太陽光発電とバッテリーを4Gモジュールと統合する：システム設計者が知っておくべきこと
公開:
2025-06-20 11:40
出典:
https://www.ring-see.com
スマート監視やリモートIoTアプリケーションがオフグリッドやインフラが整っていない地域に拡大するにつれて、太陽光発電式4Gカメラシステムが最適なソリューションになりつつあります。OEMやデバイスインテグレーターにとって、導入の成功は、電力、接続性、環境耐性に関する深い技術的理解にかかっています。
スマート監視とリモートIoTアプリケーションが、オフグリッドおよびインフラストラクチャの乏しい地域に拡大するにつれて、 太陽光発電式4Gカメラシステム 最適なソリューションになりつつあります。OEMとデバイスインテグレーターにとって、成功した導入は、電力、接続性、および環境耐性に関する深い技術的理解に依存します。
太陽光発電と4G統合の重要性
このガイドでは、エンジニアとシステム設計者が4Gモジュールと 太陽光発電とバッテリー電源を統合する際に知っておく必要があることを概説しています .
4Gモジュールの電力に関する考慮事項
4G電力プロファイルの理解
4Gモジュールは、動作状態に応じて電力ニーズが異なります。
Idle/Standby ：最小消費電力、多くの場合10mA未満。
データ伝送 ：アップロード中は最大2A以上に急増する可能性があります。
ウェイクサイクル ：特にモーショントリガー式カメラシステムで重要です。
プロのヒント ：伝送バーストと環境要因に対処するために、設計予算に20〜30％の電力オーバーヘッドを含めます。
省電力機能を使用する
有効にする eDRX（拡張不連続受信） または PSM（省電力モード） ファームウェアで。
設定する イベントベースのウェイクアップ （例：PIRまたはAI検出）。
太陽光パネルとバッテリーの設計
太陽光パネルのサイズ設定ガイドライン
パネルが1日を通して十分なエネルギーを提供することを確認します。
低電力4Gアプリケーションには、最低6Wのパネルをお勧めします。
使用する 高効率単結晶 太陽電池。
パネルを最適な日射量で配置します。北半球では南向きが理想的です。
バッテリーの選択と保管
稼働時間と耐久性に基づいてバッテリーを選択します。
容量 ：2〜3日間のバックアップには、10,000mAh以上が理想的です。
タイプ ：好む LiFePO4 屋外温度耐性と寿命の点でLi-ionよりも優れています。
保護回路 ：過充電/過放電を防ぐためにBMS（バッテリー管理システム）を含めます。
充電コントローラーの統合
スマート充電コントローラーを組み込みます。
使用する PWMよりも効率が高いMPPT（最大電力点追跡）。 低照度充電と温度補償のサポートを確保します。
コンポーネント
| 設計推奨事項 | 太陽光パネル |
|---|---|
| 低電力4Gモジュールの場合、6W以上 | バッテリー |
| 10,000mAh以上のLi-ion/LiFePO4 | 電圧 |
| モジュール仕様に合わせる（一般的に3.7Vまたは5Vレギュレート） | 屋外環境向けの設計 |
熱および環境耐性
屋外デバイスは過酷な条件に耐える必要があります。
選択する
-30°C〜+75°Cに対応した産業グレードの4Gモジュール IP65/IP66定格のエンクロージャ 水やほこりからの保護のため。
使用する 追加する 温度センサー
凍結または極端な熱の間は充電を無効にするため。 UVと腐食保護 UV耐性プラスチック
またはエンクロージャのコーティング。 
使用する 防水グロメットでコネクタをシールする 必要に応じて防食コーティングを塗布します。
4G接続の最適化 データ消費量を削減する MQTTやCoAPなどの軽量プロトコルを使用する
HTTP経由で。
アップロード前に画像またはビデオファイルを圧縮します。
最適な信号期間中にバッチアップロードをスケジュールします。 ネットワーク信頼性を向上させる 統合する
マルチオペレーターSIM
弱い信号ゾーンでのフォールバックのため。
サポートする
リモートSIM/APNスイッチング 監視してログに記録する 信号強度（RSSI）
および遅延メトリック。 OEM向けのメンテナンスとスケーラビリティ .
リモート管理機能 OTA（無線） and latency metrics.
Maintenance & Scalability for OEMs
Remote Management Features
有効にする OTA (Over-the-Air) オンサイトサービスを不要にするファームウェアアップデート。
クラウドダッシュボードを介して、システムの健康状態（バッテリー、太陽光入力、温度、SIMステータス）を監視します。
モジュール式ハードウェア設計
標準インターフェース（例：mini PCIe、M.2）を使用する交換可能な4Gモジュールを使用します。
設計 個別のPCB 電源管理、RF、およびコアロジック用に、アップグレードを容易にするため。
テストとコンプライアンス
検証 FCC/CE/ROHS すべてのモジュールの認証を取得します。
実施 フィールドテスト 4G信号の安定性と太陽光充電のパフォーマンスについて。
適切なOEMセキュリティモジュールサプライヤーの選択
資格のある OEMセキュリティモジュールサプライヤー は提供できます：
太陽光発電IoT統合向けに最適化された、事前に認証済みの4Gモジュール。
電力制御とデータ伝送のためのカスタムファームウェアサービス。
リファレンスデザイン、開発キット、および統合サポート。
生産規模拡大のための長期的な部品供給保証。
プロのヒント ：サプライヤーを決定する前に、常に実際の導入事例とラボテストの結果を要求してください。
結論
統合 太陽光発電システムとバッテリーシステムを4Gモジュールと組み合わせる には、基本的な電気接続以上のものが必要です。システム設計者は、電力効率、環境耐性、ネットワーク最適化、および長期的な保守性を考慮する必要があります。
これらのエンジニアリング原則に従い、経験豊富な OEMセキュリティモジュールサプライヤー と協力することで、今日のモビリティ、信頼性、持続可能性のニーズを満たす、堅牢な太陽光発電式4GカメラシステムとIoTデバイスを自信を持って開発できます。
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