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2024-12-02 現在

TWELITE 無線マイコン データシート

最新版
    TWELITE BLUE(認証型式：TWE-001 Lite)/TWELITE RED(認証型式：TWELITE RED) は小型パッケージされたモジュールで、超低消費電力かつ高性能なマイコン、フラッシュメモリ、IEEE802.15.4 準拠の高性能無線を備えます。 電源とセンサーなどを接続し、フラッシュメモリ、EEPROM にプログラムを格納することで動作させられます。SPI、I2C、UART をサポートしており、様々なセンサーやマイコンなどと接続可能です。 日本国内での認証を取得しておりますので、すぐに製品化が可能です。

    特徴

    • 世界標準規格である IEEE802.15.4 に準拠
    • 弊社独自のプロトコルスタック“TWELITE NET”が利用可能
    • 超小型モジュール（13.97×13.97×2.5mm）
    • チップ性能を最大限に引き出す基板設計により長距離でも安定した通信が可能
    • 32KB の RAM、160KB/512KB のフラッシュメモリを備え高性能な通信用アプリケーションソフトウェアの動作が可能
    • 待機時の電流が 0.1μ A (RAMOFF スリープ時)と非常に少ないため電池寿命を延ばすことが可能
    • ４個または６個の AD コンバータ、1 個のコンパレータ、20 個の汎用入出力ポートといった豊富な I/O を内蔵しセンサー等を直接接続可能
    • フラッシュメモリを内蔵しておりファームウェアの変更が可能
    • 無償で入手可能な GNU および eclipse ベースの開発環境によりファームウェア開発が可能
    • 強力な 128-bit AES 暗号化技術によりセキュリティを保つことが可能
    • 日本国内の ARIB STD-T66 工事設計認証（技適）を取得済みであるため免許や新たな申請の必要なく使用が可能
    • RoHS 対応により新環境基準に準拠

    仕様

    製品型番

    TWELITE BLUE および、TWELITE RED は下表で示すようなバリエーションがあります。用途に合わせて最適なものを選択してください。

    販売コードは都度変わる可能性があるため、最新の販売コードは弊社ホームページを参照してください。

    TWELITE 通称販売コードアンテナ端子備考
    TWELITE BLUETWE-L-WXワイヤアンテナ端子タイプアンテナ別(リール販売のみ)
    TWE-L-U同軸アンテナタイプアンテナ別
    TWELITE REDMW-R-WXワイヤアンテナ端子タイプアンテナ別
    MW-R-U同軸アンテナタイプアンテナ別

    無線部

    TWELITE
    BLUE    		TWELITE
    RED    		備考
    通信方式2.4GHz
    IEEE 802.15.4準拠    		2.4GHz
    IEEE 802.15.4準拠
    プロトコルスタックTWELITE NET および
    IEEE 802.15.4 MAC    		TWELITE NET および
    IEEE 802.15.4 MAC
    通信速度最大 250kbps最大 250kbps
    変調方式O-QPSK, DSSSO-QPSK, DSSS
    チャネル数1616国によっては異なります
    送信出力2.5dBm9.19dBm25°C, 3V
    受信感度-95dBm-96dBm25°C, 3V, typ
    送信電流15.3mA23.3mA25°C, 3V, typ 最大出力時
    14.0mA3dBm 出力時
    受信電流17.0mA14.7mA25°C, 3V, typ

    マイコン部

    • 32 ビット RISC プロセッサ
    • 可変クロックにより消費電力の最適化が可能
    • RAM：32kBytes
    • EEPROM：4kBytes
    • フラッシュメモリ：TWELITE BLUE 160kBytes/TWELITE RED 512kBytes
    • ウォッチドッグタイマー、ブラウンアウト検出
    • ブロック(デジタル/アナログ/RAM/無線)ごと、きめ細かい電源制御が可能
    • AES 128bit 暗号回路、16bit 乱数生成機 内蔵

    インターフェイス

    数備考
    ADC4/610bit TWELITE BLUEは4ポート、TWELITE REDは6ポート
    PWM4
    タイマ/PWM1PWM, Δ∑など5モード。16MHz, 16bit精度
    パルスカウンタ2スリープ状態で稼働可能。最大100kHz, 16bit
    UART216550A 互換
    SPI
    マスター/スレーブ    		13チップセレクト、最大16MHz
    コンパレータ1
    2線シリアル
    マスター・スレーブ
    (I2C、SMBUS 互換)    		1最大100kHzまたは400kHz、7/10bitアドレスモード
    汎用デジタル20他の I/F と共用
    • 多くは共用ピンであるため、組み合わせによっては利用できない場合があります。

    認証など

    TWELITE BLUETWELITE RED
    認証型式TWE-001 LiteTWELITE RED
    工事設計認証番号007-AB0031007-AF0062
    FCC ID2AINN-L1-
    IC ID21544-L1-
    備考RoHS対応RoHS対応

    ※1. 海外で TWELITE を使用する場合、使用できるアンテナなどの各種制限がございますので、開発初期段階で弊社までご確認お願いいたします。

    ※2. 使用国によっては TWELITE や製品上などに FCC ID や IC ID などの表示が必要である場合がございます。該当すると思われる場合は、弊社までお問い合わせください。

    輸出時の注意点

    • TWELITE に内蔵されている AES 128bit の暗号化回路が該非判定の該当品となります。輸出される際は該非判定書を発行いたしますので弊社までお問い合わせください。
    • 輸出国によっては TWELITE が輸出国で電波認証が取得できていないと通関できない場合があります。輸出国ごとの規制に関してはお問い合わせください。

    製品上の表示

    製品には製品ロゴ、認証番号などの表示がありますが、予告なく変更される場合があります。

    ブロック図

    TWELITEシリーズのブロック図

    外形寸法

    外形図

    外形：13.97x13.97x2.5mm 重量：0.93g

    TWELITE BLUE/TWELITE RED 外形 DXF データ、弊社ホームページにてダウンロード可

    推奨パッド寸法

    推奨パッド図
    • モジュール裏面に接する受け側基板は、シルク印刷及びスルーホールが無きこと。
    • マッチ棒アンテナなどのワイヤアンテナを半田接続する場合は、受け側基板に角穴を設け、モジュール裏面より半田付けをお願いします。(詳しくは 7 章参照)
    • メタルマスク厚は、t=0.12～0.15mm の範囲でご使用ください。マスク及びリフロー条件により、モジュールの片側の半スルーホール箇所に半田フィレットが立たない場合があります。

    アンテナ取り付け用開口

    アンテナ取り付け用開口図

    TWELITE をお客様が設計した基板に実装する場合、ワイヤアンテナ(マッチ棒アンテナ)を接続するには基板上に開口を設け裏側から半田付けを行うと効率的です。

    この図面は開口の一例です。

    ここでは開口を大きく取るために 29, 30, 31, 32 ピン(NC, GND, GND, GND) を未接続としています。

    ※ 28, 30-32 ピンの GND は接続を推奨しますが、未接続での運用も可能です。未接続であっても、無線性能の顕著な変化は観察されていません。

    ピン割り当て

    ピン番号

    アンテナ取り付け用開口図

    ピン割り当て

    # (※1)IO名(※2)機能割り当て(※3)代替割り当て(※4)超簡単!標準アプリの機能名(※5)
    1DO0SPICLKPWM2(※6)PWM2
    2DO1SPIMISOPWM3(※6)PWM3
    3DIO18SPIMOSIDO1
    4DIO19SPISEL0DO2
    5VCCVCCVCC
    6DIO4CTS0TIM0OUTPC0DO3
    7DIO5RTS0PWM1PC1PWM1
    8DIO6TXD0PWM2TX
    9DIO7RXD0PWM3RX
    10DIO8TIM0CK_GTPC1PWM4PWM4
    11DIO9TIM0CAP32KTALINRXD1DO4
    12DIO10TIM0OUT32KTALOUTM1
    13DIO12PWM2CTS0DI1
    14DIO14SIF_CLKTXD1TXD0SPISEL1SCL
    15DIO13PWM3RTS0DI2
    16DIO11PWM1TXD1DI3
    17DIO15SIF_DRXD1RXD0SPISEL2SDA
    18DIO16COMP1PSIF_CLkDI4
    19DIO17COMP1MPWM4SIF_DBPS
    20GNDGND
    21RESETNRESETNRST
    22ADC2VREFAI3
    23ADC1AI1
    24DIO0SPISEL1ADC3AI2
    25DIO1SPISEL2ADC4PC0AI4
    26DIO2ADC5(※7)TIM0CK_GTM2
    27DIO3ADC6(※7)TIM0CAPM3
    28GNDGNDGND
    29NCRFN/A
    30GNDGNDGND
    31GNDGNDGND
    32GNDGNDGND

    ※1. ピンの番号です。TWELITE DIPとピンの番号の数や割り当てが異なります。ピンを特定するには通常IO名を用います。

    ※2. ピンの定義名です。この定義名は半導体データシートやTWELITEのアプリの開発などで利用され、弊社技術サポートでも原則としてピンについては、IO名を用いてご案内いたします。

    ※3. 各ピンは、単純な入力出力やアナログ入力として利用できますが、APIを通じて初期化することでそれ以外の機能を割り当てることができます。本表では代表的な機能を列挙します。

    ※4. APIを通じて初期化することで代替割り当てのピンに機能を移動することができます。本表では代替割り当てしたときの代表的な機能を列挙します。

    ※5. 超簡単!標準アプリ(App_Twelite)で使用されるアプリ特有のピン名称です。IO名と似ていますが混乱しないようにしてください。

    ※6. PWM2,3 は DIO6,7 または DIO12,13 の割り当てを解放し DO0,1 に割り当て可能です。

    ※7. ADC5,6はTWELITE REDのみ使用可能です。

    機能紹介

    信号名機能
    PCパルスカウンタ
    SPICLKSPIマスタークロック
    SPISELSPIセレクト出力
    SPIMISOSPIマスター入力
    SPIMOSISPIマスター出力
    TIM0CK_GTタイマクロック,ゲート入力
    TIM0CAPタイマキャプチャ入力
    TIM0OUTタイマPWM出力
    32KTALINクリスタル入力
    32KTALOUTクリスタル出力
    VREF基準電圧
    COMP1Mコンパレータ+入力
    COMP1Pコンパレータ-入力
    SIF_D2線シリアルデータ
    SIF_CLK2線シリアルクロック
    RXDUART RX
    TXDUART TX
    RTSUART RTS
    CTSUART CTS
    PWMパルス幅変調出力

    特殊ピンの取り扱い

    DO0 (機能名：SPICLK)

    本ピンは出力として利用されるピンです。 外部からの電圧印加を行う と（ある程度の出力インピーダンスがあったとしても）、TWEモジュールがプログラムモードに遷移しないといった現象が報告されています。
    LEDやトランジスタなどの接続では、始動時やスリープ回復時に中間的な状態となり、正常動作しない場合があります。常に Vcc 側にプルアップされるような外部回路構成を推奨します。

    DO1 (機能名：SPIMISO)

    本ピンは出力ピンとして利用されることが多いピンですが、モジュール電源投入やリセット時に入力ピンとして振る舞い、その時 Lo 側の電圧判定をされた場合、モジュールがプログラムモードとして起動します。本ピンの 始動時の電圧 に気をつけてください。

    DIO0 (機能名：ADC3)、DIO1 (機能名：ADC4)

    これらのピンはアナログ入力と共用されています。ファームウェア上で注意点としては、 AD読み出し時に内部プルアップを無効 にしておく必要があります。

    ADC2

    ADC2は基準電圧の入力用として利用できます。利用にはソフトウェア上の実装が必要になります。なお、 基準電圧を出力するピンはありません。

    GND

    SMD 版 28, 30-32 ピンの GND は接続を推奨しますが、未接続での運用も可能です。未接続であっても、無線性能の顕著な変化は観察されていません。

    絶対最大定格

    MinMax
    電源(VCC)-0.33.6V
    アナログIO(VREF/ADC)-0.3VCC+0.3V
    デジタルIO-0.3VCC+0.3V

    特性

    推奨動作条件

    記号条件mintypmax
    電源供給電圧VCC2.03.03.6V
    始動電圧Vboot2.05V
    動作温度TOPR結露なきことTWELITE BLUE-4025105(※1)
    90(※2)    		°C
    TWELITE RED-302590
    動作湿度HOPR結露なきこと85%RH

    ※数値は半導体データシートに基づく。
    ※1 TWE-L-WX/W0/W7の最大動作温度
    ※2 TWE-L-Uの最大動作温度

    DC特性

    記号条件mintypmax
    消費電流ICCスリープ(RAMOFF タイマなし)TWELITE BLUE0.1uA
    TWELITE RED0.1uA
    スリープ(タイマ)TWELITE BLUE1.5uA
    TWELITE RED1.5uA
    Tx (CPU doze)TWELITE BLUE15.3mA
    TWELITE RED23.3mA
    TWELITE RED
    (3dBm出力時)    		14.0mA
    Rx (CPU doze)TWELITE BLUE17.0mA
    TWELITE RED14.7mA
    送信出力PoutTWELITE BLUE+0.52.5dBm
    TWELITE RED9.14dBm
    受信感度TWELITE BLUE-95dBm
    TWELITE RED-96dBm

    ※数値は半導体データシートに基づく。

    I/O特性

    記号条件mintypmax
    DIO内部プルアップ405060kΩ
    DIO Hi入力VIHVCCx0.7VCCV
    DIO Lo入力VIL-0.3VCCx0.27V
    DIO入力ヒステリシス200310400mV
    DIO Hi 出力VOHTWELITE BLUEVCCx0.8VCCV
    TWELITE REDVCC-0.4
    DIO Lo出力VOL00.4V
    DIO負荷、吸込電流IOLVCC 2.7～3.6V4mA
    VCC 2.2～2.7V3mA
    VCC 2.0～2.2V2.5mA

    ※数値は半導体データシートに基づく。

    ADC特性

    記号条件mintypmax
    リファレンス電圧VREF1.1981.2351.260V
    ADC 解像度10Bits
    ADC 積分非直線性±1.6, ±1.8LSB
    ADC 微分非直線性-0.50.5LSB
    ADC オフセット誤差0～VREF-10mV
    0～2VREF-20
    ADC ゲイン誤差TWELITE BULE
    0～VREF    		+10mV
    TWELITE BULE
    0～2VREF    		+20
    TWELITE RED
    0～VREF    		-10
    TWELITE RED
    0～2VREF    		-20
    ADC クロック0.25,0.5, 1.0MHz
    ADC 入力レンジ0.04VREF2xVREFV

    ※数値は半導体データシートに基づく。

    リール仕様

    テーピング寸法

    テーピング寸法

    リール寸法

    リール寸法

    モジュール最大包装数量

    リール/内箱個数/リール外箱個数
    1100011000

    リフロー条件

    推奨リフロープロファイル Recommended Soldering Condition

    リフロープロファイル

    リフロープロファイル

    予備加熱本加熱ピーク温度リフロー回数
    150180°C/6090sec220°C/30~45sec245°C1回
    • 温度条件は上図の推奨リフロー温度プロファイルの範囲内で、1回とします。
    • はんだ付けは、リフロー半田を原則とします。
    • 上記プロファイルにて、実装評価で問題ないことを確認しておりますが、貴社実装条件で実装性を確認して頂きますようお願いいたします。

    ボード実装注意点

    1. 弊社推奨リフロー条件で本製品のリフロー回数は1 回とします。リフロー時には製品内部の半田が再溶融致しますので、ご注意ください。原則、はんだ付けはリフロー半田とさせて戴きます。
    2. 本製品は自然の環境に放置することにより吸湿します。開封後72 時間以内にリフロー実装を行ってください。
    3. 上記の湿度以下で保管する場合は、十分に静電気対策を取ってください。
    4. 開封後72 時間以上経過した場合は下記条件にてベーク処理を行った上でご使用ください。
      • リールでのベーキングは不可、トレイ等に移し替えてベーキングを行ってください。
      • ベーク条件は90°C、48時間、1回までとします。
    5. 同一梱包内でLOT No.が混成する場合がありますので、予めご了承ください。
    6. 本製品に実装されている部品の半田付け部について、半田フィレットの有無は問わないものとします。
    7. 本製品はガラスエポキシ基板に実装されることを想定しております。ガラスエポキシ以外の材料（例えばセラミック等）の基板に本製品を実装する場合は、十分に評価した上でご使用ください。
    8. 本製品内部に実装されている部品仕様上、大変静電気に弱い部品となっております。静電気対策を十分行った上でご使用ください。
    9. シールドケースに応力が加わった場合、外れる可能性がありますので、十分に注意してください。
    10. 手半田付けにつきましては、以下条件でお願い致します。350°C以下 3秒以内（パッケージ表面温度は150°C以内）

    使用上の注意

    工場出荷時のアプリ

    超簡単！標準アプリのファームウェアがTWELITEに書き込まれた状態で工場出荷されておりますが(本データシート発行時点)、このファームウェアはTWELITE製造時の工程検査を目的として書き込まれております。TWELITEに書かれているファームウェアバージョンなどの情報はお客様のご要望があってもお知らせ致しかねます。また将来、TWELITEに書き込み済みファームウェアの有無や書き込まれたファームウェアの種類等は告知なく変更する場合があります。お客さまの製造工程でTWELITEに必要なアプリを書き込んだうえでの利用をお願いします。

    保管

    高温・高湿を避けて保管のこと、製品は納入後６ヶ月以内で、ご使用ください。

    一般事項

    当社製品のご使用にあたりましては、実際に貴社使用環境にて、評価、確認を必ず行ってください。

    高信頼性を必要とされる用途、人命に関わる用途などに、ご使用になる場合は事前に、購入先にお問い合わせください。

    改訂履歴

    バージョン改定日時改定内容
    4.0.22024/11/12消費電流の単位の誤記を修正
    4.0.12024/07/12販売コードの変更を適用、変更に伴いアンテナ欄を削除
    4.0.02024/02/27新サイトへ移行
    3.0.42019/1/3114章に“工場出荷時のアプリ”の項目を追加
    3.0.32018/11/058章の節番号の誤記を修正。
    3.0.22018/3/7ピン割り当て表の超簡単!TWELITEアプリの機能名の誤記を修正
    3.0.12017/9/1TWELITE REDのスリープ時の電流値の修正
    3.0.02017/8/1初期バージョン