モノをつなぐ無線マイコンTWELITE-トワイライト
モノをつなぐ無線マイコン TWELITE-トワイライトはセンサーネットワーク、IoT（モノのインターネット）、M2M（機器間通信）等の世界規模で市場が拡大している多様なアプリケーションでモノの無線化を実現するための便利な部品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。TWELITE-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。
TWELITE-トワイライトはグローバル周波数で波長が短くアンテナを小型化可能な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、TWELITE-トワイライトと組み合わせることで超小型で良く飛ぶ無線装置を実現できます。TWELITE-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、コイン電池で年単位の動作が可能です。更に無線通信性能にも妥協はありません。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。
TWELITE-トワイライトは32ビットのRISCマイコンを内蔵しています。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。
TWELITE-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。
TWELITE-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。
TWELITE-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（SMD）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。）
TWELITE 1,000個巻リール
入門用や試作、小規模ロットの生産に便利な2.54mmピッチ28ピンDIP形状のTWELITE DIP-トワイライトディップもご用意しております。
製品名：TWELITE-トワイライト
ワイヤアンテナ端子タイプ
製品型番：TWE-L-W0
旧型番：TWE-001L-NC
JANコード：4589512170259
マッチ棒アンテナ付属（要はんだ付け）
製品型番：TWE-L-W7
旧型番：TWE-001L-NC7
JANコード：4589512170266
ハテナ型アンテナ付属（要はんだ付け）
製品型番：TWE-L-WX
JANコード：4589512170242
アンテナ別
同軸コネクタタイプ
製品型番：TWE-L-U
旧型番：TWE-001L-IP
JANコード：4589512170273
アンテナ別
特徴
小型
TWELITE-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、0.93gの小型サイズです。1円玉を上に重ねると1円玉の裏にすっぽりと隠れるサイズです。様々なモノに実装できます。
省電力
TWELITE-トワイライトは低消費電力で動作します。小容量のコイン型電池による年単位の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。TWELITE-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
TWELITE-トワイライトは低消費電力を保ちつつ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
TWELITE-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に余裕を持って対応できます。
電源電圧
TWELITE-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。※起動電圧は2.3Vです。
アンテナ
TWELITE-トワイライトは安価で小型で高性能（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。
温度特性
TWELITE-トワイライトは工業仕様の温度特性を持ち低温環境や高温環境でも安定した通信品質を保ちます。
産業機器仕様
TWELITE-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、産業機器での使用や量産時も安心してご使用いただけます。
トータルサポート
TWELITE-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 TWELITE-トワイライト外形
外形図ダウンロード： DXFフォーマット
モノをつなぐ無線マイコン TWELITE-トワイライト構造
TWELITE-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
TWELITE-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する構造になっています。自動機（マウンター）での実装が可能ですし、手載せ実装も可能です。
TWELITE-トワイライトを2.54mmピッチ28ピン（600mil）の拡張基盤に搭載し、試作や電子工作に便利な超簡単！無線マイコン TWELITE DIP-トワイライトディップもございます。
アンテナ端子
アンテナ端子は２種類あります。
ワイヤアンテナ端子版は安価な外部アンテナとしてワイヤアンテナ（針金）を使用できます。
同軸コネクタ版は用途に合わせ各種アンテナが接続できます。
アンテナの選択肢
TWELITE-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。
| 同軸コネクタ接続 | ワイヤアンテナ | 基板アンテナ | |
|---|---|---|---|
| 設計コスト | ◎（ほぼ調整不要）※１ | ○（場合により要調整）※2 | △（要調整）※3 |
| 部品コスト | △（外部アンテナ） | ○（ワイヤアンテナ） | ◎（親基板の一部） |
| 取付コスト | ○（コネクタ勘合） | △（半田付け） | ◎（なし） |
| 性能 | ◎（選択可） | ○ | ○ |
※1 アンテナの取付け位置を適切にすることにより性能を発揮します。
※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。（アンテナ性能評価サービスをご利用ください。）
同軸コネクタ接続
同軸コネクタによるアンテナの取り付けは親基板の調整不要でアンテナの取付け位置を適切にすることにより性能を引き出せます。
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
TWELITE-トワイライトのワイヤアンテナ端子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。
- マッチ棒アンテナ
電波の方向
アンテナ方向マーク製品名：マッチ棒アンテナ の矢印は垂直方向（天地方向）を示しています。
製品型番：MW-A-W0
JANコード：4589512170280
長さは32mmです。直線に伸ばして使用すると最大の性能を発揮します。スペースが許す場合は最も良い特性になります。折り曲げて使用することも可能ですが、曲げ方により性能が著しく低下する場合があります。
性能低下を抑えつつコンパクトにする曲げパターンを以下に示します。クリックで拡大します。
- ハテナ型アンテナ
電波の方向
アンテナ方向マーク製品名：ハテナ型アンテナ の矢印は垂直方向（天地方向）を示しています。
製品型番：MW-A-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。
- 自作ワイヤアンテナ
ワイヤアンテナは自作も可能です。任意の針金（細線、より線を含む）を使用することができます。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低下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。図面に従い作成してください。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。
TWELITE-トワイライトを自動機で親基板に実装する場合は、実装後に親基板の裏側からワイヤアンテナ（含マッチ棒アンテナ）の半田付け作業を行なってください。その際に親基板に開口が必要になります。 詳細
ワイヤアンテナを使用する場合は、親基板の銅箔パターンや周囲の導体に影響を受けます。比較的良好な特性を期待できるパターン例を提示します。 詳細
基板アンテナ
TWELITE-トワイライトを実装する親基板に認証取得済みの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ご相談ください。
実装時のアンテナ調整や性能測定サービスもございますのでお問い合わせください。
アンテナ性能評価サービス
アンテナは位置で性能が左右されます。筐体内に収納されたアンテナは周辺回路や部品配置、電池の位置、筐体の材質・厚み等の影響で性能が十分に発揮できない場合があります。よって、装置設計の初期段階でアンテナ実装を考慮することが大切です。
弊社では機器に組み込んだ状態でアンテナの特性を測定し評価を行うサービスをご提供しております。アンテナの性能を最大限に発揮させるために試作の段階で性能評価を行うことをお勧めいたします。
モノをつなぐ無線マイコン TWELITE-トワイライト接続例
TWELITE-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を豊富に備えているので、図のように様々な周辺デバイスを接続し制御することが可能です。
TWELITE-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、使い慣れた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
TWELITE-トワイライトの省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。
加速度センサー無線タグ TWELITE 2525A
TWELITE-トワイライトを使用した加速度センサー無線タグの実装例です。
この例は直径2cm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、性能を保ちつつアンテナも小さくできます。
振動発電無線タグ TWELITE SWING-トワイライトスウィング
振動発電無線タグ TWELITE SWING-トワイライトスウィングは振動で発電するバッテリーレスの無線タグです。
無線マイコンTWELITE-トワイライトと振動発電デバイスを内蔵しており、振動させると発電するため”電池不要”で無線の電波を飛ばすことができます。
バッテリーレス・超小型リモコンスイッチ
電源管理モジュール TWE-EH SOLAR（エナジーハーベスト・ソーラー）により指先大の小型太陽電池を使用し、室内光でTWELITE-トワイライトを動作させることが可能になります。
モノをつなぐ無線マイコン TWELITE-トワイライトブロック図
TWELITE-トワイライトのブロック図です。
TWELITE-トワイライトは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
| TWELITE | TWELITE RED | |
|---|---|---|
| SoC | JN5164 | JN5169 |
| RAM | 32kバイト | |
| フラッシュメモリ | 160kバイト | 512kバイト |
| EEPROM | 4kバイト | |
| 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 | 10ビット 6チャネル |
| コンパレータ | 1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 | |
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 TWELITE-トワイライト無線仕様
| TWELITE | TWELITE RED | |
|---|---|---|
| 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 | +9.14dBm |
| 受信感度 | -95dBm | -96dBm |
| 送信電流 | 15.3mA | 23.3mA（+9.14dBm出力時） 14.0mA（+3.00dBm出力時） |
| 受信電流 | 17.0mA | 14.7mA |
| 待機電流 | 1.5uA（RAM、タイマオン） | 1.5uA（RAM、タイマオン） |
| 暗号化 | AES-128 | |
VDD=3.0V @ +25°C
モノをつなぐ無線マイコン TWELITE-トワイライト消費電力（電流）
TWELITE-トワイライトの特徴の一つは省電力です。
モノをつなぐ無線マイコン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。
TWELITE-トワイライトは低消費電流、瞬速起動、高速処理により省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
TWELITE-トワイライトの無線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。
- 起床中のみ考えた平均消費電流
11.6[mA] * (2.5/1000)[ms] = 29[uA] - スリープ（RAMオン）時間を含めた平均消費電流
29[uA] + 1.5[uA] = 30.5[uA] = 0.0305[mA]
１秒毎に送信した場合の電池寿命はCR2032の容量を220mAhとして、
220/( 0.0305 ) = 約7213[時間] = 300[日] = 10ヶ月
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。
このようにTWELITE-トワイライトは省電力で動作する無線マイコンモジュールです。
モノをつなぐ無線マイコン TWELITE-トワイライト通信距離
TWELITE-トワイライトのもう一つの特徴は通信性能です。
TWELITE-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。
これは通信距離1kmの実測例です。これは無指向性アンテナ（2dbi）を使用した場合のおおよその限界通信距離です。以下の条件が全て揃っている場合のみ可能となります。
- 地上高が十分取れている。
- 間と周囲に障害物が無い。
- 周囲の電波ノイズが少ない。（近隣に工場、集合住宅、自動車道路等が無い。）
例えば、繁華街で手に持った端末同士の通信の場合は環境によって異なりますが、100m～200mが典型的な通信距離です。
TWELITE-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TWELITE-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。
アンテナの設置条件により通信距離は大きく異なります。
標準アプリケーションソフトウエア
TWELITE-トワイライトは出荷時にTWELITE DIP-トワイライトディップと同じ「超簡単！TWELITE標準アプリ」がインストールされています。「超簡単！TWELITE標準アプリ」は高性能プロトコルスタックTWELITE NETで動作しています。
ピン配置対応表
アプリ各種
標準アプリ以外のMW-APPS（アプリ各種）もご用意しています。
ソフトウエア実装方法
TWELITE-トワイライト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TWELITE NET SDKをご参照下さい。
使用例
- Raspberry PI （ラズベリーパイ）のカメラモジュールで撮影した画像データを無線転送する
- TWELITE標準アプリの出力を読み取る Python スクリプト (4KiB)
- TWELITEでRCカーを作る
ハードウエア情報
- アンテナ実装ガイド
- EAGLE 用ライブラリ (ZIP, 3KB)
- 裏面スルーホール PDF,DXF 図 (ZIP, 27KB)
- 未使用ピンの扱いについて
- 特殊ピンの扱いについて
- その他
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
TWELITE-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。
TWELITE-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。
資料
TWELITE-トワイライトデータシート(PDF) 日本語版
採用事例
TWELITE-トワイライトは様々な場所や用途でご使用いただいております。
TWELITE-トワイライトの始め方
販売店
モノワイヤレスの製品は実店舗またはネット通販でご購入いただけます。
