ウエイトレンタル

監修:株式会社ナニワ製作所

ウエイトレンタルとは

ウエイトレンタルとは、テントの強風による倒壊・飛散防止、クレーン検査用、校正用等々として 試験や検査で使用するために一時的にウエイト(重り)をレンタル(借りる)サービスです。

一般的には必要な時に必要な日数をレンタルするため自社で購入するよりも初期コストが大幅に削減できます。また、保管スペース、管理も必要がないため余計なコストも削減できます。

ただし、特にクレーン用ウエイトは重量物のため専用便となり運搬費用がかかります。近くにレンタル会社があれば良いのですが遠方だと運搬費用が高く、購入の方が短い期間で償却できるケースもあります。

 複数台クレーンを稼働しているところでは性能検査日程を合わせる等も考慮すると大幅なコストダウンに繋がるケースがあります。

ウエイトレンタルの使用用途

ウエイトレンタルはさまざまな使用用途で利用されます。また、一部の業務において重りは重要な役割を果たすことがあります。以下はウエイトレンタルの使用用途一例です。

1. クレーン荷重試験

クレーンは安全に動作することを確認するために、定格荷重での試験を実施することが定められています。したがって、荷重試験を実施するために、正確なウエイトが必要です。設置時の確認試験、落成検査、年次点検、性能検査、再開検査とあり、重量物のため製作費用も高額であり、保管場所の問題もあるためトレンタルの需要が最もあります。

2. テントのズレ、及び飛散対策

大型テント、集会所用、運動会用テントの突風により飛散しないように使われます。

3. 構造確認

建築物や構造物の設計が許容される荷重に耐えられるかどうかを確認するために利用されることがあります。一例として、建物の基礎や柱などにウエイトを積み上げて、構造物の応力や変形を評価します。建築業界で一般的に実施される試験のひとつです。

4. 材料物性確認

さまざまな材料の強度や耐久性などを評価するためにウエイトが使用されます。これにより、材料の品質や適用範囲を判断することが可能です。材料にはプラスチック材料から金属材料までさまざまな物質に適用されることがあります。

5. 輸送

レンタルウエイトを使用することで、トラックや大型車両の積載可能量を確認することが可能です。重量スケールでトラックの重さを検査することで、積載可能量や耐久性を試験することが可能です。

また、トラックスケールの正確性を確認するために、ウエイトを使用することも多いです。ウエイトが正確に校正することで、トラックスケールの測定結果を正確に保つことができます。トラックスケールの校正は、法的な要件や業界規制に係ることも多くあります。

6. 機械の能力テスト

AGV(無人搬送車)、自動倉庫、コンベヤ、自走台車等の定格荷重に対して、能力の確認、耐久テストの確認にも使用されております。

ウエイトレンタルの選び方

ウエイトレンタルを利用する際にはいくつか重要な要因が存在します。以下はウエイトレンタルの選定要素一例です。

1. 重量

まずは試験の要求事項を確認し、必要となるウエイトの重量を確認します。測定分解能などを確認することで、複数個に分けてレンタルすることが多いです。試験の性質に応じて、ウエイトの量を選択します。

2. トレーサビリティ

ウエイトを精密な試験などに使用する場合、適切な校正証明書とトレーサビリティ証明書の付属が重要です。ただし、テントの設営などで重りとして使用するだけであれば、トレーサビリティは必要ありません。

3. 形状

ウエイトの形状は試験方法に合わせて選択します。一例としてクレーンの試験に使用する場合は、玉掛けワイヤーやシャックルが簡単に取り付けられる構造のウエイトが最適です。一般的なウエイトの形状には円筒形や直方体または板状などがあります。

ウエイトレンタルのその他情報

レンタルと保有の選び方

ウエイトレンタルを利用する際は、実施する試験などに合わせてレンタルすることが一般的です。必要な重さやウエイトの種類を選定します。

ウエイトを一時的に必要とする場合、購入するよりもコスト効率が高い場合が多いです。購入に比べて初期投資が少なく、必要な期間だけウエイトを借りることができます。

ウエイトレンタルであればメンテナンスが済んでいるため、メンテナンスや点検を行う必要はありません。使用後に返却するだけでよく、手軽に使用可能です。
各レンタル品に応じたレンタル会社があります。専門業者にレンタルするのがノウハウもあり間違いがないです。

本記事はウエイトレンタルを製造・販売する株式会社ナニワ製作所様に監修を頂きました。

株式会社ナニワ製作所の会社概要はこちら

마킹 프린터

마킹 프린터란?

마킹 프린터(영어: marking printer)는 주로 산업용으로 사용되는 인쇄 및 마킹용 프린터를 말합니다.

라벨 프린터, 튜브 프린터, 튜브 마커 등으로도 불린다. 마킹 프린터는 단자대, 전선, 전자기기 등의 식별을 위해 작은 글자를 인쇄하는 프린터입니다.

전선에는 튜브나 라벨에, 단자대나 기기에는 명판에 이름, 번호, 기호 등의 정보를 인쇄하여 식별할 수 있도록 합니다. 마킹 프린터는 크게 접촉식, 비접촉식, 잉크식, 레이저식 인쇄 방식으로 나뉩니다.

마킹 프린터의 사용 용도

마킹 프린터는 산업기기, 전자기기 등에 인쇄하는 방법으로 다양한 용도로 활용되고 있습니다.

배선이나 튜브의 마킹 및 인쇄
유통기한, 로트번호, 제조소 기호, 바코드 등의 인쇄
금속, 수지, 고무 제품 등에 인쇄

마킹 프린터의 원리

마킹 프린터는 주로 다음과 같은 원리를 이용합니다. 인쇄 및 도면 방식은 크게 접촉식, 비접촉식, 잉크식, 레이저식 등으로 나뉩니다.

1. 잉크식 마킹

잉크식은 크게 열전사 잉크 리본의 잉크를 이용한 접촉식 인쇄 방식과 액체 잉크를 이용한 연속형, 온디맨드형 비접촉식 인쇄 방식으로 나뉩니다.

2. 컨티뉴어스형 마킹

노즐에서 연속적으로 토출되는 잉크 입자를 인쇄의 도트 위치 정보에 대응하는 전압으로 대전시켜 편향 전극으로 인쇄물에 분사하는 비접촉식 인쇄방식이 사용됩니다. 주로 식품 포장에 사용됩니다.

3. 주문형 마킹

인쇄에 필요한 양의 잉크를 압력을 가해 토출하는 비접촉식 인쇄 방식이 사용됩니다. 압전식이나 순간 가열 방식으로 한 방울씩 잉크를 분사하여 인쇄합니다. 고속으로 거리를 두고 인쇄할 수 있어 주로 제조 라인 등에서 사용됩니다.

4. 레이저식 마킹

레이저식은 레이저 빛을 조사하여 대상물 표면을 용해, 박리, 산화, 변색, 태우거나 긁어내는 방식으로 지워지지 않는 마킹 방법을 선택할 수 있습니다.

마킹 프린터의 종류

1. 마킹에 따른 분류

마킹의 종류는 크게 접촉식과 비접촉식으로 나뉩니다.

접촉식
접촉식 마킹은 손글씨, 스탬프, 라벨, 각인 등입니다. 손글씨는 펜 등으로 사람이 직접 씁니다. 저렴한 방법으로 소량 생산에 적합합니다.

스탬핑은 잉크의 양을 최적으로 유지하지 않으면 잉크가 흘러내리거나 반대로 글자가 흐릿해집니다. 손으로 누르는 방법과 기계로 누르는 방법이 있으며, 곡면이나 요철이 있는 표면은 어렵습니다.

라벨은 깨끗한 글자를 인쇄할 수 있지만, 공수가 많이 들어갑니다. 제품에 붙이는데, 벗겨짐이 문제가 됩니다. 각인은 제품에 홈을 파기 때문에 지워지지 않는 것이 특징입니다.

비접촉식
비접촉식 마킹은 잉크젯, 레이저 등의 방법이 있다. 잉크젯 방식은 잉크를 비접촉식으로 날려서 인쇄하는 방식이다. 곡면, 부드러운 표면, 섬유질 표면 등에도 대응할 수 있습니다. 고속으로 이동하는 물체에 마킹이 가능하기 때문에 운반 중인 제품에도 마킹이 가능합니다.

레이저 방식은 레이저를 XY 방향의 거울로 스캔하여 글자를 쓰는 방식입니다. 잉크 등의 소모품이 필요 없고, 유지보수가 용이하다는 큰 장점이 있다. 또한 문자 변경이나 날짜 변경도 쉽게 할 수 있습니다.

2. 마킹 프린터에 따른 분류

마킹 프린터는 여러 종류가 사용되고 있습니다.

  • 산업용 잉크젯 프린터
    비접촉식 프린터의 대표격이다. 입상 잉크를 분사하여 유통기한, 로트번호, 제조소 기호 등을 도트 문자로 인쇄합니다. 종이, 유리, 플라스틱, 금속, 모든 물질에 인쇄가 가능합니다.
  • 산업용 열전식 프린터
    열전식 프린터입니다. 종이상자, 골판지 상자, 플라스틱 포장재 등에 유통기한, 로트번호, 바코드 등을 인쇄합니다.
  • 피에조식 프린터
    침투성이 있는 종이상자나 골판지 상자에 품목명, 날짜, 로고, 바코드 등을 큰 글씨로 인쇄할 수 있습니다.
  • 레이저 프린터
    레이저를 사용하여 인쇄하는 프린터로, PET에 인쇄, 포장 필름에 인쇄, 인쇄 기판에 인쇄, DVD에 인쇄, 금속 캡에 인쇄 등의 사례가 있습니다.
  • 접촉식 회전식 프린터
    고무 도장과 골판지와의 마찰로 구동하는 프린터입니다. 가격이 저렴하고 반영구적인 인쇄가 가능합니다.
  • 열전사 프린터
    카드형 또는 롤 형태의 제품에 대응하는 열전사 프린터입니다.
  • 케이블 ID 프린터
    튜브의 표면이나 명판에 ID를 인쇄하는 열전사 프린터입니다.
カテゴリー
category_kr

병렬 로봇

병렬 로봇이란?

병렬 링크 로봇은 병렬로 연결된 팔을 이용해 한 지점에 대해 고속, 정밀한 동작을 하는 산업용 로봇입니다.

팔은 링크와 조인트라는 부품으로 구성되며, 3팔 제품이 주류를 이루고 있습니다. 병렬 링크 로봇은 구성이 단순해 유지보수성이 우수합니다. 여러 개의 모터 출력이 팔 끝부분의 한 지점에 집중되는 구조로, 고출력으로 고정밀도의 동작을 실현할 수 있습니다.

자동화 설비의 픽업 작업 등에 활용되고 있습니다. 또한, 병렬 링크 로봇의 암에는 카본 파이프/CFRP 파이프가 사용됩니다.

병렬 로봇의 사용 용도

병렬 로봇은 산업에서 널리 사용되는 기계입니다. 다음은 병렬 로봇의 사용 용도의 일례입니다.

  • 식품의 팔레트 적재 및 정렬
  • 화장품 등의 라벨 부착 작업
  • 경량 반도체 부품 등의 픽업 작업

빠르고 정밀한 동작이 가능하기 때문에 공작물 분류나 이동을 포함한 픽업 등 비교적 가벼운 작업에 활용됩니다. 스카라 로봇을 제외한 산업용 로봇은 일반적으로 고성능인 만큼 도입 비용이 높고, 복잡한 유지보수 작업이 필요한 경우가 많습니다.

또한, 전문적인 티칭 작업이 필요한 경우가 많기 때문에 많은 비용 부담을 고려해야 합니다. 반면, 병렬링크 로봇은 스칼라 로봇을 제외한 산업용 로봇에 비해 구조가 단순합니다.

따라서 도입비용이 저렴하고 유지보수 및 관리가 용이하다는 장점이 있습니다.

병렬 로봇의 원리

병렬 링크 로봇은 주로 모터와 베어링, 링크 암 등으로 간단하게 구성됩니다. 일반적으로 3개의 링크 암이 병렬로 연결되어 있으며, 각각의 링크 암에 각각 모터가 장착되어 있습니다.

본체 베이스 부분은 천장에 고정되어 있고, 링크 암 등에 의해 암 끝부분이 매달려 있는 상태입니다. 병렬 로봇은 병렬 링크 메커니즘을 가지고 있다는 점이 가장 큰 특징입니다. 병렬 링크는 여러 개의 모터 출력이 팔 끝부분의 한 지점에 집중되어 동작하도록 하는 메커니즘입니다. 일반적으로 다관절 로봇은 로봇 팔의 끝부분을 움직이기 위해 각 관절을 순차적으로 작동시켜야 합니다. 이것이 직렬 링크 메커니즘입니다.

반면, 병렬 링크 구조는 여러 개의 관절이 동일한 최종 출력처에 연결되어 있기 때문에 각각을 병렬로 동작시켜 최종 출력처를 움직이게 됩니다. 이를 병렬 링크 메커니즘이라고 하며, 직렬 링크 메커니즘으로 동작하는 로봇보다 더 빠르게 동작할 수 있습니다. 병렬 링크 메커니즘은 암과 모터, 베어링으로 구성됩니다. 따라서 구조가 간단하고 저렴하게 도입할 수 있습니다.

각 제조사에서 판매하는 병렬 링크 로봇도 다른 다관절 로봇에 비해 가격이 저렴합니다. 저렴하게 도입할 수 있기 때문에 제조 현장 담당자가 쉽게 접근할 수 있는 제품입니다. 고속 동작이 가능하다는 점을 활용하면 픽앤플레이스와 같은 작업을 자동화할 수 있습니다. 적절한 곳에 여러 대를 도입하면 공장의 여러 공정을 자동화하는 효과를 기대할 수 있습니다.

병렬 로봇의 기타 정보

스칼라 로봇과의 차이점

스칼라 로봇은 수평으로 움직이는 회전축을 3축, 상하로 움직이는 1축을 갖춘 수평 다관절형 산업용 로봇입니다. 병렬 링크 로봇과 스칼라 로봇은 벨트 컨베이어에서 공작물을 운반하는 작업에서 비슷하게 적용되고 있습니다. 이 둘의 차이점은 수평 작업과 고속성입니다.

스칼라 로봇은 일명 수평 다관절 로봇이라고 불리는 직렬 링크 메커니즘의 로봇입니다. 이는 지면에 대한 수평 방향의 움직임에 강점을 가진 로봇으로, 수평 방향의 나사 조임이나 공작물 흡착과 같은 작업을 할 수 있습니다.

반면, 병렬 로봇은 기본적으로 지면에 수직으로 움직이는 작업을 잘하는 로봇입니다. 즉, 스칼라 로봇이 할 수 있는 나사 조임 작업 등을 수행하기 어렵습니다. 하지만 병렬 로봇은 스칼라 로봇보다 빠른 속도로 작업을 할 수 있기 때문에 수직 방향의 작업에 있어서는 스칼라 로봇보다 더 효율적입니다.

カテゴリー
category_kr

네트워크 스캐너

네트워크 스캐너란?

네트워크 스캐너는 컴퓨터 네트워크에 연결할 수 있는 스캐너의 일종입니다.

스캐너 본체에 직접 연결하지 않고 네트워크를 통해 컴퓨터에 연결합니다. 이를 통해 컴퓨터나 네트워크상의 다른 기기에서 쉽게 접근하고 조작할 수 있습니다.

네트워크 스캐너는 종이 문서를 디지털 데이터로 변환하는 데 사용합니다. 인보이스, 영수증, 계약서 등 일상 업무에 사용되는 종이 문서를 전자화하는 데 가장 적합한 방법입니다.

이를 통해 문서를 이메일로 보내거나 파일 공유 서비스에 저장하거나 다른 기기에서 볼 수 있도록 할 수 있습니다.

네트워크 스캐너의 사용 용도

네트워크 스캐너는 종이 문서를 디지털 데이터로 변환하는 데 사용할 수 있습니다. 다음은 그 주요 사용 사례를 몇 가지 소개하고자 합니다.

1. 사무처리 자동화

네트워크 스캐너는 문서의 디지털화를 자동화하여 사무 업무를 획기적으로 효율화할 수 있습니다. 이를 통해 데이터 입력 시간을 줄이고 인적 오류를 최소화할 수 있습니다.

2. 원격지와의 정보 공유

네트워크 스캐너를 사용하면 문서와 이미지를 디지털화하여 즉시 네트워크에 업로드할 수 있습니다. 이를 통해 원격지에 있는 팀원 및 파트너와 쉽게 정보를 공유할 수 있습니다.

3. 문서 백업 및 보관

네트워크 스캐너를 사용하면 중요한 문서를 쉽게 백업하고 보관할 수 있습니다. 이를 통해 데이터 손실의 위험을 줄이고 필요한 정보를 즉각적으로 얻을 수 있습니다.

4. 계약서 및 법적 문서 관리

법률 문서와 계약서는 종종 종이로 보관되는 경우가 많은데, 이를 디지털화하면 검색과 접근이 용이해집니다. 일부 고급 네트워크 스캐너는 스캔한 데이터에 대한 접근 권한을 제한할 수 있는 기능도 있습니다.

5. 친환경적인 사무실

데이터를 디지털화하면 종이 기반 문서 생성 및 보관과 관련된 환경 영향을 크게 줄일 수 있습니다.

이는 네트워크 스캐너의 일부 사용 사례에 불과합니다. 적절하게 선택하고 도입하면 모든 업무 환경에서 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

네트워크 스캐너의 원리

네트워크 스캐너는 이름에서 알 수 있듯이 네트워크에 연결된 스캐너이지만, 그 원리를 이해하려면 스캐닝과 네트워킹이라는 두 가지 주요 요소를 고려해야 합니다.

1. 스캐닝

스캐너의 기본 기능은 종이 문서나 이미지를 디지털 데이터로 변환하는 것입니다. 이 프로세스는 일반적으로 CCD(전하 결합 장치) 센서를 사용하여 물리적 문서를 한 줄씩 읽고 그 정보를 디지털 신호로 변환합니다. 이 디지털 신호는 나중에 이미지로 재구성되어 컴퓨터에서 표시하거나 편집할 수 있습니다.

2. 네트워킹

네트워크 스캐너의 고유한 요소는 스캔한 데이터를 네트워크에 직접 전송할 수 있다는 점입니다. 이는 이더넷 연결 또는 Wi-Fi를 통해 스캐너가 네트워크에 직접 연결되어 있을 때 가능합니다.

스캔한 데이터는 지정된 네트워크 위치(예: 서버 또는 특정 PC)로 직접 전송됩니다. 또한 이메일이나 클라우드 스토리지에 직접 업로드할 수도 있습니다.

네트워크 스캐너는 이 두 가지 기능을 결합하여 물리적 문서를 디지털화하고 그 데이터를 네트워크 전체에서 즉시 공유할 수 있는 기능을 제공합니다. 이를 통해 정보의 접근성과 공유성을 크게 향상시켜 전체 비즈니스 프로세스의 효율성을 높일 수 있습니다다.

네트워크 스캐너에 대한 추가 정보

네트워크 스캐너의 기능

네트워크 스캐너의 주요 기능은 다음과 같습니다.

  • 디지털화
    가장 기본적인 기능은 물리적 문서와 이미지를 디지털 포맷으로 변환하는 것이다. 이를 통해 종이 기반 정보를 전자적으로 저장, 편집 및 공유할 수 있습니다.
  • 네트워크 연결
    네트워크 스캐너는 Wi-Fi 또는 이더넷을 통해 네트워크에 연결됩니다. 이를 통해 스캔한 데이터를 네트워크의 어느 위치로든 직접 전송할 수 있습니다.
  • 자동 피드 및 양면 스캔
    많은 네트워크 스캐너에는 자동 급지 장치가 장착되어 있어 한 번에 여러 페이지를 자동으로 스캔할 수 있습니다. 또한 양면 스캔 기능을 갖춘 모델도 있어 양면 인쇄된 문서도 쉽게 디지털화할 수 있습니다.
  • OCR (광학 문자 인식)
    고급 네트워크 스캐너는 OCR 기술을 사용하여 스캔한 문서의 텍스트를 인식하고 편집 가능한 텍스트 파일로 변환할 수 있습니다. 이를 통해 검색 가능한 PDF를 생성하고 데이터 입력 시간을 크게 절약할 수 있습니다.
  • 보안
    네트워크 스캐너는 데이터를 안전하게 전송할 수 있는 보안 기능을 갖추고 있습니다. 여기에는 데이터 암호화, 사용자 액세스 제한, 안전한 네트워크 통신 등이 포함됩니다.
  • 클라우드 연동
    일부 네트워크 스캐너는 클라우드 스토리지 서비스와의 연동 기능을 가지고 있습니다. 이를 통해 스캔한 데이터를 구글 드라이브, 드롭박스, 원드라이브와 같은 클라우드 서비스에 직접 업로드할 수 있습니다. 이를 통해 원격지에 있는 팀원들과의 정보 공유를 용이하게 할 뿐만 아니라 데이터 백업 및 접근성을 향상시킬 수 있습니다.
  • 이메일 전송
    스캔한 문서를 직접 이메일로 전송하는 기능도 있습니다. 이를 통해 정보 공유가 더욱 빠르고 쉬워집니다.
  • QR 코드 인식
    일부 네트워크 스캐너는 스캔한 문서에서 QR 코드를 읽을 수 있습니다. 이는 문서의 자동 분류 및 데이터 입력을 단순화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이는 네트워크 스캐너가 제공하는 기능 중 일부에 불과합니다. 사용 시나리오와 비즈니스 요구 사항에 따라 다양한 추가 기능과 사용자 정의가 가능한 모델을 선택할 수 있습니다.

고품질 네트워크 스캐너는 정보의 접근성과 공유성을 크게 향상시켜 전체 비즈니스 프로세스의 효율성을 높일 수 있습니다.

カテゴリー
category_kr

세이프티 라이트 커튼

세이프티 라이트 커튼이란?

세이프티 라이트 커튼은 설비 내 사람의 침입을 감시하는 광센서입니다.

주로 작업자의 안전대책을 목적으로 설비 출입구 및 위험 구역에 설치됩니다. 안전성을 중시하는 특성상 국제표준 IEC61496-1/2의 센서 일반 안전규격에 따라 설계 및 평가되어 제3자 인증기관에서 안전용 장비로 인증을 받은 제품이 많습니다.

세이프티 라이트 커튼의 사용 용도

세이프티 라이트 커튼은 주로 산업에서 사용되는 장치 중 하나입니다. 다음은 세이프티 라이트 커튼의 사용처의 일례입니다.

  • 프레스기 개구부 주변
  • 제품 반전 장치 주변
  • 파쇄기, 선별기 개구부 주변
  • 박물관, 금고 등의 방범

대형 구동 기계 주변에서 사람의 침입을 감지하는 용도로 많이 사용됩니다. 기계에 끼이거나 끼임으로 인한 사고를 방지합니다.

대형 구동 기계에 대한 침입을 방지할 때는 울타리나 펜스로 덮어 물리적으로 침입이 불가능하도록 하는 방법이 일반적입니다. 하지만 사람의 출입이 잦은 곳이나 정기적인 유지보수가 필요한 곳을 완전히 가리는 것은 불편합니다. 이러한 부분에는 안전 라이트 커튼을 설치하여 사람이 침입했을 때 설비가 정지하도록 합니다.

산업 용도 외에도 사람의 출입이 잦고 야간에 방범이 필요한 박물관 등에 사용되기도 합니다.

세이프티 라이트 커튼의 원리

세이프티 라이트 커튼은 광센서, 하우징, 리드선 등으로 구성됩니다.

1. 광센서

광센서는 투광과 수광 유닛이 한 쌍으로 구성된 구조가 일반적입니다. 광전 센서나 레이저 센서와 마찬가지로 투광된 빛을 차단하여 수광 기기가 물체를 감지하고 신호를 발신하는 방식입니다. 투광된 여러 개의 평행광을 수광할 수 있도록 광축을 맞춰서 설치해야 합니다.

투광기의 광원은 파장 400nm~1,500nm의 범위를 사용하도록 규정되어 있습니다. 주로 파장이 900nm 정도의 적외선을 출력하는 LED가 주로 사용됩니다.

세이프티 라이트 커튼은 안전을 중시하는 기기이기 때문에 만약 센서가 고장 나더라도 이상 징후를 감지하면 설비를 정지시키는 동작을 하기 때문에 안심할 수 있습니다. 헬스 신호를 광센서에 섞어 발신하고 있으며, 응답 시간 내에 수신하지 못하면 회로 고장으로 고장 신호를 발신합니다.

2. 하우징

하우징은 광센서와 내부 기판을 보호하기 위한 외피입니다. 일반적으로 단단한 합성수지나 금속 등이 사용된다. 안전 대책 제품임을 알리기 위해 호랑이 무늬로 도장되어 있는 경우도 있습니다.

3. 리드선

리드선은 센서와 외부 제어기기를 연결하기 위한 부품입니다. 일반적으로 다심 이동 케이블 등이 사용됩니다. 커넥터 케이블로 되어 있는 경우도 많습니다.

안전 라이트 커튼을 선택하는 방법

안전 라이트 커튼의 선정 기준은 감지 높이, 광축 피치, 감지 거리 등입니다.

1. 감지 높이

감지 높이는 안전 라이트 커튼의 광선이 방출되는 폭입니다. 개구부 크기에 따라 선택해야 합니다.

감지 높이가 클수록 넓은 범위를 감지할 수 있지만, 가격이 비싸고 장비가 커져 비경제적입니다. 일반적으로 개구부 크기를 최소화하여 안전 라이트 커튼의 크기를 작게 설계합니다.

2. 광축 피치

광축 피치는 광축이 발사되는 간격입니다. 최소 감지 물체라고도 하며, 값이 짧을수록 작은 물질의 침입도 감지한다. 그러나 광축 피치가 짧을수록 가격도 비쌉니다.

손가락의 침입도 감지하고 싶다면 10mm~20mm 폭을 선택합니다. 손의 침입을 감지하려면 20mm~40mm 폭을 선택합니다. 팔이나 인체의 침입을 감지하려면 40mm 이상의 폭을 선택합니다.

3. 감지 거리

감지 거리는 투광기와 수광기의 설치 간격입니다. 개구부 크기에 따라 선택합니다. 일반적으로 감지 거리가 길수록 가격이 비싸지는 경향이 있습니다.

감지 거리가 5m 이하의 짧은 제품이 있습니다. 최대 50m 이상 감지할 수 있는 제품도 판매되고 있다. 일반적으로 감지 피치가 짧을수록 감지 거리도 짧아지는 경향이 있습니다.

세이프티 라이트 커튼의 기타 정보

세이프티 라이트 커튼의 기능

안전성을 보장하는 세이프티 라이트 커튼이지만, 일부 비활성화하는 기능으로 뮤팅 기능이나 블랭킹 기능이 있습니다. 다만, 사용법을 잘못 사용하면 사망사고로 이어질 수 있으므로 사용 시 주의가 필요합니다.

뮤팅 기능은 세이프티 라이트 커튼을 일시적으로 비감지 상태로 만드는 기능입니다. 감지 영역의 일부를 대상으로 실시합니다. 예를 들어, 제조 중인 제품이나 부품 등이 세이프티 커튼을 통과할 때만 통과하는 부분만 비검출 상태로 만드는 것입니다.

블랭킹 기능은 세이프티 라이트 커튼의 일부를 상시 비활성화하는 기능입니다. 작업대 등 고정물에 의해 광축이 상시 차광되는 장치에서 사용됩니다.

カテゴリー
category_kr

안전 컨트롤러

안전 컨트롤러란?

안전 컨트롤러는 안전 입력 기기에서 받은 신호로 기계가 안전하게 작동하는지 여부를 판단하고 제어하는 기기를 말합니다.

위험할 경우 기계를 가동하지 않거나 기계를 강제 정지 제어하는 기능이 있습니다. 기능 안전 기준에 따른 전자 부품과 소프트웨어로 안전성이 입증된 제품이라고 할 수 있습니다.

안전 컨트롤러의 사용 용도

안전 컨트롤러는 입력기기, 출력기기, 안전 컨트롤러 자체에 이상이 없는지 확인합니다.

기계 가동 중 입력 기기에서 신호를 받습니다. 입력 장비의 예로는 비상 정지 푸시 버튼 스위치나 라이트 커튼이 있습니다. 입력 기기가 온/오프 2값 신호를 출력하고, 이 신호의 상태에 따라 출력 기기에 대해 강제 정지 제어 신호를 보내거나 입출력 기기의 상태를 모니터링합니다.

기계에 고장이 발생하면 자가 진단을 통해 고장을 감지하고 출력을 정지시켜 기계의 동력을 차단합니다. 이상 발생 시 작업자가 위험한 상태에서도 안전하게 출력기기를 정지시킬 수 있습니다.

안전 컨트롤러의 원리

안전성 측면에서 하드와이어 구성의 장비가 주류를 이루었으나, 안전회로 구성이 가능해짐에 따라 전자식 장비에서도 하드와이어 구성과 동등한 품질을 확보할 수 있게 되었습니다.

안전 컨트롤러의 내부 구조는 기능적 안전성을 고려하여 설계 및 제조되고 있습니다. 입력단자와 출력단자 사이의 내부에 입력회로, CPU, 출력회로가 있으며, CPU가 입력회로와 출력회로에 대해 상호 체크와 백체크를 하고, 장비 내부에서 CPU끼리 진단과 감시를 합니다. 이러한 점검을 통해 정상일 때만 기계가 동작하는 구조입니다.

안전 컨트롤러의 종류

안전 컨트롤러는 프로그래밍의 유무에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

1. 프로그래밍이 가능한 유형

프로그래머블 세이프티 컨트롤러라고도 하며, 기계에 맞는 안전 제어 프로그램을 만들 수 있습니다. 따라서 복잡한 로직 구축이 필요한 경우에도 유연하게 대응할 수 있습니다.

2. 프로그래밍이 불가능한 유형

일반적으로 안전 릴레이 유닛이라고 불리는 것으로, 입력과 출력을 한 쌍씩 대응하는 것부터 여러 개의 입력과 출력을 가지고 간단한 안전 제어 회로를 구축할 수 있는 것까지 다양합니다.

제품에 따라서는 프로그램 없이도 쉽게 안전 제어 회로를 구축할 수 있으며, 전체 정지 및 부분 정지를 실현할 수 있습니다.

안전 컨트롤러의 기타 정보

1. 안전 컨트롤러의 안전성

안전 컨트롤러가 안전하다는 것을 입증하기 위해서는 기능 안전 표준에 근거해야 합니다.

기능 안전 기준은 물건은 언젠가는 고장나고 사람은 반드시 실패한다는 생각을 바탕으로 합니다. 고장이나 실수로 인해 발생하는 피해의 규모에 대해 허용 가능한 위험을 감소시키는 대책을 결정합니다.

피해 규모에 따른 대책의 수준을 안전도 수준(영문: Safety Integrity Level)이라고 합니다. 안전도는 4단계로 나뉘며, 안전도 4가 가장 높은 수준의 대책을 요구하고, 안전도 1이 가장 낮은 수준의 대책을 요구하게 됩니다.

‘기능안전기준에 따른’이란 피해의 크기에 따라 대책의 수준을 정하고, 설계 근거와 제조 과정 등의 기록을 통해 대책이 제대로 반영되었음을 제3자에게 설명할 수 있도록 하는 것으로 정의하고 있습니다.

2. 안전 컨트롤러에서 사용하는 프로그램

안전 컨트롤러의 프로그램에는 사다리 방식, 플로우 차트 방식, 스텝 사다리 방식, SFC(영문: Sequential Function Chart) 방식 등 4가지가 있는데, 이 중 가장 많이 사용되는 것은 릴레이 시퀀스처럼 기술할 수 있는 사다리 방식입니다. 기술 형식이 사다리(영어: ladder)를 닮았다고 해서 사다리도 또는 사다리 프로그램이라고 불립니다.

릴레이는 외부의 전기 신호로 스위치를 켜고 끄는 전자 부품입니다. 릴레이 시퀀스에서는 센서 등의 외부 입력에 의해 제어되는 입력 릴레이와 모터 등의 외부 출력을 제어하는 출력 릴레이의 상태에 따라 타이머나 카운터의 조건에 일치할 때 출력 릴레이의 온/오프를 수행합니다.

래더 프로그램의 단점은 안전 컨트롤러 제조사마다 프로그램 작성 소프트웨어가 다르기 때문에 시스템 변경이 어렵다는 점입니다.

3. 안전 컨트롤러에 요구되는 기능

안전 컨트롤러는 기능 안전 기준을 충족하는 것이 최소한으로 요구되지만, 그 외에도 다음과 같은 사항이 요구됩니다.

기계가 강제 정지한 경우의 원인 규명
실제로는 위험한 상태가 아님에도 불구하고 입력 기기나 안전 컨트롤러가 위험하다고 판단하여 기계를 강제 정지시키는 경우가 있습니다. 그 원인이 무엇인지, 정말 위험한 상태였는지, 오작동에 의한 것인지 등 원인 규명을 단기간에 할 수 있어야 합니다.

조작성이 좋을 것
안전 컨트롤러를 구입하면 배선 및 프로그램 구현 등이 필요합니다. 생산라인을 가동하거나 재조립할 때 이러한 작업에 많은 시간이 소요되면 생산 효율이 떨어지기 때문에, 즉시 가동할 수 있고 조작이 용이해야 한다는 점이 중요합니다.

カテゴリー
category_kr

센서 컨트롤러

센서 컨트롤러란?

센서 컨트롤러는 센서에 전류를 흐르게 하여 제어 신호를 출력하는 장치입니다.

직류용과 교류용이 있으며, 트랜지스터 출력과 릴레이 출력이 있어 센서의 신호를 받아 신호를 출력합니다. 소형 센서 등은 컨트롤러가 내장되어 있는 것도 있습니다.

센서 자체가 매우 다양하기 때문에 용도에 맞는 컨트롤러를 선택해야 합니다. 패널에 표시하는 패널 컨트롤러 등도 있습니다.

센서 컨트롤러의 사용 용도

센서 컨트롤러는 광전 센서, 레이저 센서, 유량 센서 등 다양한 센서가 있으며, 각각의 센서를 컨트롤러에 연결하여 제어하고 있습니다.

전류나 전압, 플러그 모양 등 규격만 맞으면 서로 호환되는 컨트롤러가 판매되고 있으며, 최근에는 하나의 컨트롤러로 여러 개의 센서를 제어할 수 있는 제품도 늘고 있다. 단, 센서와 동일한 제조사가 아니면 작동하지 않는 경우도 있으니 주의해야 합니다.

예를 들어, 공장에서 병뚜껑의 캡 유무를 센서로 감지할 때, 두 개의 센서의 입력 신호를 컨트롤러가 받아 종합적으로 유무를 판단하여 출력을 켜거나 끄는 방식입니다.

센서 컨트롤러의 원리

컨트롤러는 센서에 전원 공급은 물론, 센서가 설치된 장소가 좁아도 멀리 떨어진 곳에서 센서의 값을 확인하고 제어할 수 있는 기능을 가지고 있습니다.

또한, 센서가 측정한 값으로부터 짧은 시간 내에 충분한 정밀도로 제어할 수 있는 높은 정보처리 능력이 요구된다. 전류, 회전수, 위치 등의 제어 변수와 시스템 정밀도의 선정이 중요합니다.

또한, 센서 컨트롤러에는 접점이 릴레이 접점, 트랜지스터 접점 두 가지가 있으며, 용도에 따라 적합한 제품을 선택하는 것이 중요합니다.

1. 릴레이 출력

릴레이 출력은 기계적인 접점 메커니즘을 가지고 있으며, 직류와 교류 모두에 대응할 수 있는 출력 방식을 말합니다. 기계적 접점으로 스위치를 ON/OFF하기 때문에 접점의 수명이 길다는 점과 후술하는 트랜지스터 출력 방식에 비해 접점 개폐 응답이 느리다는 점이 단점으로 꼽힙니다.

반면, 출력 유닛에 여러 개의 단자가 있는 경우 직류와 교류 모두에 대응할 수 있기 때문에 AC200V와 DC24V 등 서로 다른 회로 전압의 부하를 연결할 수 있다는 장점이 있습니다.

2. 트랜지스터 출력

트랜지스터 출력은 기계적 접점이 없는 무접점 출력으로 DC12V~24V의 부하에 대응할 수 있는 출력 타입입니다. 대응 가능한 전류값이 1점당 0.5A로 릴레이 출력 타입의 2A에 비해 작다는 점이 단점입니다. 그러나 기계적인 접점이 없기 때문에 수명이 길고, 접점 개폐의 응답성이 릴레이 타입에 비해 빠릅니다.

직류 부하만 지원하지만, 릴레이를 통해 교류 부하를 구동할 수도 있습니다. 기본적으로 외부에서 입력된 설정 신호와 센서에서 보내는 신호를 비교하여 신호가 일치하도록 제어하여 동작을 안정화시킵니다.

센서 컨트롤러의 기타 정보

1. 센서 컨트롤러 사용법

센서 컨트롤러는 광전 센서 등에 많이 사용되는데, 가장 큰 장점은 센서 부분과 출력 부분을 분리할 수 있다는 점입니다. 이러한 특성으로 인해 센서 컨트롤러는 다음과 같은 용도로 사용됩니다.

첫째, 센서의 종류를 변경할 때 사용합니다. 예전에는 AC200V의 접점 전환을 하는 광전 센서도 많이 판매되었으나, 현재 계장용 전원은 DC24V가 주류입니다. 최신형으로 바꿀 때 전원이 AC200V로 사용할 수 없는 경우 센서 컨트롤러에서 DC24V로 전압을 센서에 공급하면서 AC200V의 릴레이 접점으로 전기 신호를 보낼 수 있습니다.

다음으로 접점을 늘리는 경우 등에 사용합니다. 일반적으로 현장의 센서는 접점이 1개밖에 없는 경우가 많습니다. 센서 컨트롤러를 사용하면 현장과 제어반의 전원을 분리하면서 다수의 접점 출력을 구현할 수 있습니다. 릴레이로 대체할 수 있지만, 응답 속도는 센서 컨트롤러가 더 빠릅니다.

또한 센서 컨트롤러는 다기능인 경우가 많습니다. 센서의 채터링 방지를 위해 타이머를 설치하는 경우가 있는데, 타이머가 내장된 컨트롤러를 사용하면 공간을 절약할 수 있습니다. 이외에도 종류에 따라 센서의 감도를 변경할 수 있는 것도 있습니다.

2. 센서 컨트롤러의 I/O 커넥터

센서 컨트롤러와 센서를 I/O 커넥터로 연결하는 경우가 있습니다. 기본적으로 센서는 리드선이 나와 있을 뿐이며, 압착 연결하거나 단자를 올려서 사용합니다. 압착 플라이어를 사용하여 전기 작업을 해야 하기 때문에 교체하려면 교육이나 훈련이 필요합니다.

그래서 센서 컨트롤러에 배선에 I/O 커넥터를 사용하면 센서를 원터치로 연결할 수 있어 교육이 필요 없습니다. 설치 공사의 공수 절감은 물론, 유지보수가 용이해집니다.

カテゴリー
category_kr

스퍼터링 장치

스퍼터링 장치란?

스퍼터링 장비는 대상물 표면에 아주 얇은 막을 균일하게 형성하는 스퍼터링을 하는 장비입니다.

스퍼터링은 진공증착이나 이온 도금과 마찬가지로 물리 기상 성장법(PVD법) 중 하나입니다. 주로 반도체, 액정 성막을 비롯한 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 또한, 대상물의 표면을 깨끗하게 하는 데 사용되기도 합니다.

스퍼터링 장비의 사용 용도

스퍼터링 장비는 반도체, 액정, 플라즈마 디스플레이 등의 박막 제작에 활용되고 있습니다. 또한, 다른 PVD 방식의 증착장치에 비해 스퍼터링 장비는 융점이 높은 금속이나 합금의 성막이 가능하기 때문에 용도가 다양하다는 특징이 있습니다.

최근에는 플라스틱, 유리, 필름의 표면에 금속을 성막하여 전도성을 부여하고, 투명 전극이나 터치패널의 배선으로도 활용되고 있어 스퍼터링 장비의 활용 범위가 더욱 넓어지고 있습니다.

이외에도 광촉매 작용을 하는 산화티타늄을 표면에 코팅하여 항균 작용을 하는 의료기구나 잡화 등도 판매되고 있습니다. 또한, 주사형 전자현미경(SEM)의 시료 준비 등 분석 용도로도 활용되고 있습니다.

스퍼터링 장치의 구조

그림 1. 스퍼터링 장치의 구조

스퍼터링 장비는 주로 다음과 같이 구성되어 있습니다.

  • 진공 챔버
  • 시료대
  • 스퍼터링 타겟
  • 배기장치 (로터리 펌프 등)
  • 가스 공급계
  • 전원 (고주파, 고압 전원 등)

진공 챔버 내에 기판을 고정하는 시료대와 스퍼터링 재료를 공급하는 스퍼터링 타겟이 있으며, 진공 펌프와 가스 공급계가 챔버에 연결되어 있습니다.

스퍼터링 장치의 원리

그림 2. 스퍼터링 원리

스퍼터링 장비의 원리는 진공 상태에서 고전압을 가해 막 재료의 원자를 튕겨내어 대상물 표면에 성막하는 것입니다. 먼저 펌프를 통해 챔버 내부를 충분히 감압한 후, 아르곤과 같은 불활성 가스를 일정한 압력으로 장치 내부에 채웁니다.

박막의 재료가 되는 타겟에 높은 음전압을 걸어 글로우 방전을 일으키면, 장치 내에 미리 채워져 있던 아르곤이 플라즈마화되어 음극 위의 타겟에 충돌하면서 타겟의 원자와 분자가 튕겨져 나오게 됩니다. 튕겨져 나온 타겟 원자가 양전압을 가한 대상물 표면에 증착되어 박막을 제작할 수 있습니다.

스퍼터링 장비의 종류

스퍼터링 방식에는 다양한 종류가 있습니다.

그림 3. 주요 스퍼터링 장비의 종류

1. DC 방식

직류 전압을 전극 사이에 가하는 방식입니다. 구조가 간단한 등 다양한 장점이 있지만, 시료가 고온의 플라즈마에 의해 손상될 수 있고, 스퍼터링 타겟이 절연체일 경우 제막이 정상적으로 이루어지지 않는 등의 단점이 있습니다.

2. RF 방식

고주파의 교류전압을 전극 사이에 가하는 방식으로, DC 방식에서 제막할 수 없는 세라믹, 실리카 등의 산화물이나 금속산화물, 질화물 등의 물질도 제막할 수 있습니다.

3. 마그네트론 방식

타겟 측에 자석으로 자기장을 만들어 플라즈마를 타겟 부근에 머무르게 하는 방식입니다. 시료의 플라즈마에 의한 손상이 감소할 뿐만 아니라, 플라즈마 생성 속도가 향상되어 제막 속도가 빨라집니다. 직류, 교류, 고주파 교류 등 다양한 전원 방식으로 이용할 수 있습니다. 반면, 타겟의 감소가 불균일하여 이용 효율이 낮은 경향이 있습니다.

4. 이온빔 방식

이온을 타겟이나 시료와 다른 곳에서 만들어 타겟에 가속하여 쏘는 방식입니다. 챔버 내에서 방전을 하지 않기 때문에 시료에 미치는 영향을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 불순물 부착이나 타겟의 전도성 등을 고려할 필요가 없습니다.

이 외에도 전자 사이클로트론(ECR) 등 다양한 종류의 스퍼터링 장비가 있으며, 용도와 예산에 따라 적절히 선택해야 합니다.

스퍼터링 장비의 기타 정보

스퍼터링 장비의 특징

스퍼터링 장비에 의한 성막은 막의 두께를 균일하게 만들 수 있고, 전기적 특성을 이용하기 때문에 막의 강도를 높일 수 있습니다. 다른 PVD 방법으로는 어려운 내화 금속이나 합금 소재의 막을 제작할 수 있습니다. 또한, 아르곤과 같은 불활성 가스 대신 산소를 충전하여 산화물을 성막하는 방법도 있습니다.

반면, 성막에 걸리는 시간이 다른 PVD 방식에 비해 길고, 발생된 플라즈마로 인해 스퍼터링 대상물이 손상될 위험이 있다는 단점이 있습니다.

カテゴリー
category_usa

Wi-Fi Module

What Is a Wi-Fi Module?

Wi-Fi module is a component that consolidates all necessary parts for wireless LAN communication in accordance with Wi-Fi standards onto a single circuit board. It’s essential for enabling wireless communication between electronic devices.

To communicate effectively using wireless technology, devices must adhere to specific communication standards. The Wi-Fi standard, defined under IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 specifications, is a standard for wireless LAN that facilitates high-speed wireless communication within a range of tens of meters.

Wi-Fi module includes all necessary components for Wi-Fi communication, such as wireless chips, antennas, peripherals, and software, integrated onto a single board. Incorporating a Wi-Fi module into electronic device development allows for efficient and rapid establishment of Wi-Fi communication capabilities.

Applications of Wi-Fi Modules

Wi-Fi modules are widely used in electronic devices that connect to Wi-Fi LANs.

As the standard for wireless LAN, Wi-Fi requires a wireless router to connect to the internet and manage communication within the LAN. Routers can be stationary, connected via a cable to the external network, or mobile routers that connect to a Wide Area Network (WAN) provided by mobile phone companies. Both types of routers use Wi-Fi modules for LAN-side communication.

Electronic devices that connect to the internet via wireless routers include computers, gaming consoles, TVs, and other internet-enabled home appliances, all incorporating Wi-Fi modules.

With the advancement of IoT (Internet of Things), various devices in factories, buildings, and commercial facilities are increasingly communicating with external entities via networks. Wi-Fi, being suitable for high-speed and high-capacity communication compared to other wireless technologies like Bluetooth, is increasingly integrated into IoT devices, especially those transmitting large amounts of data like video.

Most smartphones have the capability to connect to wireless routers. Some have integrated Wi-Fi modules, while others have Wi-Fi functionalities combined with the main communication module.

Principles of Wi-Fi Modules

Wi-Fi module is an electronic component that mounts wireless chips (semiconductors, LSIs), and peripheral circuits on a small circuit board, equipped with communication software. Simply integrating a Wi-Fi module with an antenna and connection terminals in an electronic device enables Wi-Fi communication.

Developing Wi-Fi-capable electronic devices with off-the-shelf Wi-Fi modules can significantly reduce development time compared to creating Wi-Fi chips and software for each device.

As technology advances, the demands for miniaturization and power efficiency in electronic devices have intensified. Sourcing Wi-Fi modules from external manufacturers allows electronics companies to allocate resources to other aspects of development. Module manufacturers continually research and develop smaller, more efficient modules, optimizing development resources for both parties.

Wi-Fi standards, introduced in the late 1990s, have undergone several revisions, leading to increased communication speeds. As of November 2023, there are six standards based on IEEE 802.11: IEEE 802.11a (Wi-Fi2), IEEE 802.11b (Wi-Fi), IEEE 802.11g (Wi-Fi3), IEEE 802.11n (Wi-Fi4), IEEE 802.11ac (Wi-Fi5), and IEEE 802.11ax (Wi-Fi6). Communication speeds have increased from 54Mbps in IEEE 802.11a to 9.6Gbps in IEEE 802.11ax. The frequency bands used have expanded from the 2.4GHz band to include the 5GHz band.

Devices operating in the same frequency band can communicate, even if they follow different standards, by matching the slower speed. However, devices using different frequency bands (2.4GHz and 5GHz) cannot communicate with each other.

Choosing a Wi-Fi Module

When selecting a Wi-Fi module, choose a frequency band suitable for the environment. The 2.4GHz band has longer reach and better obstacle penetration than the 5GHz band, which offers faster communication speeds. However, with the widespread use of Wi-Fi, communication speeds can vary depending on location and time.

Some modules come with development environments, while others do not, affecting the amount of development work needed.

In some cases, other communication modules may be more suitable than Wi-Fi modules. Technologies like Bluetooth, Zigbee, and NFC have shorter ranges and slower speeds but offer advantages in terms of size, power consumption, and cost. Their limited range can also be beneficial for security.

Choose the most suitable communication module based on application requirements, considering communication distance, speed, power consumption, and security.

Wi-Fiモジュール

Wi-Fiモジュールとは

Wi-Fiモジュールとは、電子機器同士がWi-Fi規格に沿った無線LANによる相互通信を行う際に必要となる部品を1つの基板上にまとめたモジュールのことです。

電子機器同士が無線通信を使って正しく情報のやり取りをするには、何らかの通信規格に則ったルールで通信を行う必要があります。Wi-Fi規格はIEEE (英: Institute of Electrical and Electronics Engineers)のIEEE 802.11規格に定められた通信規格であり、数十メートルの範囲の中で高速に無線通信を行う、無線LANの標準的な規格となっています。

Wi-FiモジュールはWi-Fi通信を行うために必要となる無線通信用のチップ、アンテナ、周辺機器やソフトウエア等を一つの基板上に収納したモジュールです。電子機器の開発においてWi-Fiモジュールを採用すると、短期間で効率的にWi-Fi通信機能を構築できます。

Wi-Fiモジュールの使用用途

Wi-FiモジュールはWi-Fi規格の無線LANに接続する電子機器で広く使用されています。

Wi-Fi規格は無線LANの標準規格となっています。無線LANでは、インターネット回線につながって電子機器からの通信を外部ネットワークに伝えたり、同じLAN内にある電子機器同士の通信を制御するための無線ルーターが必要です。

無線ルーターには外部と有線ケーブルで繋がっている据え置き型のルーターと、携帯電話会社の提供する広域無線回線 (WAN) とつながり、持ち運びが可能なモバイルルーターがあります。どちらのルーターも、LAN側の通信モジュールとして、Wi-Fiモジュールを利用しています。

一方、無線ルーターを介してインターネットにつながる電子機器には、パソコンや、ゲーム機器、テレビを始めとしたインターネットにつながる家電製品などがあります。これらの電子機器にもWi-Fiモジュールが組み込まれています。

また、IoTの進展とともに工場やビル、商業施設などにある様々な機器がネットワークを通じて外部と情報のやり取りをするようになりました。Wi-Fi規格は無線通信の中ではBluetoothなどに比べて高速で大容量の通信に適した規格です。IoT対応機器の中でも、ビデオデータの送信など大容量の通信を行う機器を中心にWi-Fiモジュールを組み込んだ機器が増えています。

なお、ほとんどのスマートフォンは無線ルーターへの接続機能を持っていますが、機種によってはWi-Fiモジュールを組み込んだものや、Wi-Fi通信機能をメインの通信モジュールに一体化させたものがあります。

Wi-Fiモジュールの原理

Wi-FiモジュールはWi-Fi通信を行うのに必要となる無線チップ (半導体、LSI) と周辺回路を小型の基板上に実装して、通信用のソフトウエアも搭載した電子部品です。Wi-Fiモジュールをアンテナや接続端子などと共に電子機器に組み込むだけで、Wi-Fi通信が可能になります。

Wi-Fi通信が可能な電子機器を開発する際に、電子機器ごとにWi-Fi通信のためのチップやソフトウエアを開発するよりも、市販のWi-Fiモジュールを搭載した方が開発期間の短縮を図ることができます。

技術の進歩と共に、電子機器の小型化と省電力化に対する要求は常に厳しくなってきています。電子機器メーカーはWi-Fiモジュールを外部メーカーから調達することで、人的資源をその他の部分の開発に廻せます。その一方で、Wi-Fiモジュールを製造するメーカーは、常にモジュールの小型化と高性能化の研究と開発を続けているので、お互いに開発リソースの振り向けが効率的になります。

また、Wi-Fi規格は1990年代の後半に登場して以降、何度か改定が行われ、通信速度が速くなってきました。2023年11月現在、IEEE 802.11という規格をベースにして末尾に文字を加えたIEEE 802.11a (Wi-Fi2) 、IEEE 802.11b (Wi-Fi) 、IEEE 802.11g (Wi-Fi3) 、IEEE 802.11n (Wi-Fi4) 、IEEE 802.11ac (Wi-Fi5) 、IEEE 802.11ax (Wi-Fi6) の6つの規格があります。

この間、通信速度はIEEE 802.11aの54MbpsからIEEE 802.11axの9.6Gbpsに速くなっています。使用する周波数帯も2.4GHz帯に加えて5GHz帯が使われるようになりました。

なお、周波数帯が同じであれば規格が違う機器どうしでも、遅い方の速度に合わせて通信が可能ですが、2.4GHz帯を使用する機器と5GHz帯を使用する機器との間では通信できません。

Wi-Fiモジュールの選び方

Wi-Fiモジュールの選択の際には、環境に合わせた周波数体を選択します。2.4GHz帯は5GHz帯に比較して、電波の到達距離が長く、障害物に強いという利点があります。5GHz帯は通信速度が速い利点があります。但し、現在ではWi-Fi通信を使用しているユーザーが非常に多くなってきているので、場所や時間帯によっては通信速度が遅くなる場合があります。

また、モジュールによって開発環境が用意されているものと、用意されていないものがあります。開発環境が用意されていない場合には自力で開発する工数が多くなります。

さらに、Wi-Fiモジュール以外の通信モジュールを選択する方が良い場合もあります。Bluetooth、Zigbee、NFCなどは、Wi-Fi通信よりも通信範囲が狭く、通信速度も遅い規格です。

これらの規格に準拠した通信モジュールは、一般的により小型で、消費電力が少なく、安価に調達できるメリットがあります。さらに通信範囲の狭さはセキュリティーの面で有利です。使用用途に合わせて、通信距離、通信速度、消費電力、セキュリティの面から最適な通信モジュールを選択することが大切です。