超簡単!無線モジュールTWE-Lite

超小型無線モジュール

モノを無線化する

無線モジュール

超小型無線モジュール TWE-Lite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。超小型無線モジュール TWE-Lite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。

超小型無線モジュール TWE-Lite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、超小型無線モジュール TWE-Lite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。超小型無線モジュール TWE-Lite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。

超小型無線モジュール TWE-Lite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

超小型無線モジュール TWE-Lite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

超小型無線モジュール TWE-Lite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。

超小型無線モジュール TWE-Lite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-W(ワイヤアンテナ端子、アンテナ別)
JANコード:4589512170242
製品型番:TWE-L-W0(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)
JANコード:4589512170259
製品型番:TWE-L-W7(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)
JANコード:4589512170266
製品型番:TWE-L-U(UFLコネクタ)
JANコード:4589512170273

特徴

超小型無線モジュールTWE-Lite 外形

超小型無線モジュールTWE-Liteは、13.97mm x 13.97mm x 2.5mmの超小型サイズです。

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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

超小型無線モジュールTWE-Lite構造

超小型無線モジュール TWE-Lite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

超小型無線モジュール TWE-Lite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

超小型無線モジュール TWE-Lite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。その他に外部アンテナ(同軸コネクタ搭載版)が選択できます。同軸コネクタ搭載版は各種アンテナを選択できます。アンテナ端子(ワイヤアンテ端子版、同軸コネクタ版)は注文時にご指定下さい。

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アンテナの選択肢

超小型無線モジュール TWE-Lite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

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

超小型無線モジュール TWE-Lite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。

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マッチ棒アンテナ

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


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。

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ハテナ型アンテナ

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


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。

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。

ワイヤアンテナの技術情報

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。

アンテナ接続例

無線モジュール

超小型無線モジュールTWE-Lite 接続例

超小型無線モジュール TWE-Lite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。

超小型無線モジュール TWE-Lite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。

超小型無線モジュール TWE-Lite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

超小型無線モジュール TWE-Lite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

超小型無線モジュール TWE-Liteを使用したアクティブRFIDタグの実装例です。

超小型無線モジュール TWE-Lite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。

超小型無線モジュールTWE-Lite ブロック図

超小型無線モジュール TWE-Liteのブロック図です。

モノワイヤレスの超小型無線モジュールの特徴は単機能の無線モデムとは異なり豊富な機能を有していることです。TWE-Lite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

超小型無線モジュールTWE-Lite 無線仕様

超小型無線モジュール TWE-Lite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

超小型無線モジュールTWE-Lite 消費電力(電流)

超小型無線モジュール TWE-Lite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。

超小型無線モジュール TWE-Lite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

次は超小型無線モジュール TWE-Lite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は超低消費電力で動作する超小型無線モジュールです。

超小型無線モジュールTWE-Lite 通信距離

超小型無線モジュール TWE-Liteのもう一つの特徴は通信性能です。

超小型無線モジュール TWE-Lite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。

 

超小型無線モジュール TWE-Lite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。このように超小型無線モジュール TWE-Lite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

超小型無線モジュール TWE-Lite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。

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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。

超小型無線モジュールTWE-Lite DIP とのピン相関表

超小型無線モジュールTWE-Lite 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。

超小型無線モジュールTWE-Lite 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

超小型無線モジュール TWE-Lite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。

超小型無線モジュール TWE-Lite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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