GOLD
- モノをつなぐ無線マイコンモジュール。
- 無線機能付き３２ビットマイコン。
- サイズ：13.97 x 13.97 x 2.5 mm
- 重さ：0.93 g
- 省電力で電池長持ち。
- 省電力で電波が良く飛ぶ。
- 各種アンテナが選べる。
- 工業仕様の温度特性。
- 表面実装で大量生産。
モノをつなぐ無線マイコンモジュールTWELITE®-トワイライト
TWELITE は無線機能を持ったマイコンモジュールです。センサーやスイッチ、LED等を接続した親基板に実装することで小型無線装置を作成できます。消費電力が小さく、電池での長時間稼動が可能です。自動実装機で表面実装できるため大量生産に適しています。
GOLD
| 品名: | TWELITE | |
| 型番: | MW-G-W | リテール |
| JAN: | 4589512171300 | |
| 型番: | MW-G-W-BULK | バルク |
| JAN: | 4589512171xxx | |
| 型番: | MW-G-W-REEL | リール |
| JAN: | 4589512171xxx |
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| 送信出力 |  |
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|---|---|---|
| アンテナ端子 |  |
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| 初期アプリ |  |
BLUE
| 品名: | TWELITE |
| 型番: | TWE-L-WX |
| JAN: | 4589512170242 |
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| 送信出力 | |
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|---|---|---|
| アンテナ端子 | |
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| 初期アプリ |  |
RED
RED は新規採用非推奨です。後継品の GOLD をご検討ください。
| 品名: | TWELITE |
| 型番: | MW-R-WX |
| JAN: | 4589512170372 |
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| 送信出力 | |
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|---|---|---|
| アンテナ端子 | |
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| 初期アプリ | |
GOLD 、 BLUE 、 RED は混在可能です。
アプリを書き換える場合は GOLD 、 BLUE 、 RED それぞれ専用のファイルを選んでください。バイナリは共通ではありません。書き込みツール TWELITEプログラマはxxx以降のバージョンで GOLD に対応しました。
概略
モノをつなぐ無線マイコン TWELITE 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 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無線機能を新たな価値として付加していただけます。
TWELITE 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帯無線を使用しています。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 と組み合わせることで小型で良く飛ぶ無線装置を実現できます。 TWELITE で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小さく、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 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 は鉛フリー、RoHS対応で環境に優しい製品です。
TWELITE 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 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、接続コネクタが不要で量産に最適です。
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やUSBスティック型のMONOSTICK-モノスティックもご用意しております。
特徴
仕様
マイコン仕様
| TWELITE BLUE | TWELITE RED | TWELITE GOLD | |
|---|---|---|---|
| SoC | JN5164 | JN5169 | JN5189 |
| CPU | RISC | Arm Cortex-M4 最大48MHz | |
| RAM | 32kバイト | 152kバイト | |
| フラッシュメモリ | 160kバイト | 512kバイト | 640kバイト |
| EEPROM | 4kバイト | N/A | |
| UART | 2ポート | ||
| I2C | 1ポート | 2ポート | |
| SPI | 1ポート | 2ポート | |
| ADコンバータ | 10ビット 4チャネル | 10ビット 6チャネル | 12ビット 8チャネル |
| コンパレータ | 1ポート | ||
| PWM | 4ポート | 10ポート | |
| GPIO | 最大20ポート | 最大22ポート | |
| パルスカウンタ | 2ポート | ||
| NFC | N/A | 1ポート | |
無線仕様
| TWELITE BLUE | TWELITE RED | TWELITE GOLD | |
|---|---|---|---|
| 無線規格 | IEEE802.15.4準拠 | ||
| 周波数帯 | 2.4GHz | ||
| チャネル数 | 16チャネル | ||
| 変調方式 | O-QPSK, DSSS | ||
| 通信速度 | 250kbps（IEEE802.15.4） | ||
| 送信出力 | +2.5dBm | +9.14dBm | +9.14dBm |
| 受信感度 | -95dBm | -96dBm | -100dBm |
| 送信電流 | 15.3mA（+2.5dBm出力時） | 23.3mA（+9.14dBm出力時） 14.0mA（+3.00dBm出力時） |
20.28mA（+9.14dBm出力時） 9.44mA（+3.00dBm出力時） 7.36mA（0dBm出力時） |
| 受信電流 | 17.0mA | 14.7mA | 4.3mA |
| 待機電流 | 1.5uA（RAM、タイマオン） | 1.5uA（RAM、タイマオン） | 1.0uA（RAM、タイマオン） |
| 暗号化 | AES-128 | ||
VDD=3.0V @ +25°C
各部の説明
TWELITE には、IEEE802.15.4準拠の無線部、32bitマイコン部、メモリーが搭載されています。
外部インターフェース
TWELITE 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 を2.54mmピッチ28ピン（600mil）の拡張基板に搭載し、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。
アンテナ接続端子
アンテナ接続端子はスルーホールと同軸コネクタの2種類があります。接続するアンテナに応じて選択してください。
スルーホールは安価な外部アンテナとしてワイヤアンテナを接続（半田付け）できます。また、TWELITEを実装する親機基板上に基板アンテナを構成することもできます。
同軸コネクタは用途に合わせ各種アンテナを接続できます。より安定した通信が期待できます。
接続例
TWELITE 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 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 の省電力と小型高性能アンテナが実現可能な特徴を活用した実装例です。
TWELITE を使用したセンサー無線タグの実装例です。
この例は直径2cmのCR2032型ボタン電池で年単位の動作をさせています。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。
消費電力（電流）
TWELITE 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。
以下は1パケットを30バイトで送信した時の標準的な消費電流です。
標準出力 BLUE-ブルー
高出力 RED-レッド
高出力 RED-レッドは標準出力 BLUE-ブルーに比べて送信時の消費電流が大きいですが、処理時間が短いので1パケットを送信時の消費電流は同等です。
TWELITE 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。
受信時の消費電流はBLUE 17.0mA、RED 14.7mAです。受信が必要な場合は常時給電または容量の大きな電池が必要です。
開発時にはセンサー等の周辺回路の消費電力も考慮してください。
出荷時にインストールされている超簡単！標準アプリは省電力設計ではありません。省電力を追求する場合は無線タグアプリ（App_Tag）を使用してください。
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 の消費電力を最小限にした無線タグの例です。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。30秒毎にデータを送信した場合の電池寿命は10年を超えます。
この計算で得られた値は概算値であり、電池の性能や使用温度等で変化します。
コイン電池（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ません。コイン電池を使用する場合はスリープ込みの間欠動作を行わせてください。
通信距離
TWELITE の特徴の一つは高い通信性能です。
しかし、実際の通信距離を示すことは非常に困難です。なぜなら、無線の通信距離は様々な条件に左右されるからです。例えば、アンテナの高さ、障害物、壁や天井での電波の反射や吸収、周囲の電波のノイズなどの組み合わせで著しく変化します。
そこで、見通し直線距離でノイズが少ない環境での測定結果は、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。
TWELITE は低消費電力を保ちつつ理想条件下でアンテナ（利得2dBi、無指向性）使用時に1km（標準出力 BLUE-ブルー）、3km（高出力 RED-レッド）の限界通信距離を実現しております。このようにTWELITE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。
TWELITE （BLUE - ブルー）での通信距離の限界測定結果です。
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。）
上記の例は非常に限られた条件下でのみ実現できます。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。
本距離測定はリンクバジェットの確認用であり、測定環境が理想に近い条件下における結果です。実際の通信距離は環境により著しく変化します。間に障害物がある場合やノイズの多い街中、室内では通信距離が短くなります。表記の通信距離は指標であり保証値ではありません。
アプリケーションソフトウエア
TWELITE は出荷時にTWELITE DIP-トワイライトディップと同じ「超簡単！標準アプリ」がインストールされています。
本割り当ては「超簡単！標準アプリ」のものでピン割り当てはソフトウエアにより変更可能です。
TWELITE とTWELITE DIP-トワイライトディップのピン割り当ては異なりますのでご注意ください。
ピン配置対応表
アプリ各種
超簡単！標準アプリ以外の各種アプリに自由に書き換えることができます。
アプリ書換用の配線
以下の信号線をTWELITEを搭載する基板から引き出せるようにしてください。7ピンソケット（2.54mmピッチ）を搭載するとTWELITE R2/R3と直接接続できます。
| 名称 | 信号名 | TWELITE | 説明 |
|---|---|---|---|
| GND | GND | 20 | 電源のマイナス側 |
| TXD | DIO6 | 8 | シリアル通信線（PC側はRX端子に接続） |
| PRG | SPIMISO | 2 | プログラム GNDに接続してリセットし、開放またはVCCに接続するとプログラムモードに遷移する。 |
| RXD | DIO7 | 9 | シリアル通信線（PC側はTX端子に接続） |
| RST | RESETN | 21 | リセット GNDに1msec程度接続するとリセットする。（配線しない場合は電源投入で代替できる） |
| VCC | VCC | 5 | 電源のプラス側 TWELITE R2/R3 からの電源入力 (3.3V) です。基板上の電源と衝突しないように設計してください。 |
| SET | - | - | 拡張制御信号 電源投入時にインタラクティブモードに遷移させるためのピンとして利用します。TWELITE PAL等ではDIO12に割り当てています。システム要件に合わせて別のピンへの割り当ても可能です。外部プログラム(TWELITE STAGEアプリ等)では、SETピンをLO → リセットをLO → リセットをHIと制御をしています。 |
評価開発環境
TWELITE は汎用32ビットマイコンを内蔵しており、自由にプログラムを作成して使用することができます。
標準出力BLUE-ブルーと高出力RED-レッドのソースコードは共通にできますが、バイナリは共通ではありません。
ハードウエア設計情報
(ZIP, 3KB)
PDF,DXF 図(ZIP, 27KB)
PDF,DXF 図(ZIP, 28KB)
KiCadはTWELITEがコンポーネントとして含まれています。
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。
モノをつなぐ無線
評価開発環境
