ESP32-S3エッジDTUの開発・納入事例 | Obeita
納入済みプロジェクト。完成したハードウェアとソフトウェアは、試験でお客様と合意した要件を満たしました。新規プロジェクトの仕様は別途合意する必要があります。
Obeitaは、シリアル通信、デジタル信号、ネットワーク接続を一体のハードウェア・ソフトウェア開発範囲にまとめたESP32-S3エッジDTUを完成させ、納入しました。顧客要件と契約により作業範囲を定め、設計、実機試験、納入へと進めました。本事例では、現場インターフェースと24 V基板構成の整合に重点を置いています。
現場インターフェースの役割の定義
本プロジェクトでは、単純なシリアル・ネットワーク変換以上の対応が必要でした。公開されている構成は、RS485とTTL通信に、フォトカプラー入力、リレー出力、CANトランシーバー経路を組み合わせたものです。要件定義では、電気的なインターフェースと、そこに求められるアプリケーション動作を分けて整理しました。
この区別は、特にCANとリレー制御で重要です。トランシーバーは物理的なバス接続を提供しますが、アプリケーションの識別子やフレーム処理はファームウェアで実装する必要があります。リレー出力についても、駆動回路、コイル電源、対象負荷の関係を定義する必要があります。
基板設計とファームウェアの整合
Obeitaは、契約で定めたエッジDTUのハードウェア・ソフトウェア設計を実施しました。公開されているネットワーク構成は、ESP32-S3-WROOM-1UのWi-FiとCH390 SPI Ethernetコントローラーを組み合わせています。RS485/TTLからTCPへの転送が基本的な連携方針であり、USBコマンドライン端末はローカル設定の選択肢です。
公開されている基板の電源・インターフェース構成では、SGM6232で24 V電源を3.3 Vに変換し、PC817入力経路とULN2003駆動のHF46F-024-HS1リレーを使用します。リレーは24 Vコイルを前提としており、12 Vリレーへの変更には、コイル電源、駆動電流、出力回路のハードウェア確認が必要です。追加のエッジ処理、クラウド向けデータ形式、CANアプリケーションプロトコルは、新規プロジェクトで個別に指定する機能です。
制御盤への組み込みに関する考慮事項
構成にはRS485、CAN、電源経路のTVS部品が含まれ、データ端子は3.81 mmピッチ、電源端子は5.08 mmピッチです。制御盤への取り付けは、3Dプリント筐体にレール用ブラケットを追加する方向で記載されています。筐体内のクリアランスと取り付け方法は、選定した実装構成に合わせる必要があります。保護部品を搭載しているだけで、耐イミュニティ性能の等級が確定するわけではありません。
公開されている技術構成と設定
以下の表は、本事例で公開されている技術構成、設定の方向性、選定上の条件を示します。オプション、ファームウェアに依存する選択肢、拡張の方向性が記載されていても、すべてを納入したことを個別に保証するものではありません。実際の納入内容は、本プロジェクトで合意したハードウェア、ソフトウェア、機能の範囲に基づきます。
| 項目 | 構成 |
|---|---|
| メインモジュール | ESP32-S3-WROOM-1U |
| ネットワークコントローラー | CH390、10/100 Ethernet、Wi-Fi |
| シリアルバス | RS485 × 2、TTL × 1 |
| CAN | SIT65HVD232DRトランシーバー経路 × 1 |
| デジタルI/O | フォトカプラー入力2点、リレー出力2点 |
| 電源設計 | 24 V DC、SGM6232による変換 |
納入結果と試験の範囲
契約で定めたエッジDTUのハードウェアとソフトウェアを完成させ、納入しました。実機による機能試験で、顧客の要求を満たすことを確認しました。
この結果は、合意したプロジェクト機能を対象としています。あらゆるCANプロトコルへの対応、制限のないリレー負荷、認証済みの耐イミュニティ性能、すべてのクラウド・エッジ拡張機能の実装を意味するものではありません。
同様のプロジェクトのご相談
同様のESP32-S3エッジDTUをご検討の場合は、シリアル機器のプロトコル、必要なCANメッセージ、入力信号の種類、リレー負荷、利用可能な制御盤電源をObeitaまでお知らせください。これらの情報をもとに、インターフェースとアプリケーションの範囲を合わせて定義します。