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IoTセンサーの分類と選び方

建設・設備現場のIoTセンサーを目的別5分類・物理量11カテゴリ・信号インターフェース7種の3軸で整理し、通信規格と入手先の選定につなげる

概要

センサー選定は「何を測るか」だけでは決まらない。目的・物理量・信号インターフェースの3軸で整理すると、実装(どのマイコンで受けるか)と調達(どこで買うか)まで一直線につながる。

軸1:信号インターフェース7種

実装コストを決めるのはここで、物理量よりも先に効く。

種別用途と注意点
デジタル通信(I2C / SPI / UART)小型センサーの定番。配線が短い前提
アナログ電圧ADC で読む。ノイズと基準電圧の管理が要る
専用高速バス画像・音声など帯域が要るもの
デジタル入力(GPIO / 無電圧接点)接点の開閉、パルスカウント
産業用シリアル(RS-485 / Modbus RTU)長距離・マルチドロップ。既存設備との接続に強い
アナログ電流ループ(4-20mA)長距離でノイズに強い産業標準。断線検知ができる
近距離無線(BLE / EnOcean)配線不要。EnOcean は電池レスも可能

現場に既存設備がある場合、RS-485 / Modbus RTU と 4-20mA を読めるかどうかが実現可能性を大きく左右する。

軸2:物理量カテゴリ

温湿度(SHT3x・BME280・熱電対)、空気質(CO2・PM2.5・ガス・TVOC)、暑熱・気象(WBGT・風速計)、振動、圧力、電流、ひずみ、測位などに分かれる。物理量ごとに定番の型番があり、まずは定番から入るのが失敗が少ない。

軸3:目的別の5分類

建設・設備現場では、測定対象そのものより「何のために測るか」で構成が決まる。安全管理(暑熱・ガス)、設備の状態監視(振動・電流)、環境・品質管理(温湿度・CO2)、進捗・稼働把握、測位といった目的別に、必要な精度とサンプリング周期が変わる。

通信規格と調達

センサーからの信号を現場外へ運ぶ部分は、消費電力・距離・データ量のトレードオフで LPWA と BLE を使い分ける。部品ショップは扱う領域が異なるため、産業用(Modbus / 4-20mA 系)と開発ボード系(M5Stack など)で調達先を分けることになる。

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