冷暖房空調設備をはじめとするファンコイル・システムの監視と分類は、予知保全、性能の最適化、エネルギー効率改善に欠かせません。

こうした異常検知、予測モデル、分類、回帰分析などのアプリケーション分野ではセンサと機械学習の手法が用いられます。

そこで活躍するのがエッジAIです。エッジAIはセンサ・レベルでファンの状態を監視して電力を節減します。

このユースケースでは、STWIN.boxボード上のST MEMSセンサを使用して、ファンコイル監視システムを実装する例をご紹介します。

アプリケーションの動作原理

分類はモータの振動の強度に基づいて行われます。振動の強度は、STWIN.boxボード上のISM330DHCX IMU(慣性測定ユニット)内の加速度センサで検出します。 

AIoT Craftのブロック AIoT Craftのブロック AIoT Craftのブロック

アプローチ

振動はISM330DHCXの機械学習コア(MLC)の設定に基づいて、静止、低振動、高振動という3つの分類のいずれかとして識別されます。

加速度センサのデータ・レートは6667Hz、最大測定範囲は16gに設定します。

3つの分類は、ISM330DHCX MLCで実行されるデシジョン・ツリーで識別します。

センサ

ISM330DHCXは、機械学習コア、ステート・マシン、産業アプリケーション用デジタル出力を備えた慣性測定ユニット(IMU)です。

このセンサは、IoTなどによる産業用センシング・アプリケーション(状態監視/予知保全など)の試作や検証に威力を発揮する開発キットSTWIN.boxボードに実装されています。

データセットとモデル

データセット:静止、低振動、高振動の3分類

加速度センサのデータ・レートは6667Hz、最大測定範囲は16gに設定します。

モデル:3つの分類を均等に含む約740秒のデータセットによって学習済みです。

結果

得られるデシジョン・ツリー・モデルは、99.35%の正確度を示します。

結果 結果 結果

今すぐ開始

このユースケースは、以下のリソースを使用して簡単に再現できます。

  • ST AIoT Craftでユースケースを開きます。
  • モータまたはポンプなど、他の機械で動作させるためにセンサ内AIの再学習を行えるように、プロジェクトを自分のワークスペースに複製します。
  • この例を使用するには、ボードをファンの前面、つまり空気が送出される側にしっかりと固定する必要があります。正確な分類結果を得るには、ボードのボタンが外側を向くように(ファンの反対側を向くように)、USBポートが地面の方向を向くように配置します。

関連情報

執筆者:Michele FERRAINA | 最終更新日:2025年2月

最適化ツール

ST AIoT Craft

ST AIoT Craft

最適製品

ISM330DHCX

最適製品

リソース

ST AIoT Craftで最適化

ST AIoT Craftは、センサ内AIとSTの部品を使用してIoTソリューションを開発するツールです。ST MEMSセンサ内の機械学習コア内にプロファイルを判定するデシジョン・ツリー・アルゴリズムを構築し、センサ・ツー・クラウド・ソリューションを展開できます。

ST AIoT Craftで最適化 ST AIoT Craftで最適化 ST AIoT Craftで最適化

ISM330DHCXに最適

ISM330DHCXは、Industry 4.0アプリケーションに対応した高性能3軸デジタル加速度センサおよび3軸デジタル・ジャイロ・センサを備えたシステム・イン・パッケージ(SiP)です。  センサ内に機械学習アルゴリズムを組み込むためのMLC(機械学習コア)も搭載しています。

ISM330DHCXに最適 ISM330DHCXに最適 ISM330DHCXに最適
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