アプリケーションの概要
電流信号に基づく手法を用いて、クラウドにデータを送信することなく、ファンやブロワのブレードの振れや不均衡をリアルタイムで検出します。固定周波数解析の代わりに、エッジ AI は再キャリブレーションを行うことなく、さまざまな回転速度や動作条件における不均衡を検出します。TI のリアルタイム モーター制御&オートメーション向けマイコン (MCU) は、単一デバイス上でモーター制御に加え、メイン CPU または TinyEngine™ NPU 上でモデルを実行することにより、このような検出を可能にします。
評価を開始する
データ収集
このタスクの実行には、LAUNCHXL-F2800137 評価基板が使用されます。Launchpad に接続されたモーター ドライブ BoosterPack を使用して、ブロワ ファンのモーターを駆動します。Launchpad 上の F2800137 は、モーターおよびブロワ ファンの動作制御に使用されるとともに、センサ データの収集にも使用されます。CCStudio Edge AI Studio の「キャプチャ&表示データ」タブを使用して、Launchpad のコマンド処理とデータ アクイジションの完了を実行します。取得したセンサ データは、モデルのトレーニングに使用されます。
データ品質の評価
取得した振動データは、時間領域および周波数領域の両方で EdgeAI Studio 上に表示し、プロットでき、特徴量として分離可能であることを確認できます。このツールでは、取得したデータに対して Goodness of Fit (GOF) 解析も実行でき、データの特徴が十分に分離されているかを確認できます。
図 1.1 - 不均衡がない場合の FFT ヒートマップ
図 1.2 - 不均衡がある場合の FFT ヒートマップ
モデルを構築してトレーニング
EdgeAI Studio では、直感的な GUI ユーザー インターフェイス上で、モデルの学習、評価、およびデを完結させることができます。
- 使いやすい GUI ベースのワークフローを通じて、複数のモデルを検討し、学習できます
- 事前にデータセットが用意されたモーター ベアリングの故障のサンプル プロジェクトで、すぐに開始できます
- 統合されたデータ取得およびホスティング ツールを使用して、独自のデータを活用します
用途に適したモデルを検索
TI の最適化および設定可能なモーター ベアリング故障検出モデルのライブラリにアクセスできます。Edge AI Studio から ModelZoo (URL) へのリンクがあります。特定のアプリケーションを選択できます。その後、以下のような表を活用してモデルの選択を行うことができます。4 つのモデルは、EdgeAI Studio またはコマンド ラインの ModelMaker で検討できます。
モデルの展開
Edge AI Studio は、学習済みモデルを組込みターゲットへ直接デプロイするための、エンド ツー エンドのワークフローを提供します。
より高度なカスタマイズと制御を検討している開発者向けに、C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK は、エッジ AI 機能を構築して独自の組込みアプリケーションに統合するための包括的なフレームワークを提供します。
お客様に最適なデバイスの選択
TI の c28 DSP および Arm® Cortex®-M33 ベースのマイコンは、アーク故障検出モデルの実行および高速化に対応するスケーラブルな性能を提供するとともに、アプリケーションに不可欠な主要な SoC 機能も備えています。
以下のデータは、サンプリング周波数 4KHz、256 サンプルを前提として取得されています
| モデル実行時間 (ms) | フラッシュ (kB) | SRAM (kB) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 製品番号 | プロセッシング コア | NPU が利用可能 | クロック周波数 (MHz) | アーク検出のベンチマーク指標 | ||
| TMS320F28P550x | C28x DSP コア | あり | 150 | 0.17 | 1.8 | 1.1 |
| TMS320F2800137 | C28x DSP コア | なし | 120 | 0.42 | 1.2 | 1 |
| TMS320F28P650 | C28x DSP コア | あり | 200 | 0.25 | 1.2 | 1 |
| AM13E23019 | Cortex M33 コア | あり | 200 | ~0.13* | 3 | 0.9 |
開始に必要なすべてのハードウェア、ソフトウェア、およびリソース
ハードウェア
C2000 TMS320F28P550x SOM 基板。完全な AI アーク故障検出ソリューションを実現するために、TIEVM-ARC-AFE (別売) と組み合わせて使用できます。
DC アーク検出用のアナログ フロント エンドを備えた TIDA-010955 リファレンス デザインを使用して、DC アーク検出ハードウェアの評価を開始できます。
ソフトウェアおよび開発ツール
CCStudio™ Edge AI Studio
PIR 動作検知モデルのトレーニングおよびコンパイルを行い、TI の組込みマイコン デバイスにデプロイするための、完全統合型ノーコード ソリューションです。
CLI ツール
独自のモデルを開発したい上級ユーザー向けに、コマンド ライン インターフェイスを提供します。 データセット管理、モデルの学習およびコンパイルを含む、このエンド ツー エンドのモデル開発ツールを使用します。
AM13E2X-SDK
TI の AM13E23x マイコンファミリ向けの統合ソフトウェア プラットフォームであり、簡単なセットアップと、ベンチマークやデモへの迅速な初期アクセスを提供します。
産業用オートメーション | モーター診断&監視
高精度な AI ベースのモーター故障分類で、AC モーター ドライブ設計を保護します。