TWELITE シリーズ全般
全般
TWELITE はどのような用途に適している?
TWELITE は、センサの計測値など、数十バイトまでのデータを効率的に送ることに特化しています。
TWELITE が適さない用途は?
画像や音声など、数十バイトを超える連続データの通信には、TWELITE よりも Bluetooth や Wi-Fi が適しています。
ハードウェア
BLUE シリーズと RED シリーズの違いは?
基本的に、送信出力が異なる以外に違いはありません。
相互に通信できます。受信性能はどちらもほとんど変わりません。
TWELITEシリーズに搭載されている半導体は?
- TWELITE BLUE シリーズ:NXP JN5164
- TWELITE RED シリーズ:NXP JN5169
消費電力は?
アプリケーションに依存します。
TWELITE 本体の動作電圧は 3.3V(2.0-3.6V)であるほか、消費電流はデータシートに記載の通り、下記の値です。
- 送信時最大:15.3mA (BLUE) / 23.3mA (RED)
- 受信時最大:17.0mA (BLUE) / 14.7mA (RED)
- 通常スリープ時:1.5uA (BLUE/RED)
実際にはセンサなどの消費電力が上乗せされるほか、TWELITE の無線による受信機能を使用するかどうか、送信の頻度の高いかどうかなどの要素に影響を受けます。
例えば、TWELITE ARIA は、送信専用とすることで CR2032 型コイン電池による動作を可能としています。CR2032 コイン電池の容量を 220mA とすると、送信間隔を5秒とした場合に、およそ一年の電池寿命を実現できます。
同軸コネクタ接続タイプのコネクタは?
同軸コネクタ(u.FL)タイプのモジュールに搭載している同軸コネクタは、I-PEX の 20441-001E-01
です。実装時のズレを抑制するために 4pads タイプを採用しています。
未接続の入出力ピンの振る舞いは?
通常、未接続の入出力ピンは半導体内部の抵抗(約50kΩ)によってプルアップされています。
出力ピンから流すことのできる電流は?
データシートに記載されている通り、最大 4mA です(電源電圧が2.7-3.6Vの場合)。
リセットピンへスイッチを接続するとき、コンデンサは必要?
必須ではありませんが、設置しても構いません。
電気的なリセットの要件は?
リセット操作には、1us 以上のパルス幅を設けてください。 起動には、通常 180us を要します(なお、通信は初期化処理のあと開始されます)。
詳細については、搭載している半導体のデータシートをご覧ください。
- TWELITE BLUE (JN5164)(p.62)
- TWELITE RED (JN5169)(p.63)
RTC は搭載されている?
本体にリアルタイムクロックの機能はありません。
無線通信
電波の周波数帯は?
2.4GHz です。
チャネルは変えられる?
11 (2405MHz) から 26 (2480) の全16チャネルを使用できます(国内の場合)。
Zigbee に準拠している?
Zigbee には準拠していません。
Zigbee と同じく IEEE 802.15.4 規格に準拠していますが、上層には Zigbee のプロトコルスタックではなく、シンプルで扱いやすい独自の TWELITE NET プロトコルスタックを使用しています。
Bluetooth のようにライセンス料はかかる?
かかりません。TWELITE を搭載した製品を販売するとき、当社の許可やライセンスの購入は必要ありません。
通信距離は?
周囲の環境や設定、設置場所、アンテナの種類等の影響を大きく受けるため、一概に申し上げることはできません。
10mの場合もあれば、1km の場合もございます。残念ながら、実際に試していただくほかにございません。
目安として、一般的な市街地で通信相手を見通せている場合には、BLUE のとき 100m、RED のとき 200m 程度の通信距離となることがあります。
また、RC造の当社内では、1~2枚の壁を挟んで20mほど通信しています(送信側は高出力の RED シリーズ)
最大同時接続台数は?
基本的に TWELITE はコネクションを張らず、トランシーバのように同報通信を行います。したがって、論理的に規定された最大接続台数は存在せず、物理的に干渉しない範囲で台数を増やすことができます。
T
秒としたとき、約T/0.1
台を送信機の台数の上限として推奨しています(中継する場合は約T/0.4
台)。送信の干渉対策と送信の間隔
TWELITE CUE や ARIA 等のファームウェアでは、実際の送信間隔を設定値の ±10% にランダム化し、常に同タイミングで送信してしまうことを防ぐようにしています。また、パケット送受信の仕組みを実現する IEEE 802.15.4 の層においても、一応は送信の干渉を防ぐためのキャリアセンス機能があります。
なお、実際に1パケットを送信するのに要する時間は約 5-6ms です。しかし、通常は2回以上の再送を推奨するため、少なくとも 15ms ほどの時間を要します。上記で最短の送信間隔を 100ms と案内しているのは、余裕を設けているためです。
実用通信速度は?
一対一の通信を前提として、ファームウェアが十分に最適化された理想的な条件下であったとしても、40kbps 程度です。
一方の TWELITE でパケットの送信リクエストを処理してから、もう一方の TWELITE で受信パケットのデータを処理するまでに、およそ 5.3ms を要します。 1パケットに収めることのできるデータは、およそ80バイト(シリアル通信アプリの場合)です。
実用的な信頼性を得るには、一般的にパケットを2回以上再送(都合3回以上送信)することが推奨されるため、1つのパケットを送信するのには、およそ 16ms を要するといえます。したがって、1000/16*80*8 = 40000 = 40kbps
程度であるといえます。
Wi-Fi との干渉を防ぐ方法は?
Wi-Fi も IEEE 802.15.4 も同じ 2.4GHz 帯を使用するため、まれに電波が干渉してしまうことがあります。Wi-Fi 側の周波数チャネルの設定を変更できる場合は、TWELITE の周波数チャネルとなるべく離していただくほかにありません。
参考資料
チャネルの対応関係といった干渉対策の詳細について、搭載する半導体のメーカが下記の資料を公開しています。
電波はどのような機器と干渉する?
ISM 帯 2.4GHz の電波を使用する、次のような機器と干渉する可能性があります。
- 同一の周波数チャネルに設定された TWELITE
- Wi-Fi(IEEE 802.11.b/g/n)を使用するルータやPC、スマホ等のデバイス
- Bluetooth を使用する入力機器やセンサ等のデバイス
- Thread / Matter(Zigbeeベース)を使用するスマートホームデバイス
- Xbee(特にS1)
- 2.4GHz帯の無線マイク
- マウスやキーボードのレシーバ(Unifyingなど)
- すぐ近くにある電子レンジなどのマイクロ波を使用する製品
5GHz の Wi-Fi 機器、特定小電力のトランシーバ(400MHz)、LoRaWAN の通信デバイス(920MHz)等は影響しないものの、かなり多くの通信機器から影響を受けて しまうといえます。
ただし、一つのパケットの送受信にかかる時間は数ms程度であるため、シンプルな通信方式により、少しでも当該のチャネルが空いていれば通信できることがあります。 他の通信機器との干渉よりも、障害物となる壁や天井、金属製の機械やそれが発するノイズといった影響が大きく、通信できないケースもございます。
展示会場では通信できない?
(電子機器の)展示会場は、当社が知るなかで最も過酷な通信環境であるといえます。
展示会場においては、2.4GHz帯が通常ではありえないほどのノイズで溢れ返ってしまいます。周波数ホッピング機能を持たない TWELITE はときに Bluetooth などの端末が通信できない場合に動作することもございますが、基本的には、あらゆる端末が通信できない状況に陥ってしまいます。
シリーズ間に無線パケットの互換性はある?
互換性があります。例えば、TWELITE BLUE が送信したパケットを TWELITE RED で受信することができます。
パケット受信によりスリープから復帰できる?
できません。パケットを受信するには、CPUを起床させたうえで受信回路を有効化する必要があります。
中継機の間欠動作はできる?
できません。受信パケットを待機するために、連続して動作させる必要があります。
中継機を使用した場合に、受信データが一度しか出力されないのはなぜ?
親機は、同一のパケットを複数回に渡って受信したとき、あとに受信したものを破棄します。そのため、データ出力は一度に限られています。
中継の動作を確認するには?
単純ネットの場合、パケットが特定の中継機によって中継されたことをデータ上から確認することはできません。
電子レンジによる簡易的な確認方法
マイクロ波を使う電子レンジは、簡易的な電波暗箱として機能します。
送信機を電子レンジの中に入れて蓋を閉め、中継機を電子レンジに密着させておき、受信機を離しておけば、中継機に頼らなくては通信が成功しない状況をつくることができます。中継機を停止した際に通信が途絶えたならば、中継機が期待通りに動作していることが分かります。
中継機は増やせば増やすほどよいものではない?
はい。
ルーティングを行わない通信方式のため、中継機が多すぎるとパケット数があまりにも増大してしまい、かえって信頼性が低下してしまうことがあります。 中継を行う場合には、少しずつ中継機能を持つ端末を増やしていき、最適な構成を探していただくように案内しております。
中継回数を3段以上に増やすには?
TWELITE のファームウェアを改変することで中継回数を増やすことはできますが、パケット数があまりにも増大してしまうために推奨しません。長距離通信には、既存のネットワークを利用したほうがよいといえます。
LANへ接続する方法
例えば、TWELITE SPOT と無線 LAN ルータを使うことで、TWELITE 親機が受信したデータを LAN へ流すことができます。
また、消費電力が大きくなる傾向にあるものの、USB タイプの MONOSTICK を Raspberry Pi などの小型 PC へ差し込み、受信したデータを LAN へ流す方法もございます。
親機を PLC へ接続できる?
当社では確認しておりません。
多少の工作が必要ではあるものの、技術的には可能であると考えられます
TWELITE シリーズの子機が送信するパケットは、MONOSTICK のほか 親機・中継機アプリ(App_Wings)のファームウェアを書き込んだ TWELITE DIP や TWELITE UART などの製品でも受信できます。
パケットを受信した端末は、受信したデータを16進数の文字列に変換し、 115200bps, 8-N-1 の UART 通信にて出力します。
PC 上の TWELITE STAGE アプリでは、こうした文字列を解釈してデータを表示しているにすぎません。UART 通信は、その電圧レベルを除けば RS-232C と互換性があります。
したがって、市販の UART (3.3V) / RS-232C 変換モジュールを使って親機の出力の電圧レベルを変換することで、PLC のシリアルコミュニケーションユニットに接続できると考えられます。
ただし、シリアルコミュニケーションユニットにて親機の文字列を解釈する仕組みを設ける必要があります。
設定
一台の親機に対して複数の子機を使用するとき、子機の設定は論理デバイスIDだけを変えればよい?
はい。
複数の親機と子機のグループを用意して同時に使用する場合の設定は?
グループごとに、異なる周波数チャネルとアプリケーションIDを割り当ててください。
インタラクティブモードの再送回数とは?
単純ネットにおける再送回数は、パケット送信時に追加で送信するパケット数を示します。
例えば、再送3回に設定した場合は、常に都合4回送信するようになります。
送信間隔に余裕のある場合は、適切な再送回数を設定してください
再送を行わないときには、理想的な通信環境においても、経験的におよそ1割程度のパケットをロストしていしますことが分かっています。
再送0回時のパケットロスが1割であったと仮定した場合、再送2回設定のパケットロスの理論値は 0.1^3=0.001
であることから、99.9% のパケットは無事に届くものと考えられます。
再送回数を増やすほど信頼性の向上に寄与しますが、回数を増やしすぎると、かえってチャネルの占有時間が長くなったり、消費電力が大きくなってしまったりするため、注意してください。送信間隔に余裕があり、数秒以上の長さを確保できる場合には、再送回数を2-3回に設定しておくことを推奨します。
中継ネットの場合
送信出力の設定は、受信側にも影響する?
送信出力の設定は、送信側にのみ影響します。
送受信の信頼性を向上する設定は?
再送回数(上記)を適切に設定するほか、時間を変えてパケットを再送信することでさらに信頼性を向上できます。
送信する回数が多ければ多いほど到達する可能性は上昇しますが、再送回数を増やしただけでは、一時的なノイズや遮蔽物の影響を受けてしまうことがあります。
パケットをキューに保存し、送信後ある程度の時間が経過してから再送信するように実装することで、一時的なノイズや遮蔽物の影響を減らすことができます。
認証・認可、輸出規制など
他社のアンテナを TWELITE に使用するには?
当社へお問い合わせください。既に当社のアンテナリストに記載されている場合は、すぐに使用できる可能性がございます。
筐体へ組み込むとき、技適を取得する必要はある?
TWELITE シリーズは技適(工事設計認証)を取得しています。お客さまの側で新たに取得していただく必要はございません。ただし、技適マークを確認できる状態としておく必要がございます。
筐体へ組み込むとき、技適マークを表示する必要はある?
工事設計認証を受けた TWELITE モジュールを組み込んだ製品に対して、TWELITE モジュールの登録番号を使って技適マークを表示することはできます。
技適の情報を確認するには?
工事設計認証の登録情報は、総務省のページから検索できます。
TWELITE BLUE シリーズの場合は番号 007-AB0031
を、TWELITE RED シリーズの場合は番号 007-AF0062
を入力してください。
FCC の情報を確認するには?
米国における登録情報は、FCC のページから検索できます。
TWELITE BLUE シリーズの場合は Grantee Code 2AINN
を入力してください。
海外で使用するとき、認可を取得する必要はある?
当社へお問い合わせください。国や地域によって対応が異なります。
① 無線モジュール単体の認可が認められている国や地域
日本や米国・カナダのように、無線モジュール単体の認可が認められている国や地域では、使用条件を満たすことで認可取得の作業を行うことなく TWELITE を使用できます。
② 一部の無線モジュールの認可取得を任意としている国や地域
中国や香港など、条件を満たす短距離通信デバイスの認可取得を任意としている国や地域では、認可取得の作業を行うことなく TWELITE を使用できる場合があります。
③ 最終製品としての認可取得を必要とする国や地域
多くの国と地域では、無線モジュールを組み込んだ最終製品としての認可取得を必要とします。すなわち、無線モジュール単体での認可は意味を持たず、お客さまの製品を対象としたレポートを新たに作成する必要が生じます。
TWELITE RED シリーズは海外で使用できない?
ほとんどのケースにおいて、TWELITE RED シリーズは海外の規制を満たすことができないものとお考えください。
当社では FCC や CE の対応を見送った経緯がございます
送信出力の増強に伴って 5GHz 帯や 7GHz 帯の高調波を中心としたスプリアスが増大してしまうため、多くの場合に海外エミッション規制を満たすことができません。
ただし、一部の無線モジュールの認可取得を任意としている国や地域では、RED シリーズであっても使用できる場合がございます。
輸出時の該非判定は?
当社で作成したパラメータシートの発行を希望される際は、お問い合わせください。当社では、TWELITE 無線モジュールおよびそれを搭載した製品は AES 暗号回路を搭載していることから、これらを該当判定としています。
例外・適用除外は?
TWELITE 無線モジュールはファームウェアの書き換えをサポートする開発者向けのパーツであることから、暗号化製品を輸出する際の適用除外について、以下のような判断をしています。
- 暗号特例告示:暗号化鍵や暗号の利用の仕方を「使用者によって(ファームウェアを設計しこれを書き込むことで)変更」できるため、本特例は適用できないと判断しています
- 無償告示:適用についてはお客様の判断に委ねます
- 少額特例:適用についてはお客様の判断に委ねます
特例に関する質問や解釈に関する要望について、当社はお答えできる立場にございません。
TWELITE シリーズを組み込んだ最終製品については?
TWELITE 無線モジュールはあくまでも部品であることから、これを組み込んだ最終製品に対しての該非判定・適用除外については、お客さまが判定していただく必要がございます。
暗号化機能を削除した無線モジュールはある?
ありません。
RoHS 対応とは、どのバージョンを指す?
10物質対象の (EU)2015/863 です。
REACH に対応している?
対応していません。
chemSHERPA に対応している?
対応していません。対応予定もありません。
○○国への輸出規制に対応している?
当社製品が規制に該当することを確認 したうえでお問い合わせください。
紛争鉱物への対応状況は?
型番を示したうえで、ご相談ください。
TWELITE STAGE アプリなどのソフトウェアにおいて、知財侵害に関する保証はできますか?
致しかねます。
TWELITE STAGE アプリを始めとするソフトウェアは、不特定多数の有志によって開発された数多のオープンソースソフトウェアを利用しています。これらを移植、改変して構築されたソフトウェアに対する知財侵害の保証は、原理的に不可能であるものと考えております。
書き込み
書き込みに特化したツールはある?
Windows 向けに、TWELITE プログラマを公開しています。
コマンドラインから書き込みを行うには?
サポート対象外です
- Windows では、半導体メーカが提供するJN51xx本番Flashプログラマ/JN-SW-4107を使用できます。
- macOS や Linux では、jenprog などの一般のユーティリティを使用できます。
書き込みユーティリティを自作するには?
サポート対象外です
書き込みプロトコルについては、半導体メーカの資料をご確認ください。
TWELITE STAGE アプリの実装に加えて、一般の実装例を参考にできるかもしれません。
シリーズ間でバイナリに互換性はある?
TWELITE BLUE / RED の各シリーズ間にバイナリファイルの互換性はありません。
ファームウェアのカスタマイズを依頼できる?
原則として承っておりません。
実装
使用期限はある?
一部製品のデータシートでは、「製品は納入後6ヶ月以内にご使用ください」と案内している場合があります。 ただし、この記述は、はんだ付けを必要とする製品を大量に購入して倉庫へ保管するようなケースを想定したものです。試作や工作においては、それほど気にかける必要はございません。
ソフトウェア
Python に対応している?
Python を使ってファームウェアを開発することはできません。
ただし、MONOSTICK などを接続した PC や Raspberry Pi において受信したデータを解釈、または送信するデータを構成するための Python モジュール MWingsを配布しています(使用例)。
PC / Mac
pip install mwings
Raspberry Pi
pip install mwingslite
後者は numpy 等に依存せず、それらの機能を省略しています。
ファームウェア開発を委託できる?
案件の大小に関わらず、開発の委託は承っておりません。
ファームウェア開発会社を紹介できる?
案件の大小に関わらず、開発会社の紹介は承っておりません。
C/C++ によるベアメタルな組み込みソフトウェア開発を専門とする業者であれば、TWELITE のファームウェア開発に対応できるものと存じます。
ベアメタルな組み込みソフトウェア開発とは、PIC や AVR, RX, RA, STM32, LPC マイコンなどを対象としたファームウェアの開発を指します。
購入
販売店は?
取扱店は、販売店一覧 をご覧ください。
MOQを超える大量注文の場合には、当社から直接購入することもできます。お問合せ - 見積受付窓口 からお見積もりください。
サポート
技術サポート契約とは?
技術サポート契約は、有償にてお客さまと当社の間で一年間に渡って締結する契約です。
主に TWELITE を使った製品の量産が確定したお客さまに対して、継続的なアドバイスによるサポートを実現する契約です。
量産が確定するまでの間は、技術サポート契約を結ぶことなくお問い合わせいただいても構いません。ただし、問い合わせに対する回答は確約いたしかねます。
NDA を締結するには?
簡易的な NDA については、技術サポート窓口へ問い合わせをいただいた段階から有効です。
任意の書式で締結を希望される場合は、その旨をお伝えください。
製品ロードマップ
TWELITE BLUE シリーズの生産終了予定は?
当社による生産終了の予定はありません。
ただし、使用している半導体(JN5164)の生産ステータスが NRND になった場合、当社製品も NRND を予告します。2024年現在は Active です。
TWELITE RED シリーズの生産終了予定は?
当社による生産終了の予定はありません。
ただし、使用している半導体(JN5169)の生産ステータスが NRND になった場合、当社製品も NRND を予告します。2024年現在は Active です。
TWELITE GOLD シリーズの発売時期は?
未定です。
革新的な機能の開発を行っています。しばらくお待ちください。