ESP32-C3ベースのスマートスイッチのご紹介

モノのインターネットの現在の人気により、スマートホームアプリケーションが脚光を浴びています。消費者の関心は、人々の生活をより快適にすることができるスマートデバイスの数が増え続ける方向にシフトしています。エスプレッシフはIoT革命の最前線にあり、最新の貢献はESP32-C3SoCに基づくスマートスイッチです。このソリューションは、プロセスでゲートウェイを再配線または構成する必要なしに、従来のスイッチをスマートスイッチにアップグレードします。エスプレッシフのスマートスイッチは、低消費電力と信頼性の高い安全なWi-Fi接続も兼ね備えています。

簡単にスイッチをアップグレードする

市場に出回っている多くのスマートスイッチは中性線を必要とすることがよくありますが、古い住宅のほとんどの従来のスイッチには中性線が含まれていません。そのため、再配線は、従来のスイッチをスマートスイッチに置き換えるための最も一般的なアプローチです。ただし、エスプレッシフのスマートスイッチは中性線を必要としないため、ユーザーは設置コストを大幅に削減できます。

別の言い方をすれば、ほとんどのWi-Fiチップは消費電力が大きいため、たとえば回路に接続されているランプをオンにした場合など、スマートスイッチの消費電力を50uA未満にすることは困難です。そのため、ランプの異常なちらつきが発生する場合があります。したがって、ほとんどのスマートスイッチはZigbeeおよびBluetooth LEネットワークを使用しますが、追加の構成が必要です。これにより、このようなソリューションのコストと複雑さが増すと同時に、これらのスマートスイッチの開発がある程度制限されます。

これに応えて、エスプレッシフESP32-C3ベースのスマートスイッチは、Wi-FiおよびBluetooth 5（LE）接続をサポートすると同時に、業界をリードする無線周波数と低消費電力を組み合わせ、セキュリティ機能とメモリリソースを強化します。ESP32-C3をベースにしたエスプレッシフのスマートスイッチは、高消費電力と複雑な設置の問題を解決するだけでなく、壁が間にある場合でも、広いエリアで安全なデータ伝送と安定したワイヤレスパフォーマンスを保証します。エスプレッシフのスマートスイッチを使用すると、新しいスマートホームユーザーは、従来のスイッチを簡単に、効果的に、追加費用なしでアップグレードできます。

それでは、エスプレッシフのスマートスイッチの利点を詳しく見ていきましょう。

1.低消費電力

ライトのちらつきを防ぐには、ユーザーがスマートスイッチの消費電力を制御できることが特に重要です。ESP32-C3 SoCは、この点で優れたサービスを提供します。高度な電力管理テクノロジーを備えたESP32-C3は、さまざまな電力モードを簡単に切り替えることができます。したがって、エスプレッシフのスマートスイッチは、Wi-Fi接続を維持しながら、超低消費電力を実現します。これは、ほとんどの照明シナリオで特に役立ちます。

高度な電力管理テクノロジー
ESP32-C3は、エスプレッシフのIoT開発フレームワークであるESP-IDFを使用します。ESP-IDFの電力管理アルゴリズムは、使用中のアプリケーションのニーズに合わせて、高度なペリフェラルバス（APB）と中央処理装置（CPU）の周波数を動的に調整できます。異なる電力モードを切り替えることにより、ESP32-C3は、ディープスリープモードでのアプリケーションの消費電力を5uAまで削減します。

Wi-Fiの最適化
ESP32-C3は、エスプレッシフのスマートスイッチ用にWi-Fiプロトコルスタック全体を最適化します。

• Wi-Fi接続時間：RFキャリブレーション時間とWi-Fi接続プロセスの両方が最適化されているため、デバイスの電源を入れてからIPアドレスを取得するまでの時間がわずか160ミリ秒になります。
• キープアライブWi-Fi接続の消費電力：複雑なネットワーク環境でのパケット損失とそれに続く消費電力の増加を防ぐために、ルーターのビーコン間隔を動的に変更できます。

2.高性能

エスプレッシフのESP32-C3ベースのスマートスイッチは、業界をリードするRFパフォーマンスを備えており、受信感度（RX）は–98.4 dBmでピークに達し、送信電力（TX）は21dBmの高さに達します。このようなパフォーマンスにより、デバイスが壁に設置されている場合でも、スムーズで信頼性の高いWi-Fi接続が保証されます。さらに、2つのESP32-C3チップがWi-Fi接続を介して相互に通信する場合、オープンフィールドではそれらの間の最大伝送距離は最大500 mになる可能性がありますが、内部空間ではWi-Fi信号は最大3つまで浸透する可能性があります。壁を覆い、20 mの距離をカバーします。これは、スマートホームアプリケーションシナリオの接続基準を完全に満たしています。

さらに、ESP32-C3の汎用性により、エスプレッシフのスマートスイッチはさまざまなスマートホームアプリケーションと互換性があります。ESP32-C3は、IEEE 802.11b / g / nプロトコルに加えて、2.4GHz帯域の20MHzおよび40MHz帯域幅をサポートします。ESP32-C3には、FCC、CE、SRRCなどのいくつかのワイヤレスRF証明書も付与されており、Espressifのスマートスイッチはさまざまな主流ルーターと互換性があります。ESP32-C3は、接続されているネットワークに応じて、IEEE802.11bとIEEE802.11gまたはIEEE802.11nを自動的に切り替えます。これにより、ユーザーは、ネットワークの状態に応じて、トラフィック表示メッセージ（DTIM）の配信間隔、送信電力、パケット損失遅延などのWi-Fiパラメーターを自由に構成できます。

3.セキュリティと信頼性

接続されたIoTデバイスはマルウェア攻撃を受ける可能性があるため、スマートデバイスの急増はデータセキュリティに潜在的な脅威をもたらします。したがって、消費者が安全で信頼性の高いチップに基づいたスマートスイッチを選択することが重要です。そのため、ESP32-C3には、RSA-3072アルゴリズムに基づくセキュアブートと、AES-128-XTSアルゴリズムに基づくフラッシュ暗号化をサポートする包括的なセキュリティメカニズムがあります。このようなメカニズムは、ユーザー自身が指定したアプリケーションのみを実行することにより、スマートスイッチのファームウェアセキュリティを保証します。ESP32-C3のハードウェアアクセラレータは、複数の暗号化および復号化アルゴリズムをサポートしているため、ローカルネットワークとクラウドの両方でマルウェア攻撃からデータ送信を保護します。

このセキュリティメカニズムに加えて、ESP32-C3はスマートスイッチの信頼性と安定性も保証します。このチップは、-40°Cから+ 105°Cの範囲の温度で安定したWi-Fiパフォーマンスを発揮し、高温動作寿命（HTOL）テスト、静電放電感度（ESD）、バイアスのない高加速ストレステスト（uHAST）などのいくつかの信頼性テストに合格しています。

スマートスイッチの開発を促進する

エスプレッシフは、ハードウェアの選択、回路回路図の設計、サンプルプロジェクト、ソフトウェアソリューション、およびモバイルアプリを支援することにより、研究開発からプロジェクトの実装に至るまで、独自のWi-Fiスマートスイッチの開発をお客様にサポートします。エスプレッシフのすでに成熟したIoT開発フレームワークであるESP-IDFに基づいて、顧客は新しいアプリケーションを簡単に構築したり、既存のアプリケーションをESP32-C3プラットフォームに移行したりできます。

ESP32-C3シリーズのSoCには、組み込みフラッシュ、動作温度の範囲、およびパッケージサイズの点で異なるいくつかのバリエーションが含まれています。各チップバリアントは、特定のモジュールに対応します。つまり、ESP32-C3からESP32-C3-WROOM-02 / 02Uです。ESP32-C3FN4およびESP32-C3FH4からESP32-C3-MINI-1 / 1U; 次の表に示すように、最後にESP8685H2からESP8685-WROOMになります。お客様は、ESP Product Selectorを使用して、プロジェクトに適した製品を選択できます。

ESP32-C3SoCとモジュールの比較

エスプレッシフは常にSoCポートフォリオを拡大しようとしています。新しくリリースされたESP32-H2は、統合されたIEEE802.15.4無線およびBluetooth5（LE）接続を備えており、業界を統一するIPベースの接続プロトコルであるMatterもサポートしています。このSoCの機能は、他の革新的な製品の中でも特に、スマートスイッチの新しいモデルに十分な機会を提供します。これらの製品は、一般にAIoT業界への影響を強化することが期待されます。