”モノ”をつなぐ無線マイコン TWE-Lite(トワイライト)

”モノ”をつなぐ無線マイコン

無線モジュール

”モノ”をつなぐ無線マイコン TWE-LITE(トワイライト)はセンサーネットワーク、HEMS、BEMS、FEMS、CEMSM2M(機器間通信)IoT(モノのインターネット)等の世界規模で急激に市場が拡大している多様なアプリケーションで装置の無線化を実現するためのキーコンポーネントで主にセットメーカやシステムインテグレータ向けに製品を提供いたします。TWE-LITE(トワイライト)を機能部品として最終製品に搭載することにより、容易にそして敏速に高性能な無線機能を新たな価値として付加していただけます。

TWE-LITE(トワイライト)はグローバル周波数で波長の短い2.4GHz帯無線を採用しました。2.4GHz帯無線は日本国内に限らず世界中で使用可能です。更に小型で高性能なアンテナが構成できるため、TWE-LITE(トワイライト)と組み合わせることで超小型装置の無線化を実現できます。TWE-LITE(トワイライト)であらゆる装置の無線化を様々なアプリケーションで可能にします。

小さいのはサイズだけではなく消費電力も業界トップ水準の小ささで、コイン電池で数年間の動作が可能です。更に無線通信性能にも妥協はありません。動作温度範囲は-40℃から105℃で、小型ながら強靭な無線モジュールです。無線モジュールに必要な条件を高次元で満たしています。

TWE-LITE(トワイライト)は32ビットのRISCマイコンを内蔵し、32MHzで高速動作します。UART、SPI、I2C、ADC、その他の豊富なインターフェースを使用可能ですので外部に制御用のマイコンが不要で製品の小型化や簡素化、コスト低減に寄与します。

日本国内の電波法認証(技適)も取得済みで免許無しで使用可能です。(海外電波認証の対応状況

TWE-LITE(トワイライト)の形状は自動機により親基板に搭載可能な表面実装タイプになっており、大規模な量産に最適です。(テープカット品による小分け販売も可能です。)

無線モジュール無線モジュール

TWE-Lite 1,000個巻リール

TWE-LITE(トワイライト)は無線モジュールとして、高性能、高機能、高品質を兼ね備えた製品です。

TWE-LITE(トワイライト)は鉛フリー、RoHS対応で環境に優しい製品です。 各種環境規制(JAMP-AIS, REACH等)の資料提出の対応も可能ですのでお問い合わせください。

製品名:TWE-LITE(トワイライト)

製品型番:TWE-L-W0
JANコード:4589512170259
備考:ワイヤアンテナ端子、マッチ棒アンテナ付属、要はんだ付け

製品型番:TWE-L-W7
JANコード:4589512170266
備考:ワイヤアンテナ端子、ハテナ型アンテナ付属、要はんだ付け

製品型番:TWE-L-U
JANコード:4589512170273
備考:UFLコネクタ、アンテナ別

特徴

超小型

TWE-LITE(トワイライト)は一円玉よりも小さくて軽い13.97mm x 13.97mm x 2.5mmの超小型サイズです。様々な”モノ”に実装できます。

超低消費電力

TWE-LITE(トワイライト)は低消費電力(送信時:15mA, 受信時:17mA, ディープスリープ時:0.1µA)で動作します。 小容量のコイン型電池による長時間動作やエナジーハーベスト技術で得られる小さな電力でも動作が可能です。TWE-LITE(トワイライト)で消費電力(消費電流)の制約で難しかった”モノ”の無線化を実現できます。

長距離通信

TWE-LITE(トワイライト)は低消費電力を保ちつつ見通しでアンテナ(利得2dBi、無指向性)を使用時に最長1kmの長距離通信を可能にする十分なリンクバジェット(通信接続のための予算)を確保しています。(通信距離は環境により著しく変化します。)

32bit高性能CPUと大容量メモリー

TWE-LITE(トワイライト)に内蔵された最大32MHzで動作する32bit RISC CPUは、複雑なデータ処理・周辺機器の制御などを余裕を持って対応できます。

温度特性

TWE-LITE(トワイライト)は工業仕様の温度特性を持ち-40℃から105℃まで使用できます。低温環境や高温環境でも安定した通信品質を保ちます。

電源電圧

TWE-LITE(トワイライト)の動作電圧は2.0V~3.6Vですので電池での駆動が可能です。

アンテナ

TWE-LITE(トワイライト)は安価で高性能(利得2dBi、無指向性)なアンテナとしてワイヤアンテナを使用したり、基板上にアンテナを構成できます。アンテナは用途により豊富な選択肢の中から選べます。

高品質

TWE-LITE(トワイライト)は耐熱衝撃、耐振動、耐静電気を考慮し設計され、厳格な品質検査を実施しております。万が一の不具合対応や故障解析の体制も強化しておりますので、量産時も安心してご採用いただけます。

トータルサポート

TWE-LITE(トワイライト)の評価開発の際に必要なソフトウエア、アンテナに関する安心の技術サポートをご用意しております。

”モノ”をつなぐ無線マイコン TWE-LITE(トワイライト)外形

TWE-LITE(トワイライト)は、13.97mm x 13.97mm x 2.5mmの超小型サイズです。

無線モジュール

1円玉と比較すると1円玉の裏にすっぽりと隠れるサイズです。そして、重さは1円玉よりも軽いです。

TWE-L-size

外形図ダウンロード: DXFフォーマット

ハードウエア情報

”モノ”をつなぐ無線マイコン TWE-LITE(トワイライト)構造

TWE-LITE(トワイライト)には、IEEE802.15.4準拠の無線部、32bitマイコン部、メモリー、周辺回路が搭載されています。

外部インターフェース

TWE-LITE(トワイライト)は外部インターフェースとしてモジュールの4辺に1.27 mmピッチの切手形状の接続端子を有しています。この接続端子は親基板に表面実装で接続する構造になっています。

アンテナ端子

TWE-LITE(トワイライト)は安価で外部アンテナとしてワイヤアンテナを使用できます。その他に各種アンテナが接続できるUFL同軸ケーブル端子版が選択できます。アンテナ端子(ワイヤアンテ端子、UFL同軸ケーブル端子)は注文時にご指定下さい。

無線モジュール

アンテナの選択肢

TWE-LITE(トワイライト)のアンテナの実装方法は以下の3種類です。それぞれに特徴がありますので、用途に合わせてお選び下さい。

  アンテナ設計コスト アンテナ部品コスト アンテナ取付コスト アンテナ性能
同軸コネクタ接続 ◎(ほぼ調整不要)※1 △(外部アンテナ) ○(コネクタ勘合) ◎(選択可)
ワイヤアンテナ ○(場合により要調整)※2 ○(ワイヤアンテナ) △(半田付け)
基板アンテナ △(要調整)※3 ◎(親基板の一部) ◎(なし)

※1 アンテナの取付け位置を適切にするのみで性能が発揮できます。
※2 アンテナの性能が親基板の影響を受けるため、調整が必要な場合があります。
※3 アンテナの性能を発揮させるために調整が必須です。

同軸コネクタ接続

UFL同軸コネクタ用外部アンテナは用途により豊富な選択肢の中から選べます。

ワイヤアンテナ

TWE-LITE(トワイライト)のワイヤアンテナタイプはワイヤアンテナが使用できます。安価なワイヤアンテナにより2dBiのアンテナを構成できます。

ご購入時にマッチ棒アンテナ、またはハテナ型アンテナを選択して下さい。

無線モジュール

マッチ棒アンテナ

長さは32 mmです。直線に伸ばして使用します。スペースが許す場合は最も良い特性になります。

製品名:マッチ棒アンテナ
製品型番:TWE-AN-W0
JANコード:4589512170280

 

無線モジュール

ハテナ型アンテナ

背が低く、コンパクトな曲げパターンです。背をなるべく低く実装したい場合に適しています。

製品名:ハテナ型アンテナ
製品型番:TWE-AN-W7
JANコード:4589512170297

ワイヤアンテナは自作も可能です。任意の針金(より線を含む)を使用することができます。アンテナ部の長さを32mmにしてください。(認証取得済) まっすぐに伸ばした時に最も高い性能を発揮します。自由に曲げて使用可能ですが、曲げ方により性能が著しく劣化する場合があります。

ワイヤアンテナを曲げた場合でも性能を2dBi近くに調整したものを複数用意しています。ワイヤアンテナ#7(ハテナ型)以外の認証取得済み曲げパターンは様々な曲げパターンをご参照下さい。 図面に従い作成してください。

基板アンテナ

親基板にアンテナパターンを形成することも可能です。(特性評価が必要です。)基板アンテナの実装をご希望の場合はお問い合わせ下さい。

”モノ”をつなぐ無線マイコン TWE-LITE(トワイライト)接続例

TWE-LITE(トワイライト)は無線機能を有する汎用マイコンモジュールです。CPUは32ビットのRISCで32MHzで動作します。一般的なマイコンがもつI/Oを豊富に備えております。

TWE-LITE(トワイライト)の接続例を示します。図のように様々な周辺デバイスを直接接続し制御することが可能です。これにより周辺のデバイスを最小限にすることが可能です。

TWE-LITE(トワイライト)に電源とセンサー類を接続しケースに収めることによりワイヤレスセンサーが完成します。

全ての処理をモジュール内蔵のマイコンで行い外部のマイコンやメモリの追加コストを抑える事も可能ですし、外部のマイコンを使用しUARTやSPIで接続することも可能です。

実装例

TWE-LITE(トワイライト)の超低消費電力と小型高性能アンテナが実現可能な2.4GHzの特徴を活用した実装例です。

超小型アクティブRFIDタグ

TWE-LITE(トワイライト)を使用したアクティブRFIDタグの実装例です。

TWE-LITE(トワイライト)に電池とアンテナを接続するだけで完成です。必要に応じて各種センサーも搭載可能です。

以下の例は直径2 cmのCR2032型ボタン電池(※)で動作させています。単に無線モジュールのサイズが小さいだけではなく、電池とアンテナも小さく出来ます。

加速度センサー内蔵 IoT無線タグ TWE-LITE-2525A(トワイライト・ニコニコ)

 

※ 写真に搭載されている針金アンテナは、様々な曲げパターンをご参照下さい。
※ コイン型電池(電池の詳細は電池メーカーのデータシートを参照ください)の電流供給能力では、無線モジュールを連続稼働させることはできず、このような電池を使用する場合はスリープ込みの間欠動作を行います。

環境発電エナジーハーベストRFIDタグ

以下の例は直径26mmの小型フィルム太陽電池のみを使用して動作させています。室内光で1秒に1回の通信が可能です。

※ 写真に搭載されている針金アンテナは、様々な曲げパターンをご参照下さい。
※ 太陽電池の電流だけでは無線モジュールを稼働する事は出来ません。キャパシタおよび制御回路が必要になります。

”モノ”をつなぐ無線マイコン TWE-LITE(トワイライト)ブロック図

TWE-LITE(トワイライト)のブロック図です。

TWE-LITE(トワイライト)は超小型無線機能を内蔵した高機能32ビットマイコンモジュールです。

周辺回路やメモリ拡張等、通常のマイコンと同様に構成することが可能です。アプリケーションソフトウエアは書換え可能なフラッシュROMに格納されます。

マイコン部

CPU 32ビット(4,8,16,32MHz)
RAM 32kバイト
フラッシュメモリ 160kバイト
EEPROM 4kバイト

インターフェース部

UART 2ポート
I2C(2線式シリアル) 1ポート
SPI 3セレクト
ADコンバータ 10ビット 4チャネル
コンパレータ 2ポート
PWM 4ポート
システムタイマ、PWM 1ポート
GPIO (汎用デジタル入出力ポート) 最大20ポート
パルスカウンタ 2ポート
JTAG端子 1ポート

機能

128ビットAES暗号プロセッサ
時間測定差距離計測
ウォッチドックタイマ
乱数発生器
ウェイクアップタイマ
電圧監視リセット回路

”モノ”をつなぐ無線マイコン TWE-LITE(トワイライト)無線仕様

TWE-LITE(トワイライト)の無線仕様です。

無線規格 IEEE802.15.4準拠
周波数帯 2.4GHz
チャンネル数 16チャンネル
変調方式 O-QPSK, DSSS
通信速度 250kbps (IEEE802.15.4)
送信出力 +2.5dBm (25℃, 3V, Typ)
受信感度 -95dBm (25℃, 3V, Typ)
暗号化 AES-128、AES-256(ソフトウエア)
電波認証 ARIB-STD-T66 工事設計認証 (技適)

VDD=3.0V @ +25°C

”モノ”をつなぐ無線マイコン TWE-LITE(トワイライト)消費電力(電流)

TWE-LITE(トワイライト)の特徴の一つは超低消費電力です。

超小型無線モジュールとして低消費電力を実現するためには各処理の消費電流を抑えることが必要ですが、起動時間と処理時間を短縮することも非常に重要です。消費電流が小さくても処理時間が長ければ低消費電力は実現できません。

TWE-LITE(トワイライト)は低消費電流、瞬速起動、高速処理により超低消費電力を実現しています。

アクティブRFタグとしての使用時の消費電力(消費電流)例

次はTWE-LITE(トワイライト)のRFタグとしての使用例です。この例ではセンサーは使用しておらず、4バイトのIDデータを内蔵タイマーで周期的に送信しています。送信相手からの受信確認(ACK)は行っていません。1パケット送信時の平均消費電流は11.6mA、処理時間は2.5m秒です。

下のグラフはコイン型電池(CR2032)を使用した場合の電池寿命です。電池容量を220mAhで計算しています。5秒以下の間隔で送信する場合はRAMをオンにしてスリープした方が寿命が長くなります。
※ ボタン電池(電池の詳細は電池メーカーのデータシートを参照ください)の電流供給能力では、無線モジュールを連続稼働させることはできず、このような電池を使用する場合はスリープ込みの間欠動作を行います。(詳細情報

TWE-L_CR2032

このようにTWE-LITE(トワイライト)は超低消費電力で動作する超小型無線モジュールです。

”モノ”をつなぐ無線マイコン TWE-LITE(トワイライト)通信距離

TWE-LITE(トワイライト)のもう一つの特徴は通信性能です。

TWE-LITE(トワイライト)での通信距離の限界測定結果です。

電波の伝播は様々な条件に影響され通信距離は変化します。そこで、見通し直線距離で常にノイズが少ない環境での測定は、通信モジュールの性能指標としてよく用いられます。この測定により、リンクバジェット(通信接続のための予算)の実力値を求めることができます。

 

TWE-LITE(トワイライト)は低消費電力を保ちつつ見通しで外部アンテナ(利得2dBi、無指向性)使用時に1kmと非常に長い到達距離を実現しております。このようにTWE-LITE(トワイライト)は電波法を遵守したうえで非常に大きなリンクバジェットを確保しています。

更にこの測定により設計上のスペックを実際に有しているかを確認することができます。

※ 本距離測定はリンクバジェットの確認用であり、理想に近い条件下における結果です。1kmは最長通信距離で実際の使用では環境により変化します。街中や室内では通信距離が短くなりますのでご注意ください。

標準アプリケーションソフトウエア

TWE-LITE(トワイライト)は出荷時にTWE-LITE DIPと同じ「超簡単!TWEアプリ」がインストールされています。「超簡単!TWEアプリ」は高性能プロトコルスタックTWE-NETで動作しています。以下が標準アプリケーション使用時のピン配置表です。

※TWE-Lite DIPとはピン番号が異なりますのでご注意下さい。

無線モジュール

標準アプリ以外のレディメイドソフトウエアもご用意しています。

超簡単!無線マイコンTWE-Lite DIP とのピン相関表

ソフトウエア実装方法

超小型無線モジュール TWE-LITEは独自のソフトウエアで動作させることも可能です。ソフトウエア開発環境(SDK)の使用方法はTWE-SDKをご参照下さい。

使用例

信頼性試験

試験項目 試験方法 判定基準
熱衝撃 2時間ごとに温度105℃、-40℃を入れ替え4時間で1サイクルとし、250サイクル後、常温で1H放置後に測定を行う。 仕様及び外観を満足する事
高温放置(通電) 高温105℃でモジュール単体を1000H放置中、10分に1回のデータ送受信を確認、常温で1H放置後に測定を行う。 仕様及び外観を満足する事
低温放置(通電) 低温-40℃でモジュール単体を1000H放置中、10分に1回のデータ送受信を確認、常温で1H放置後に測定を行う。 仕様及び外観を満足する事
振動(可変周波数) 加速度: 200 m/s2   Tc = + 25 ℃
周波数: 100~2,000 Hz  1往復 4 分
振動方向: X ・Y ・Z 方向  回数4 回
仕様及び外観を満足する事

日本国外での使用

TWE-LITE(トワイライト)は海外の各国で使用可能な2.4GHz帯を使用しておりますが、日本国外でご使用になる場合はご使用になる国の電波法の認証が必要です。使用可能国については海外電波認証対応をご参照下さい。

TWE-LITE(トワイライト)を日本国外に輸出する際は外国為替及び外国貿易法及び関連法令(外為法等)に基づき該非判定を行う必要があります。 該非判定書をご希望の場合はお問い合わせ下さい。

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