JP6488785B2 - Wireless transmission device and wireless transmission system - Google Patents

Description

本発明は、無線送信装置および無線送信システムに関し、特に、外部から入力される機械的エネルギーを利用して発電を行う発電素子から供給される電力を利用する無線送信装置および無線送信システムに関する。   The present invention relates to a wireless transmission device and a wireless transmission system, and more particularly, to a wireless transmission device and a wireless transmission system that use power supplied from a power generation element that generates power using mechanical energy input from the outside.

近年、様々なセンサ（湿度センサ、温度センサ、振動センサ、ガス濃度センサ、人感センサ、加速度センサ、ＣＯ_２センサ等）の測定データを無線送信によって収集、分析することによって、様々な対象（機器、建物、環境等）の状態計測や自動制御等を実行するセンサネットワークシステムが検討されている。 In recent years, by collecting and analyzing measurement data of various sensors (humidity sensor, temperature sensor, vibration sensor, gas concentration sensor, human sensor, acceleration sensor, CO ₂ sensor, etc.) by wireless transmission, various objects (equipment) , Building, environment, etc.) sensor network systems that perform state measurement, automatic control, etc. are being studied.

このようなセンサネットワークシステムは、センサと、センサが取得した測定データを無線送信する無線送信部を有する無線送信装置と、無線送信された測定データを収集、分析するホストコンピュータとから構成される。一般に、センサネットワークシステムで用いられるセンサの数は非常に多く、各センサからの測定データを無線送信するのに必要な動作電力を如何にして無線送信部に供給するかが、センサネットワークシステムにおける課題であった。   Such a sensor network system includes a sensor, a wireless transmission device having a wireless transmission unit that wirelessly transmits measurement data acquired by the sensor, and a host computer that collects and analyzes the wirelessly transmitted measurement data. In general, the number of sensors used in a sensor network system is very large, and how to supply operating power necessary for wirelessly transmitting measurement data from each sensor to a wireless transmission unit is a problem in the sensor network system. Met.

このような課題を解決するため、外部から入力される様々な機械的エネルギー（振動、圧力等）を利用して発電を行う環境発電素子を用いることが提案されている。例えば、特許文献１に開示されている環境発電素子は、建造物内の空調ダクトのような振動体に取り付けられ、振動体から入力される振動エネルギーを利用して発電を行う。   In order to solve such problems, it has been proposed to use an energy harvesting element that generates power using various mechanical energy (vibration, pressure, etc.) input from the outside. For example, the energy harvesting element disclosed in Patent Literature 1 is attached to a vibrating body such as an air conditioning duct in a building, and generates power using vibration energy input from the vibrating body.

一般的に、外部から環境発電素子に入力される機械的エネルギーは微小であるため、環境発電素子によって発電される電力は微小であり、無線送信部を駆動するための動作電力を確保することが困難である。無線送信部の動作電力を確実に確保するための手法として、環境発電素子により発電された電力を、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧部によって昇圧することによって、無線送信部の動作電力を確保する手法が知られている。   In general, since mechanical energy input from the outside to the energy harvesting element is very small, the power generated by the energy harvesting element is very small, and it is possible to secure operating power for driving the wireless transmission unit. Have difficulty. As a method for ensuring the operating power of the wireless transmission unit, a method for ensuring the operating power of the wireless transmission unit by boosting the power generated by the environmental power generation element by a boosting unit such as a DC-DC converter It has been known.

また、上述のように環境発電素子によって発電される電力は微小であることから、無線送信以外の要因で不必要に消費される電力を削減することが要求されている。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧部は、ＯＮ状態にあるとき、待機電力を消費してしまう。このような不必要な電力消費を削減するため、無線送信部の無線送信動作に同期して、昇圧部のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する無線送信装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。   Moreover, since the electric power generated by the energy harvesting element is very small as described above, it is required to reduce the electric power consumed unnecessarily due to factors other than wireless transmission. For example, a booster such as a DC-DC converter consumes standby power when in an ON state. In order to reduce such unnecessary power consumption, a wireless transmission device that performs ON / OFF control of a booster in synchronization with the wireless transmission operation of the wireless transmission unit is known (see, for example, Patent Document 2). ).

図１は、タイマーを用いて、所定の時間間隔で昇圧部をＯＮすることにより、無線送信部の無線送信動作に同期して、昇圧部のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行するよう構成された無線送信装置を示している。タイマーは、昇圧部前段の蓄電部から供給される電力を利用して、所定の時間間隔をカウントし、所定の時間間隔毎に昇圧部をＯＮする。そのため、無線送信動作を実行するタイミングで昇圧部をＯＮすることができ、昇圧部の待機電力による不必要な電力消費を削減することができる。   FIG. 1 shows a wireless transmission configured to execute ON / OFF control of a booster unit in synchronization with the wireless transmission operation of the wireless transmitter unit by turning on the booster unit at a predetermined time interval using a timer. The device is shown. The timer counts a predetermined time interval using the power supplied from the power storage unit upstream of the booster unit, and turns on the booster unit at every predetermined time interval. Therefore, the booster can be turned on at the timing of executing the wireless transmission operation, and unnecessary power consumption due to standby power of the booster can be reduced.

このように、タイマーを利用して所定の時間間隔毎に昇圧部をＯＮするためには、無線送信部からタイマーへ信号を出力し、タイマーのタイムカウントを定期的にリセットする必要がある。一般に、タイマーのタイムカウントをリセットするため、タイマーと無線送信部との間は、シリアル通信、より具体的には、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）通信を実行可能に接続されている。しかしながら、タイマーをＩ２Ｃ通信可能に駆動させるために必要な電圧（Ｉ２Ｃ通信実行可能電圧）は比較的高く、そのような電圧をタイマーに供給するためには、昇圧部前段の蓄電部の電圧を高く維持する必要がある。   As described above, in order to turn on the boosting unit at predetermined time intervals using the timer, it is necessary to output a signal from the wireless transmission unit to the timer and reset the time count of the timer periodically. Generally, in order to reset the time count of the timer, the timer and the wireless transmission unit are connected so as to be able to execute serial communication, more specifically, I2C (Inter-Integrated Circuit) communication. However, the voltage necessary for driving the timer to be capable of I2C communication (I2C communication executable voltage) is relatively high, and in order to supply such a voltage to the timer, the voltage of the power storage unit in the previous stage of the boosting unit must be increased. Need to be maintained.

この場合、蓄電部の電圧がＩ２Ｃ通信実行可能電圧未満に低下することを防止するため、昇圧部の駆動電圧をＩ２Ｃ通信実行可能電圧以上に設定する必要がある。しかしながら、昇圧部の駆動電圧を高く設定すると、発電素子に入力される振動（機械的エネルギー）が微弱な場合、昇圧部が駆動されず、その結果、無線送信装置１を駆動できない場合があった。   In this case, in order to prevent the voltage of the power storage unit from dropping below the I2C communication executable voltage, it is necessary to set the drive voltage of the boosting unit to be equal to or higher than the I2C communication executable voltage. However, if the drive voltage of the booster is set high, the booster is not driven when the vibration (mechanical energy) input to the power generation element is weak, and as a result, the wireless transmitter 1 may not be driven. .

特開２０１１−１７２３５２号公報JP 2011-172352 A 特開２０００−２７８１９９号公報JP 2000-278199 A

本発明は、上記従来の問題点を鑑みたものであり、その目的は、昇圧部の出力電圧をタイマーに供給可能に構成することにより、発電素子に入力される機械的エネルギーが微弱な場合であっても駆動可能な無線送信装置および無線送信システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is that the mechanical energy input to the power generation element is weak by configuring so that the output voltage of the booster can be supplied to the timer. An object of the present invention is to provide a wireless transmission device and a wireless transmission system that can be driven.

このような目的は、以下の（１）〜（６）の本発明により達成される。
（１）外部から入力される機械的エネルギーを利用して発電を行う発電素子から供給される電力を利用する無線送信装置であって、
前記発電素子から供給される前記電力を交流から直流に変換する整流部と、
前記整流部からの電力を蓄電する蓄電部と、
前記蓄電された電力を昇圧する昇圧部と、
前記昇圧部から供給される電力を利用して無線送信動作を実行する無線送信部と、
前記昇圧部を所定の時間間隔で駆動するためのタイマーと、を備え、
前記無線送信装置は、前記蓄電部の電圧と前記昇圧部の出力電圧とのうち、より高い一方を前記タイマーに供給するよう構成されている無線送信装置。 Such an object is achieved by the present inventions (1) to (6) below.
(1) A wireless transmission device that uses power supplied from a power generation element that generates power using mechanical energy input from the outside,
A rectifying unit that converts the power supplied from the power generation element from alternating current to direct current; and
A power storage unit that stores power from the rectifying unit;
A booster that boosts the stored electric power;
A wireless transmission unit that performs a wireless transmission operation using power supplied from the booster; and
A timer for driving the boosting unit at a predetermined time interval,
The wireless transmission device is configured to supply a higher one of the voltage of the power storage unit and the output voltage of the boosting unit to the timer.

（２）前記蓄電部に接続された第１のダイオードと、前記昇圧部の出力端子に接続された第２のダイオードとをさらに備え、
前記タイマーは、前記第１のダイオードの出力端子と、前記第２のダイオードの出力端子の接合点に接続されている上記（１）に記載の無線送信装置。 (2) further comprising: a first diode connected to the power storage unit; and a second diode connected to the output terminal of the boosting unit;
The wireless transmission device according to (1), wherein the timer is connected to a junction between an output terminal of the first diode and an output terminal of the second diode.

（３）前記タイマーは、前記無線送信部とシリアル通信可能に接続されている上記（１）または（２）に記載の無線送信装置。   (3) The wireless transmission device according to (1) or (2), wherein the timer is connected to the wireless transmission unit so as to be capable of serial communication.

（４）前記無線送信部は、無線送信を実行する前に、前記タイマーのタイムカウントをリセットするため、前記タイマーと前記シリアル通信を実行する上記（３）に記載の無線送信装置。   (4) The wireless transmission device according to (3), wherein the wireless transmission unit executes serial communication with the timer in order to reset a time count of the timer before performing wireless transmission.

（５）前記昇圧部の駆動電圧は、前記タイマーを前記シリアル通信可能に駆動するために必要な電圧よりも低く設定されている上記（３）または（４）に記載の無線送信装置。   (5) The wireless transmission device according to (3) or (4), wherein a driving voltage of the boosting unit is set lower than a voltage necessary for driving the timer so as to enable serial communication.

（６）外部から入力される機械的エネルギーを利用して発電を行う発電素子と、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の無線送信装置と、を備えることを特徴とする無線送信システム。 (6) a power generation element that generates power using mechanical energy input from the outside;
A wireless transmission system comprising: the wireless transmission device according to any one of (1) to (5) above.

本発明によれば、昇圧部の出力電圧をタイマーに供給することができるので、昇圧部の駆動電圧を低く設定することができる。そのため、本発明の無線送信装置および無線送信システムは、発電素子に入力される機械的エネルギーが微弱な場合であっても、駆動可能である。   According to the present invention, since the output voltage of the booster can be supplied to the timer, the drive voltage of the booster can be set low. Therefore, the wireless transmission device and the wireless transmission system of the present invention can be driven even when the mechanical energy input to the power generation element is weak.

環境発電素子を利用した従来の無線送信装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conventional radio | wireless transmitter using an energy harvesting element. 本発明に係る無線送信装置および無線送信システムを示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a wireless transmission device and a wireless transmission system according to the present invention. 図２に示す発電素子の断面斜視図である。FIG. 3 is a cross-sectional perspective view of the power generation element shown in FIG. 2. 図２に示す発電素子の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the power generation element shown in FIG. 2. 図２に示す発電素子が備える板バネの平面図である。It is a top view of the leaf | plate spring with which the electric power generating element shown in FIG. 2 is provided. 図２に示す無線送信部のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a wireless transmission unit shown in FIG. 2. 図２に示す無線送信部が実行する無線送信動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the radio | wireless transmission operation | movement which the radio | wireless transmission part shown in FIG. 2 performs. 図７に示す無線送信動作と、昇圧部およびスイッチング部のＯＮ／ＯＦＦ制御の関係を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the relationship between the radio | wireless transmission operation | movement shown in FIG. 7, and ON / OFF control of a pressure | voltage rise part and a switching part. 図１に示す無線送信装置および無線送信システムによるエネルギー効率の向上効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the improvement effect of the energy efficiency by the radio | wireless transmitter shown in FIG. 1, and a radio | wireless transmission system.

以下、本発明の無線送信装置および無線送信システムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る無線送信装置および無線送信システムは、外部から入力される振動エネルギーを利用して発電を行う発電素子を利用するが、本発明はこれに限られない。圧力等の様々な機械的エネルギーを利用して発電を行う様々な環境発電素子が、本発明の無線送信装置および無線送信システム内において利用されてもよい。   Hereinafter, a wireless transmission device and a wireless transmission system of the present invention will be described based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings. In the following description, the wireless transmission device and the wireless transmission system according to the present invention use a power generation element that generates power using vibration energy input from the outside, but the present invention is not limited to this. Various energy harvesting elements that generate power using various mechanical energy such as pressure may be used in the wireless transmission device and the wireless transmission system of the present invention.

図２は、本発明に係る無線送信装置および無線送信システムを示すブロック図である。図３は、図２に示す発電素子の断面斜視図である。図４は、図２に示す発電素子の分解斜視図である。図５は、図２に示す発電素子が備える板バネの平面図である。図６は、図２に示す無線送信部のブロック図である。図７は、図２に示す無線送信部が実行する無線送信動作を示すフローチャートである。図８は、図７に示す無線送信動作と、昇圧部およびスイッチング部のＯＮ／ＯＦＦ制御の関係を概念的に示す図である。図９は、図１に示す無線送信装置および無線送信システムによるエネルギー効率の向上効果を説明するための図である。なお、以下の説明では、図３および図４中の上側を「上」または「上方」と言い、下側を「下」または「下方」と言う。   FIG. 2 is a block diagram showing a wireless transmission device and a wireless transmission system according to the present invention. 3 is a cross-sectional perspective view of the power generating element shown in FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of the power generating element shown in FIG. FIG. 5 is a plan view of a leaf spring included in the power generation element shown in FIG. FIG. 6 is a block diagram of the wireless transmission unit shown in FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a wireless transmission operation executed by the wireless transmission unit shown in FIG. FIG. 8 is a diagram conceptually showing the relationship between the wireless transmission operation shown in FIG. 7 and the ON / OFF control of the boosting unit and the switching unit. FIG. 9 is a diagram for explaining an effect of improving energy efficiency by the wireless transmission device and the wireless transmission system shown in FIG. In the following description, the upper side in FIGS. 3 and 4 is referred to as “upper” or “upper”, and the lower side is referred to as “lower” or “lower”.

図２に示す無線送信システム９００は、外部から入力された振動（振動エネルギー）を利用して発電を行う発電素子（環境発電素子）１００と、発電素子１００から供給される電力を利用して無線送信を実行する無線送信装置１とを含む。   A wireless transmission system 900 illustrated in FIG. 2 wirelessly uses a power generation element (environmental power generation element) 100 that generates power using vibration (vibration energy) input from the outside and power supplied from the power generation element 100. And a wireless transmission device 1 that performs transmission.

＜発電素子１００＞
発電素子１００は、振動体に固定され、該振動体から入力される振動を利用して発電を行う機能を有する。ここで、振動体としては、例えば、回転機器（モーター、タービン、ファン等）、空調ダクト、配管、輸送機（貨物列車や自動車、トラックの荷台等）、線路を構成する枕木、高速道路やトンネル、架橋、ポンプ、油圧及び空気圧を伝達するためのパイプ類などが挙げられる。 <Power generation element 100>
The power generating element 100 is fixed to the vibrating body and has a function of generating power using vibration input from the vibrating body. Here, as the vibrating body, for example, rotating equipment (motors, turbines, fans, etc.), air conditioning ducts, piping, transport equipment (freight trains, automobiles, truck beds, etc.), sleepers constituting the railway track, highways, tunnels , Bridges, pumps, pipes for transmitting hydraulic pressure and air pressure, and the like.

このような発電素子１００は、図２に示すように、交流電源Ｅと内部抵抗ＩＲを直列接続した回路と等価とみなすことができる。ただし、発電素子１００は、振動体から入力される振動を利用して発電するので、交流電源Ｅの起電力は、振動体から入力される振動（振幅、周波数）に依存して変動する。   Such a power generating element 100 can be regarded as equivalent to a circuit in which an AC power source E and an internal resistance IR are connected in series as shown in FIG. However, since the power generation element 100 generates power using the vibration input from the vibrating body, the electromotive force of the AC power source E varies depending on the vibration (amplitude, frequency) input from the vibrating body.

図３および図４に示すように、発電素子１００は、筐体２０と、筐体２０内に図３および図４の上下方向に振動可能に保持された発電部１０とを備えている。発電部１０は、一対の対向する上側板バネ６０Ｕおよび下側板バネ６０Ｌと、これらの間に固定され、永久磁石３１を有する磁石組立体３０と、永久磁石３１の外周側を囲むように設けられたコイル４０と、コイル４０を保持するコイル保持部５０とを有している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the power generation element 100 includes a housing 20 and a power generation unit 10 that is held in the housing 20 so as to vibrate in the vertical direction of FIGS. 3 and 4. The power generation unit 10 is provided so as to surround a pair of opposed upper leaf springs 60U and lower leaf springs 60L, a magnet assembly 30 having a permanent magnet 31 fixed therebetween, and an outer peripheral side of the permanent magnet 31. And a coil holding part 50 for holding the coil 40.

筐体２０は、発電素子１００を振動体に固定すると共に、発電部１０を収納する機能を有する。筐体２０は、カバー２１と、ベース２３と、カバー２１とベース２３との間に位置する筒状部２２とを備えている。   The housing 20 has functions of fixing the power generation element 100 to the vibrating body and accommodating the power generation unit 10. The housing 20 includes a cover 21, a base 23, and a cylindrical portion 22 positioned between the cover 21 and the base 23.

ベース２３の４隅には、それぞれ、貫通孔２３１が形成されている。図示しないネジをベース２３の貫通孔２３１に貫通させ、振動体に設けられたネジ穴と螺合させることより、ベース２３が振動体に固定され、発電素子１００を振動体に取り付ける（固定する）ことができる。発電素子１００を振動体に取り付けることにより、振動体の振動を発電素子１００に伝達させることができる。   Through holes 231 are formed in the four corners of the base 23, respectively. By screwing a screw (not shown) through the through hole 231 of the base 23 and screwing it into a screw hole provided in the vibrating body, the base 23 is fixed to the vibrating body, and the power generating element 100 is attached (fixed) to the vibrating body. be able to. By attaching the power generation element 100 to the vibration body, the vibration of the vibration body can be transmitted to the power generation element 100.

上側板バネ６０Ｕおよび下側板バネ６０Ｌは、磁石組立体３０およびコイル保持部５０を、筐体２０に対して振動可能に保持する機能を有する。上側板バネ６０Ｕは、カバー２１と筒状部２２との間に固定されている。一方、下側板バネ６０Ｌは、ベース２３と筒状部２２との間に固定されている。各板バネは、それぞれ、金属製の薄板材で形成された円環状の部材であり、互いに同じ構造を有している。   The upper leaf spring 60U and the lower leaf spring 60L have a function of holding the magnet assembly 30 and the coil holding portion 50 with respect to the housing 20 so as to vibrate. The upper leaf spring 60 </ b> U is fixed between the cover 21 and the cylindrical portion 22. On the other hand, the lower leaf spring 60 </ b> L is fixed between the base 23 and the cylindrical portion 22. Each leaf spring is an annular member formed of a metal thin plate material, and has the same structure.

図５に示すように、各板バネは、それぞれ、外周側から、第１の環状部６１、第１の環状部６１の内径よりも小さい外径を有する第２の環状部６２、および第２の環状部６２の内径よりも小さい外径を有する第３の環状部６３を有している。これらの第１の環状部６１、第２の環状部６２および第３の環状部６３は、それぞれ、各板バネに同心的に設けられている。また、第１の環状部６１と第２の環状部６２は、複数（本実施形態では、４つ）の第１のバネ部６４によって連結されており、第２の環状部６２と第３の環状部６３は、複数（本実施形態では、２つ）の第２のバネ部６５によって連結されている。   As shown in FIG. 5, each leaf spring includes a first annular portion 61, a second annular portion 62 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first annular portion 61, and the second from the outer peripheral side, respectively. The third annular portion 63 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the annular portion 62. The first annular portion 61, the second annular portion 62, and the third annular portion 63 are each provided concentrically with each leaf spring. The first annular portion 61 and the second annular portion 62 are connected by a plurality of (four in this embodiment) first spring portions 64, and the second annular portion 62 and the third annular portion 62 are connected to each other. The annular portion 63 is connected by a plurality (two in this embodiment) of second spring portions 65.

上側板バネ６０Ｕが、上側板バネ６０Ｕの上側に設けられたワッシャー８０とコイル保持部５０との間に位置する状態で、上側板バネ６０Ｕの第２の環状部６２が、コイル保持部５０の外周部（筒状部５１）の上端部に固定されている。また、下側板バネ６０Ｌが、下側板バネ６０Ｌの下側に設けられたワッシャー８０とコイル保持部５０との間に位置する状態で、下側板バネ６０Ｌの第２の環状部６２が、コイル保持部５０の外周部（筒状部５１）の下端部に固定されている。   In a state where the upper leaf spring 60U is located between the washer 80 provided on the upper side of the upper leaf spring 60U and the coil holding portion 50, the second annular portion 62 of the upper leaf spring 60U is connected to the coil holding portion 50. It is being fixed to the upper end part of an outer peripheral part (tubular part 51). Further, in a state where the lower leaf spring 60L is positioned between the washer 80 provided on the lower side of the lower leaf spring 60L and the coil holding portion 50, the second annular portion 62 of the lower leaf spring 60L is held by the coil. It is fixed to the lower end of the outer peripheral part (tubular part 51) of the part 50.

また、上側板バネ６０Ｕの第３の環状部６３は、後述する磁石組立体３０上に取り付けられたスペーサ７０の上部に固定されており、下側板バネ６０Ｌの第３の環状部６３は、磁石組立体３０の底部に固定されている。   Further, the third annular portion 63 of the upper leaf spring 60U is fixed to an upper portion of a spacer 70 attached on the magnet assembly 30 described later, and the third annular portion 63 of the lower leaf spring 60L is a magnet. It is fixed to the bottom of the assembly 30.

各板バネの４つの第１のバネ部６４は、第２の環状部６２を第１の環状部６１に対して図３および図４の上下方向に振動可能に支持（連結）している。上述のように、第１の環状部６１は筐体２０（カバー２１、筒状部２２およびベース２３）に固定され、第２の環状部６２は、コイル保持部５０に固定されている。そのため、振動体から筐体２０に振動が伝達されると、さらに、第１のバネ部６４を介して、振動がコイル保持部５０に伝達される。その結果、コイル保持部５０が筐体２０に対して振動する。   The four first spring portions 64 of each leaf spring support (connect) the second annular portion 62 so as to vibrate in the vertical direction of FIGS. 3 and 4 with respect to the first annular portion 61. As described above, the first annular portion 61 is fixed to the housing 20 (the cover 21, the cylindrical portion 22, and the base 23), and the second annular portion 62 is fixed to the coil holding portion 50. Therefore, when vibration is transmitted from the vibrating body to the housing 20, the vibration is further transmitted to the coil holding unit 50 via the first spring portion 64. As a result, the coil holding unit 50 vibrates with respect to the housing 20.

また、各板バネの２つの第２のバネ部６５は、第３の環状部６３を第２の環状部６２に対して図３および図４の上下方向に振動可能に支持（連結）している。上述のように、上側板バネ６０Ｕの第３の環状部６３は、スペーサ７０を介して、磁石組立体３０に固定されており、下側板バネ６０Ｌの第３の環状部６３は、磁石組立体３０の底部に固定されている。そのため、振動体から筐体２０に振動が伝達されると、さらに、第２のバネ部６５を介して、振動が磁石組立体３０に伝達される。その結果、磁石組立体３０が筐体２０およびコイル保持部５０に対して振動する。   Further, the two second spring portions 65 of each leaf spring support (connect) the third annular portion 63 so as to vibrate in the vertical direction of FIGS. 3 and 4 with respect to the second annular portion 62. Yes. As described above, the third annular portion 63 of the upper leaf spring 60U is fixed to the magnet assembly 30 via the spacer 70, and the third annular portion 63 of the lower leaf spring 60L is the magnet assembly. 30 is fixed to the bottom. Therefore, when vibration is transmitted from the vibrating body to the housing 20, vibration is further transmitted to the magnet assembly 30 via the second spring portion 65. As a result, the magnet assembly 30 vibrates with respect to the housing 20 and the coil holding unit 50.

かかる構成を有する発電素子１００では、筐体２０に対して、各板バネの第１のバネ部６４によってコイル保持部５０が振動する第１の振動系と、筐体２０およびコイル保持部５０に対して、各板バネの第２のバネ部６５によって磁石組立体３０が振動する第２の振動系とが形成されている。   In the power generating element 100 having such a configuration, the first vibration system in which the coil holding part 50 vibrates by the first spring part 64 of each leaf spring with respect to the case 20, and the case 20 and the coil holding part 50. On the other hand, a second vibration system in which the magnet assembly 30 vibrates is formed by the second spring portion 65 of each leaf spring.

磁石組立体３０は、上側板バネ６０Ｕと下側板バネ６０Ｌとの間に、筐体２０およびコイル保持部５０に対して振動可能に支持されている。磁石組立体３０は、円盤状（厚さの比較的薄い円柱状）の永久磁石３１と、永久磁石３１がその略中央に配設される底板部３２１と、底板部３２１の外周端部から立設した筒状部３２２とを有する円筒状のバックヨーク３２と、永久磁石３１の上面に設けられたヨーク３３とを有している。バックヨーク３２の底板部３２１の外周部は、下側板バネ６０Ｌの第３の環状部６３に固定されており、ヨーク３３は、スペーサ７０を介して上側板バネ６０Ｕの第３の環状部６３に固定されている。   The magnet assembly 30 is supported between the upper leaf spring 60U and the lower leaf spring 60L so as to vibrate with respect to the housing 20 and the coil holding portion 50. The magnet assembly 30 includes a disk-shaped (relatively thin columnar) permanent magnet 31, a bottom plate portion 321 in which the permanent magnet 31 is disposed substantially at the center, and an outer peripheral end portion of the bottom plate portion 321. A cylindrical back yoke 32 having a cylindrical portion 322 provided and a yoke 33 provided on the upper surface of the permanent magnet 31 are provided. The outer peripheral portion of the bottom plate portion 321 of the back yoke 32 is fixed to the third annular portion 63 of the lower leaf spring 60L, and the yoke 33 is connected to the third annular portion 63 of the upper leaf spring 60U via the spacer 70. It is fixed.

バックヨーク３２は、筒状部３２２と永久磁石３１（ヨーク３３）との間に、コイル保持部５０に保持されたコイル４０が筒状部３２２および永久磁石３１と離間した状態で配置されるように構成されている。すなわち、筒状部３２２の内径は、コイル４０の外径よりも大きく設計されている。また、バックヨーク３２の底板部３２１には、中央部付近に貫通孔が形成されている。   The back yoke 32 is arranged between the tubular portion 322 and the permanent magnet 31 (yoke 33) in a state where the coil 40 held by the coil holding portion 50 is separated from the tubular portion 322 and the permanent magnet 31. It is configured. That is, the inner diameter of the cylindrical portion 322 is designed to be larger than the outer diameter of the coil 40. A through hole is formed in the bottom plate portion 321 of the back yoke 32 in the vicinity of the center portion.

コイル保持部５０は、磁石組立体３０と筐体２０との間に、筐体２０および磁石組立体３０に対して振動可能に支持されている。コイル保持部５０は、円筒状の筒状部５１と、筒状部５１の内周面側に配設された円環状の環状部５２とを有している。筒状部５１は、各板バネの第２の環状部６２に固定されている。また、コイル保持部５０は、環状部５２の下面側でコイル４０を保持している。   The coil holding unit 50 is supported between the magnet assembly 30 and the housing 20 so as to be able to vibrate with respect to the housing 20 and the magnet assembly 30. The coil holding part 50 has a cylindrical tubular part 51 and an annular annular part 52 disposed on the inner peripheral surface side of the tubular part 51. The cylindrical portion 51 is fixed to the second annular portion 62 of each leaf spring. Further, the coil holding part 50 holds the coil 40 on the lower surface side of the annular part 52.

コイル４０は、コイル保持部５０の環状部５２下面の内周部付近に固定されて、コイル保持部５０に保持されている。また、コイル４０は、コイル保持部５０に保持された状態で、磁石組立体３０のバックヨーク３２の筒状部３２２と永久磁石３１との間に、筒状部３２２および永久磁石３１と離間して配置されている。このコイル４０は、発電部１０の振動（コイル保持部５０の振動および磁石組立体３０の振動）に伴って、永久磁石３１に対して相対的に上下方向に変位する。このような振動により、コイル４０を通過する永久磁石３１からの磁力線の密度が変化し、コイル４０に交流電流が発生する。   The coil 40 is fixed to the vicinity of the inner peripheral portion of the lower surface of the annular portion 52 of the coil holding portion 50 and is held by the coil holding portion 50. In addition, the coil 40 is held by the coil holding portion 50 and is separated from the cylindrical portion 322 and the permanent magnet 31 between the cylindrical portion 322 of the back yoke 32 of the magnet assembly 30 and the permanent magnet 31. Are arranged. The coil 40 is displaced in the vertical direction relative to the permanent magnet 31 with the vibration of the power generation unit 10 (vibration of the coil holding unit 50 and vibration of the magnet assembly 30). Due to such vibration, the density of the lines of magnetic force from the permanent magnet 31 passing through the coil 40 changes, and an alternating current is generated in the coil 40.

コイル４０の両端は、それぞれ、コイル保持部５０の環状部５２の上側に設けられた一対の電極端子９０に接続されている。無線送信装置１の入力端子に電極端子９０を接続することにより、無線送信装置１は、発電素子１００を電源として利用することができる。   Both ends of the coil 40 are connected to a pair of electrode terminals 90 provided on the upper side of the annular part 52 of the coil holding part 50. By connecting the electrode terminal 90 to the input terminal of the wireless transmission device 1, the wireless transmission device 1 can use the power generating element 100 as a power source.

＜無線送信装置１＞
無線送信装置１は、発電素子１００から供給される電力を利用して、センサ８が取得した測定データをホストコンピュータ、サーバー、制御装置等の外部機器に無線送信する機能を有する。 <Wireless transmitter 1>
The wireless transmission device 1 has a function of wirelessly transmitting measurement data acquired by the sensor 8 to an external device such as a host computer, a server, or a control device using the power supplied from the power generation element 100.

なお、無線送信すべき測定データを取得するセンサ８の種類は特に限定されず、温度、湿度、光、電気、磁気、振動、加速度、圧力等の様々な対象を測定可能なセンサをセンサ８として用いることができる。本実施形態では、センサ８として、温度および湿度を測定可能な温湿度センサを用いた場合について説明する。また、本実施形態では、図２に示すように、センサ８は、無線送信装置１のコンポーネントとして説明されるが、本発明はこれに限られない。例えば、センサ８は、独立したコンポーネントとして無線送信装置１の外部に設けられ、有線接続または無線接続によって無線送信装置１とデータ通信を実行し、測定データを無線送信装置１に送信してもよい。   The type of sensor 8 that acquires measurement data to be wirelessly transmitted is not particularly limited, and a sensor that can measure various objects such as temperature, humidity, light, electricity, magnetism, vibration, acceleration, and pressure is referred to as sensor 8. Can be used. In this embodiment, a case where a temperature / humidity sensor capable of measuring temperature and humidity is used as the sensor 8 will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the sensor 8 is described as a component of the wireless transmission device 1, but the present invention is not limited to this. For example, the sensor 8 may be provided outside the wireless transmission device 1 as an independent component, perform data communication with the wireless transmission device 1 by wired connection or wireless connection, and transmit measurement data to the wireless transmission device 1. .

また、図示の形態では、無線送信装置１が備えるセンサ８の数は１つであるが、本発明はこれに限られない。無線送信装置１が複数のセンサ８を備えていてもよく、各センサ８が測定する対象がそれぞれ異なっていてもよい。例えば、複数のセンサ８の１つは温湿度を測定し、複数のセンサ８の異なる１つは振動を測定してもよい。   In the illustrated form, the wireless transmission device 1 has one sensor 8, but the present invention is not limited to this. The wireless transmission device 1 may include a plurality of sensors 8, and the objects measured by the sensors 8 may be different from each other. For example, one of the plurality of sensors 8 may measure temperature and humidity, and a different one of the plurality of sensors 8 may measure vibration.

図２に示すように、無線送信装置１は、発電素子１００から供給される電力を交流から直流に変換する整流部２と、整流部２からの電力を蓄電する蓄電部Ｃ１と、蓄電部Ｃ１内に蓄電された電力を昇圧する昇圧部３と、昇圧部３の出力を平滑化する平滑コンデンサＣ２と、温度および湿度を測定するセンサ８と、昇圧部３から供給される電力を利用してセンサ８が取得した測定データの無線送信動作（処理Ｓ１００、図７参照）を実行する無線送信部９と、平滑コンデンサＣ２と後段のコンポーネント（特に、無線送信部９）との間の接続を制御するスイッチング部Ｓと、無線送信部９の無線送信動作に同期して昇圧部３およびスイッチング部Ｓを制御する電力制御部４と、昇圧部３の出力電圧を調整するための第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２と、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１と昇圧部３の出力電圧Ｖ２のうち、より高い一方を電力制御部４に供給するための第１のダイオードＤ１および第２のダイオードＤ２と、を含む。   As illustrated in FIG. 2, the wireless transmission device 1 includes a rectifying unit 2 that converts power supplied from the power generation element 100 from alternating current to direct current, a power storage unit C1 that stores power from the rectifying unit 2, and a power storage unit C1. Using the boosting unit 3 that boosts the electric power stored therein, the smoothing capacitor C2 that smoothes the output of the boosting unit 3, the sensor 8 that measures temperature and humidity, and the power supplied from the boosting unit 3 Controls the connection between the wireless transmission unit 9 that performs the wireless transmission operation of the measurement data acquired by the sensor 8 (process S100, see FIG. 7), and the smoothing capacitor C2 and the subsequent component (particularly, the wireless transmission unit 9). A switching unit S that controls the boosting unit 3 and the switching unit S in synchronization with the wireless transmission operation of the wireless transmission unit 9, and a first resistor R1 for adjusting the output voltage of the boosting unit 3 And second Including anti-R2, of the output voltage V2 of the boosting unit 3 and the voltage V1 of the power storage unit C1, a first diode D1 and second diode D2 for supplying one higher to the power control unit 4, a.

また、無線送信装置１において、少なくとも、センサ８と無線送信部９との間、無線送信部９と電力制御部４との間、電力制御部４と昇圧部３との間、および電力制御部４とスイッチング部Ｓとの間は、データバス等によって通信可能に接続されている。特に、無線送信部９および電力制御部４との間は、シリアル通信、より具体的には、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）通信を実行可能に接続されている。図２中では、データ通信可能に接続されたコンポーネントは、矢印線によって結ばれている。   Further, in the wireless transmission device 1, at least between the sensor 8 and the wireless transmission unit 9, between the wireless transmission unit 9 and the power control unit 4, between the power control unit 4 and the boosting unit 3, and a power control unit 4 and the switching unit S are communicably connected by a data bus or the like. In particular, the wireless transmission unit 9 and the power control unit 4 are connected such that serial communication, more specifically, I2C (Inter-Integrated Circuit) communication, can be performed. In FIG. 2, components connected so as to be able to perform data communication are connected by an arrow line.

本発明の無線送信装置１において、昇圧部３およびスイッチング部ＳのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する電力制御部４は、所定の時間間隔ΔＴで昇圧部３およびスイッチング部ＳをＯＮするためのタイマー６を含む。タイマー６は、昇圧部３前段の蓄電部Ｃ１に接続された第１のダイオードＤ１の出力端子と昇圧部３の出力端子ＶＯＵＴに接続された第２のダイオードＤ２の出力端子との接合点に接続されている。そのため、タイマー６に供給される電圧Ｖ１Ｒは、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１と、昇圧部３の出力電圧Ｖ２のうち、より高い一方となる。   In the wireless transmission device 1 of the present invention, the power control unit 4 that performs ON / OFF control of the booster 3 and the switching unit S includes a timer 6 for turning on the booster 3 and the switching unit S at a predetermined time interval ΔT. including. The timer 6 is connected to a junction point between the output terminal of the first diode D1 connected to the power storage unit C1 in the previous stage of the booster unit 3 and the output terminal of the second diode D2 connected to the output terminal VOUT of the booster unit 3. Has been. Therefore, the voltage V1R supplied to the timer 6 is the higher one of the voltage V1 of the power storage unit C1 and the output voltage V2 of the boosting unit 3.

＜＜整流部２＞＞
整流部２は、発電素子１００の電極端子９０に接続されており、発電素子１００から供給される電力を交流から直流に変換する機能を有する。整流部２は、発電素子１００から供給される電力を交流から直流に変換することができれば特に限定されない。例えば、ダイオード整流器、ブリッジ整流器等を整流部２として用いることができる。 << Rectification unit 2 >>
The rectification unit 2 is connected to the electrode terminal 90 of the power generation element 100 and has a function of converting electric power supplied from the power generation element 100 from alternating current to direct current. The rectifying unit 2 is not particularly limited as long as the power supplied from the power generation element 100 can be converted from alternating current to direct current. For example, a diode rectifier, a bridge rectifier, or the like can be used as the rectifying unit 2.

＜＜蓄電部Ｃ１＞＞
蓄電部Ｃ１は、整流部２からの電力を蓄電および放出（充放電）する機能を有する。蓄電部Ｃ１の一方の端子は、整流部２の出力端子に接続されており、他方の端子は、グラウンド（基準電位点）接続されている。なお、図示のように、蓄電部Ｃ１の電圧は、電圧Ｖ１で表現されている。 << Power storage unit C1 >>
The power storage unit C1 has a function of storing and discharging (charging / discharging) the electric power from the rectifying unit 2. One terminal of the power storage unit C1 is connected to the output terminal of the rectifying unit 2, and the other terminal is connected to the ground (reference potential point). As illustrated, the voltage of the power storage unit C1 is expressed by the voltage V1.

蓄電部Ｃ１としては、例えば、電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ等のコンデンサを用いることができる。このようなコンデンサは、急速充電が可能であり、小型であることから、蓄電部Ｃ１として適している。また、コンデンサと、鉛電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池（蓄電池）との組み合わせを蓄電部Ｃ１として用いてもよい。この場合、コンデンサの容量以上の電力が供給された場合に、余剰分の電力を二次電池内に蓄電しておくことができるので、発電素子１００から供給される電力をより効率的に利用することができる。   As the power storage unit C1, for example, a capacitor such as an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor can be used. Such a capacitor is suitable as the power storage unit C1 because it can be rapidly charged and is small. Moreover, you may use the combination of a capacitor | condenser and secondary batteries (storage battery), such as a lead battery, a lithium ion battery, and a nickel metal hydride battery, as the electrical storage part C1. In this case, when power exceeding the capacity of the capacitor is supplied, surplus power can be stored in the secondary battery, so that the power supplied from the power generation element 100 is used more efficiently. be able to.

＜＜昇圧部３＞＞
昇圧部３は、蓄電部Ｃ１と並列に接続されており、蓄電部Ｃ１に蓄電された電力を昇圧し、出力する機能を有する。昇圧部３は、蓄電部Ｃ１に蓄電された電力を昇圧し、出力することができれば特に限定されず、典型的には、ＤＣ−ＤＣコンバータを昇圧部３として用いることができる。 << Pressure Booster 3 >>
The boosting unit 3 is connected in parallel with the power storage unit C1, and has a function of boosting and outputting the power stored in the power storage unit C1. Booster unit 3 is not particularly limited as long as it can boost and output the electric power stored in power storage unit C1, and typically a DC-DC converter can be used as booster unit 3.

昇圧部３の出力端子ＶＯＵＴは、平滑コンデンサＣ２の一方の端子に接続されている。また、昇圧部３のＦＢ端子（出力電圧帰還端子）は、平滑コンデンサＣ２に並列に接続された第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との間に接続されている。このような構成により、第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２の抵抗値を調整することによって、出力端子ＶＯＵＴから出力される昇圧部３の出力電圧を調整することができる。例えば、本実施形態の昇圧部３に０．９Ｖの電圧が入力された場合、２．２Ｖの出力電圧を出力端子ＶＯＵＴから出力することができる。また、昇圧部３のゲート端子には、電力制御部４の出力端子が接続されており、電力制御部４から出力される制御信号に従って、昇圧部３のＯＮ／ＯＦＦ制御が実行される。なお、図示のように、昇圧部３の出力電圧は、電圧Ｖ２で表現されている。   The output terminal VOUT of the booster 3 is connected to one terminal of the smoothing capacitor C2. The FB terminal (output voltage feedback terminal) of the booster 3 is connected between a first resistor R1 and a second resistor R2 connected in parallel to the smoothing capacitor C2. With such a configuration, the output voltage of the booster 3 output from the output terminal VOUT can be adjusted by adjusting the resistance values of the first resistor R1 and the second resistor R2. For example, when a voltage of 0.9 V is input to the booster 3 of the present embodiment, an output voltage of 2.2 V can be output from the output terminal VOUT. Further, the output terminal of the power control unit 4 is connected to the gate terminal of the boosting unit 3, and ON / OFF control of the boosting unit 3 is executed according to a control signal output from the power control unit 4. As shown in the figure, the output voltage of the booster 3 is expressed by a voltage V2.

＜＜平滑コンデンサＣ２＞＞
平滑コンデンサＣ２は、出力端子ＶＯＵＴから出力される昇圧部３の出力を平滑化し、後段のコンポーネント（第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、センサ８および無線送信部９）に供給する機能を有する。平滑コンデンサＣ２の一方の端子は、昇圧部３の出力端子ＶＯＵＴに接続され、他方の端子は、グラウンド接続されている。平滑コンデンサＣ２としては、前述した蓄電部Ｃ１と同様のコンデンサを用いることができる。 << Smoothing capacitor C2 >>
The smoothing capacitor C2 has a function of smoothing the output of the boosting unit 3 output from the output terminal VOUT and supplying it to the subsequent components (first resistor R1, second resistor R2, sensor 8 and wireless transmission unit 9). Have. One terminal of the smoothing capacitor C2 is connected to the output terminal VOUT of the boosting unit 3, and the other terminal is connected to the ground. As the smoothing capacitor C2, a capacitor similar to the above-described power storage unit C1 can be used.

＜＜スイッチング部Ｓ＞＞
スイッチング部Ｓは、平滑コンデンサＣ２と並列に接続され、電力制御部４から出力される制御信号に従って、平滑コンデンサＣ２と、後段のコンポーネンとの間の接続を制御する機能を有する。スイッチング部Ｓは、第１の半導体スイッチング素子Ｑ１と、第２の半導体スイッチング素子Ｑ２と、第３の抵抗Ｒ３とを備える。 << Switching part S >>
The switching unit S is connected in parallel with the smoothing capacitor C2 and has a function of controlling connection between the smoothing capacitor C2 and a subsequent component in accordance with a control signal output from the power control unit 4. The switching unit S includes a first semiconductor switching element Q1, a second semiconductor switching element Q2, and a third resistor R3.

第１の半導体スイッチング素子Ｑ１のソース端子またはドレイン端子の一方の端子は、平滑コンデンサＣ２の一方の端子に接続され、他方の端子は、後段のコンポーネントに接続されている。また、第１の半導体スイッチング素子Ｑ１のゲート端子は、第２の半導体スイッチング素子Ｑ２のソース端子またはドレイン端子の一方の端子に接続されている。第２の半導体スイッチング素子Ｑ２の他方の端子は、グラウンド接続されている。また、第２の半導体スイッチング素子Ｑ２のゲート端子は、電力制御部４の出力端子に接続されており、電力制御部４から昇圧部３に出力される制御信号が、第２の半導体スイッチング素子Ｑ２のゲート端子にも出力される。第３の抵抗Ｒ３は、平滑コンデンサＣ２の一方の端子と、第１の半導体スイッチング素子Ｑ１のゲート端子との間に接続され、第１の半導体スイッチング素子Ｑ１のゲート端子に入力される電圧を調整するために用いられる。   One terminal of the source terminal or the drain terminal of the first semiconductor switching element Q1 is connected to one terminal of the smoothing capacitor C2, and the other terminal is connected to a subsequent component. The gate terminal of the first semiconductor switching element Q1 is connected to one of the source terminal and the drain terminal of the second semiconductor switching element Q2. The other terminal of the second semiconductor switching element Q2 is grounded. The gate terminal of the second semiconductor switching element Q2 is connected to the output terminal of the power control unit 4, and a control signal output from the power control unit 4 to the boosting unit 3 is transmitted to the second semiconductor switching element Q2. Is also output to the gate terminal. The third resistor R3 is connected between one terminal of the smoothing capacitor C2 and the gate terminal of the first semiconductor switching element Q1, and adjusts the voltage input to the gate terminal of the first semiconductor switching element Q1. Used to do.

第１の半導体スイッチング素子Ｑ１および第２の半導体スイッチング素子Ｑ２は、ノーマルオープン（ＮＯ）タイプのスイッチング素子であり、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等を、第１の半導体スイッチング素子Ｑ１および第２の半導体スイッチング素子Ｑ２として用いることができる。   The first semiconductor switching element Q1 and the second semiconductor switching element Q2 are normally open (NO) type switching elements. For example, a MOSFET, an IGBT, or the like is used as the first semiconductor switching element Q1 or the second semiconductor switching element. It can be used as the element Q2.

電力制御部４から、第２の半導体スイッチング素子Ｑ２のゲート端子に制御信号が出力されると、第２の半導体スイッチング素子Ｑ２がＯＮとなる。その結果、第１の半導体スイッチング素子Ｑ１のゲート端子に電流が流れ、第１の半導体スイッチング素子Ｑ１がＯＮとなる。それにより、スイッチング部ＳがＯＮとなり、スイッチング部Ｓを介して後段のコンポーネントに、平滑コンデンサＣ２によって平滑化された電力が供給される。また、第２の半導体スイッチング素子Ｑ２のゲート端子に出力される制御信号は、昇圧部３のゲート端子に出力される制御信号と同一の制御信号であるため、昇圧部３が同時にＯＮされる。   When the control signal is output from the power control unit 4 to the gate terminal of the second semiconductor switching element Q2, the second semiconductor switching element Q2 is turned ON. As a result, a current flows through the gate terminal of the first semiconductor switching element Q1, and the first semiconductor switching element Q1 is turned on. As a result, the switching unit S is turned on, and the power smoothed by the smoothing capacitor C2 is supplied to the subsequent component via the switching unit S. Further, since the control signal output to the gate terminal of the second semiconductor switching element Q2 is the same control signal as the control signal output to the gate terminal of the booster 3, the booster 3 is simultaneously turned on.

かかる構成のスイッチング部Ｓを用いることにより、昇圧部３のＯＮ／ＯＦＦ制御に同期して、平滑コンデンサＣ２と後段のコンポーネントとの間の接続を制御することができる。さらに、上述のように、昇圧部３のゲート端子および第２の半導体スイッチング素子Ｑ２のゲート端子に出力される制御信号は、無線送信部９の無線送信動作と同期している。そのため、無線送信部９が無線送信動作を実行しない待機状態の間、確実に平滑コンデンサＣ２と、後段のコンポーネントとの間の接続を遮断することができる。その結果、平滑コンデンサＣ２内の電力が、無線送信部９の無線送信動作以外の要因、すなわち、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、センサ８および無線送信部９の待機電力によって不必要に消費されることを防止することができる。その結果、昇圧部３から平滑コンデンサＣ２への突入電流が減少するので、蓄電部Ｃ１に蓄積された電力が不必要に消費されることを防止することができ、無線送信装置１のエネルギー効率を向上させることができる。   By using the switching unit S having such a configuration, the connection between the smoothing capacitor C2 and the subsequent component can be controlled in synchronization with the ON / OFF control of the boosting unit 3. Furthermore, as described above, the control signal output to the gate terminal of the booster 3 and the gate terminal of the second semiconductor switching element Q2 is synchronized with the wireless transmission operation of the wireless transmitter 9. Therefore, during the standby state in which the wireless transmission unit 9 does not perform the wireless transmission operation, the connection between the smoothing capacitor C2 and the subsequent component can be reliably disconnected. As a result, the power in the smoothing capacitor C2 is unnecessary due to factors other than the wireless transmission operation of the wireless transmission unit 9, that is, standby power of the first resistor R1, the second resistor R2, the sensor 8, and the wireless transmission unit 9. It is possible to prevent consumption. As a result, since the inrush current from the boosting unit 3 to the smoothing capacitor C2 is reduced, it is possible to prevent the power stored in the power storage unit C1 from being consumed unnecessarily, and to improve the energy efficiency of the wireless transmission device 1. Can be improved.

＜＜ダイオードＤ１、Ｄ２＞＞
平滑コンデンサＣ２の一方の端子とスイッチング部Ｓとの間には、第２のダイオードＤ２の入力端子（アノード）が接続されている。一方、蓄電部Ｃ１の一方の端子には、第１のダイオードＤ１の入力端子が接続されている。第１のダイオードＤ１の出力端子（カソード）は、第２のダイオードＤ２の出力端子に接続されている。したがって、第１のダイオードＤ１の出力端子と第２のダイオードＤ２の出力端子の接合点から出力される電圧Ｖ１Ｒは、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１と、昇圧部３の出力電圧Ｖ２のいずれか高い一方である。 << Diodes D1, D2 >>
Between one terminal of the smoothing capacitor C2 and the switching unit S, an input terminal (anode) of the second diode D2 is connected. On the other hand, the input terminal of the first diode D1 is connected to one terminal of the power storage unit C1. The output terminal (cathode) of the first diode D1 is connected to the output terminal of the second diode D2. Therefore, the voltage V1R output from the junction of the output terminal of the first diode D1 and the output terminal of the second diode D2 is one of the higher one of the voltage V1 of the power storage unit C1 and the output voltage V2 of the booster unit 3. It is.

このように、第１のダイオードＤ１および第２のダイオードＤ２は、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１と昇圧部３の出力電圧Ｖ２のうち、より高い一方を、第１のダイオードＤ１の出力端子と第２のダイオードＤ２の出力端子の接合点から出力するために用いられる。   As described above, the first diode D1 and the second diode D2 are configured such that the higher one of the voltage V1 of the power storage unit C1 and the output voltage V2 of the boosting unit 3 is higher than the output terminal of the first diode D1. It is used to output from the junction point of the output terminal of the diode D2.

例えば、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が昇圧部３の出力電圧Ｖ２よりも高い場合、第１のダイオードＤ１の出力端子と第２のダイオードＤ２の出力端子の接合点から出力される電圧Ｖ１Ｒは、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１である。一方、昇圧部３の出力電圧Ｖ２が蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１よりも高い場合、第１のダイオードＤ１の出力端子と第２のダイオードＤ２の出力端子の接合点から出力される電圧Ｖ１Ｒは、昇圧部３の出力電圧Ｖ２である。また、第１のダイオードＤ１の出力端子と第２のダイオードＤ２の出力端子の接合点は、電力制御部４に接続されている。   For example, when the voltage V1 of the power storage unit C1 is higher than the output voltage V2 of the boosting unit 3, the voltage V1R output from the junction of the output terminal of the first diode D1 and the output terminal of the second diode D2 is This is the voltage V1 of the part C1. On the other hand, when the output voltage V2 of the boosting unit 3 is higher than the voltage V1 of the power storage unit C1, the voltage V1R output from the junction of the output terminal of the first diode D1 and the output terminal of the second diode D2 is boosted. This is the output voltage V <b> 2 of the unit 3. The junction point between the output terminal of the first diode D1 and the output terminal of the second diode D2 is connected to the power control unit 4.

＜＜電力制御部４＞＞
電力制御部４は、蓄電部Ｃ１と昇圧部３との間に接続され、無線送信部９が実行する無線送信動作（処理Ｓ１００）に同期して、昇圧部３およびスイッチング部ＳのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する機能を有する。図示のように、電力制御部４は、蓄電部Ｃ１と並列に接続された電源監視回路５と、第１のダイオードＤ１の出力端子と第２のダイオードＤ２の出力端子の接合点に接続されたタイマー６と、電源監視回路５の出力端子およびタイマー６の出力端子に接続された加算器７と、を備える。 << Power control unit 4 >>
The power control unit 4 is connected between the power storage unit C1 and the booster unit 3 and is turned on / off of the booster unit 3 and the switching unit S in synchronization with the wireless transmission operation (process S100) executed by the wireless transmission unit 9. It has a function to execute control. As shown in the figure, the power control unit 4 is connected to the junction of the power monitoring circuit 5 connected in parallel with the power storage unit C1 and the output terminal of the first diode D1 and the output terminal of the second diode D2. A timer 6 and an adder 7 connected to the output terminal of the power supply monitoring circuit 5 and the output terminal of the timer 6 are provided.

電源監視回路５は、蓄電部Ｃ１と並列に接続され、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１を監視して、監視結果に応じて加算器７に信号を出力する機能を有する。電源監視回路５は、電圧Ｖ１が所定の上側しきい値以上となったことを検出すると、加算器７に信号を出力する（出力が論理値Ｈｉｇｈとなる）。その後、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１は、無線送信部９が実行する無線送信動作等により降下する。電源監視回路５は、電圧Ｖ１が電圧降下により、所定の下側しきい値未満となったことを検出すると、加算器７に対する信号の出力を停止する（出力が論理値Ｌｏｗとなる）。   The power supply monitoring circuit 5 is connected in parallel with the power storage unit C1, and has a function of monitoring the voltage V1 of the power storage unit C1 and outputting a signal to the adder 7 according to the monitoring result. When the power supply monitoring circuit 5 detects that the voltage V1 has become equal to or higher than a predetermined upper threshold value, it outputs a signal to the adder 7 (the output becomes a logical value High). Thereafter, the voltage V1 of the power storage unit C1 drops due to a wireless transmission operation or the like performed by the wireless transmission unit 9. When the power supply monitoring circuit 5 detects that the voltage V1 has become less than the predetermined lower threshold value due to the voltage drop, the power supply monitoring circuit 5 stops outputting the signal to the adder 7 (the output becomes the logic value Low).

電圧Ｖ１用の下側しきい値は、昇圧部３の動作可能最小電圧となるように設定される。一方、昇圧部３の動作可能最小電圧をＶｍｉｎとし、無線送信部９が１回の無線送信動作を実行した場合の電圧Ｖ１の降下量をΔＶとしたとき、電圧Ｖ１用の上側しきい値は、Ｖｍｉｎ＋ΔＶ以上に設定されることが好ましい。例えば、昇圧部３の動作可能最小電圧Ｖｍｉｎが０．９Ｖであり、無線送信部９が１回の無線送信動作を実行した場合の電圧Ｖ１の降下量ΔＶが０．２Ｖであるとき、電圧Ｖ１用の下側しきい値は０．９Ｖであり、電圧Ｖ１用の上側しきい値は、１．１Ｖ以上に設定される。   The lower threshold value for voltage V1 is set to be the minimum operable voltage of booster 3. On the other hand, when the minimum operable voltage of the booster unit 3 is Vmin, and the drop amount of the voltage V1 when the wireless transmission unit 9 executes one wireless transmission operation is ΔV, the upper threshold value for the voltage V1 is , Vmin + ΔV or more is preferable. For example, when the minimum operable voltage Vmin of the booster 3 is 0.9 V and the drop amount ΔV of the voltage V1 when the wireless transmission unit 9 executes one wireless transmission operation is 0.2 V, the voltage V1 The lower threshold for the voltage V is 0.9V, and the upper threshold for the voltage V1 is set to 1.1V or higher.

このように、電圧Ｖ１用の上側しきい値をＶｍｉｎ＋ΔＶ以上に設定することにより、無線送信部９が無線送信動作を実行中に、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が昇圧部３の動作可能最小電圧Ｖｍｉｎを下回り、無線送信動作が中断されてしまうことを確実に防止することができる。また、電圧Ｖ１用の下側しきい値を昇圧部３の動作可能最小電圧Ｖｍｉｎに設定することにより、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が昇圧部３の動作可能最小電圧Ｖｍｉｎ未満であるにも関わらず、蓄電部Ｃ１から昇圧部３に電力が供給され、電力が不必要に消費されることを防止することができる。   Thus, by setting the upper threshold value for voltage V1 to Vmin + ΔV or more, voltage V1 of power storage unit C1 is the minimum operable voltage Vmin of boosting unit 3 while wireless transmission unit 9 is performing the wireless transmission operation. It is possible to reliably prevent the wireless transmission operation from being interrupted. Further, by setting the lower threshold value for voltage V1 to the minimum operable voltage Vmin of boosting unit 3, even though voltage V1 of power storage unit C1 is less than minimum operable voltage Vmin of boosting unit 3. Thus, it is possible to prevent power from being supplied from the power storage unit C1 to the booster unit 3 and unnecessary consumption of power.

タイマー６は、第１のダイオードＤ１の出力端子と第２のダイオードＤ２の出力端子の接合点に接続され、所定の時間間隔ΔＴ毎に、加算器７へ信号を出力し（加算器７への出力を論理値Ｌｏｗから論理値Ｈｉｇｈへ変化させる）、昇圧部３およびスイッチング部ＳをＯＮ（駆動）する機能を有する。また、上述のように、タイマー６は、無線送信部９とＩ２Ｃ通信可能に接続されている。   The timer 6 is connected to the junction point of the output terminal of the first diode D1 and the output terminal of the second diode D2, and outputs a signal to the adder 7 at every predetermined time interval ΔT (to the adder 7). The output is changed from the logic value Low to the logic value High), and the boosting unit 3 and the switching unit S are turned on (driven). In addition, as described above, the timer 6 is connected to the wireless transmission unit 9 so that I2C communication is possible.

タイマー６は、初期状態において、加算器７に信号を出力し続ける（出力が論理値Ｈｉｇｈである）。その後、タイマー６は、無線送信実行前に、所定の時間間隔ΔＴを設定するための時間間隔設定信号、およびタイマー６のタイムカウントをリセットするためのタイマーカウントリセット信号を、無線送信部９からＩ２Ｃ通信により受信する。   In the initial state, the timer 6 continues to output a signal to the adder 7 (the output is a logical value High). Thereafter, the timer 6 sends a time interval setting signal for setting a predetermined time interval ΔT and a timer count reset signal for resetting the time count of the timer 6 from the wireless transmission unit 9 to the I2C before the wireless transmission is executed. Receive by communication.

タイマー６は、無線送信部９から時間間隔設定信号およびタイマーカウントリセット信号を受信した後も、無線送信部９からタイマー出力ＯＦＦ信号を受信するまで、加算器７に信号を出力し続ける（論理値Ｈｉｇｈの出力を維持する）。また、タイマー６は、無線送信部９からタイマー出力ＯＦＦ信号を受信し、加算器７への信号の出力を停止した後（論理値Ｌｏｗとなった後）、無線送信部９によって設定された所定の時間間隔ΔＴをカウントすると、加算器７への信号の出力を再開する（出力を論理値Ｌｏｗから論理値Ｈｉｇｈへと変化させる）。   The timer 6 continues to output signals to the adder 7 until it receives a timer output OFF signal from the wireless transmission unit 9 even after receiving the time interval setting signal and the timer count reset signal from the wireless transmission unit 9 (logical value). High output is maintained). The timer 6 receives the timer output OFF signal from the wireless transmission unit 9 and stops outputting the signal to the adder 7 (after the logical value is Low), and then the predetermined value set by the wireless transmission unit 9 When the time interval ΔT is counted, the output of the signal to the adder 7 is restarted (the output is changed from the logic value Low to the logic value High).

このように、タイマー６は、無線送信部９からのタイマー出力ＯＦＦ信号に従って加算器７への信号の出力を停止し、設定した所定の時間間隔ΔＴをカウントすると加算器７への信号の出力を再開するよう構成されている。また、上述のタイマー出力ＯＦＦ信号およびタイマーカウントリセット信号は、無線送信部９からタイマー６に周期的に送信されるので、タイマー６は、周期的に、加算器７への信号の出力および停止を繰り返すことができる。   As described above, the timer 6 stops outputting the signal to the adder 7 in accordance with the timer output OFF signal from the wireless transmission unit 9, and outputs the signal to the adder 7 when the predetermined time interval ΔT is counted. Configured to resume. Further, the timer output OFF signal and the timer count reset signal described above are periodically transmitted from the wireless transmission unit 9 to the timer 6, so that the timer 6 periodically outputs and stops the signal to the adder 7. Can be repeated.

図７および８を参照して後述するように、無線送信部９による時間間隔設定信号およびタイムカウントリセット信号の送信は、無線送信実行前に実行される。一方、無線送信部９によるタイマー出力ＯＦＦ信号の送信は、無線送信実行後に実行される。そのため、タイマー６は、無線送信部９が無線送信動作（処理Ｓ１００）を開始した後は、無線送信実行前後を問わず、無線送信部９から信号を受信するために、常時Ｉ２Ｃ通信可能な状態で駆動している必要がある。   As will be described later with reference to FIGS. 7 and 8, the transmission of the time interval setting signal and the time count reset signal by the wireless transmission unit 9 is performed before the wireless transmission is performed. On the other hand, the transmission of the timer output OFF signal by the wireless transmission unit 9 is executed after the wireless transmission is executed. Therefore, after the wireless transmission unit 9 starts the wireless transmission operation (process S100), the timer 6 is in a state in which I2C communication is always possible in order to receive a signal from the wireless transmission unit 9 before and after performing wireless transmission. Need to be driven by.

このように、タイマー６は、無線送信部９が無線送信動作を開始した後において、無線送信部９から出力される前述の各種信号をＩ２Ｃ通信により受信する必要がある。したがって、無線送信部９が無線送信動作を開始した後では、タイマー６をＩ２Ｃ通信可能に駆動するのに必要な電圧（以下、Ｉ２Ｃ通信可能電圧という）を、タイマー６に常時供給する必要がある。一般に、Ｉ２Ｃ通信可能電圧は、昇圧部３の動作可能最小電圧Ｖｍｉｎより高い。例えば、Ｉ２Ｃ通信可能電圧は、最低１．５Ｖであり、昇圧部３の動作可能最小電圧Ｖｍｉｎ（前述の例では、０．９Ｖ）より高い。   As described above, the timer 6 needs to receive the above-described various signals output from the wireless transmission unit 9 by I2C communication after the wireless transmission unit 9 starts the wireless transmission operation. Therefore, after the wireless transmission unit 9 starts the wireless transmission operation, it is necessary to constantly supply the timer 6 with a voltage necessary for driving the timer 6 so that I2C communication is possible (hereinafter referred to as I2C communication possible voltage). . Generally, the I2C communicable voltage is higher than the minimum operable voltage Vmin of the booster 3. For example, the I2C communicable voltage is at least 1.5 V, and is higher than the minimum operable voltage Vmin (0.9 V in the above example) of the booster 3.

そのため、蓄電部Ｃ１のみからタイマー６へ電力を供給する場合、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１を、Ｉ２Ｃ通信実行可能電圧（前述の例では、１．５Ｖ）以上に常時保つ必要がある。そのため、従来では、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１がＩ２Ｃ通信実行可能電圧未満に低下することを防止するため、昇圧部３の駆動電圧をＩ２Ｃ通信実行可能電圧以上に設定する必要があった。しかしながら、昇圧部３の駆動電圧を高く設定すると、発電素子１００に入力される振動（機械的エネルギー）が微弱な場合、昇圧部３が駆動されず、無線送信装置１を駆動できない場合があった。   Therefore, when power is supplied from only the power storage unit C1 to the timer 6, the voltage V1 of the power storage unit C1 needs to be constantly maintained at or above the I2C communication executable voltage (1.5 V in the above example). Therefore, conventionally, in order to prevent the voltage V1 of the power storage unit C1 from dropping below the I2C communication executable voltage, it is necessary to set the drive voltage of the booster unit 3 to be equal to or higher than the I2C communication executable voltage. However, if the drive voltage of the booster 3 is set high, if the vibration (mechanical energy) input to the power generation element 100 is weak, the booster 3 may not be driven and the wireless transmission device 1 may not be driven. .

それに対し、本実施形態のタイマー６は、第１のダイオードＤ１の出力端子と第２のダイオードＤ２の出力端子の接合点から供給される電力を受信している。そのため、タイマー６に供給される電力の電圧Ｖ１Ｒは、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１と、昇圧部３の出力電圧Ｖ２のうち、より高い一方である。   On the other hand, the timer 6 of the present embodiment receives electric power supplied from the junction point of the output terminal of the first diode D1 and the output terminal of the second diode D2. Therefore, the voltage V1R of the power supplied to the timer 6 is one of the higher one of the voltage V1 of the power storage unit C1 and the output voltage V2 of the boosting unit 3.

したがって、昇圧部３から昇圧された電力が出力される前、すなわち、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が昇圧部３の駆動電圧より低く、無線送信部９が無線送信動作を開始する前において、タイマー６に供給される電圧Ｖ１Ｒは、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１である。   Therefore, before the boosted power is output from the boosting unit 3, that is, before the voltage V1 of the power storage unit C1 is lower than the drive voltage of the boosting unit 3 and the wireless transmission unit 9 starts the wireless transmission operation, the timer 6 The voltage V1R supplied to is the voltage V1 of the power storage unit C1.

一方、昇圧部３から昇圧された電力が出力され、無線送信部９が無線送信動作を開始した後、すなわち、昇圧部３の出力電圧Ｖ２が蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１よりも大きい間において、タイマー６に供給される電圧Ｖ１Ｒは、昇圧部３の出力電圧Ｖ２となる。   On the other hand, after the boosted power is output from the boosting unit 3 and the wireless transmission unit 9 starts the wireless transmission operation, that is, while the output voltage V2 of the boosting unit 3 is higher than the voltage V1 of the power storage unit C1, the timer The voltage V1R supplied to 6 becomes the output voltage V2 of the booster 3.

このように、タイマー６を、第１のダイオードＤ１の出力端子と第２のダイオードＤ２の出力端子の接合点に接続することにより、無線送信部９が無線送信動作を開始する前、すなわち、タイマー６にＩ２Ｃ通信可能電圧を供給する必要がない間においては、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１をタイマー６に供給することができる。一方、無線送信部９が無線送信動作を開始した後、すなわち、タイマー６にＩ２Ｃ通信可能電圧を供給する必要がある間においては、昇圧部３の出力電圧Ｖ２をタイマー６に供給することができる。   In this way, by connecting the timer 6 to the junction of the output terminal of the first diode D1 and the output terminal of the second diode D2, before the wireless transmission unit 9 starts the wireless transmission operation, that is, the timer While it is not necessary to supply the I2C communicable voltage to 6, the voltage V1 of the power storage unit C1 can be supplied to the timer 6. On the other hand, after the wireless transmission unit 9 starts the wireless transmission operation, that is, while it is necessary to supply the I2C communicable voltage to the timer 6, the output voltage V2 of the boosting unit 3 can be supplied to the timer 6. .

したがって、本発明の無線送信装置１では、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１をＩ２Ｃ通信可能電圧以上に保つ必要がない。そのため、昇圧部３の駆動電圧を、最低限、昇圧部３の動作可能最小電圧Ｖｍｉｎ（または上側しきい値）まで低く設定することができる。その結果、発電素子１００に入力される振動（機械的エネルギー）が微弱な場合であっても、昇圧部３を駆動させ、無線送信装置１を駆動させることが可能となる。   Therefore, in the wireless transmission device 1 of the present invention, it is not necessary to keep the voltage V1 of the power storage unit C1 at or above the I2C communicable voltage. For this reason, the drive voltage of the booster 3 can be set to a minimum level that is the minimum operable voltage Vmin (or the upper threshold value) of the booster 3. As a result, even if the vibration (mechanical energy) input to the power generation element 100 is weak, the booster 3 can be driven and the wireless transmission device 1 can be driven.

加算器７は、電源監視回路５の出力端子とタイマー６の出力端子に接続され、電源監視回路５およびタイマー６の双方から信号（Ｈｉｇｈ出力）を受信した場合にのみ、昇圧部３のゲート端子および第２の半導体スイッチング素子Ｑ２のゲート端子に制御信号を出力する機能を有する。   The adder 7 is connected to the output terminal of the power supply monitoring circuit 5 and the output terminal of the timer 6, and only when a signal (High output) is received from both the power supply monitoring circuit 5 and the timer 6, the gate terminal of the booster 3. And a function of outputting a control signal to the gate terminal of the second semiconductor switching element Q2.

前述のように、初期状態において、タイマー６は、加算器７に信号を出力し続ける。そのため、無線送信部９によって第１回目の無線送信動作が実行される前は、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が所定の上側しきい値以上となった場合に、加算器７から昇圧部３のゲート端子および第２の半導体スイッチング素子Ｑ２のゲート端子に制御信号が出力される。   As described above, in the initial state, the timer 6 continues to output a signal to the adder 7. Therefore, before the first wireless transmission operation is performed by the wireless transmission unit 9, when the voltage V <b> 1 of the power storage unit C <b> 1 is equal to or higher than a predetermined upper threshold value, the adder 7 to the gate of the boosting unit 3. A control signal is output to the terminal and the gate terminal of the second semiconductor switching element Q2.

一方、タイマー６がタイマー出力ＯＦＦ信号を受信し、加算器７への信号の出力を停止した後では、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が所定の下側しきい値以上であり、かつ、タイマー６が所定の時間間隔ΔＴをカウントし、加算器７への信号の出力を再開したときに、加算器７から昇圧部３のゲート端子および第２の半導体スイッチング素子Ｑ２のゲート端子に制御信号が出力される。かかる構成の電力制御部４を用いることにより、所定の時間間隔ΔＴで昇圧部３およびスイッチング部ＳをＯＮすることができる。   On the other hand, after the timer 6 receives the timer output OFF signal and stops outputting the signal to the adder 7, the voltage V1 of the power storage unit C1 is equal to or higher than a predetermined lower threshold value, and the timer 6 When the predetermined time interval ΔT is counted and the output of the signal to the adder 7 is resumed, a control signal is output from the adder 7 to the gate terminal of the booster 3 and the gate terminal of the second semiconductor switching element Q2. The By using the power control unit 4 having such a configuration, the boosting unit 3 and the switching unit S can be turned on at a predetermined time interval ΔT.

＜＜抵抗Ｒ１、Ｒ２＞＞
第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２は、スイッチング部Ｓ後段に、平滑コンデンサＣ２と並列に接続されている。第１の抵抗Ｒ１の一方の端子は、第１の半導体スイッチング素子Ｑ１の他方の端子に接続され、他方の端子は第２の抵抗Ｒ２の一方の端子に接続されている。第２の抵抗Ｒ２の他方の端子は、グラウンド接続され、第１の抵抗Ｒ１の他方の端子と、第２の抵抗の一方の端子との間には、昇圧部３のＦＢ端子が接続されている。したがって、第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２は、分圧回路を構成し、第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２の抵抗値を調整することによって、昇圧部３のＦＢ端子への帰還電圧を調整することができる。例えば、第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２の抵抗値が等しい場合、昇圧部３のＦＢ端子への帰還電圧は、昇圧部３の出力電圧Ｖ２の略半分となる。 << Resistance R1, R2 >>
The first resistor R1 and the second resistor R2 are connected in parallel with the smoothing capacitor C2 after the switching unit S. One terminal of the first resistor R1 is connected to the other terminal of the first semiconductor switching element Q1, and the other terminal is connected to one terminal of the second resistor R2. The other terminal of the second resistor R2 is grounded, and the FB terminal of the booster 3 is connected between the other terminal of the first resistor R1 and one terminal of the second resistor. Yes. Therefore, the first resistor R1 and the second resistor R2 constitute a voltage dividing circuit, and the resistance values of the first resistor R1 and the second resistor R2 are adjusted, whereby the voltage to the FB terminal of the boosting unit 3 is adjusted. The feedback voltage can be adjusted. For example, when the resistance values of the first resistor R1 and the second resistor R2 are equal, the feedback voltage to the FB terminal of the booster 3 is approximately half of the output voltage V2 of the booster 3.

＜＜センサ８＞＞
センサ８は、スイッチング部Ｓ後段に、平滑コンデンサＣ２と並列に接続され、温度および湿度を測定し、測定データを無線送信部９に出力する機能を有する。 << Sensor 8 >>
The sensor 8 is connected in parallel with the smoothing capacitor C2 after the switching unit S, and has a function of measuring temperature and humidity and outputting measurement data to the wireless transmission unit 9.

センサ８は、昇圧部３およびスイッチング部ＳがＯＮされ、昇圧部３から電力供給を受けると、電源がＯＮされ、温度および湿度の測定を開始する。センサ８は、昇圧部３から電力供給を受けてから、温度および湿度の少なくとも一方を測定可能な状態となるまでの測定待機時間を有している。例えば、本実施形態において、センサ８が温度および湿度の少なくとも一方を測定可能な状態となるまでの測定待機時間は、１５ｍｓｅｃである。   When the booster 3 and the switching unit S are turned on and electric power is supplied from the booster 3, the sensor 8 is turned on and starts measuring temperature and humidity. The sensor 8 has a measurement standby time from when power is supplied from the booster 3 to when it becomes possible to measure at least one of temperature and humidity. For example, in this embodiment, the measurement standby time until the sensor 8 is in a state where at least one of temperature and humidity can be measured is 15 msec.

所定の測定待機時間が経過した後、センサ８は、温度および湿度の少なくとも一方の測定を開始し、取得した測定データを無線送信部９へ送信する。なお、センサ８が温度および湿度の双方を同時に測定可能に構成されている場合には、センサ８は、温度および湿度の双方を同時に測定し、温度および湿度の測定データを無線送信部９へ送信してもよい。   After a predetermined measurement standby time has elapsed, the sensor 8 starts measuring at least one of temperature and humidity, and transmits the acquired measurement data to the wireless transmission unit 9. If the sensor 8 is configured to be able to measure both temperature and humidity at the same time, the sensor 8 measures both temperature and humidity at the same time, and transmits temperature and humidity measurement data to the wireless transmission unit 9. May be.

無線送信部９が測定データの無線送信を実行し、タイマー６のタイムカウントをリセットすると、昇圧部３およびスイッチング部ＳがＯＦＦされ、センサ８への電力供給が停止する。センサ８への電力供給が停止すると、センサ８の電源がＯＦＦされる。   When the wireless transmission unit 9 performs wireless transmission of measurement data and resets the time count of the timer 6, the boosting unit 3 and the switching unit S are turned off, and the power supply to the sensor 8 is stopped. When the power supply to the sensor 8 is stopped, the power source of the sensor 8 is turned off.

＜＜無線送信部９＞＞
無線送信部９は、スイッチング部Ｓ後段に、平滑コンデンサＣ２と並列に接続され、センサ８が測定した温度および湿度に関する測定データを、ホストコンピュータやサーバー等の外部機器に無線送信する機能を有する。 << Wireless Transmission Unit 9 >>
The wireless transmission unit 9 is connected in parallel with the smoothing capacitor C2 after the switching unit S, and has a function of wirelessly transmitting measurement data related to temperature and humidity measured by the sensor 8 to an external device such as a host computer or a server.

図６に示すように、無線送信部９は、制御部９１と、制御部９１への電力供給を制御するオンチップレギュレーター９２と、無線送信部９の各種機能を実行するためのモジュール９３とを備えている。   As shown in FIG. 6, the wireless transmission unit 9 includes a control unit 91, an on-chip regulator 92 that controls power supply to the control unit 91, and a module 93 for executing various functions of the wireless transmission unit 9. I have.

制御部９１は、無線送信部９の動作を制御する機能を有する。制御部９１は、少なくとも１つのプロセッサ９１１と、メモリ９１２とを備えている。少なくとも１つのプロセッサ９１１は、メモリ９１２内に保存されているコンピューター可読命令をフェッチおよび実行する任意のデバイスである。例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコンピューター、マイクロコントローラー、デジタル信号プロセッサ、中央演算ユニット（ＣＰＵ）、状態マシーン、論理回路等をプロセッサ９１１として用いることができる。   The control unit 91 has a function of controlling the operation of the wireless transmission unit 9. The control unit 91 includes at least one processor 911 and a memory 912. At least one processor 911 is any device that fetches and executes computer-readable instructions stored in memory 912. For example, a microprocessor, a microcomputer, a microcontroller, a digital signal processor, a central processing unit (CPU), a state machine, a logic circuit, or the like can be used as the processor 911.

メモリ９１２は、制御部９１によって読み込まれるコンピューター可読命令を保存するＲＯＭ等の不揮発性メモリ９１３と、命令およびデータを一時保存するＲＡＭ等の揮発性メモリ９１４とを含む。揮発性メモリ９１４は、制御部９１に電力が供給されている間、命令およびデータを保存することができる。一方、制御部９１への電力供給が停止すると、揮発性メモリ９１４に一時保存されている命令およびデータは、消去される。   The memory 912 includes a non-volatile memory 913 such as a ROM that stores computer-readable instructions read by the control unit 91, and a volatile memory 914 such as a RAM that temporarily stores instructions and data. The volatile memory 914 can store instructions and data while power is supplied to the control unit 91. On the other hand, when the power supply to the control unit 91 is stopped, the commands and data temporarily stored in the volatile memory 914 are deleted.

オンチップレギュレーター（内部電源回路）９２は、無線送信部９が実行すべき処理の内容に応じて、制御部９１への電力供給を制御する機能を有する。オンチップレギュレーター９２を用いることにより、無線送信部９の電源電圧の変動を抑制することができる。さらに、制御部９１を使用する必要がないときには、制御部９１への電力供給を停止することができるため、無線送信部９の電力消費を削減することができる。   The on-chip regulator (internal power supply circuit) 92 has a function of controlling power supply to the control unit 91 according to the content of processing to be executed by the wireless transmission unit 9. By using the on-chip regulator 92, fluctuations in the power supply voltage of the wireless transmission unit 9 can be suppressed. Furthermore, when it is not necessary to use the control unit 91, the power supply to the control unit 91 can be stopped, so that the power consumption of the wireless transmission unit 9 can be reduced.

無線送信部９は、制御部９１へ電力が供給され、制御部９１のプロセッサ９１１がメインクロックを出力するアクティブモードと、制御部９１のプロセッサ９１１がメインクロックの出力を停止するノンアクティブモードとで動作可能である。また、ノンアクティブモードは、制御部９１へ電力が供給され、制御部９１のプロセッサ９１１がメインクロックの出力を停止する省電力モードと、制御部９１へ電力が供給されず、制御部９１のプロセッサ９１１がメインクロックの出力を停止するパワーダウンモードとを含む。   In the wireless transmission unit 9, power is supplied to the control unit 91, and an active mode in which the processor 911 in the control unit 91 outputs a main clock and an inactive mode in which the processor 911 in the control unit 91 stops outputting the main clock. It is possible to operate. In the non-active mode, power is supplied to the control unit 91 and the processor 911 of the control unit 91 stops the output of the main clock, and power is not supplied to the control unit 91, and the processor of the control unit 91 911 includes a power down mode in which the output of the main clock is stopped.

アクティブモードでは、プロセッサ９１１がメインクロックを出力しているため、消費電力が比較的大きいが、無線送信部９が有する全ての機能を実行可能である。そのため、アクティブモードをフルファンクションモードともいう。一方、ノンアクティブモードでは、プロセッサ９１１がメインクロックの出力を停止しているため、消費電力が比較的小さいが、実行可能な機能の数が制限される。   In the active mode, since the processor 911 outputs the main clock, the power consumption is relatively large, but all the functions of the wireless transmission unit 9 can be executed. Therefore, the active mode is also called a full function mode. On the other hand, in the non-active mode, since the processor 911 stops outputting the main clock, the power consumption is relatively small, but the number of functions that can be executed is limited.

また、ノンアクティブモードの省電力モードでは、オンチップレギュレーター９２によって、制御部９１に電力が供給されているため、揮発性メモリ９１４が命令およびデータを保持し続けることが可能である。一方、ノンアクティブモードのパワーオフモードでは、オンチップレギュレーター９２によって、制御部９１への電力供給が停止されているため、揮発性メモリ９１４に一時保存されている命令およびデータは消去されるが、消費電力が最も少なくなる。   Further, in the power saving mode of the non-active mode, since power is supplied to the control unit 91 by the on-chip regulator 92, the volatile memory 914 can continue to hold commands and data. On the other hand, in the power-off mode of the non-active mode, since the power supply to the control unit 91 is stopped by the on-chip regulator 92, the command and data temporarily stored in the volatile memory 914 are erased. Power consumption is minimized.

すなわち、消費電力の大きさ順に上記３つのモードを並べると、アクティブモード＞省電力モード＞パワーオフモードとなる。例えば、本実施形態におけるアクティブモードでの無線送信部９の１秒当たりの消費電力は１４．５ｍＷであり、省電力モードでの無線送信部９の１秒当たりの消費電力は０．４ｍＷであり、パワーダウンモードでの無線送信部９の１秒当たりの消費電力は０．００２ｍＷである。本発明の無線送信部９は、無線送信部９が実行すべき処理に応じて、上述の３つのモードを切り替えて動作することによって、無線送信動作（処理Ｓ１００）に要する電力消費を削減することができる。   That is, when the above three modes are arranged in order of power consumption, the active mode> the power saving mode> the power off mode is established. For example, the power consumption per second of the wireless transmission unit 9 in the active mode in the present embodiment is 14.5 mW, and the power consumption per second of the wireless transmission unit 9 in the power saving mode is 0.4 mW. The power consumption per second of the wireless transmission unit 9 in the power down mode is 0.002 mW. The wireless transmission unit 9 of the present invention reduces the power consumption required for the wireless transmission operation (processing S100) by operating by switching the above three modes according to the processing to be executed by the wireless transmission unit 9. Can do.

モジュール９３は、各種機能を実行するためのルーティン、プログラム、オブジェクト等であり、不揮発性メモリ９１３やデータベース等の記憶部に保存されている。モジュール９３は、ノンアクティブモードおよびアクティブモードの双方で実行可能なノンアクティブモードモジュール９４と、アクティブモードでのみ実行可能なアクティブモードモジュール９５とを含む。   The module 93 is a routine, program, object, or the like for executing various functions, and is stored in a storage unit such as a nonvolatile memory 913 or a database. The module 93 includes a non-active mode module 94 that can be executed in both the non-active mode and the active mode, and an active mode module 95 that can be executed only in the active mode.

ノンアクティブモードモジュール９４は、上述の３つのモードを切り替えるためのモード切替モジュール９４１と、時間をカウントするためのタイムカウントモジュール９４２と、を含む。   The non-active mode module 94 includes a mode switching module 941 for switching the above three modes and a time count module 942 for counting time.

モード切替モジュール９４１は、無線送信部９が実行すべき処理に応じて、上述の３つのモードを切り替えるために実行される。したがって、パワーダウンモードで動作しているときでも、無線送信部９は、モード切替モジュール９４１を実行可能である。モード切替モジュール９４１がモードを切り替えるためのトリガーイベントとしては、例えば、無線送信部９の初期設定が終了した、タイムカウントモジュール９４２が所定の時間間隔をカウントした、センサ８の測定が開始された等のイベントが挙げられる。   The mode switching module 941 is executed to switch the above three modes according to the process to be executed by the wireless transmission unit 9. Therefore, even when operating in the power down mode, the wireless transmission unit 9 can execute the mode switching module 941. As trigger events for the mode switching module 941 to switch modes, for example, the initial setting of the wireless transmission unit 9 is completed, the time counting module 942 counts a predetermined time interval, the measurement of the sensor 8 is started, etc. Event.

タイムカウントモジュール９４２は、時間をカウントするために実行されるモジュールであり、無線送信部９は、電源がＯＮされている間、常時タイムカウントモジュール９４２を実行している。したがって、パワーダウンモードで動作しているときでも、無線送信部９は、タイムカウントモジュール９４２を用いて、タイムカウントを実行することができる。   The time count module 942 is a module executed to count time, and the wireless transmission unit 9 always executes the time count module 942 while the power is on. Therefore, even when operating in the power down mode, the wireless transmission unit 9 can perform time counting using the time counting module 942.

アクティブモードモジュール９５は、センサ８とデータ通信を実行するためのインターフェースモジュール９５１と、センサ８を制御するためのセンサ制御モジュール９５２と、タイマー６を制御するためのタイマー制御モジュール９５３と、無線送信を実行するための無線送信モジュール９５４と、を含む。   The active mode module 95 includes an interface module 951 for performing data communication with the sensor 8, a sensor control module 952 for controlling the sensor 8, a timer control module 953 for controlling the timer 6, and wireless transmission. A wireless transmission module 954 for execution.

インターフェースモジュール９５１は、センサ８とデータ通信を実行するために実行される。無線送信部９は、インターフェースモジュール９５１を使用して、センサ８から測定データを受信し、揮発性メモリ９１４内に記憶する。   The interface module 951 is executed to perform data communication with the sensor 8. The wireless transmission unit 9 receives the measurement data from the sensor 8 using the interface module 951 and stores it in the volatile memory 914.

センサ制御モジュール９５２は、センサ８が実行する温度および湿度の測定を制御するために実行される。無線送信部９は、センサ８が所定の測定待機時間を待機し、温度および湿度の少なくとも一方を測定可能な状態に移行した後、センサ制御モジュール９５２を用いて、センサ８の温度および湿度の測定を開始するための測定開始処理を実行する。   The sensor control module 952 is executed to control the temperature and humidity measurements performed by the sensor 8. The wireless transmission unit 9 waits for a predetermined measurement standby time, transitions to a state where at least one of temperature and humidity can be measured, and then uses the sensor control module 952 to measure the temperature and humidity of the sensor 8. The measurement start process for starting is executed.

また、本実施形態のようにセンサ８が複数の測定対象（すなわち、温度および湿度）を測定可能な場合、無線送信部９は、センサ制御モジュール９５２を用いて、センサ８が測定すべき測定対象を指定することができる。なお、センサ８が複数の測定対象を同時に測定可能に構成されている場合、無線送信部９は、複数の測定対象を同時に測定するよう指定してもよい。   When the sensor 8 can measure a plurality of measurement objects (that is, temperature and humidity) as in this embodiment, the wireless transmission unit 9 uses the sensor control module 952 to measure the measurement object that the sensor 8 should measure. Can be specified. When the sensor 8 is configured to be able to measure a plurality of measurement objects at the same time, the wireless transmission unit 9 may specify to measure a plurality of measurement objects at the same time.

また、無線送信部９は、センサ制御モジュール９５２を用いて、センサ８の指定された測定対象の測定が終了した否かを確認することができる。さらに、無線送信部９は、センサ制御モジュール９５２を用いて、センサ８が測定すべき測定対象の全てを測定済みか否か確認する。センサ８が測定すべき測定対象の全てを測定していない場合、無線送信部９は、センサ制御モジュール９５２を用いて、再度、センサ８の測定対象を指定し、測定を続行させる。   In addition, the wireless transmission unit 9 can confirm whether or not the measurement of the measurement target designated by the sensor 8 is completed by using the sensor control module 952. Further, the wireless transmission unit 9 uses the sensor control module 952 to check whether all the measurement objects to be measured by the sensor 8 have been measured. When the sensor 8 has not measured all the measurement targets to be measured, the wireless transmission unit 9 designates the measurement target of the sensor 8 again using the sensor control module 952 and continues the measurement.

タイマー制御モジュール９５３は、タイマー６の制御を行うために実行される。無線送信部９は、タイマー制御モジュール９５３を用いて、タイマー６の所定の時間間隔ΔＴを設定するための時間間隔設定信号、タイマー６のタイムカウントをリセットするためのタイムカウントリセット信号、およびタイマー６の出力を停止するためのタイマー出力ＯＦＦ信号をタイマー６に出力することができる。   The timer control module 953 is executed to control the timer 6. The wireless transmission unit 9 uses the timer control module 953 to set a time interval setting signal for setting a predetermined time interval ΔT of the timer 6, a time count reset signal for resetting the time count of the timer 6, and the timer 6 A timer output OFF signal for stopping the output can be output to the timer 6.

このように、無線送信部９は、タイマー制御モジュール９５３を用いて、タイマー６の所定の時間間隔ΔＴを設定し、タイマー６のタイムカウントをリセットし、さらに、タイマー６の出力を停止することにより、所望のタイミングでタイマー６の出力をＯＮ／ＯＦＦすることができる。なお、無線送信部９が設定するタイマー６の所定の時間間隔ΔＴは、無線送信部９が無線送信すべき測定データ量、センサ８の性能、発電素子１００の発電能力等に応じて適宜設定可能である。時間間隔ΔＴの値は不揮発性メモリ９１３内に予め保存されており、無線送信部９に対する外部入力によって変更可能である。   Thus, the wireless transmission unit 9 uses the timer control module 953 to set the predetermined time interval ΔT of the timer 6, reset the time count of the timer 6, and further stop the output of the timer 6. The output of the timer 6 can be turned ON / OFF at a desired timing. Note that the predetermined time interval ΔT of the timer 6 set by the wireless transmission unit 9 can be appropriately set according to the amount of measurement data to be wirelessly transmitted by the wireless transmission unit 9, the performance of the sensor 8, the power generation capability of the power generation element 100, and the like. It is. The value of the time interval ΔT is stored in advance in the nonvolatile memory 913 and can be changed by external input to the wireless transmission unit 9.

無線送信モジュール９５４は、ホストコンピュータやサーバー等の外部機器に、揮発性メモリ９１４内に保存されているセンサ８が測定した測定データ（すなわち、温度および湿度に関する測定データ）を無線送信するために実行される。   The wireless transmission module 954 is executed to wirelessly transmit measurement data (that is, measurement data related to temperature and humidity) measured by the sensor 8 stored in the volatile memory 914 to an external device such as a host computer or a server. Is done.

無線送信部９は、一度の無線送信で無線送信するデータの量を調整可能に構成されていてもよい。一般に、一度の無線送信で消費される電力は、送信するデータの量（バイト数）に比例するので、無線送信部９は、一度の無線送信で送信するデータの量を調整することにより、一度の無線送信で消費される電力を調整することができる。一度の無線送信で送信するデータの量は、センサ８が測定すべき測定対象、センサ８の性能、タイマー６の時間間隔ΔＴ、発電素子１００の発電能力等に応じて、適宜調整される。   The wireless transmission unit 9 may be configured to be able to adjust the amount of data wirelessly transmitted by one wireless transmission. In general, since the power consumed by one wireless transmission is proportional to the amount of data to be transmitted (number of bytes), the wireless transmission unit 9 adjusts the amount of data to be transmitted by one wireless transmission. The power consumed by wireless transmission can be adjusted. The amount of data transmitted by one wireless transmission is appropriately adjusted according to the measurement object to be measured by the sensor 8, the performance of the sensor 8, the time interval ΔT of the timer 6, the power generation capability of the power generation element 100, and the like.

（処理Ｓ１００）
次に、図７および図８を参照し、無線送信部９が実行する処理Ｓ１００（無線送信動作）について説明する。 (Processing S100)
Next, the process S100 (wireless transmission operation) executed by the wireless transmission unit 9 will be described with reference to FIGS.

外部から入力される振動によって発電素子１００が発電を開始すると、発電素子１００から蓄電部Ｃ１に電力が供給され、蓄電される。その後、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が所定の上側しきい値以上となったとき、電力制御部４の電源監視回路５から加算器７に信号が出力される。初期状態において、タイマー６は、加算器７に信号を出力し続けているので、電源監視回路５から加算器７に信号が出力されると、加算器７から昇圧部３およびスイッチング部Ｓに制御信号が出力される。その結果、昇圧部３およびスイッチング部ＳがＯＮされ、昇圧部３から平滑コンデンサＣ２に電力が供給され、昇圧部３の出力が平滑化される。その後、昇圧部３から無線送信部９に電力が供給されると、無線送信部９の電源がＯＮになり、無線送信部９の処理Ｓ１００が開始される。   When the power generation element 100 starts power generation by vibration input from the outside, electric power is supplied from the power generation element 100 to the power storage unit C1 and stored. Thereafter, when the voltage V1 of the power storage unit C1 becomes equal to or higher than a predetermined upper threshold value, a signal is output from the power supply monitoring circuit 5 of the power control unit 4 to the adder 7. In the initial state, since the timer 6 continues to output a signal to the adder 7, when the signal is output from the power monitoring circuit 5 to the adder 7, the adder 7 controls the booster 3 and the switching unit S. A signal is output. As a result, the booster 3 and the switching unit S are turned on, power is supplied from the booster 3 to the smoothing capacitor C2, and the output of the booster 3 is smoothed. Thereafter, when power is supplied from the booster 3 to the wireless transmission unit 9, the power of the wireless transmission unit 9 is turned on, and the process S100 of the wireless transmission unit 9 is started.

無線送信部９は、アクティブモードにて処理Ｓ１００を開始する。まず、無線送信部９は、ステップＳ１０１において、自身の初期設定を実行する。ステップＳ１０１において、無線送信部９は、インターフェースモジュール９５１を用いてセンサ８と通信を行い、センサ８の測定可能対象、測定分解能、前述の測定待機時間等の種々の性能を取得し、測定対象の数、測定の順番、測定待機時間、無線送信すべきデータの量、実行すべき無線送信の回数等のパラメータの初期設定を実行する。なお、ステップＳ１０１において設定された各種パラメータは、不揮発性メモリ９１３内に保存される。そのため、無線送信部９は、アクティブモード（または省電力モード）からパワーダウンモードに移行しても、これらパラメータを保持し続けることができる。   The wireless transmission unit 9 starts the process S100 in the active mode. First, in step S101, the wireless transmission unit 9 performs its own initial setting. In step S101, the wireless transmission unit 9 communicates with the sensor 8 using the interface module 951, acquires various performances such as the measurable target of the sensor 8, the measurement resolution, the measurement waiting time described above, and the like. Initial setting of parameters such as the number, the order of measurement, the measurement standby time, the amount of data to be wirelessly transmitted, and the number of times of wireless transmission to be performed is executed. The various parameters set in step S101 are stored in the nonvolatile memory 913. For this reason, the wireless transmission unit 9 can continue to retain these parameters even after shifting from the active mode (or power saving mode) to the power down mode.

なお、ステップＳ１０１において初期設定されるパラメータは、これに限定されず、無線送信装置１が実行する様々な動作に必要な任意のパラメータを初期設定することができる。無線送信部９の初期設定が終了すると、処理Ｓ１００は、ステップＳ１０２に移行する。   In addition, the parameter initially set in step S101 is not limited to this, The arbitrary parameter required for various operation | movement which the radio | wireless transmitter 1 performs can be initialized. When the initial setting of the wireless transmission unit 9 is completed, the process S100 proceeds to step S102.

ステップＳ１０２において、無線送信部９は、モード切替モジュール９４１を用いて、アクティブモードからパワーダウンモードに移行する。その後、ステップＳ１０３において、無線送信部９は、タイムカウントモジュール９４２を用いて、ステップＳ１０１において設定したセンサ８の測定待機時間（例えば、本実施形態にいて、センサ８の測定待機時間は、１５ｍｓｅｃである）分のタイムカウントが終了するまで、待機する。このように、センサ８が測定可能となるまでの間、無線送信部９をパワーダウンモードで動作させることにより、無線送信部９（特に、制御部９１のプロセッサ９１１）による不必要な電力消費を削減することができる。   In step S102, the wireless transmission unit 9 uses the mode switching module 941 to shift from the active mode to the power down mode. Thereafter, in step S103, the wireless transmission unit 9 uses the time count module 942 to measure the measurement standby time of the sensor 8 set in step S101 (for example, in this embodiment, the measurement standby time of the sensor 8 is 15 msec. Wait until the time count for (there is). In this way, by operating the wireless transmission unit 9 in the power-down mode until the sensor 8 becomes measurable, unnecessary power consumption by the wireless transmission unit 9 (particularly, the processor 911 of the control unit 91) is reduced. Can be reduced.

無線送信部９がタイムカウントモジュール９４２を用いて、測定待機時間をカウントした後、処理Ｓ１００は、ステップＳ１０４に移行する。ステップＳ１０４において、無線送信部９は、モード切替モジュール９４１を用いて、パワーダウンモードからアクティブモードへ移行する。   After the wireless transmission unit 9 counts the measurement standby time using the time count module 942, the process S100 proceeds to step S104. In step S104, the wireless transmission unit 9 uses the mode switching module 941 to shift from the power down mode to the active mode.

ステップＳ１０５において、無線送信部９は、タイマー制御モジュール９５３を用いて、タイマー６の時間間隔ΔＴの設定、およびタイマー６のタイムカウントのリセットを実行する。タイマー６は、ステップＳ１０５において、時間間隔ΔＴの設定およびタイムカウントのリセットが実行された後も、後のステップにおいて無線送信部９からタイマー出力ＯＦＦ信号を受信するまで、加算器７へ信号を出力し続ける（論理値Ｈｉｇｈの出力を出力し続ける）。   In step S <b> 105, the wireless transmission unit 9 sets the time interval ΔT of the timer 6 and resets the time count of the timer 6 using the timer control module 953. The timer 6 outputs a signal to the adder 7 until the timer output OFF signal is received from the wireless transmission unit 9 in a later step even after the time interval ΔT is set and the time count is reset in step S105. (The output of the logical value High is continued).

ステップＳ１０５において、無線送信部９は、不揮発性メモリ９１３内に予め保存されている時間間隔ΔＴの値を読み込み、タイマー６の時間間隔ΔＴを設定する。不揮発性メモリ９１３内には時間間隔ΔＴの値が複数保存されていてもよい。また、無線送信部９が処理Ｓ１００を実行する度に設定する時間間隔ΔＴの値は、毎回同じ値であってもよいし、発電素子１００の発電量に応じて変更されてもよい。例えば、電源監視回路５によって発電素子１００の発電量が減少したことを検出した場合には、比較的長い時間間隔ΔＴを設定し、電源監視回路５によって発電素子１００の発電量が増加したことを検出した場合には、比較的短い時間間隔ΔＴを設定することができる。   In step S <b> 105, the wireless transmission unit 9 reads the value of the time interval ΔT stored in advance in the nonvolatile memory 913 and sets the time interval ΔT of the timer 6. A plurality of values of the time interval ΔT may be stored in the nonvolatile memory 913. Further, the value of the time interval ΔT that is set every time the wireless transmission unit 9 executes the process S100 may be the same value every time, or may be changed according to the power generation amount of the power generation element 100. For example, when the power monitoring circuit 5 detects that the power generation amount of the power generation element 100 has decreased, a relatively long time interval ΔT is set, and the power generation monitoring circuit 5 indicates that the power generation amount of the power generation element 100 has increased. If detected, a relatively short time interval ΔT can be set.

ステップＳ１０６において、無線送信部９は、センサ制御モジュール９５２を用いて、センサ８による温度および湿度の測定を開始するための測定開始処理を実行する。無線送信部９によって測定開始処理が実行されると、処理Ｓ１００は、ステップＳ１０７に移行する。ステップＳ１０７において、無線送信部９は、センサ制御モジュール９５２を用いて、センサ８が測定すべき測定対象、すなわち、温度または湿度の一方を指定する。なお、センサ８が温度および湿度を同時に測定可能に構成されている場合、無線送信部９は、センサ制御モジュール９５２を用いて、温度および湿度を同時に測定するよう指定してもよい。   In step S <b> 106, the wireless transmission unit 9 uses the sensor control module 952 to execute measurement start processing for starting temperature and humidity measurement by the sensor 8. When the measurement start process is executed by the wireless transmission unit 9, the process S100 proceeds to step S107. In step S <b> 107, the wireless transmission unit 9 uses the sensor control module 952 to specify a measurement target to be measured by the sensor 8, that is, one of temperature and humidity. When the sensor 8 is configured to be able to measure temperature and humidity at the same time, the wireless transmission unit 9 may use the sensor control module 952 to specify that the temperature and humidity be measured simultaneously.

ステップＳ１０７において、温度または湿度の少なくとも一方が指定されると、処理Ｓ１００は、ステップＳ１０８に移行する。ステップＳ１０８において、無線送信部９は、モード切替モジュール９４１を用いて、アクティブモードから省電力モードに移行する。ステップＳ１０８において、無線送信部９が省電力モードで動作を開始すると、センサ８は、指定された測定対象、すなわち、温度または湿度の少なくとも一方の測定を開始する。   If at least one of temperature and humidity is specified in step S107, the process S100 proceeds to step S108. In step S108, the wireless transmission unit 9 shifts from the active mode to the power saving mode using the mode switching module 941. In step S108, when the wireless transmission unit 9 starts operating in the power saving mode, the sensor 8 starts measuring at least one of the designated measurement object, that is, temperature or humidity.

ステップＳ１０８において、無線送信部９が省電力モードに移行し、さらに、センサ８が指定された測定対象の測定を開始すると、処理Ｓ１００は、ステップＳ１０９に移行する。ステップＳ１０９において、無線送信部９は、タイムカウントモジュール９４２を用いて、センサ８の測定が終了するまでの所定の時間待機する。ステップＳ１０９において無線送信部９が待機する所定の時間は、特に限定されず、ステップＳ１０１においてインターフェースモジュール９５１を用いて取得したセンサ８の測定分解能等の種々の性能に応じて適宜設定される。例えば、本実施形態において、無線送信部９は、ステップＳ１０９において、温度測定のために６６ｍｓｅｃ、湿度測定のために２２ｍｓｅｃ待機する。   In step S108, when the wireless transmission unit 9 shifts to the power saving mode and the sensor 8 starts measurement of the specified measurement target, the process S100 shifts to step S109. In step S <b> 109, the wireless transmission unit 9 waits for a predetermined time until the measurement of the sensor 8 is completed, using the time count module 942. The predetermined time that the wireless transmission unit 9 waits in step S109 is not particularly limited, and is appropriately set according to various performances such as the measurement resolution of the sensor 8 acquired using the interface module 951 in step S101. For example, in this embodiment, the wireless transmission unit 9 waits for 66 msec for temperature measurement and 22 msec for humidity measurement in step S109.

このように、センサ８が指定された測定対象の測定を実行している間、無線送信部９は、省電力モードで動作する。上述のように、省電力モードでは、プロセッサ９１１は、メインクロックの出力を停止しているため、プロセッサ９１１による不必要な電力消費を削減することができる。一方、省電力モードでは、制御部９１（メモリ９１２）へ電力が供給されているため、センサ８の測定制御および測定データの無線送信に必要なデータまたは命令、例えば、指定した測定対象の種類、測定値（測定データ）、測定回数等を揮発性メモリ９１４内に保持することができる。これにより、センサ８が指定された測定対象の測定を実行している間、揮発性メモリ９１４内に必要なデータまたは命令を保持しつつ、プロセッサ９１１による不必要な電力消費を削減することができる。   In this way, while the sensor 8 performs measurement of the designated measurement target, the wireless transmission unit 9 operates in the power saving mode. As described above, in the power saving mode, since the processor 911 stops outputting the main clock, unnecessary power consumption by the processor 911 can be reduced. On the other hand, in the power saving mode, since power is supplied to the control unit 91 (memory 912), data or instructions necessary for measurement control of the sensor 8 and wireless transmission of measurement data, for example, the type of the specified measurement target, Measurement values (measurement data), the number of measurements, and the like can be stored in the volatile memory 914. Accordingly, unnecessary power consumption by the processor 911 can be reduced while holding necessary data or instructions in the volatile memory 914 while the sensor 8 performs measurement of the designated measurement target. .

ステップＳ１０９において、無線送信部９が所定の時間待機した後、処理Ｓ１００は、ステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０において、無線送信部９は、モード切替モジュール９４１を用いて、省電力モードからアクティブモードへ移行する。その後、処理Ｓ１００は、ステップＳ１１１に移行する。ステップＳ１１１において、無線送信部９は、センサ制御モジュール９５２を用いて、指定された測定対象の測定が終了したかどうかを判別する。ステップＳ１１１において、指定された測定対象の測定が終了していないと判別された場合、処理Ｓ１００は、ステップＳ１１２に移行する。   In step S109, after the wireless transmission unit 9 waits for a predetermined time, the process S100 proceeds to step S110. In step S110, the wireless transmission unit 9 uses the mode switching module 941 to shift from the power saving mode to the active mode. Thereafter, the process S100 proceeds to step S111. In step S <b> 111, the wireless transmission unit 9 uses the sensor control module 952 to determine whether or not the measurement of the specified measurement target has been completed. If it is determined in step S111 that the measurement of the designated measurement target has not been completed, the process S100 proceeds to step S112.

ステップＳ１１２において、無線送信部９は、モード切替モジュール９４１を用いて、アクティブモードから省電力モードへと移行する。その後、処理Ｓ１００は、ステップＳ１１３へと移行する。ステップＳ１１３において、無線送信部９は、タイムカウントモジュール９４２を用いて、所定の時間待機する。ステップＳ１１３において無線送信部９が待機する所定の時間は、特に限定されず、ステップＳ１０１においてインターフェースモジュール９５１を用いて取得したセンサ８の測定分解能等の種々の性能に応じて適宜設定される。例えば、本実施形態において、無線送信部９は、ステップＳ１１３において、１ｍｓｅｃ待機する。このように、ステップＳ１１１において、指定された測定対象の測定が終了していないと判別された場合に、無線送信部９を省電力モードで動作させることにより、プロセッサ９１１による不必要な電力消費を削減することができる。   In step S112, the wireless transmission unit 9 shifts from the active mode to the power saving mode using the mode switching module 941. Thereafter, the process S100 proceeds to step S113. In step S113, the wireless transmission unit 9 waits for a predetermined time using the time count module 942. The predetermined time that the wireless transmission unit 9 waits in step S113 is not particularly limited, and is appropriately set according to various performances such as the measurement resolution of the sensor 8 acquired using the interface module 951 in step S101. For example, in the present embodiment, the wireless transmission unit 9 waits for 1 msec in step S113. As described above, in the case where it is determined in step S111 that the measurement of the designated measurement target has not been completed, unnecessary power consumption by the processor 911 is reduced by operating the wireless transmission unit 9 in the power saving mode. Can be reduced.

ステップＳ１１３において、無線送信部９が所定の時間待機した後、処理Ｓ１００は、再度、ステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０において、無線送信部９は、再度、省電力モードからアクティブモードへ移行し、その後、ステップＳ１１１において指定された測定対象の測定が終了したかどうかを判別する。このように、処理Ｓ１００は、指定された測定対象の測定が終了するまで、ステップＳ１１０〜Ｓ１１３を繰り返す。   In step S113, after the wireless transmission unit 9 waits for a predetermined time, the process S100 proceeds to step S110 again. In step S110, the wireless transmission unit 9 again shifts from the power saving mode to the active mode, and then determines whether the measurement of the measurement target specified in step S111 is completed. In this way, the process S100 repeats steps S110 to S113 until the measurement of the designated measurement object is completed.

一方、ステップＳ１１１において、指定された測定対象の測定が終了していると判別された場合、処理Ｓ１００は、ステップＳ１１４に移行する。ステップＳ１１４において、無線送信部９は、インターフェースモジュール９５１を用いて、センサ８と通信を行い、センサ８から測定データを読み込む。取得された測定データは、揮発性メモリ９１４内に一時保存される。   On the other hand, when it is determined in step S111 that the measurement of the designated measurement target has been completed, the process S100 proceeds to step S114. In step S <b> 114, the wireless transmission unit 9 communicates with the sensor 8 using the interface module 951 and reads measurement data from the sensor 8. The acquired measurement data is temporarily stored in the volatile memory 914.

その後、処理Ｓ１００は、ステップＳ１１５に移行する。ステップＳ１１５において、無線送信部９は、センサ制御モジュール９５２を用いて、センサ８が測定すべき測定対象の全て（本実施形態では、温度および湿度）が測定済みか否かを判別する。ステップＳ１１５において、全ての測定対象が測定済みではないと判別された場合（すなわち、温度または湿度の一方が測定されていない場合）、処理Ｓ１００は、ステップＳ１０７に戻る。ステップＳ１０７において、無線送信部９は、センサ制御モジュール９５２を用いて、測定されていない測定対象をセンサ８が測定すべき測定対象として指定する。処理Ｓ１００は、全ての測定対象の測定が終了するまで、上述のステップＳ１０７〜Ｓ１１５を繰り返し実行する。   Thereafter, the process S100 proceeds to step S115. In step S <b> 115, the wireless transmission unit 9 uses the sensor control module 952 to determine whether all of the measurement targets (temperature and humidity in this embodiment) to be measured by the sensor 8 have been measured. If it is determined in step S115 that all measurement objects have not been measured (that is, one of temperature and humidity has not been measured), the process S100 returns to step S107. In step S <b> 107, the wireless transmission unit 9 uses the sensor control module 952 to designate a measurement target that has not been measured as a measurement target to be measured by the sensor 8. The process S100 repeatedly executes the above-described steps S107 to S115 until the measurement of all measurement objects is completed.

一方、ステップＳ１１５において、センサ８が測定すべき測定対象の全てが測定済みであると判別された場合、処理Ｓ１００は、ステップＳ１１６に移行する。ステップＳ１１６において、無線送信部９は、無線送信モジュール９５４を用いて、揮発性メモリ９１４内に保存されている温度および湿度の測定データを読み込み、ホストコンピュータやサーバー等の外部機器に無線送信する。なお、無線送信した測定データは、ＦＩＦＯの形式で揮発性メモリ９１４内から消去してもよい。これにより、揮発性メモリ９１４が飽和することを防ぐことができるので、容量の小さな揮発性メモリを、揮発性メモリ９１４として用いることができる。   On the other hand, if it is determined in step S115 that all the measurement objects to be measured by the sensor 8 have been measured, the process S100 proceeds to step S116. In step S116, the wireless transmission unit 9 uses the wireless transmission module 954 to read temperature and humidity measurement data stored in the volatile memory 914 and wirelessly transmit the data to an external device such as a host computer or a server. Note that the wirelessly transmitted measurement data may be deleted from the volatile memory 914 in the FIFO format. Accordingly, the volatile memory 914 can be prevented from being saturated, so that a volatile memory having a small capacity can be used as the volatile memory 914.

その後、処理Ｓ１００は、ステップＳ１１７に移行する。ステップＳ１１７において、無線送信部９は、タイマー制御モジュール９５３を用いて、タイマー６にタイマー出力ＯＦＦ信号を送信し、タイマー６から加算器７への信号の出力を停止させる（タイマー６の出力が論理値Ｌｏｗとなる）。ステップＳ１１７においてタイマー６が加算器７への出力を停止すると、昇圧部３およびスイッチング部ＳがＯＦＦされ、無線送信部９への電力供給が停止する。昇圧部３から無線送信部９への電力供給が停止すると、無線送信部９の電源がＯＦＦされ、処理Ｓ１００は終了する。なお、上記処理Ｓ１００は、所定の回数の無線送信を実行するまで繰り返し実行される。   Thereafter, the process S100 proceeds to step S117. In step S117, the wireless transmission unit 9 transmits a timer output OFF signal to the timer 6 using the timer control module 953, and stops the output of the signal from the timer 6 to the adder 7 (the output of the timer 6 is logical). Value Low). When the timer 6 stops the output to the adder 7 in step S117, the booster 3 and the switching unit S are turned off, and the power supply to the wireless transmitter 9 is stopped. When power supply from the booster 3 to the wireless transmitter 9 is stopped, the power of the wireless transmitter 9 is turned off, and the process S100 ends. The process S100 is repeatedly executed until a predetermined number of times of wireless transmission is executed.

次に、図８を参照して、無線送信部９が繰り返し実行する処理Ｓ１００（無線送信動作）と、昇圧部３およびスイッチング部ＳのＯＮ／ＯＦＦ制御の関係を説明する。なお、図８には、タイマー６、電源監視回路５、昇圧部３およびスイッチング部Ｓのタイミングチャートが含まれているが、図の簡略化および説明のため、タイミングチャートの横軸（時間軸）は線形ではない。   Next, with reference to FIG. 8, the relationship between the process S100 (wireless transmission operation) repeatedly executed by the wireless transmission unit 9 and the ON / OFF control of the booster 3 and the switching unit S will be described. 8 includes a timing chart of the timer 6, the power supply monitoring circuit 5, the boosting unit 3, and the switching unit S. For the sake of simplification and explanation, the horizontal axis (time axis) of the timing chart is shown. Is not linear.

発電素子１００から無線送信装置１に電力が供給されるタイミングでは、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１は、所定の上側しきい値よりも低いので、電源監視回路５から加算器７へ信号は出力されない。すなわち、電源監視回路５の出力は、論理値Ｌｏｗである。一方、初期状態のタイマー６は、加算器７へ信号を出力し続ける。すなわち、タイマー６の出力は、論理値Ｈｉｇｈである。したがって、発電素子１００から無線送信装置１に電力が供給されるタイミングでは、図示のように、昇圧部３およびスイッチング部Ｓは、ＯＦＦ状態を取る。   At the timing when electric power is supplied from the power generation element 100 to the wireless transmission device 1, the voltage V1 of the power storage unit C1 is lower than the predetermined upper threshold value, so that no signal is output from the power supply monitoring circuit 5 to the adder 7. That is, the output of the power supply monitoring circuit 5 is the logical value Low. On the other hand, the timer 6 in the initial state continues to output a signal to the adder 7. That is, the output of the timer 6 is the logical value High. Therefore, at the timing when power is supplied from the power generating element 100 to the wireless transmission device 1, the booster 3 and the switching unit S are in the OFF state as illustrated.

その後、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が所定の上側しきい値以上となるタイミングＰ１において、電源監視回路５の出力が論理値Ｈｉｇｈとなる。以後、電源監視回路５からの出力は、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が所定の下側しきい値未満となるまで、論理値Ｈｉｇｈを維持する。   Thereafter, at the timing P1 when the voltage V1 of the power storage unit C1 becomes equal to or higher than a predetermined upper threshold value, the output of the power supply monitoring circuit 5 becomes the logical value High. Thereafter, the output from the power supply monitoring circuit 5 maintains the logical value High until the voltage V1 of the power storage unit C1 becomes less than a predetermined lower threshold value.

タイミングＰ１において、昇圧部３およびスイッチング部ＳがＯＮされ、平滑コンデンサＣ２および無線送信部９に昇圧部３から電力が供給される。その結果、無線送信部９の電源がＯＮされ、第１回目の処理Ｓ１００が開始される。処理Ｓ１００が開始されると上述のステップＳ１０１〜Ｓ１０４が実行され、無線送信部９はセンサ８が測定可能な状態となるまで待機する。   At timing P1, the booster 3 and the switching unit S are turned ON, and power is supplied from the booster 3 to the smoothing capacitor C2 and the wireless transmitter 9. As a result, the power of the wireless transmission unit 9 is turned on, and the first process S100 is started. When the process S100 is started, the above-described steps S101 to S104 are executed, and the wireless transmission unit 9 waits until the sensor 8 becomes measurable.

その後、無線送信部９は、ステップＳ１０５が実行されるタイミングＰ２において、タイマー６の所定の時間間隔ΔＴを設定し、さらに、タイマー６のタイムカウントをリセットする。なお、無線送信部９が処理Ｓ１００を開始するタイミングＰ１から、タイマー６の所定の時間間隔ΔＴを設定し、さらに、タイマー６のタイムカウントをリセットするタイミングＰ２までに要する時間を「待機時間ａ」という。   Thereafter, the wireless transmission unit 9 sets a predetermined time interval ΔT of the timer 6 and resets the time count of the timer 6 at the timing P2 at which Step S105 is executed. The time required for the wireless transmission unit 9 to set a predetermined time interval ΔT of the timer 6 from the timing P1 at which the process S100 is started and further to the timing P2 at which the time count of the timer 6 is reset is “waiting time a”. That's it.

ステップＳ１０６〜Ｓ１１５が実行され、センサ８によって無線送信すべき測定データが取得され、無線送信部９による測定データの読み込み、保存が実行される。ステップＳ１１６が実行されるタイミングＰ３において、無線送信部９は、取得した測定データの無線送信を実行する。なお、タイミングＰ２から、無線送信を実行するタイミングＰ３までに要する時間を「測定時間ｂ」という。   Steps S106 to S115 are executed, measurement data to be wirelessly transmitted is acquired by the sensor 8, and measurement data is read and stored by the wireless transmission unit 9. At timing P3 at which step S116 is executed, the wireless transmission unit 9 performs wireless transmission of the acquired measurement data. The time required from the timing P2 to the timing P3 at which wireless transmission is executed is referred to as “measurement time b”.

その後、ステップＳ１１７が実行されるタイミングＰ４において、無線送信部９からタイマー６へタイマー出力ＯＦＦ信号が送信され、タイマー６の出力が論理値Ｌｏｗとなる。その結果、昇圧部３およびスイッチング部ＳがＯＦＦとなり、無線送信部９への電力供給が停止し、無線送信部９の電源がＯＦＦされるので、第１回目の処理Ｓ１００が終了する。   Thereafter, at timing P4 at which step S117 is executed, a timer output OFF signal is transmitted from the wireless transmission unit 9 to the timer 6, and the output of the timer 6 becomes the logical value Low. As a result, the booster 3 and the switching unit S are turned off, the power supply to the wireless transmission unit 9 is stopped, and the power supply of the wireless transmission unit 9 is turned off, so that the first process S100 ends.

その後、タイマー６が、タイマー６のタイムカウントがリセットされたタイミングＰ２から、所定の時間間隔ΔＴをカウントすると、タイマー６の出力が論理値Ｌｏｗから論理値Ｈｉｇｈへと変化する。そのため、昇圧部３およびスイッチング部Ｓが再度ＯＮされ、平滑コンデンサＣ２および無線送信部９に、昇圧部３から電力が供給される。その結果、無線送信部９は、第２回目の処理Ｓ１００を開始する。以下、所定の回数の無線送信が終了するまで、上述の処理Ｓ１００が繰り返し実行される。   Thereafter, when the timer 6 counts a predetermined time interval ΔT from the timing P2 when the time count of the timer 6 is reset, the output of the timer 6 changes from the logical value Low to the logical value High. Therefore, the booster 3 and the switching unit S are turned on again, and power is supplied from the booster 3 to the smoothing capacitor C2 and the wireless transmitter 9. As a result, the wireless transmission unit 9 starts the second process S100. Thereafter, the above-described process S100 is repeatedly executed until a predetermined number of times of wireless transmission is completed.

このように、本発明の無線送信装置１は、タイミングＰ２においてタイマー６の所定の時間間隔ΔＴの設定およびタイマー６のタイムカウントのリセットを実行し、さらに、タイミングＰ４においてタイマー６から加算器７への出力を停止することによって、昇圧部３およびスイッチング部ＳのＯＮ／ＯＦＦ制御を、無線送信部９が実行する処理Ｓ１００（無線送信動作）に同期させることができる。   As described above, the wireless transmission device 1 of the present invention executes the setting of the predetermined time interval ΔT of the timer 6 and the reset of the time count of the timer 6 at the timing P2, and further from the timer 6 to the adder 7 at the timing P4. By stopping the output, the ON / OFF control of the booster 3 and the switching unit S can be synchronized with the process S100 (wireless transmission operation) executed by the wireless transmission unit 9.

したがって、無線送信部９が処理Ｓ１００を実行していない間、平滑コンデンサＣ２と、後段のコンポーネントとの間の接続を遮断することができ、後段のコンポーネントによる待機電力によって平滑コンデンサＣ２内の電力が不必要に消費されることを防止することができる。その結果、昇圧部３およびスイッチング部ＳがＯＮされたときの平滑コンデンサＣ２への突入電流を減らすことができ、蓄電部Ｃ１に蓄電された電力の消費を削減することができる。   Therefore, the connection between the smoothing capacitor C2 and the subsequent component can be cut off while the wireless transmission unit 9 is not executing the process S100, and the power in the smoothing capacitor C2 is reduced by the standby power of the subsequent component. Unnecessary consumption can be prevented. As a result, the inrush current to the smoothing capacitor C2 when the boosting unit 3 and the switching unit S are turned on can be reduced, and the consumption of the electric power stored in the power storage unit C1 can be reduced.

また、処理Ｓ１００では、タイマー６の時間間隔ΔＴの設定およびタイマー６のタイムカウントのリセットを実行するためのステップＳ１０５は、無線送信を実行するタイミングＰ３より前、すなわち、無線送信実行前に実行される。この場合、図示のように、無線送信部９の無線送信間隔は、時間間隔ΔＴ＋待機時間ａ＋測定時間ｂ−測定時間ｂ＝時間間隔ΔＴ＋待機時間ａによって規定されるので、無線送信間隔が測定時間ｂに無依存となる。   In step S100, step S105 for setting the time interval ΔT of the timer 6 and resetting the time count of the timer 6 is executed before the timing P3 at which radio transmission is executed, that is, before the radio transmission is executed. The In this case, as shown in the figure, the wireless transmission interval of the wireless transmission unit 9 is defined by time interval ΔT + standby time a + measurement time b−measurement time b = time interval ΔT + standby time a. Independent of b.

一般に、無線送信部９が実行する処理Ｓ１００の中で、センサ８が温度および湿度を測定し、無線送信部９がセンサ８から測定データを読み込み、保存するために要する測定時間ｂが最も変動しやすい。上述のように、本実施形態において、無線送信部９は、無線送信実行前にタイマー６の時間間隔ΔＴの設定およびタイマー６のタイムカウントのリセットを実行するので、無線送信間隔を変動しやすい測定時間ｂに対して無依存とすることができる。その結果、測定時間ｂの変動により、無線送信部９の無線送信間隔にズレが生じることを防止することができる。   In general, in the process S100 executed by the wireless transmission unit 9, the measurement time b required for the sensor 8 to measure temperature and humidity and the wireless transmission unit 9 to read and store measurement data from the sensor 8 varies most. Cheap. As described above, in the present embodiment, the wireless transmission unit 9 performs the setting of the time interval ΔT of the timer 6 and the reset of the time count of the timer 6 before performing the wireless transmission. It can be made independent of time b. As a result, it is possible to prevent the radio transmission interval of the radio transmission unit 9 from being shifted due to fluctuations in the measurement time b.

また、平滑コンデンサＣ２後段のコンポーネントによる電力消費の内、無線送信による電力消費が最も大きい。そのため、タイマー６の時間間隔ΔＴの設定およびタイマー６のタイムカウントのリセットを無線送信実行前に実行することにより、タイマー６の時間間隔ΔＴの設定およびタイマー６のタイムカウントのリセットを実行する前に、無線送信によって蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が低下し、昇圧部３およびスイッチング部ＳがＯＦＦになってしまうことを確実に防止することができる。   In addition, the power consumption by wireless transmission is the largest among the power consumption by the components after the smoothing capacitor C2. Therefore, by setting the time interval ΔT of the timer 6 and resetting the time count of the timer 6 before executing the wireless transmission, before setting the time interval ΔT of the timer 6 and resetting the time count of the timer 6 Thus, it is possible to reliably prevent the voltage V1 of the power storage unit C1 from being lowered due to wireless transmission and the boosting unit 3 and the switching unit S to be turned off.

次に、図９を参照して、無線送信動作（処理Ｓ１００）に同期して、スイッチング部Ｓを制御することによる、エネルギー効率の向上効果を説明する。   Next, with reference to FIG. 9, the effect of improving energy efficiency by controlling the switching unit S in synchronization with the wireless transmission operation (process S100) will be described.

図９は、蓄電部Ｃ１に３．０Ｖの電力を蓄電した後、９回無線送信を実行した場合の蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１、平滑コンデンサＣ２の電圧、およびスイッチング部Ｓ後段の電圧を示す図である。図９（ａ）は、上述の無線送信動作と同期したスイッチング部ＳのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行しなかった場合の各電圧を示す図である。図９（ｂ）は、無線送信動作と同期したスイッチング部ＳのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行した場合の各電圧を示す図である。すなわち、図９（ａ）の例において、スイッチング部Ｓは常にＯＮ状態を取る。一方、図９（ｂ）の例において、スイッチング部Ｓは、無線送信動作と同期して、ＯＮ／ＯＦＦされる。   FIG. 9 is a diagram showing the voltage V1 of the power storage unit C1, the voltage of the smoothing capacitor C2, and the voltage at the subsequent stage of the switching unit S when wireless transmission is executed nine times after storing 3.0 V of power in the power storage unit C1. It is. FIG. 9A is a diagram illustrating each voltage when the ON / OFF control of the switching unit S synchronized with the above-described wireless transmission operation is not executed. FIG. 9B is a diagram illustrating each voltage when the ON / OFF control of the switching unit S synchronized with the wireless transmission operation is executed. That is, in the example of FIG. 9A, the switching unit S is always in the ON state. On the other hand, in the example of FIG. 9B, the switching unit S is turned ON / OFF in synchronization with the wireless transmission operation.

なお、図９の例において、昇圧部３の動作電圧は０．９Ｖ〜２．２Ｖであり、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が上述の範囲内にある場合、出力端子ＶＯＵＴからは、２．２Ｖの出力電圧Ｖ２が出力される。一方、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が２．２Ｖより高い場合、出力端子ＶＯＵＴからは、入力電圧、すなわち蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１と等しい電圧が出力される。   In the example of FIG. 9, the operating voltage of the boosting unit 3 is 0.9V to 2.2V, and when the voltage V1 of the power storage unit C1 is within the above-described range, 2.2 V is output from the output terminal VOUT. An output voltage V2 is output. On the other hand, when voltage V1 of power storage unit C1 is higher than 2.2V, an input voltage, that is, a voltage equal to voltage V1 of power storage unit C1 is output from output terminal VOUT.

最初に、図９（ａ）について説明する。初期状態において３．０Ｖまで蓄電された蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１は、無線送信、および、各コンポーネント（抵抗Ｒ１、Ｒ２、センサ８、無線送信部９）の待機電力によって消費される。これらの電力消費の中でも無線送信による電力消費が最も大きく、図９（ａ）中において蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が不連続に低下している部分が、無線送信による電力消費を示している。一方、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１が連続的に低下している部分が、各コンポーネントの待機電力による電力消費を示している。図９（ａ）中の蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１は、９回不連続に低下しているので、９回の無線送信が実行されている。図９（ａ）の例において、９回の無線送信実行後、蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１は、約２．１Ｖまで低下している。   First, FIG. 9A will be described. The voltage V1 of the power storage unit C1 stored up to 3.0V in the initial state is consumed by wireless transmission and standby power of each component (resistors R1, R2, sensor 8, wireless transmission unit 9). Among these power consumptions, the power consumption by wireless transmission is the largest, and the portion where the voltage V1 of the power storage unit C1 is discontinuously decreased in FIG. 9A indicates the power consumption by wireless transmission. On the other hand, the portion where the voltage V1 of the power storage unit C1 continuously decreases indicates the power consumption by the standby power of each component. Since the voltage V1 of the power storage unit C1 in FIG. 9A has decreased discontinuously nine times, nine wireless transmissions are executed. In the example of FIG. 9A, the voltage V <b> 1 of the power storage unit C <b> 1 has decreased to about 2.1 V after 9 wireless transmissions have been executed.

第１回目の無線送信前では、昇圧部３がＯＦＦされている。そのため、平滑コンデンサＣ２の電圧およびスイッチング部Ｓ後段の電圧は０Ｖである。その後、第１回目の無線送信動作に同期して昇圧部３がＯＮされると、平滑コンデンサＣ２および無線送信部９に昇圧部３から電力が供給される。その結果、平滑コンデンサＣ２の電圧およびスイッチング部Ｓ後段の電圧が上昇する。図９（ａ）の例では、スイッチング部Ｓは常にＯＮ状態なので、無線送信実行後においても、平滑コンデンサＣ２と、後段のコンポーネントとの接続が維持されており、平滑コンデンサＣ２の電圧と、スイッチング部Ｓ後段の電圧は、各コンポーネント（抵抗Ｒ１、Ｒ２、センサ８、無線送信部９）の待機電力によって徐々に低下し、最終的に約０．５Ｖまで低下する。なお、平滑コンデンサＣ２の電圧は、スイッチング部Ｓ後段の電圧に遅延して低下していく。   Before the first wireless transmission, the booster 3 is turned off. Therefore, the voltage of the smoothing capacitor C2 and the voltage after the switching unit S are 0V. Thereafter, when the booster 3 is turned on in synchronization with the first wireless transmission operation, power is supplied from the booster 3 to the smoothing capacitor C2 and the wireless transmitter 9. As a result, the voltage of the smoothing capacitor C2 and the voltage after the switching unit S rise. In the example of FIG. 9A, since the switching unit S is always in the ON state, the connection between the smoothing capacitor C2 and the subsequent component is maintained even after the wireless transmission is executed. The voltage at the rear stage of the part S gradually decreases due to the standby power of each component (resistors R1, R2, sensor 8, and wireless transmission unit 9), and finally decreases to about 0.5V. Note that the voltage of the smoothing capacitor C2 decreases with a delay after the voltage at the subsequent stage of the switching unit S.

次に、図９（ｂ）について説明する。図９（ｂ）の例では、無線送信動作に同期して、スイッチング部ＳのＯＮ／ＯＦＦ制御が実行されるため、無線送信実行後における平滑コンデンサＣ２の電圧の低下量が減少していることがわかる。無線送信実行後は、スイッチング部ＳがＯＦＦされるため、理想的には、平滑コンデンサＣ２の電圧は低下しないが、図９（ｂ）に示すように、実際には、スイッチング部Ｓおよび平滑コンデンサＣ２の漏れ電流により、わずかに低下する。一方、無線送信実行後、スイッチング部ＳがＯＦＦされ、平滑コンデンサＣ２と後段のコンポーネントとの接続が遮断されるため、スイッチング部Ｓ後段の電圧は、急速に低下する。   Next, FIG. 9B will be described. In the example of FIG. 9B, since the ON / OFF control of the switching unit S is executed in synchronization with the wireless transmission operation, the amount of decrease in the voltage of the smoothing capacitor C2 after the wireless transmission is executed is reduced. I understand. Since the switching unit S is turned off after the wireless transmission is executed, ideally, the voltage of the smoothing capacitor C2 does not decrease. However, as shown in FIG. It decreases slightly due to the leakage current of C2. On the other hand, after the wireless transmission is executed, the switching unit S is turned off, and the connection between the smoothing capacitor C2 and the subsequent component is cut off, so that the voltage after the switching unit S rapidly decreases.

このように、図９（ｂ）の例では、第２回目以降の無線送信実行時における平滑コンデンサＣ２の電圧が高く保たれている。そのため、昇圧部３がＯＮされたときの平滑コンデンサＣ２への突入電流が減少し、無線送信実行時における蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１の低下量が減少する。そのため、図示のように、図９（ｂ）中における無線送信実行時の蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１の低下量は、図９（ａ）中における無線送信実行時の蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１の低下量よりも少ない。   As described above, in the example of FIG. 9B, the voltage of the smoothing capacitor C2 is kept high during the second and subsequent wireless transmission executions. Therefore, the inrush current to the smoothing capacitor C2 when the boosting unit 3 is turned on decreases, and the amount of decrease in the voltage V1 of the power storage unit C1 during wireless transmission execution decreases. Therefore, as shown in FIG. 9B, the amount of decrease in the voltage V1 of the power storage unit C1 when performing wireless transmission in FIG. 9B is the decrease in the voltage V1 of the power storage unit C1 when performing wireless transmission in FIG. Less than the amount.

さらに、図９（ｂ）の例では、無線送信実行時以外では、平滑コンデンサＣ２と、後段のコンポーネントとの接続が遮断されている。そのため、図示のように、図９（ｂ）中における後段のコンポーネントの待機電力による蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１の低下量（電圧Ｖ１の傾き）は、図９（ａ）中における後段のコンポーネントの待機電力による蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１の低下量よりも少ない。   Further, in the example of FIG. 9B, the connection between the smoothing capacitor C2 and the subsequent component is interrupted except when wireless transmission is executed. Therefore, as shown in FIG. 9B, the amount of decrease in the voltage V1 of the power storage unit C1 due to the standby power of the subsequent component in FIG. 9B (the slope of the voltage V1) is the standby of the subsequent component in FIG. Less than the amount of decrease in voltage V1 of power storage unit C1 due to electric power.

このように、無線送信動作に同期してスイッチング部ＳをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、平滑コンデンサＣ２への突入電流の減少、および、後段のコンポーネントの待機電力による電力消費の減少という効果が得られる。図９（ｂ）の例において、９回の無線送信実行後の蓄電部Ｃ１の電圧Ｖ１は、約２．３Ｖであり、図９（ａ）の例と比較して、電圧低下が低減していることがわかる。すなわち、図９（ｂ）の例のように、無線送信動作に同期してスイッチング部ＳをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、無線送信装置１のエネルギー効率を向上させることができる。   As described above, the ON / OFF control of the switching unit S in synchronization with the wireless transmission operation has the effect of reducing the inrush current to the smoothing capacitor C2 and reducing the power consumption due to the standby power of the subsequent component. It is done. In the example of FIG. 9B, the voltage V1 of the power storage unit C1 after 9 wireless transmissions is about 2.3V, and the voltage drop is reduced compared to the example of FIG. 9A. I understand that. That is, as in the example of FIG. 9B, the energy efficiency of the wireless transmission device 1 can be improved by performing ON / OFF control of the switching unit S in synchronization with the wireless transmission operation.

以上、本発明の無線送信装置および無線送信システムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することができる。   As described above, the wireless transmission device and the wireless transmission system of the present invention have been described based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited to this, and each configuration is an arbitrary one that can exhibit the same function. Can be substituted, or can be added in any configuration.

なお、上述の実施形態では、発電素子１００は、交流電流を発電し、電力を無線送信装置１に供給する交流電源であるが、本発明はこれに限られず、発電素子１００は、直流電流を発電し、電力を無線送信装置１に供給する直流電源であってもよい。この場合、無線送信装置１から、整流部２を省略することができる。   In the above-described embodiment, the power generation element 100 is an AC power source that generates alternating current and supplies power to the wireless transmission device 1. However, the present invention is not limited to this, and the power generation element 100 generates direct current. It may be a DC power source that generates power and supplies power to the wireless transmission device 1. In this case, the rectification unit 2 can be omitted from the wireless transmission device 1.

１…無線送信装置 ２…整流部 ３…昇圧部 ４…電力制御部 ５…電源監視回路 ６…タイマー ７…加算器 ８…センサ ９…無線送信部 ９１…制御部 ９１１…プロセッサ ９１２…メモリ ９１３…不揮発性メモリ ９１４…揮発性メモリ ９２…オンチップレギュレーター ９３…モジュール ９４…ノンアクティブモードモジュール ９４１…モード切替モジュール ９４２…タイムカウントモジュール ９５…アクティブモードモジュール ９５１…インターフェースモジュール ９５２…センサ制御モジュール ９５３…タイマー制御モジュール ９５４…無線送信モジュール １０…発電部 ２０…筐体 ２１…カバー ２２…筒状部 ２３…ベース ２３１…貫通孔 ３０…磁石組立体 ３１…永久磁石 ３２…バックヨーク ３２１…底板部 ３２２…筒状部 ３３…ヨーク ４０…コイル ５０…コイル保持部 ５１…筒状部 ５２…環状部 ６０Ｕ…上側板バネ ６０Ｌ…下側板バネ ６１…第１の環状部 ６２…第２の環状部 ６３…第３の環状部 ６４…第１のバネ部 ６５…第２のバネ部 ７０…スペーサ ８０…ワッシャー ９０…電極端子 １００…発電素子 ９００…無線送信システム ａ…待機時間 ｂ…測定時間 Ｃ１…蓄電部 Ｃ２…平滑コンデンサ Ｄ１、Ｄ２…ダイオード Ｅ…交流電源 ＦＢ…ＦＢ端子 ＧＡＴＥ…ゲート端子 ＩＲ…内部抵抗 Ｐ１〜Ｐ４…タイミング Ｑ１、Ｑ２…半導体スイッチング素子 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…抵抗 Ｓ…スイッチング部 Ｓ１００…処理 Ｓ１０１〜Ｓ１１７…ステップ ＶＯＵＴ…出力端子 Ｖ１、Ｖ２、Ｖ１Ｒ…電圧   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless transmission device 2 ... Rectification part 3 ... Boosting part 4 ... Power control part 5 ... Power supply monitoring circuit 6 ... Timer 7 ... Adder 8 ... Sensor 9 ... Wireless transmission part 91 ... Control part 911 ... Processor 912 ... Memory 913 ... Nonvolatile memory 914 ... Volatile memory 92 ... On-chip regulator 93 ... Module 94 ... Non-active mode module 941 ... Mode switching module 942 ... Time count module 95 ... Active mode module 951 ... Interface module 952 ... Sensor control module 953 ... Timer control Module 954 ... Wireless transmission module 10 ... Power generation unit 20 ... Housing 21 ... Cover 22 ... Cylindrical part 23 ... Base 231 ... Through hole 30 ... Magnet assembly 31 ... Permanent magnet 32 ... Back yoke 321 ... Bottom plate 322 ... Cylindrical part 33 ... Yoke 40 ... Coil 50 ... Coil holding part 51 ... Cylindrical part 52 ... Annular part 60U ... Upper leaf spring 60L ... Lower leaf spring 61 ... First annular part 62 ... Second annular part 63 ... Third annular portion 64 ... First spring portion 65 ... Second spring portion 70 ... Spacer 80 ... Washer 90 ... Electrode terminal 100 ... Power generation element 900 ... Wireless transmission system a ... Standby time b ... Measurement time C1 ... Power storage Part C2: Smoothing capacitor D1, D2 ... Diode E ... AC power supply FB ... FB terminal GATE ... Gate terminal IR ... Internal resistance P1-P4 ... Timing Q1, Q2 ... Semiconductor switching elements R1, R2, R3 ... Resistance S ... Switching part S100 ... Processing S101 to S117 ... Step VOUT ... Output terminals V1, V2, V1R ... Voltage

Claims (6)

外部から入力される機械的エネルギーを利用して発電を行う発電素子から供給される電力を利用する無線送信装置であって、
前記発電素子から供給される前記電力を交流から直流に変換する整流部と、
前記整流部からの電力を蓄電する蓄電部と、
前記蓄電された電力を昇圧する昇圧部と、
前記昇圧部から供給される電力を利用して無線送信動作を実行する無線送信部と、
前記昇圧部を所定の時間間隔で駆動するためのタイマーと、を備え、
前記無線送信装置は、前記蓄電部の電圧と前記昇圧部の出力電圧とのうち、より高い一方を前記タイマーに供給するよう構成されている無線送信装置。 A wireless transmission device that uses power supplied from a power generation element that generates power using mechanical energy input from outside,
A rectifying unit that converts the power supplied from the power generation element from alternating current to direct current; and
A power storage unit that stores power from the rectifying unit;
A booster that boosts the stored electric power;
A wireless transmission unit that performs a wireless transmission operation using power supplied from the booster; and
A timer for driving the boosting unit at a predetermined time interval,
The wireless transmission device is configured to supply a higher one of the voltage of the power storage unit and the output voltage of the boosting unit to the timer. 前記蓄電部に接続された第１のダイオードと、前記昇圧部の出力端子に接続された第２のダイオードとをさらに備え、
前記タイマーは、前記第１のダイオードの出力端子と、前記第２のダイオードの出力端子の接合点に接続されている請求項１に記載の無線送信装置。 A first diode connected to the power storage unit; and a second diode connected to the output terminal of the boost unit;
The wireless transmission device according to claim 1, wherein the timer is connected to a junction between an output terminal of the first diode and an output terminal of the second diode. 前記タイマーは、前記無線送信部とシリアル通信可能に接続されている請求項１または２に記載の無線送信装置。   The wireless transmission device according to claim 1, wherein the timer is connected to the wireless transmission unit so as to be capable of serial communication. 前記無線送信部は、無線送信を実行する前に、前記タイマーのタイムカウントをリセットするため、前記タイマーと前記シリアル通信を実行する請求項３に記載の無線送信装置。   The wireless transmission device according to claim 3, wherein the wireless transmission unit executes the serial communication with the timer in order to reset a time count of the timer before performing wireless transmission. 前記昇圧部の駆動電圧は、前記タイマーを前記シリアル通信可能に駆動するために必要な電圧よりも低く設定されている請求項３または４に記載の無線送信装置。   5. The wireless transmission device according to claim 3, wherein a driving voltage of the boosting unit is set lower than a voltage necessary for driving the timer so that the serial communication is possible. 外部から入力される機械的エネルギーを利用して発電を行う発電素子と、
請求項１ないし５のいずれかに記載の無線送信装置と、を備えることを特徴とする無線送信システム。 A power generating element that generates power using mechanical energy input from the outside;
A wireless transmission system comprising: the wireless transmission device according to claim 1.

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