低消費回路についての検討

TWEシリーズのスリープ時の消費を抑えるための回路についての検討事項です。

モジュールの外部回路について

最終回路が出来てからの電流抑制の検討は非常に困難です。必ず試作段階で確認するようにしてください。

• 未使用ディジタルピンは、プルアップ有効で未接続を推奨します。
• センサーなどの外部回路を用いる時には、FET などにより GND を切り離す回路を追加します。（センサーの VCC 側を切り離す設計は一般に複雑になります）
  • 消費電流の小さいものであれば、DIO --- [センサーのGND], VCC --- [センサーのVCC] と接続して、センサーを利用する時に DIO を Lo 出力とします。3mA 程度の電流を流せます。センサーの誤差が通常と違う形で出るかもしれません。適宜分析調整してください。
• 未接続ピンのプルアップを停止するとスリープ中の消費電流が大きくなります（数十uA）。
• DIOが入力設定であって、外部がGNDのピンに接続する場合はプルアップを停止します。
• DIOが出力設定であって、Lo側の出力が必要な場合はプルアップを停止します。
• 不活性な外部ICのピンへの接続は大抵電流漏れの原因となります。外部ICのGNDも切り離すなど対処してください。
  • ディジタルICの待機時の消費は小さいため、敢えて動作させた方が良い場合もあります。
• DIO0/1 を ADC3/4 として利用する場合は、リーク電流が発生します。スリープ中の電流消費を抑制するためには、ADC1/2の利用、または、スリープ中のアナログ回路部の GND を切り離し、スリープ中は内部プルアップを有効にします。

モジュール自身を遮断する

• 無線モジュールの GND 側を FET などにより切り離すようにしてください。他のピンも全て Vcc レベルに接続され、GND へ回り込む回路が無いようにします。
  • 不活性な外部ICにピンを接続していると、そのピン経由で電流漏れを起こします。
• 無線モジュールが不活性の場合、無線モジュールの各ピンは電流漏れの原因になりますので、オープンにするか、Vcc側に接続（プルアップ）されるようにしてください。

回路例

DIOによる外部回路のスイッチ

DIOポートを電源として利用する簡易的な方法です。

• 外部回路の電源側を TWE モジュールの電源 (TWE_VCC) に接続します。
• 外部回路の GND 側を IO ポートに接続します。
• 逆に接続（外部回路の電源側をIOポートに接続する）は推奨しません。
  ※ 無線モジュール起動直後のファームウェア制御前に外部回路を動作させるなど、一般に利用の便が悪いためです。
• ポートから供給可能な電流は3mA程度に限られます。

• DO3 を LO に設定するとフォトリレーが稼働します。
  ※ TWE-VCC の電圧およびリレーの電流条件に注意してください。
• DO4 を LO に設定すると SENSOR1 が稼働します。
  ※ IO ポートを電源として利用するため、DO4 の替わりに GND に接続した場合と計測値に差異が出る場合もあります。

起動制御＋FETによる外部回路のスイッチ

リセットIC(IC1)による安定した起動を行い^※、起動後は IO の制御により外部回路の電源を投入する回路例を示します。

※ 必須ではありません。無線モジュールの半導体にも SVM というリセットICに似た仕組みがあります。以下に挙げる起動回路は、例えば、電圧降下のある電池を使用していて、より高い電圧で始動したい場合に有効です。

• 外部のバッテリー (BAT+, BAT-) を接続し、2.6V で動作するリセットICにより TWE_GND と BAT_GND を接続しすることで、TWELITEを起動させます。
• DO1 を Lo に設定する事で IC1 を非活性化し、IC1 による消費を抑制します。TWELITE起床後、速やかに DO1 の内部プルアップを無効にした上 DO1 を Lo に設定します。
• DO2 を Lo に設定する事で、外部回路 SENSOR, Photo RELAY を稼働します。DO2 が Hi の状態では外部回路が稼働しないため電流は消費しません（外部回路の配線によっては、電流が漏れる場合があります）。
• 無線モジュールが制御可能な状態になるまでは Hi の状態となり不用意に外部回路が動作する事を防ぐため、Hi 時はどうさせず Lo 時に動作するようにしています。
• 回路図上部ブロックを省略し TWE_GND, TWE_VCC に電源を直接接続する場合は、回路図下部ブロックのBAT_GND を TWE_GND に読み替えてください。

ソフトウェア上の対応

スリープ時の消費を抑えるために特別に特定のAPIを呼ぶと言った処理はありませんが、ペリフェラルやIO状態等により期待しない消費がある場合があります。原則として、ペリフェラルは停止手続きを行う、IO状態は上記のとおりプルアップ状態を正しく行う必要があります。

ToCoNet_vSleep (スリープ関数)

第３パラメータ (bRamOff) を TRUE にすると RAM の保持をしません。RAM の保持には約1uA消費します。

スリープの手続き例

スリープ手続きは、ペリフェラルの終了手続き（必須ではありません）、割り込みの停止、スリープ割り込みの設定、スリープ実行の順となります。

void vSleep(uint32 u32SleepDur_ms, bool_t bPeriodic, bool_t bDeep) {
	// ペリフェラルの終了
	vAHI_UartDisable(UART_PORT); // UART を解除してから(このコードは入っていなくても動作は同じ)

	// 他の割り込み源がある場合は停止しておく
	;

 // スリープ割り込みの設定
	vAHI_DioSetDirection(PORT_INPUT_MASK, 0); // 対象ポートを入力に設定する

	(void)u32AHI_DioInterruptStatus(); //割り込み情報のクリア
	vAHI_DioWakeEnable(PORT_INPUT_MASK, 0); // also use as DIO WAKE SOURCE
	// vAHI_DioWakeEdge(0, PORT_INPUT_MASK); // 割り込みエッジ（立下りに設定）
	vAHI_DioWakeEdge(PORT_INPUT_MASK, 0); // 割り込みエッジ（立上がりに設定）
	// vAHI_DioWakeEnable(0, PORT_INPUT_MASK); // DISABLE DIO WAKE SOURCE

	// スリープ実行
	ToCoNet_vSleep(E_AHI_WAKE_TIMER_0, u32SleepDur_ms, bPeriodic, bDeep);
}
    

※ ToCoNet_vSleep() では、スリープ前に状態遷移関数 (vProcessEvCore() など) に対して E_EVENT_TOCONET_ON_SLEEP を発生させます。状態遷移関数中からの呼び出しでは、自身がもう一度呼び出されるため、ToCoNet_vSleep() は一度だけ呼び出されるように記述します。