持ちの場合、アジャイルな製造とハードウェアカスタマイズのための包括的ソリューションとしてSeeed Fusionをお勧めします。この優れたサービスを活用することで、製品開発プロセスを加速させ、市場への迅速な投入を実現することができるでしょう。

Seeed Studio Fusionアジャイル製造：0.1から∞まで 

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