スタートガイド

• 1: TWELITE DIP
• 1.1: まずは使ってみる
• 1.2: インタラクティブモードによるカスタマイズ
• 1.3: UART機能によるPCとの連携
• 1.4: バイナリデータの伝送
• 1.5: リモコンアプリによる高度なデジタル伝送
• 2: TWELITE STICK
• 2.1: TWELITE STAGE APP による動作確認と設定
• 2.2: Python による子機との通信（基本編）
• 2.2.1: Python による子機との通信（ウェブサーバIoT編）
• 2.2.2: Python による子機との通信（グラフィカルUI編）
• 3: TWELITE SPOT
• 3.1: まずは使ってみる
• 3.2: ESP32 を使ったファームウェア開発の基礎
• 3.3: TWELITE 子機からのデータ受信
• 3.4: 関連情報
• 4: TWELITE STAGE SDK / act
• 4.1: 開発環境
• 4.2: SDKのインストール
• 4.3: アクトのビルド
• 4.4: 新しいプロジェクトの作成
• 4.5: actのためのVSCodeのインストール
• 4.6: ビルド定義 Makefile
• 4.7: 他のプラットフォーム

1 - TWELITE DIP

すぐに使用できる無線モジュール

超簡単！標準アプリ

工場出荷時の TWELITE DIP には 超簡単！標準アプリ（App_Twelite）をインストールしています。

超簡単！標準アプリは、デジタル・アナログ信号の伝送を行うファームウェアです。

クイックマニュアル（PDF）

シンプルな無線通信

TWELITE は、起動直後から通信できます。Bluetooth のようなペアリングを行いません。

周波数チャネルを合わせた端末同士で同報通信を行います。したがって、同一の周波数チャネルでは、同時に複数の端末が送信を行うことはできません。自分宛でないパケットは無視します。トランシーバやインカムの動作をイメージすると分かりやすいかもしれません。

TWELITE は受信を伴わずとも送信できるため、省電力性能に優れた端末を実現できます。

データ量の多い通信には適していないものの、単純な信号伝送といった用途には最適です。

ピンの機能

超簡単！標準アプリで使用するピンの機能には、いくつかの種類があります。

• 電源入力（3.3V）
  • VCC/GND 2.3-3.6V
• デジタル・アナログ入出力
  • DIx→DOxへ反映
  • AIx→PWMxへ反映
• シリアル通信
  • TX/RX UART
  • SCL/SDA I2C
• 設定入力
  • Mx 動作モード切り替え
  • BPS 代替ボーレート選択
• RST リセット入力

x: 任意の番号

1.1 - まずは使ってみる

使用する製品

TWELITE DIP
TWELITE 親機／子機／中継機
超簡単！標準アプリ
2個（中継機使用時は3個）

片方向の信号伝送

親機へ入力された信号を、子機から出力できます。

デジタル信号

親機へ接続したスイッチを押すと子機へ接続した LED が点灯し、親機へ接続したスイッチを離すと子機へ接続した LED が消灯します。

上記の例では DI1 と DO1 だけを使っていますが、ポートは合計4つあります。他のポートも同様に使用できます。

アナログ信号

親機へ接続したボリュームを回すと、子機へ接続した LED の明るさが変化します。

上記の例では AI1 と PWM1 だけを使っていますが、ポートは合計4つあります。他のポートも同様に使用できます。

双方向の信号伝送

信号伝送は、親機から子機だけではなく、子機から親機へも同様に行えます。

デジタル信号の伝送例を双方向に拡張してみましょう。なおアナログ信号の伝送例も同様に拡張できます。

親機へ接続したスイッチを押すと子機へ接続した LED が点灯し、親機へ接続したスイッチを離すと子機へ接続した LED が消灯します。 同時に子機へ接続したスイッチを押すと親機へ接続した LED が点灯し、子機へ接続したスイッチを離すと親機へ接続した LED が消灯します。

上記の例では DI1 と DO1 だけを使っていますが、ポートは合計4つあります。他のポートも同様に使用できます。

中継機の設置

中継機として設定したものを親機と子機の間へ設置することで、通信距離を延長できます。最大3段まで中継できます。

M2 を GND へ接続します。

1.2 - インタラクティブモードによるカスタマイズ

インタラクティブモードとは

インタラクティブモードは、TWELITE シリーズを PC へ接続して設定を行う際に利用するモードです。TWELITE シリーズを USBアダプター TWELITE R シリーズを介して PC へ接続することで、UART 通信により各種パラメータの変更を行うことができます。

カスタム例

目的別に TWELITE DIP のカスタム例を示します。

興味のあるものを選んでお試しください。

• ネットワークのグループ分け
  • 親機と子機のペアを2つ用意し、それぞれを独立して動作させます
• 低レイテンシモードの使用
  • 親機と子機のペアを用意し、DIx→DOxの伝送における遅延を短縮します
• ボタン押下時のみ送信させる
  • 親機と子機のペアを用意し、親機のボタンを押したときだけ送信させるようにします

ネットワークのグループ分け

初期状態では、すべての TWELITE DIP が相互に通信できる状態にあります。親機と子機のペアを2つ用意した場合、親機の入力は双方の子機へ反映されるほか、子機の入力も双方の親機へ反映されます。

インタラクティブモードによってアプリケーションIDと周波数チャネルを変更し、2つのペアを同時に独立して使用できるようにしましょう。

使用する製品

TWELITE DIP	TWELITE R2
TWELITE 親機／子機	USB アダプター
超簡単！標準アプリ	-
4個	1個

カスタムの内容

インタラクティブモードの値を次のように設定し、2つのペアをグループAとBに分けます。

• グループA
  • 親機／子機
    • アプリケーションID：0xAAAAAAAA
    • 周波数チャネル：11
• グループB
  • 親機／子機
    • アプリケーションID：0xBBBBBBBB
    • 周波数チャネル：26

カスタム方法

1. TWELITE DIP を TWELITE R2 へ差し込み、USB-C ケーブルを使って PC と接続する
2. TWELITE STAGE アプリを立ち上げ、シリアルポート選択から対象の TWELITE R2 を選択する
3. メインメニューの「3: インタラクティブモード」を選択する
4. 大文字のRを押下して、設定を初期状態へ戻す
5. aを押下したのち、AAAAAAAA/BBBBBBBBを入力してEnterを押下する
6. cを押下したのち、11/26を入力してEnterを押下する
7. 大文字のSを押下して、設定を適用する（TWELITE はリセットされる）
8. ESCを何度か押してメインメニューへ戻り、TWELITE R2 の USB-C ケーブルを抜く
9. TWELITE DIP を取り外し、ブレッドボード等へ差し込み、回路へ接続する

動作確認

グループAとグループBの双方を「まずは使ってみる」の片方向デジタル信号の例のように配線し、親機へスイッチを、子機へ LED を接続します。

• グループAの親機のスイッチを押すと、グループAの子機の LED だけが光ります
• グループBの親機のスイッチを押すと、グループBの子機の LED だけが光ります

グループBの子機のアプリケーションIDを0xAAAAAAAAへ、周波数チャネルを11へ変更します。

• グループAの親機のスイッチを押すと、2台の子機の LED がどちらも光ります

低レイテンシモードの使用

初期状態では、送信元のDIxが送信先のDOxへ反映されるまでに30-70ms程度の遅延が生じます。チャタリングや無線パケットの干渉を避けるための処理が存在するからです。

低レイテンシモードは、これらの処理を簡略化することで遅延を3-10ms程度に短縮します。

インタラクティブモードによって送信側の端末の低レイテンシモードを有効化してみましょう。

使用する製品

TWELITE DIP	TWELITE R2
TWELITE 親機／子機	USB アダプター
超簡単！標準アプリ	-
2個	1個

カスタムの内容

インタラクティブモードの値を次のように設定し、送信側（親機）の低レイテンシモードを有効化します。

• 親機
  • オプションビット：0x00000001
• 子機：変更なし

カスタム方法

1. TWELITE DIP を TWELITE R2 へ差し込み、USB-C ケーブルを使って PC と接続する
2. TWELITE STAGE アプリを立ち上げ、シリアルポート選択から対象の TWELITE R2 を選択する
3. メインメニューの「3: インタラクティブモード」を選択する
4. 大文字のRを押下して、設定を初期状態へ戻す
5. oを押下したのち、00000001を入力してEnterを押下する
6. 大文字のSを押下して設定を適用する（TWELITE はリセットされる）
7. ESCを何度か押してメインメニューへ戻り、TWELITE R2 の USB-C ケーブルを抜く
8. TWELITE DIP を取り外し、ブレッドボード等へ差し込み、回路へ接続する

動作確認

親機と子機を「まずは使ってみる」の片方向デジタル信号の例のように配線し、親機へスイッチを、子機へ LED を接続します。

• 親機のスイッチを押すと、子機の LED が光ります
• 動作は初期状態と変わりませんが、少しレスポンスが向上したことを感じ取れるかもしれません
• 親機のDO1と子機のDI1へオシロスコープを接続して比較すると、その効果を確認できます

ボタン押下時のみ送信させる

初期状態では、入力状態が変化したときに送信を行うほか、1秒おきに送信します。

このとき、例えば送信側のボタンを押したまま電源を断つと、受信側の出力は残り続けてしまいます。

ボタン押下時のみ送信 設定では、送信側のDIxがLowのときに繰り返し送信を行い、Highへ遷移しても1秒間は送信を続けます。受信側のDOxをLowとしてから受信が途絶えた場合はHighへ戻します。

インタラクティブモードによってボタン押下時のみ送信するように変更してみましょう。

使用する製品

TWELITE DIP	TWELITE R2
TWELITE 親機／子機	USB アダプター
超簡単！標準アプリ	-
2個	1個

カスタムの内容

インタラクティブモードの値を次のように設定し、送信側（親機）と受信側（子機）のデジタル入出力の振る舞いを変更します。

• 親機／子機
  • オプションビット：0x00000100

カスタム方法

1. TWELITE DIP を TWELITE R2 へ差し込み、USB-C ケーブルを使って PC と接続する
2. TWELITE STAGE アプリを立ち上げ、シリアルポート選択から対象の TWELITE R2 を選択する
3. メインメニューの「3: インタラクティブモード」を選択する
4. 大文字のRを押下して、設定を初期状態へ戻す
5. oを押下したのち、00000100を入力してEnterを押下する
6. 大文字のSを押下して設定を適用する（TWELITE はリセットされる）
7. ESCを何度か押してメインメニューへ戻り、TWELITE R2 の USB-C ケーブルを抜く
8. TWELITE DIP を取り外し、ブレッドボード等へ差し込み、回路へ接続する

動作確認

親機と子機を「まずは使ってみる」の片方向デジタル信号の例のように配線し、親機へスイッチを、子機へ LED を接続します。

• 親機のスイッチを押すと、子機の LED が光ります
• 親機のスイッチを押したまま電源供給を断つと、子機のLEDは消えます（初期状態は消えない）

1.3 - UART機能によるPCとの連携

使用する製品

TWELITE DIP	TWELITE R2
TWELITE 親機／子機	USB アダプター
超簡単！標準アプリ	-
2個	1個

なお、TWELITE DIP と TWELITE R2 のペアは MONOSTICK 単体と同等です。次の組み合わせでも構いません。

TWELITE DIP	MONOSTICK
TWELITE 子機	TWELITE 親機
超簡単！標準アプリ	親機・中継機アプリ
1個	1個

TWELITE STAGE アプリの導入

TWELITE STAGE アプリは、ファームウェアの設定や書き換えに加え、親機との送受信を評価するための機能を備えたツールです。

TWELITE STAGE アプリは、TWELITE STAGE SDK に含まれています。

TWELITE STAGE アプリによる受信

超簡単！標準アプリの子機が送信するデータは、DIx/AIxポートの入力状態や電源電圧、送信元の論理デバイスIDといった情報を含んでいます。

シリアル文字列の表示

親機が子機から受信したデータは、親機がシリアル通信（UART）で出力する文字列を解釈することで取得できます。まずはこの文字列を表示してみましょう。

TWELITE STAGE アプリを立ち上げ、シリアルポート選択で親機を選択します。メインメニューの「1: ビューア」＞「1: ターミナル」を開いてください。

子機のデータを受信すると、次のようなメッセージを表示します。

:78811501C98201015A000391000C2E00810301FFFFFFFFFB

親機が出力するこのような文字列を解釈することで、子機が送信したデータを得ることができます。

なお、TWELITE の親機が出力する文字列は、基本的に次の形式へ従います。

• すべて ASCII 文字※
• 先頭は : (0x3A)
• 末端は CRLF (\r\n/0x0D 0x0A)
• ビッグエンディアン

※ シリアル通信アプリのバイナリ書式を除く

標準アプリ ビューア

上記のような形式はコンピュータにやさしいものですが、人間が確認するにはこれを解釈する必要があります。TWELITE STAGE アプリには、超簡単！標準アプリの子機が送信したデータを表す文字列を解釈して表示する機能があります。後述の Python ライブラリはこの解釈を行います。

メインメニューの「1: ビューア」へ戻り、「2: 標準アプリ ビューア」を開いてください。

タイムスタンプと論理デバイスID、シリアルIDとDIx/AIxの値を確認できます。

TWELITE STAGE アプリによる送信

これまでとは反対に、親機から子機へ無線パケットを送信し、子機の出力状態を変更することもできます。

コマンダー

メインメニューの「1: ビューア」へ戻り、「5: コマンダー」を開いてください。

DIxおよびAIxの入力をシミュレートしたパケットを送信できます。

使い方

• 送信先と入力状態を選択
• 送信をクリック

Python スクリプト

TWELITE STAGE アプリの「標準アプリ ビューア」および「コマンダー」は、どちらもシリアル通信によって文字列をやりとりしているに過ぎません。シリアル通信を利用できる環境であれば、自作のアプリケーションと親機を連携させることができます。

Python スクリプトを応用すれば、受信したデータを加工して保存したり、自作のソフトウェアから出力ポートを操作したりといった仕組みを実現できます。

MWings ライブラリの導入

MWings ライブラリは、TWELITE と Python スクリプトの連携を簡単に実現するためのライブラリです。具体的には、子機から受信したデータを表す文字列の解釈と、子機へ送信するデータの構築を行います。

PyPI からインストールできます。

Python スクリプトによる受信

TWELITE DIP のDI1へ接続したボタンが押された際にメッセージを表示する Python スクリプトを実装してみます。

サンプルスクリプトの実行

下記の内容のスクリプト dip_show_di1.py を作成してください。

# -*- coding:utf-8 -*-
# TWELTIE DIP start guide: receiving in python

import mwings as mw


def main():
    twelite = mw.Twelite(mw.utils.ask_user_for_port())

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_TWELITE)
    def on_app_twelite(packet):
        if packet.di_state[0]:
            print("DI1 Pressed")

    try:
        twelite.daemon = True
        twelite.start()
        print("Started receiving")
        while True:
            twelite.join(0.5)
    except KeyboardInterrupt:
        print("Flushing...")
        twelite.stop()
        print("Completed")


if __name__ == "__main__":
    main()

スクリプトを実行すると、子機のDI1が Low になったときに DI1 Pressed と出力します。

実行時に複数の TWELITE R シリーズや MONOSTICK シリーズが接続されているときは、親機へ接続されたシリアルポートを選択してください。

poetry run python dip_show_di1.py
Multiple ports detected.
[1] /dev/cu.usbserial-R2xxxxxx TWE-Lite-R (Genuine)
[2] /dev/cu.usbserial-R2xxxxxx TWE-Lite-R (Genuine)
Select [1-2]: 2
Selected: /dev/cu.usbserial-R2xxxxxx
Started receiving
DI1 Pressed
DI1 Pressed
^CFlushing...
Completed

上記は macOS における例です。WindowsではCOMポート名を表示します。

サンプルスクリプトの解説

MWings ライブラリのインポート

import mwings as mw

短縮名 mw を使って呼び出せるようにしています。pandas as pd や numpy as np と同様です。

オブジェクトの作成

    twelite = mw.Twelite(mw.utils.ask_user_for_port())

親機をとやりとりするためのインタフェースとなる Twelite オブジェクトを作成しています。

引数にはシリアルポートを指定しますが、ここでは mw.utils.ask_users_for_port() ユーティリティを呼び出し、動的に決定しています。この関数はシリアルポートが存在しないときにエラーメッセージを出力し、1つだけ存在する場合はそのポートを、複数存在する場合はユーザが指定したポートを返します。

受信イベントハンドラの登録

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_TWELITE)
    def on_app_twelite(packet):
        if packet.di_state[0]:
            print("DI1 Pressed")

超簡単！標準アプリの子機からのパケットを受信したときに呼び出されるイベントハンドラを登録しています。

イベントハンドラの登録は、Python のデコレータ(?)を使って行います。今回は超簡単！標準アプリ（App_Twelite）のデータを対象とするため、@twelite.on(mw.common.PacketType.APP_TWELITE) を記述しています。この記述の直後に定義された関数がハンドラとなります。関数名は問いませんが、Tweliteオブジェクトの初期化後に定義する必要があります。

今回は子機のDI1がLowになったことを検知するため、受信ハンドラが受け取る変数 packet（mwings.parsers.app_twelite.ParsedPacket）のうち、DIxの状態を示す List-like なオブジェクト di_state（デジタルインタフェースの状態）0番目の真偽値を判定しています。di_stateの各値は、Trueのときに Low を示します。

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_TWELITE)
    def on_app_twelite(packet):
        print(packet.to_json(verbose=True, spread=False))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_TWELITE)
    def on_app_twelite(packet):
        print(packet.to_df(verbose=False).to_string())

データの待機

        twelite.daemon = True
        twelite.start()
        print("Started receiving")
        while True:
            twelite.join(0.5)

ここでは、別のスレッドで親機からのデータの待機を行っています。

Tweliteのオブジェクトは threading.Thread のサブクラスであり、ここではその機能によってデーモンスレッドを立ち上げ、スクリプトを終了するまでメインスレッドをブロックしています。

終了処理

        print("Flushing...")
        twelite.stop()
        print("Completed")

Ctrl-C が押された際には、twelite.stop()を呼び出すことでサブスレッドを終了しています。

Python スクリプトによる送信

次は、反対に TWELITE DIP のDO1へ接続された LED をPCから点滅させる Python スクリプトを実装してみます。

サンプルスクリプトの実行

下記の内容のスクリプト dip_blink_led.py を作成してください。

# -*- coding:utf-8 -*-
# TWELITE DIP start guide: blinking from python

from time import sleep

import mwings as mw


def main():
    twelite = mw.Twelite(mw.utils.ask_user_for_port())

    initial = {
        "destination_logical_id": 0x78,
        "di_to_change": [True, False, False, False],
        "di_state": [False, False, False, False],
    }
    command = mw.serializers.app_twelite.Command(**initial)

    while True:
        command.di_state[0] = not command.di_state[0]
        twelite.send(command)
        print(f"Flip DO1: {command.di_state[0]}")
        sleep(1)


if __name__ == "__main__":
    try:
        main()
    except KeyboardInterrupt:
        print("...Aborting")

スクリプトを実行すると、子機のDO1が一秒おきに点滅します。

実行時に複数の TWELITE R シリーズや MONOSTICK シリーズが接続されているときは、親機へ接続されたシリアルポートを選択してください。

poetry run python dip_blink_led.py
Multiple ports detected.
[1] /dev/cu.usbserial-R2xxxxxx TWE-Lite-R (Genuine)
[2] /dev/cu.usbserial-R2xxxxxx TWE-Lite-R (Genuine)
Select [1-2]: 2
Selected: /dev/cu.usbserial-R2xxxxxx
Flip DO1: True
Flip DO1: False
Flip DO1: True
Flip DO1: False
Flip DO1: True
^C...Aborting

サンプルスクリプトの解説

MWings ライブラリのインポート

import mwings as mw

短縮名 mw を使って呼び出せるようにしています。pandas as pd や numpy as np と同様です。

オブジェクトの作成

    twelite = mw.Twelite(mw.utils.ask_user_for_port())

親機をとやりとりするためのインタフェースとなる Twelite オブジェクトを作成しています。

引数にはシリアルポートを指定しますが、ここでは mw.utils.ask_users_for_port() ユーティリティを呼び出し、動的に決定しています。この関数はシリアルポートが存在しないときにエラーメッセージを出力し、1つだけ存在する場合はそのポートを、複数存在する場合はユーザが指定したポートを返します。

親機へ送信するコマンドの作成

    initial = {
        "destination_logical_id": 0x78,
        "di_to_change": [True, False, False, False],
        "di_state": [False, False, False, False],
    }
    command = mw.serializers.app_twelite.Command(**initial)

超簡単！標準アプリの子機へ送信するパケットを生成するためのコマンドを表すデータ command（mwings.serializers.app_twelite.Command）を初期化しています。

辞書オブジェクト initial は、コマンドの初期状態を表しています。ここでは、送信先の論理デバイスIDを 0x78（全子機）としたうえで、DI1を変更対象、High 状態としています。

データの送信

    while True:
        command.di_state[0] = not command.di_state[0]
        twelite.send(command)
        print(f"Flip DO1: {command.di_state[0]}")
        sleep(1)

ここでは、コマンドデータの文字列への変換および親機への送信を1秒おきに行っています。

コマンドデータのうち、DOxの状態を示す List-like なオブジェクト di_state（デジタルインタフェースの状態）0番目の真偽値を反転させることで、点滅を実現しています。

1.4 - バイナリデータの伝送

使用する製品

TWELITE DIP	TWELITE R2
TWELITE 親機／子機	USB アダプター
シリアル通信アプリ	-
2個	2個

なお、TWELITE DIP と TWELITE R2 のペアは MONOSTICK 単体と同等です。次の組み合わせでも構いません。

MONOSTICK
TWELITE 親機／子機
シリアル通信アプリ
2個

シリアル通信アプリ

TWELITE のファームウェアを、シリアル通信の無線化に特化したシリアル通信アプリ（App_Uart）へ書き換えます。超簡単！標準アプリはシリアル通信によるバイナリデータの伝送機能を備えているものの、その機能は非常に限られているからです。

ファームウェアの書き換え

親機と子機、すべての端末を書き換えます。

1. TWELITE STAGE SDK を導入し、TWELITE STAGE アプリを立ち上げる
2. シリアルポート選択から接続したデバイスを選択する
3. 「メインメニュー」から「2: アプリ書換」を選択する
4. 「1: BINから選択」を選び、App_Uart... を選択する
5. 書き込みが完了するまで、数回Enterを押す

--- CONFIG/TWE UART APP V1-04-5/SID=0x82018ca0/LID=0x78 -- ---
 a: set Application ID (0x67720103)
 i: set Device ID (120=0x78)
 c: set Channels (18)
 x: set RF Conf (3)
 r: set Role (0x0)
 l: set Layer (0x1)
 b: set UART baud (38400)
 B: set UART option (8N1)
 m: set UART mode (E)
 k: set Tx Trigger (sep=0x0d0a, min_bytes=0 dly=0[ms])
 h: set header format [;U;%t;%i;0x%A;%q;%s;<*>;%X;\n]
 C: set crypt mode (0)
 o: set option bits (0x00000100)
---
 S: save Configuration
 R: reset to Defaults

通信モードの一覧

シリアル通信アプリには5つの通信モードがあり、用途に応じて使い分けることができます。

• 書式モード（アスキー）：送受信双方に書式を適用するモード
• 書式モード（バイナリ）：書式モード（アスキー）のバイナリ表記版
• チャットモード：テキストチャットを行うモード
• 透過モード：書式を利用せず純粋にUARTを無線化するモード
• ヘッダ付き透過モード：受信側の出力にのみ書式を適用するモード

初期状態はヘッダ付き透過モードです。

ここでは、次の4つのモードを使った通信テストの手順を紹介します。気になるものを選んでお試しください。

• ヘッダ付き透過モード
  • 送信側の書式はありません。
  • 受信側の書式から、送信元の論理デバイスIDや受信時の電波通信品質といった情報を得ることができます。
  • バランスのよいモードです。
• 透過モード
  • 送受信双方に書式はありません。
  • 送信側の入力と受信側の出力は同等です。
  • 最も簡単ですが、機能は限られています。
• 書式モード（アスキー）
  • 送受信双方へ書式を適用します。
  • 外部デバイスの対応が必要ですが、送信先の指定や送信元の識別ができます。
  • バイナリデータは16進数の文字列で表現します。
• 書式モード（バイナリ）
  • 送受信双方へ書式を適用します。
  • 外部デバイスの対応が必要ですが、送信先の指定や送信元の識別ができます。
  • バイナリデータはそのまま表現します。

今回は同一のPCへ2台の TWELITE を接続し、データをループバックさせてみましょう。通常は外部デバイス同士を無線経由で接続します。

ヘッダ付き透過モード

ヘッダ付き透過モードを使用して、ASCIIデータHelloという文字列を双方から送信してみましょう。

設定方法

シリアル通信アプリの既定のモードはヘッダ付き透過モードです。よって初期設定のまま使用します。

通信テスト

1. TWELITE STAGE アプリを2つ立ち上げる

TWELITE STAGE アプリ（TWELITE_Stage.exe/.command/.run）を2つ立ち上げてください。

2. ターミナルを表示する

双方の TWELITE STAGE アプリにおいてシリアルポートを選択したのち、「1: ビューア」＞「1: ターミナル」を選択します。

3. 片側から送信

片方の画面を選択し、Helloと入力してEnterを押します。もう片方の画面へ反映されます。

4. 反対側から送信

もう片方の画面を選択し、Helloと入力してEnterを押します。元の画面へ反映されます。

;U;00052;120;0x82036841;255;000;Hello;79;

透過モード

透過モードを使用して、ASCIIデータHelloという文字列を双方から送信してみましょう。

設定方法

m：通信モードをDとします。

通信テスト

1. TWELITE STAGE アプリを2つ立ち上げる

TWELITE STAGE アプリ（TWELITE_Stage.exe/.command/.run）を2つ立ち上げてください。

2. ターミナルを表示する

双方の TWELITE STAGE アプリにおいてシリアルポートを選択したのち、「1: ビューア」＞「1: ターミナル」を選択します。

3. 片側から送信

片方の画面を選択し、Helloと入力してEnterを押します。もう片方の画面へ反映されます。

4. 反対側から送信

もう片方の画面を選択し、Helloと入力してEnterを押します。元の画面へ反映されます。

入出力のどちらにも書式がないため、入力したデータをそのまま出力します。

Hello

書式モード（アスキー）

書式モード（アスキー）を使用して、バイナリデータ 0x5A 0xAB 0x90 0x00 を双方から送信してみましょう。

設定方法

m：通信モードをAとします。

片方の端末のi：論理デバイスIDを0（親機）としたうえで、もう片方の端末は1（子機、ID1）とします。

通信テスト（簡易形式）

まずは、簡易形式のシンプルな書式を試してみましょう。

1. TWELITE STAGE アプリを2つ立ち上げる

TWELITE STAGE アプリ（TWELITE_Stage.exe/.command/.run）を2つ立ち上げてください。

2. ターミナルを表示する

双方の TWELITE STAGE アプリにおいてシリアルポートを選択したのち、「1: ビューア」＞「1: ターミナル」を選択します。

3. 親機側から送信

まず、以下の系列をコピーします。

:01235AAB900047

次に、親機側の画面を選択します。

最後に、Alt+V/⌘+Vを押してペーストし、Enterを押します。子機側の画面へ反映されます。

:00235AAB900048

4. 子機側から送信

まず、以下の系列をコピーします。

:00235AAB900048

次に、子機側の画面を選択します。

最後に、Alt+V/⌘+Vを押してペーストし、Enterを押します。親機側の画面へ反映されます。

:01235AAB900047

通信テスト（拡張形式）

次に、拡張形式の高度な書式を試してみましょう。

1. TWELITE STAGE アプリを2つ立ち上げる

TWELITE STAGE アプリ（TWELITE_Stage.exe/.command/.run）を2つ立ち上げてください。

2. ターミナルを表示する

双方の TWELITE STAGE アプリにおいてシリアルポートを選択したのち、「1: ビューア」＞「1: ターミナル」を選択します。

3. 親機側から送信

まず、以下の系列をコピーします。

:01A0CDFF5AAB9000FE

次に、親機側の画面を選択します。

最後に、Alt+V/⌘+Vを押してペーストし、Enterを押します。子機側の画面へ反映されます。

:00A0CD82036841FFFFFFFFFF00045AAB9000D1

4. 子機側から送信

まず、以下の系列をコピーします。

:00A0CDFF5AAB9000FF

次に、子機側の画面を選択します。

最後に、Alt+V/⌘+Vを押してペーストし、Enterを押します。親機側の画面へ反映されます。

:01A0CD820163B2FFFFFFFFFF00045AAB900066

書式モード（バイナリ）

書式モード（バイナリ）を使用して、バイナリデータ 0x5A 0xAB 0x90 0x00 を双方から送信してみましょう。

設定方法

m：通信モードをBとします。

片方の端末のi：論理デバイスIDを0（親機）としたうえで、もう片方の端末は1（子機、ID1）とします。

バイナリへ対応した環境を用意

TWELITE STAGE アプリのターミナル機能や TeraTerm はバイナリデータの扱いに対応していないため、バイナリ形式に対応したターミナルソフトを導入する必要があります。

ここでは、一例としてCoolTermを使用します。

通信テスト（簡易形式）

まずは、簡易形式のシンプルな書式を試してみましょう。

1. CoolTerm の画面を2つ開く

CoolTerm の画面を2つ開き、それぞれのデバイスへ接続します。

受信したデータを16進数で表示するために、View > View Hex を選択しておきます。Connect を押して接続します。

2. 親機側から送信

親機側の画面を選択し、Connection > Send String... を選択して送信画面を開き、ラジオボタンのHex を選んでおきます。

次の内容を入力し、Send を押して親機へ送信します。

A5 5A 80 06 01 23 5A AB 90 00 43 04

A5 5A 80 06 00 23 5A AB 90 00 42 04

3. 子機側から送信

親機と同様に子機側の画面を選択し、Connection > Send String... を選択して送信画面を開き、ラジオボタンのHex を選んでおきます。

次の内容を入力し、Send を押して親機へ送信します。

A5 5A 80 06 00 23 5A AB 90 00 42 04

A5 5A 80 06 01 23 5A AB 90 00 43 04

通信テスト（拡張形式）

次に、拡張形式の高度な書式を試してみましょう。

1. CoolTerm の画面を2つ開く

CoolTerm の画面を2つ開き、それぞれのデバイスへ接続します。

受信したデータを16進数で表示するために、View > View Hex を選択しておきます。Connect を押して接続します。

2. 親機側から送信

親機側の画面を選択し、Connection > Send String... を選択して送信画面を開き、ラジオボタンのHex を選んでおきます。

次の内容を入力し、Send を押して子機へ送信します。

A5 5A 80 08 01 A0 CD FF 5A AB 90 00 F2 04

A5 5A 80 12 00 A0 CD 81 0E 0E 23 FF FF FF FF BA 00 04 5A AB 90 00 10 04

3. 子機側から送信

親機と同様に子機側の画面を選択し、Connection > Send String... を選択して送信画面を開き、ラジオボタンのHex を選んでおきます。

次の内容を入力し、Send を押して親機へ送信します。

A5 5A 80 08 00 A0 CD FF 5A AB 90 00 F3 04

A5 5A 80 12 01 A0 CD 81 0E 00 92 FF FF FF FF BA 00 04 5A AB 90 00 AE 04

1.5 - リモコンアプリによる高度なデジタル伝送

使用する製品

TWELITE DIP	TWELITE R2
TWELITE 親機／子機	USB アダプター
超簡単！標準アプリ	-
2個	1個

リモコンアプリ

TWELITE のファームウェアを、デジタル信号の伝送に特化したリモコンアプリ（App_IO）へ書き換えます。超簡単！標準アプリはデジタル信号の伝送機能を備えているものの、入出力は4本に限られています。リモコンアプリは入出力を増やし、その組み合わせを切り替えることができます。

ファームウェアの書き換え

親機と子機、すべての端末を書き換えます。

1. TWELITE STAGE SDK を導入し、TWELITE STAGE アプリを立ち上げる
2. シリアルポート選択から接続したデバイスを選択する
3. 「メインメニュー」から「2: アプリ書換」を選択する
4. 「1: BINから選択」を選び、App_IO... を選択する
5. 書き込みが完了するまで、数回Enterを押す

--- CONFIG/APP_IO V1-03-2/SID=0x86300001/LID=0x00 ---
 a: set Application ID (0x67720107)
 i: set Device ID (--)
 c: set Channels (16)
 x: set Tx Power (3)
 t: set mode4 sleep dur (1000ms)
 y: set mode7 sleep dur (0s)
 f: set mode3 fps (16)
 d: set hold mask (000000000000)
 D: set hold dur (1000ms)
 o: set Option Bits (0x00000000)
 b: set UART baud (38400)
 p: set UART parity (N)
 C: set crypt mode (0)
 K: set crypt key []
---
 S: save Configuration
 R: reset to Defaults

まずは使ってみる

初期状態のリモコンアプリは、次のように子機が12本のデジタル入力ポートを、親機が12本のデジタル出力ポートを備えた片方向伝送の設定としています。まずは配線してみましょう。

親機の配線

初期状態のとき、親機は最大12本のデジタル信号を受信できます。

上図では DIP 9番 O3 ピンを出力として使用していますが、他のOxピンも同様に使用できます。また、超簡単！標準アプリにはないチャネル上書き機能を検証するため、DIP 23番 C1 ピンへタクトスイッチを接続しています。

子機の配線

初期状態のとき、子機は最大12本のデジタル信号を送信できます。

上図では DIP 17番 I3 ピンを入力として使用していますが、他のIxピンも同様に使用できます。また、こちらも同様にチャネル上書き機能を検証するため、DIP 23番 C1 ピンへタクトスイッチを接続しています。

動作確認

• 子機のI3へ接続したボタンを押したり離したりします
  • 親機のO3へ接続した LED が点灯したり消灯したりします。
• 子機のC1へ接続したボタンを押しながら、I3 のボタンを押したり離したりします
  • 子機の周波数チャネルを一時的に上書きするため、通信できません。
• 親機と子機のC1へ接続したボタンを押しながら、子機のI3へ接続したボタンを押したり離したりします
  • 親機と子機の周波数チャネルを両方とも上書きするため、再び通信できるようになります。

高度な機能を使ってみる

次のようなシチュエーションを想定して、インタラクティブモードによる設定変更を行ってみましょう。

• 子機と親機の入出力の割り当てを変更し、双方とも6入力6出力とする
• 子機の入力を最短で親機へ反映する
• パケットが断絶した際に出力信号を復帰させる
• 子機を省電力リモコンとする
• 子機を長押しによる連続送信へ対応した省電力リモコンとする

子機と親機を6入力6出力とする

インタラクティブモードからオプションビットの値を変更することで、入出力の割り当てを下記のなかから選ぶことができます。

ここでは、双方とも6入力6出力としてみましょう。

1. TWELITE STAGE アプリを立ち上げる
2. シリアルポート選択から接続したデバイスを選択する
3. 「メインメニュー」から「3: インタラクティブモード」を選択する
4. Enterを押し、設定項目が表示されることを確認する
5. o（小文字）を入力し、オプションビットの値 00002000 を入力してEnterを押下する
6. S（大文字）を入力して保存し、ESCを押下して終了

これで次のように、子機と親機がともに6本の入出力をもつ割り当てとなります。

子機の入力を最短で親機へ反映する

子機の連続モードを使用するとき、子機の入力から親機の出力までに通常は 30-70ms 程度の遅延が発生します。すばやい応答が必要とされる場面では、この遅延を小さくするためにインタラクティブモードからオプションビット0x00000001：低レイテンシモードを設定します。

子機の設定

1. TWELITE STAGE アプリを立ち上げる
2. シリアルポート選択から接続したデバイスを選択する
3. 「メインメニュー」から「3: インタラクティブモード」を選択する
4. Enterを押し、設定項目が表示されることを確認する
5. o（小文字）を入力し、オプションビットの値 00000001 を入力してEnterを押下する
6. S（大文字）を入力して保存し、ESCを押下して終了

パケットの断絶時に信号を復帰させる

いずれかの入力がLoの状態のまま電波が途切れた場合には、実際の入力がLoからHiへ戻っても出力はLoを維持します。

パケットが断絶した際に信号を元の状態へ戻すには、リモコン長押しモードを適用します。リモコン長押しモードでは、送信側の入力が変化してからしばらくの間、継続的に信号を送信します。受信側では、Lo 状態を示すパケットが断絶してから一定の時間が経過すると、タイムアウトして出力を Hi へ戻します。

子機の設定

1. M1/M2/M3を開放し、子機：連続モード を設定する
2. TWELITE STAGE アプリを立ち上げる
3. シリアルポート選択から接続したデバイスを選択する
4. 「メインメニュー」から「3: インタラクティブモード」を選択する
5. Enterを押し、設定項目が表示されることを確認する
6. o（小文字）を入力し、オプションビットの値 00000100 を入力してEnterを押下する
7. d（小文字）を入力し、ホールド／長押しモードの対象（000000001010ならI2とI4、長押し時に連続送信するポート）を入力してEnterを押下する
8. D（大文字）を入力し、ホールド／長押しモードの時間（すべての入力がLoからHiへ戻ったあとに送信を続ける時間）を入力してEnterを押下する
9. S（大文字）を入力して保存し、ESCを押下して終了

親機の設定

1. M1/M2/M3を開放し、子機：連続モード を設定する
2. TWELITE STAGE アプリを立ち上げる
3. シリアルポート選択から接続したデバイスを選択する
4. 「メインメニュー」から「3: インタラクティブモード」を選択する
5. Enterを押し、設定項目が表示されることを確認する
6. o（小文字）を入力し、オプションビットの値 00000100 を入力してEnterを押下する
7. d（小文字）を入力し、ホールド／長押しモードの対象（000000001010ならO2とO4、断絶時にタイムアウトするポート）を入力してEnterを押下する
8. D（大文字）を入力し、ホールド／長押しモードの時間（Loの信号が途切れてからHiへ戻すまでの時間）を入力してEnterを押下する
9. S（大文字）を入力して保存し、ESCを押下して終了

子機を省電力リモコンとする

子機を電池で駆動させる場合には、スリープと起床を繰り返す間欠モードが有効です。低レイテンシモードおよびホールドモードを併用することで、子機のボタンを押した際に親機の出力を設定した時間にわたって維持する動作を実現できます。

子機の設定

1. M1/M2/M3をGNDへ接続し、子機：間欠10秒モード を設定する
2. TWELITE STAGE アプリを立ち上げる
3. シリアルポート選択から接続したデバイスを選択する
4. 「メインメニュー」から「3: インタラクティブモード」を選択する
5. Enterを押し、設定項目が表示されることを確認する
6. o（小文字）を入力し、オプションビットの値 00000001 を入力してEnterを押下する
7. S（大文字）を入力して保存し、ESCを押下して終了

親機の設定

1. M1/M2/M3を開放し、子機：連続モード を設定する
2. TWELITE STAGE アプリを立ち上げる
3. シリアルポート選択から接続したデバイスを選択する
4. 「メインメニュー」から「3: インタラクティブモード」を選択する
5. Enterを押し、設定項目が表示されることを確認する
6. d（小文字）を入力し、ホールド／長押しモードの対象（000000001010ならO2とO4、ホールドするポート）を入力してEnterを押下する
7. D（大文字）を入力し、ホールド／長押しモードの時間（ホールドする時間）を入力してEnterを押下する
8. S（大文字）を入力して保存し、ESCを押下して終了

子機を長押し省電力リモコンとする

子機を電池で駆動させる場合には、スリープと起床を繰り返す間欠モードが有効です。低レイテンシモードおよびリモコン長押しモードを併用することで、子機のボタンを押している間に親機への送信を連続的に行うことができます。また、子機のボタンを離したあとに一定の時間にわたって送信を続け、親機側では子機のボタンを押した状態の電波が途切れてから一定の時間が経過した場合に出力を元に戻します。このため、省電力性能に優れた子機の入力をより確実に親機へ届けることができます。

子機の設定

1. M1/M2/M3をGNDへ接続し、子機：間欠10秒モード を設定する
2. TWELITE STAGE アプリを立ち上げる
3. シリアルポート選択から接続したデバイスを選択する
4. 「メインメニュー」から「3: インタラクティブモード」を選択する
5. Enterを押し、設定項目が表示されることを確認する
6. o（小文字）を入力し、オプションビットの値 00000103（00000100+00000001+00000002） を入力してEnterを押下する
7. d（小文字）を入力し、ホールド／長押しモードの対象（000000001010ならI2とI4、長押し時に連続送信するポート）を入力してEnterを押下する
8. D（大文字）を入力し、ホールド／長押しモードの時間（すべての入力がLoからHiへ戻ったあとに送信を続ける時間）を入力してEnterを押下する
9. S（大文字）を入力して保存し、ESCを押下して終了

親機の設定

1. M1/M2/M3を開放し、子機：連続モード を設定する
2. TWELITE STAGE アプリを立ち上げる
3. シリアルポート選択から接続したデバイスを選択する
4. 「メインメニュー」から「3: インタラクティブモード」を選択する
5. Enterを押し、設定項目が表示されることを確認する
6. o（小文字）を入力し、オプションビットの値 00000100 を入力してEnterを押下する
7. d（小文字）を入力し、ホールド／長押しモードの対象（000000001010ならO2とO4、断絶時にタイムアウトするポート）を入力してEnterを押下する
8. D（大文字）を入力し、ホールド／長押しモードの時間（Loの信号が途切れてからHiへ戻すまでの時間）を入力してEnterを押下する
9. S（大文字）を入力して保存し、ESCを押下して終了

2 - TWELITE STICK

USBドングル

TWELITE STICK は、TWELITE の本体とアンテナに、USB アダプター TWELITE R シリーズの機能を組み合わせた製品です。

ほかの TWELITE から受信したデータを PC へ送信したり、PC から受信したデータをほかの TWELITE へ送信したり、USB 電源に接続して TWELITE のパケットを中継することもできます。

MONOSTICK との違い

TWELITE STICK は従来製品の MONOSTICK と同じパケットを扱うことができ、上位互換に相当します。

一般的な USB メモリと遜色ない大きさに小型化したことで、隣の USB ポートとの干渉を起こしづらくなっています。

また、TWELITE 本体を第二世代の GOLD シリーズとしたことで、従来の RED シリーズよりも受信待機時の消費電流を約10mA削減しながら、同等の送信出力と僅かに上回る受信感度を実現しました。

TWELITE APPS

工場出荷時の TWELITE STICK には TWELITE APPS 統合版 をインストールしています。TWELITE APPS 統合版は、TWELITE GOLD シリーズのプログラム容量を活かして、従来の機能を一つのファームウェアに収めたものです。

インタラクティブモードの操作を行うことで、ファームウェアの書き換えを行わずに、これらの機能を瞬時に切り替えて使うことができます。一部のアプリでは、状態に応じてロゴマークの点灯色が変化するほか、パケットの受信を受けて点滅します。

親機	中継機	子機

シンプルな無線通信

TWELITE は、起動直後から通信できます。Bluetooth のようなペアリングを行いません。

周波数チャネルを合わせた端末同士で同報通信を行います。したがって、同一の周波数チャネルでは、同時に複数の端末が送信を行うことはできません。自分宛でないパケットは無視します。トランシーバやインカムの動作をイメージすると分かりやすいかもしれません。

親機や中継機は、同じ周波数チャネルの端末から送信されるパケットを待ち受けます。

データ量の多い通信には適していないものの、単純な信号伝送といった用途には最適です。

2.1 - TWELITE STAGE APP による動作確認と設定

基本的な動作確認

TWELITE STICK を接続

PC の USB ポートに TWELITE STICK を接続してください。

工場出荷時の TWELITE は、親機・中継機アプリの親機モードに設定されています。TWELITE シリーズの子機との間で送受信を行うことができ、ロゴマークはマゼンタに光るはずです。

起動メッセージを確認

TWELITE STICK の動作を確かめるために、まずは起動時に出力されるメッセージを確認してください。

TWELITE STICK を接続した状態で、MWSTAGEフォルダ内のTWELITE_Stageを実行します。シリアルポート選択の画面に、TWELITE STICKが表示されます。

TWELITE STICK を選択すると、メインメニューに移行します。

ビューアを選択すると、ビューア選択のメニューに移行します。

ターミナルを選択すると、一般的なターミナルソフトと同様に VT-100 互換のターミナル画面を表示します。

初期状態では、上記のように TWELITE STICK が受信したパケットのデータを出力しているかもしれません。

右下にあるファーム書換／リセットを長押しして、TWELITE をリセットしてください。

起動メッセージが出力されます。

上記の例では、次のメッセージを出力しています。

!INF MW APP_WINGS(Parent) v1-03-2, SID=0x8300051A

このように !INF MW APP_WINGS(Parent) と表示されていれば、親機・中継機アプリ（App_Wings）の親機モードが動作していることが分かります。

TWELITE DIP の子機と通信

ここでは、TWELITE DIP の子機との通信動作を確認する方法をご紹介します。

TWELITE DIP は、工場出荷時に書き込まれている 超簡単！標準アプリ（App_Twelite）が動作しているものとします。

TWELITE DIP の準備

TWELITE DIP の子機の DI1 と GND の間にスイッチを、DO1 と VCC の間に LED を接続してください。子機は超簡単！標準アプリの端末どうしの通信を確認する場合と同じ構成です。

TWELITE DIP の親機の代わりに TWELITE STICK を使うことで、ボタンの状態を PC 側で検知したり、LED を PC から光らせることができます。

TWELITE STICK の接続

TWELITE STICK を PC の USBポートに接続してください。

親機・中継機アプリの親機モードに設定されていれば、マゼンタに光ります。

端末の設定

端末の設定変更は不要です。工場出荷時の状態のまま、すぐに通信を開始できます。

しかし、ここでは念のため設定値を確認しておきましょう。

TWELITE シリーズの設定変更を UART 通信によって行うには、端末をインタラクティブモードで起動します。TWELITE STAGE APP には、インタラクティブモードを扱うための機能があります。

メインメニューからインタラクティブモードを選択します。

次の画面では、任意の場所をクリックするかEnterキーを押すことで次に進みます。

以下のような画面が表示されたら成功です。

物理的にネットワークを分離する周波数チャネルの値が18、論理的にネットワークを分離するアプリケーションIDの値が67720102となっていれば、工場出荷時の TWELITE DIP と通信できます。

ロゴマークの点灯

TWELITE STICK を PC に接続した状態で、TWELITE DIP の DI1 に接続したスイッチを押してください。

正常に動作していれば、ボタンを押している間はより明るく、赤色に光ります。

標準アプリビューア

TWELITE STAGE APP には、超簡単！標準アプリの子機から受信したデータを表示する機能があります。

DI1へ接続したスイッチの状態を取得しましょう。

メインメニューからビューアを選択します。

ビューア選択の画面から、標準アプリ ビューアを選んでください。

標準アプリビューアの画面では、TWELITE STICK が受信した最新の超簡単！標準アプリからのデータを表示します。

TWELITE DIP の DI1 に接続したスイッチを押すと、D1の項目が赤く光ります。

標準アプリコマンダー

TWELITE STAGE APP には、超簡単！標準アプリの子機へデータを送信する機能もあります。DO1へ接続した LED を制御してみましょう。

メインメニューからビューアを開きます。

ビューア選択の画面から、コマンダーを選んでください。

App_Twelite 0x80コマンドを選びます。

DI1(1)をクリックするか、1キーを押すことでDI1の点灯状態を制御できます。

TWELITE ARIA と通信

ここでは、温湿度センサータグ TWELITE ARIA との通信動作を確認する方法をご紹介します。

TWELITE ARIA は、工場出荷時に書き込まれている アリアアプリ（App_ARIA）が動作しているものとします。

TWELITE ARIA の準備

TWELITE ARIA に CR2032 電池を挿入してください。

TWELITE ARIA の親機に TWELITE STICK を使うことで、温湿度や磁石が接近した情報を PC 側で取得できます。

TWELITE STICK の接続

TWELITE STICK を PC の USBポートに接続してください。

親機・中継機アプリの親機モードに設定されていれば、マゼンタに光ります。

端末の設定

端末の設定変更は不要です。工場出荷時の状態のまま、すぐに通信を開始できます。

物理的にネットワークを分離する周波数チャネルの値が18、論理的にネットワークを分離するアプリケーションIDの値が67720102となっていれば、工場出荷時の TWELITE ARIA と通信できます。

ロゴマークの点灯

TWELITE STICK を PC に接続した状態で、TWELITE ARIA のホールセンサに磁石を近づけてください。

正常に動作していれば、TWELITE ARIA は磁石を近づけるたびにパケットを送信し、TWELITE STICK のロゴマークがそれを受けて点滅します。

簡易モニタ

TWELITE STAGE APP には、TWELITE ARIA から受信したデータをシンプルに表示する機能があります。

メインメニューからビューアを選択します。

ビューア選択の画面から、簡易モニタ（CUE/ARIA/Glancer）を選んでください。

続いて、TWELITE ARIA の簡易モニタを選択します。

簡易モニタの画面では、TWELITE STICK が受信した最新の TWELITE ARIA のデータを表示します。

TWELITE ARIA に磁石を近づけると、新たなパケットが届きます。

センサーグラフ

TWELITE STAGE APP には、子機から受信した温湿度データなどをグラフとして表示する機能もあります。

メインメニューからビューアを開きます。

ビューア選択の画面から、グラフ表示（加速度リアルタイム／センサー）を選んでください。

続いて、センサーグラフを選択します。

右側のノード一覧から、ARAで始まるものを選択してください。

初期状態では、24時間分のデータが表示されます。直近のデータを確認するために、[ライブ>>]をクリックしてください。

直近のデータが表示されます。磁石を近づける、7Pインタフェース近くのセンサを温めるなどして、値が変化する様子を確認してください。

2.2 - Python による子機との通信（基本編）

基本的な動作確認

TWELITE STICK を接続

PC の USB ポートに TWELITE STICK を接続してください。

工場出荷時の TWELITE は、親機・中継機アプリの親機モードに設定されています。TWELITE シリーズの子機との間で送受信を行うことができ、ロゴマークはマゼンタに光るはずです。

MWings ライブラリの導入

Python 3.12 以降の環境を用意してください。

親機・中継機アプリの出力を解釈するための MWings モジュール を導入します。

pip install mwings

MWings モジュールは、ホストへ接続された TWELITE の親機を通じて、TWELITE の子機と通信できます。

• 親機から受信したデータを解釈して、辞書や JSON のほか pandas データフレームへ変換※
• 辞書から生成したコマンドを親機へ送信

※ Lite 版は pandas に非対応

データの受信を確認

TWELITE STICK が受信したデータを解釈できることを確認します。

GitHubで公開しているサンプルスクリプト rx_print_json.py を実行してください。

TWELITE STICK が受信した全種類のパケットの内容を、ターミナルに出力される JSON 形式の文字列によって確認できます。

# -*- coding:utf-8 -*-
# Written for Python 3.12
# Formatted with Black

# MWings example: Receive data, print JSON, typed

from zoneinfo import ZoneInfo

import mwings as mw


# Main function
def main() -> None:
    # Create a twelite object
    twelite = mw.Twelite(mw.utils.ask_user_for_port())

    # Use JST for received data
    twelite.set_timezone(ZoneInfo("Asia/Tokyo"))

    # Register event handlers
    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_ARIA)
    def on_app_aria(packet: mw.parsers.app_aria.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_CUE)
    def on_app_cue(packet: mw.parsers.app_cue.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_CUE_PAL_EVENT)
    def on_app_cue_pal_event(packet: mw.parsers.app_cue_pal_event.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_IO)
    def on_app_io(packet: mw.parsers.app_io.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_TWELITE)
    def on_app_twelite(packet: mw.parsers.app_twelite.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_PAL_AMB)
    def on_app_pal_amb(packet: mw.parsers.app_pal_amb.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_PAL_MOT)
    def on_app_pal_mot(packet: mw.parsers.app_pal_mot.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_PAL_OPENCLOSE)
    def on_app_pal_openclose(packet: mw.parsers.app_pal_openclose.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_UART_ASCII)
    def on_app_uart_ascii(packet: mw.parsers.app_uart_ascii.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_UART_ASCII_EXTENDED)
    def on_app_uart_ascii_extended(
        packet: mw.parsers.app_uart_ascii_extended.ParsedPacket,
    ) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    @twelite.on(mw.common.PacketType.ACT)
    def on_act(packet: mw.parsers.act.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    # Start receiving
    try:
        # Set as daemon thread
        twelite.daemon = True
        # Start the thread, Join to the main thread
        twelite.start()
        print("Started receiving")
        while True:
            twelite.join(0.5)
    except KeyboardInterrupt:
        # Stop the thread
        print("Flushing...")
        twelite.stop()
        print("Completed")


if __name__ == "__main__":
    # Call the main function
    main()

例えば、前項のTWELITE STAGE APP の場合と同様に、工場出荷時の TWELITE DIP（超簡単！標準アプリ）の子機を用意していたなら、次のような出力を確認できるはずです。終了するには Ctrl+C を入力してください。

{
  "time_parsed": "2025-07-11T11:45:02.067804+09:00",
  "packet_type": "APP_TWELITE",
  "sequence_number": 4713,
  "source_serial_id": "8201007F",
  "source_logical_id": 120,
  "lqi": 166,
  "supply_voltage": 3254,
  "destination_logical_id": 0,
  "relay_count": 0,
  "periodic": true,
  "di_changed_1": false,
  "di_changed_2": false,
  "di_changed_3": false,
  "di_changed_4": false,
  "di_state_1": false,
  "di_state_2": false,
  "di_state_3": false,
  "di_state_4": false,
  "ai_voltage_1": 2000,
  "ai_voltage_2": 2000,
  "ai_voltage_3": 2000,
  "ai_voltage_4": 2000
}

python rx_export_csv_durable.py -h
usage: rx_export_csv_durable.py [-h] [-v] [-s]

Log packets from App_Wings to csv, line by line

options:
  -h, --help     show this help message and exit
  -v, --verbose  include system information
  -s, --sort     sort columns in the output

任意のデータを送受信

ここでは、TWELITE STAGE APP の場合と同様に準備した TWELITE DIP の子機との通信に特化したスクリプトを作成してみましょう。

TWELITE DIP の DI1 ピンに接続したスイッチの状態表示と、DO1 ピンに接続した LED の制御を目標とします。

超簡単！標準アプリのデータのみ受信

rx_print_json.pyを改変し、超簡単！標準アプリのデータだけを受信するように単純化したスクリプトを作成します。

# -*- coding:utf-8 -*-

from zoneinfo import ZoneInfo

import mwings as mw


# Main function
def main() -> None:
    # Create a twelite object
    twelite = mw.Twelite(mw.utils.ask_user_for_port())

    # Use JST for received data
    twelite.set_timezone(ZoneInfo("Asia/Tokyo"))

    # Register event handlers
    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_TWELITE)
    def on_app_twelite(packet: mw.parsers.app_twelite.ParsedPacket) -> None:
        print(packet.to_json(verbose=False, spread=True))

    # Start receiving
    try:
        # Set as daemon thread
        twelite.daemon = True
        # Start the thread, Join to the main thread
        twelite.start()
        print("Started receiving")
        while True:
            twelite.join(0.5)
    except KeyboardInterrupt:
        # Stop the thread
        print("Flushing...")
        twelite.stop()
        print("Completed")


if __name__ == "__main__":
    # Call the main function
    main()

特定の値を取得

これまでのスクリプトでは、to_json()メソッドによって、すべてのデータを JSON 文字列として出力していました。

ここでは、DI1ピンの状態だけをparsers.app_twelite.ParsedPacketの di_state から取得し、仮想的なLEDをターミナルに表示します。

on_app_twelite()ハンドラを以下のように書き換えてください。

def on_app_twelite(packet: mw.parsers.app_twelite.ParsedPacket) -> None:
        print(f"\rDO1 LED: {"🔴" if packet.di_state[0] else "⚪"}", end='', flush=True)

次のようにして、TWELITE DIP の DI ピンに接続したスイッチを押すたびに赤く光ったら成功です。

親機にコマンドを送信

TWELITE STICK が受信したデータを表示するだけではなく、TWELITE STICK からデータを送信することもできます。

スクリプトのメインループでは、threading.Thread.join()を0.5秒おきに呼び出すことで、メインスレッドの終了を検知した際に受信スレッドも終了できるようにしています。

        # Start the thread, Join to the main thread
        twelite.start()
        print("Started receiving")
        while True:
            twelite.join(0.5)

この仕組みを利用して、メインループから TWELITE DIP の DO1 ピンを制御し、0.5秒おきに LED を点滅させてみましょう。

先のスクリプトを、次のように改変してください。これまでの変更も適用した全体を示します。

# -*- coding:utf-8 -*-

from zoneinfo import ZoneInfo
from typing import Any

import mwings as mw


# Main function
def main() -> None:
    # Create a twelite object
    twelite = mw.Twelite(mw.utils.ask_user_for_port())

    # Use JST for received data
    twelite.set_timezone(ZoneInfo("Asia/Tokyo"))

    # Register event handlers
    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_TWELITE)
    def on_app_twelite(packet: mw.parsers.app_twelite.ParsedPacket) -> None:
        print(f"\rDO1 LED: {"🔴" if packet.di_state[0] else "⚪"}", end='', flush=True)

    # Initialize command
    initial: dict[str, Any] = {
        "destination_logical_id": 0x78,  # All child devices
        "di_to_change": [True, False, False, False],  # Enable DI1
        "di_state": [False, False, False, False],  # Initial state of DIx
    }
    command = mw.serializers.app_twelite.Command(**initial)

    # Toggle the DI1 state
    def toggle_di1() -> None:
        command.di_state[0] = not command.di_state[0]
        twelite.send(command)

    # Start receiving
    try:
        # Set as daemon thread
        twelite.daemon = True
        # Start the thread, Join to the main thread
        twelite.start()
        print("Started receiving")
        while True:
            toggle_di1() # Send
            twelite.join(0.5) # Receive
    except KeyboardInterrupt:
        # Stop the thread
        print("Flushing...")
        twelite.stop()
        print("Completed")


if __name__ == "__main__":
    # Call the main function
    main()

このスクリプトを実行すると、先ほどと同様に仮想的なLEDを表示します。

その一方で、TWELITE DIP の DO1 ピンに接続した LED は点滅し続けるはずです。スクリプトを終了すると、点滅は止まります。

2.2.1 - Python による子機との通信（ウェブサーバIoT編）

TWELITE ARIA の温湿度データを収集

温湿度センサータグ TWELITE ARIA から受信した温湿度データをウェブサーバへ送信し、ページ上のグラフに表示する簡単な IoT システムを構築してみましょう。

TWELITE DIP を対象とした基本編のスクリプトでは DI1 と DO1 の簡単な操作に留めましたが、実際の IoT システムでは、REST API などを利用して、取得したデータをさらに上位のサーバへ送信する必要があります。

ThingSpeak について

ここでは、MathWorks のサービス ThingSpeak と MWings ライブラリを組み合わせて使います。

アカウントの作成

ThingSpeak のサイトへアクセスし、MathWorks のアカウントを作成します。

Channel の作成

“Channel” を作成し、次のように設定します（“Name"や"Description"は適当で構いません）

API Keys の取得

Channel ページの “API Keys” タブに移動し、16文字の “Write API key” を控えておきます。

TWELITE ARIA の設定と起動

TWELITE ARIA の設定変更

TWELITE ARIA の設定を変更し、TWELITE ARIA モードの送信間隔を20秒以上とします（サーバへの過負荷を避けるため）。

TWELITE ARIA の起動

CR2032 電池を投入し、TWELITE ARIA を起動します。

スクリプトの作成と実行

モジュールの導入

Python 3.12 以降と mwings（またはmwingslite）およびrequestsモジュールを導入します。

pip install mwings requests

スクリプトの作成

後述のスクリプト stick_aria_thingspeak.py を作成してください。mwings.parsers.app_ariaを使ってデータを受信し、requestsモジュールを使って ThingSpeak へ HTTP GET リクエストを送信します。

# -*- coding:utf-8 -*-

from zoneinfo import ZoneInfo
from time import perf_counter

import mwings as mw
import requests


API_KEY = "XXXXXXXXXXXXXXXX"  # Replace with your ThingSpeak API key
BASE_URL = "https://api.thingspeak.com/update"
SEND_MIN_INTERVAL = 20  # Minimum interval in seconds to send data to ThingSpeak


# Main function
def main() -> None:
    # Create a twelite object
    twelite = mw.Twelite(mw.utils.ask_user_for_port())

    # Use JST for received data
    twelite.set_timezone(ZoneInfo("Asia/Tokyo"))

    # Initialize last send time
    last_send_time = perf_counter() - SEND_MIN_INTERVAL

    # Initialize the target serial ID
    target_serial_id = -1

    # Register event handlers
    @twelite.on(mw.common.PacketType.APP_ARIA)
    def on_app_aria(packet: mw.parsers.app_aria.ParsedPacket) -> None:

        # Filter packets by serial ID
        if target_serial_id < 0:
            # Set the serial ID from the received packet
            target_serial_id = packet.source_serial_id
            print(f"Serial ID set to {target_serial_id:08X}")
        elif packet.source_serial_id != target_serial_id:
            # Ignore packets from other serial ID devices
            print(
                f"Ignoring packet from serial ID {packet.source_serial_id:08X}, expected {target_serial_id:08X}"
            )
            return

        # Throttle sending to ThingSpeak
        if perf_counter() - last_send_time < SEND_MIN_INTERVAL:
            print("Skipping send due to minimum interval")
            return  # Skip sending if within the minimum interval
        last_send_time = perf_counter()  # Update last send time

        # Send data to ThingSpeak
        payload = {
            "api_key": API_KEY,
            "field1": f"{packet.temp_100x / 100.0:.2f}",  # Temperature
            "field2": f"{packet.humid_100x / 100.0:.2f}",  # Humidity
            "field3": f"{packet.supply_voltage}",  # Supply voltage (mV)
            "field4": f"{packet.lqi}",  # Link Quality Indicator
        }
        response = requests.get(BASE_URL, params=payload)

        # Check the response status
        if response.status_code == 200:
            print(f"OK: entry ID = {response.text}")
        else:
            print(f"NG: status code = {response.status_code}")

    # Start receiving
    try:
        # Set as daemon thread
        twelite.daemon = True
        # Start the thread, Join to the main thread
        twelite.start()
        print("Started receiving")
        while True:
            twelite.join(0.5)  # Receive
    except KeyboardInterrupt:
        # Stop the thread
        print("Flushing...")
        twelite.stop()
        print("Completed")


if __name__ == "__main__":
    # Call the main function
    main()

スクリプトの実行

スクリプトを実行します。

python stick_aria_thingspeak.py

TWELITE ARIA からのデータを受信し、正常にデータを送信できたなら、次のようにして値の続き番号を示す Entry ID が表示されます。

Started receiving
Serial ID set to 8201C2DC
OK: entry ID = 1
OK: entry ID = 2
OK: entry ID = 3
OK: entry ID = 4
OK: entry ID = 5
...

ThingSpeak の “Private View” タブをクリックしてください。送信されたデータがグラフに表示されるはずです。

初期状態では、Y軸の範囲が動的に変化します。各グラフの✏️ボタンから最大最小値などを設定できます。

スクリプトの解説

サーバへ送信するデータは、次の部分で構成しています。

# Send data to ThingSpeak
payload = {
    "api_key": API_KEY,
    "field1": f"{packet.temp_100x / 100.0:.2f}",  # Temperature
    "field2": f"{packet.humid_100x / 100.0:.2f}",  # Humidity
    "field3": f"{packet.supply_voltage}",  # Supply voltage (mV)
    "field4": f"{packet.lqi}",  # Link Quality Indicator
}
response = requests.get(BASE_URL, params=payload)

mwings.parsers.app_aria から温湿度とコイン電池の電源電圧、0-255の数値で表現される電波通信品質（LQI）を取得し、文字列に変換したうえで GET リクエストのクエリとしています。

2.2.2 - Python による子機との通信（グラフィカルUI編）

TWELTIE DIP と通信する

TWELITE DIP と通信するアプリケーションを、簡単なユーザインタフェースとともに構築してみましょう。

TWELITE DIP を対象とした基本編のスクリプトでは DI1 と DO1 の簡単な操作に留めましたが、実際にモニタリングを行うためのアプリケーションは、TWELITE STAGE APPのようなユーザインタフェースを必要とします。

Dear PyGui について

ここでは、Dear PyGui と MWings ライブラリを組み合わせて使います。

TWELITE DIP の配線と起動

このアプリケーションでは、TWELITE DIP の DIx や AIx に入力された信号を受信すると同時に、DOx や PWMx へ信号を出力させます。

VCC と GND のほか、以下に示す16のピンを任意に接続してください。

スクリプトの作成と実行

モジュールの導入

mwings（またはmwingslite）およびdearpygui モジュールを導入します。

pip install mwings dearpygui

スクリプトの作成

後述のスクリプト stick_dip_gui.py を作成してください。mwings.parsers.app_tweliteを使ってデータを受信し、mwings.serializers.app_tweliteを使ってデータを送信する機能をdearpygui経由で提供します。

Project
├ stick_dip_gui.py
└ Mplus1Code-Medium.otf

# -*- coding:utf-8 -*-

from time import perf_counter
from enum import IntEnum, auto
from zoneinfo import ZoneInfo
from typing import Any, Self, final
from types import TracebackType
from pathlib import Path
from collections import deque

import mwings as mw
import dearpygui.dearpygui as dpg  # type: ignore


PLOT_UPDATE_INTERVAL = 1.0 / 100  # 100Hz
PLOT_X_LIMIT = 5.0  # 3 seconds

FONT = "Mplus1Code-Medium.otf"

# MARK: MainViewport


@final
class MainViewport:
    @final
    class State(IntEnum):
        """Application state enumeration."""

        IDLE = auto()
        CONNECTING = auto()

    selected_port: str
    twelite: mw.Twelite

    command_app_twelite: mw.serializers.app_twelite.Command

    pwm_data: dict[int, int]
    pwm_plot_data: dict[int, deque[tuple[float, int]]]
    last_plot: float

    state: State
    theme_disabled: int

    def __init__(self) -> None:
        """Initialize the main window and prepare all components."""

        self.initialize_viewport()
        self.create_themes()
        self.create_windows()
        self.initialize()
        self.update_state(self.State.IDLE)

    def create_themes(self) -> None:
        """Create a visual theme for disabled UI elements."""

        with dpg.theme() as self.theme_disabled:
            with dpg.theme_component(dpg.mvAll):
                dpg.add_theme_color(dpg.mvThemeCol_Text, (150, 150, 150, 255))
                dpg.add_theme_color(dpg.mvThemeCol_TextDisabled, (100, 100, 100, 255))
                dpg.add_theme_color(dpg.mvThemeCol_FrameBg, (5, 5, 5, 255))

    # MARK: Initialize Viewport

    def initialize_viewport(self) -> None:
        """Set up Dear PyGui context, fonts, and viewport."""

        dpg.create_context()
        with dpg.font_registry():
            font_path = str(Path(__file__).parent / FONT)
            with dpg.font(file=font_path, size=18) as default_font:
                dpg.add_font_range_hint(dpg.mvFontRangeHint_Japanese)
            dpg.bind_font(default_font)
        dpg.create_viewport(
            title="TWELITE STICK", width=620, height=440, resizable=True
        )
        dpg.set_viewport_vsync(False)
        dpg.setup_dearpygui()
        dpg.show_viewport()

    def create_windows(self) -> None:
        """Create and configure all Dear PyGui windows and their contents."""

        # MARK: Panel Window
        with dpg.window(
            no_title_bar=True,
            no_close=True,
            no_collapse=True,
            no_move=True,
            no_resize=True,
            pos=(10, 10),
            width=600,
            height=100,
        ):
            ports = mw.utils.get_ports()
            with dpg.group(horizontal=True):
                with dpg.child_window(width=300):
                    dpg.add_text("シリアルポート")
                    dpg.add_combo(
                        items=ports,
                        default_value=ports[0],
                        tag="ports_combo",
                        width=280,
                        enabled=True,
                        callback=self.on_select_port,
                    )
                with dpg.child_window(width=150):
                    dpg.add_text("シリアル通信")
                    with dpg.group(horizontal=True):
                        dpg.add_button(
                            label="接続",
                            tag="start_button",
                            enabled=True,
                            callback=self.on_start,
                        )
                        dpg.add_button(
                            label="切断",
                            tag="stop_button",
                            enabled=False,
                            callback=self.on_stop,
                        )

        # MARK: Input Window
        with dpg.window(
            label="TWELITE DIP 入力",
            no_close=True,
            # no_resize=True,
            pos=(10, 120),
            width=600,
            height=160,
            tag="window_twelite_dip_input",
        ):
            with dpg.group(horizontal=False):
                # DOx
                with dpg.group(horizontal=True):
                    for p in range(1, 5):
                        with dpg.group(horizontal=True):
                            with dpg.drawlist(
                                width=20, height=20, tag=f"indicator_do{p}"
                            ):
                                dpg.draw_circle(
                                    center=(10, 10),
                                    radius=10,
                                    fill=(0, 0, 0, 255),
                                    tag=f"circle_do{p}",
                                )
                            dpg.add_text(f"DO{p}")
                dpg.add_spacer()
                dpg.add_separator()
                dpg.add_spacer()
                # PWMx
                with dpg.group(horizontal=True):
                    for p in range(1, 5):
                        with dpg.plot(
                            label=f"PWM{p}",
                            height=80,
                            width=140,
                            tag=f"plot_pwm{p}",
                            no_frame=True,
                            no_mouse_pos=True,
                        ):
                            dpg.add_plot_axis(
                                dpg.mvXAxis,
                                tag=f"plot_pwm{p}_x",
                                no_tick_labels=True,
                            )
                            with dpg.plot_axis(
                                dpg.mvYAxis,
                                tag=f"plot_pwm{p}_y",
                                no_tick_labels=True,
                                no_tick_marks=True,
                                no_gridlines=True,
                            ):
                                dpg.add_line_series(
                                    [],
                                    [],
                                    tag=f"series_pwm{p}",
                                    parent=f"plot_pwm{p}_y",
                                )

        # MARK: Output Window
        with dpg.window(
            label="TWELITE DIP 出力",
            no_close=True,
            no_resize=True,
            pos=(10, 290),
            width=600,
            height=140,
            tag="window_twelite_dip_output",
        ):
            with dpg.group(horizontal=False):
                # DIx
                with dpg.group(horizontal=True):
                    for p in range(1, 5):
                        dpg.add_checkbox(
                            label=f"DI{p}",
                            tag=f"checkbox_di{p}",
                            enabled=False,
                            callback=self.on_check_di,
                            user_data=p,
                        )
                dpg.add_spacer()
                dpg.add_separator()
                dpg.add_spacer()
                # AIx
                with dpg.group(horizontal=False):
                    with dpg.group(horizontal=True):
                        for p in range(1, 5):
                            with dpg.group(horizontal=False):
                                dpg.add_text(f"AI{p}")
                                dpg.add_slider_int(
                                    label="",
                                    width=80,
                                    default_value=0,
                                    min_value=0,
                                    max_value=2000,
                                    tag=f"slider_ai{p}",
                                    enabled=False,
                                    callback=self.on_change_ai,
                                    user_data=p,
                                )

    def update_state(self, new_state: State) -> None:
        """Update the UI and internal state based on the application's current status."""

        # MARK: UI State
        self.state = new_state
        match new_state:
            case self.State.IDLE:
                dpg.configure_item("ports_combo", enabled=True)
                dpg.configure_item("start_button", enabled=True)
                dpg.configure_item("stop_button", enabled=False)
                for p in range(1, 5):
                    dpg.configure_item(f"checkbox_di{p}", enabled=False)
                    dpg.configure_item(f"slider_ai{p}", enabled=False)
                dpg.bind_item_theme("window_twelite_dip_input", self.theme_disabled)
                dpg.bind_item_theme("window_twelite_dip_output", self.theme_disabled)
            case self.State.CONNECTING:
                dpg.configure_item("ports_combo", enabled=False)
                dpg.configure_item("start_button", enabled=False)
                dpg.configure_item("stop_button", enabled=True)
                for p in range(1, 5):
                    dpg.configure_item(f"checkbox_di{p}", enabled=True)
                    dpg.configure_item(f"slider_ai{p}", enabled=False)
                dpg.bind_item_theme("window_twelite_dip_input", 0)
                dpg.bind_item_theme("window_twelite_dip_output", 0)

    # MARK: UI Handlers

    def on_select_port(self, sender: Any, app_data: str, user_data: Any) -> None:
        """Handle serial port selection from the combo box."""

        self.selected_port = app_data

    def on_start(self, sender: Any, app_data: str, user_data: Any) -> None:
        """Handle the start button click and initiate communication."""

        self.start()

    def on_stop(self, sender: Any, app_data: str, user_data: Any) -> None:
        """Handle the stop button click and terminate communication."""

        self.update_state(self.State.IDLE)
        self.twelite.close()

    def on_check_di(self, sender: Any, app_data: bool, user_data: int) -> None:
        """Handle checkbox state changes for DI output control."""

        if 1 <= user_data <= 4:
            self.command_app_twelite.di_state[user_data - 1] = app_data
            self.twelite.send(self.command_app_twelite)

    def on_change_ai(self, sender: Any, app_data: int, user_data: int) -> None:
        """Handle slider changes for AI values and send PWM updates."""

        if 1 <= user_data <= 4:
            self.command_app_twelite.pwm_duty[user_data - 1] = app_data * 1024 // 2000
            self.twelite.send(self.command_app_twelite)

    # MARK: Packet handler

    def on_app_twelite(self, packet: mw.parsers.app_twelite.ParsedPacket) -> None:
        """Update the GUI based on incoming TWELITE DIP packet data."""

        now = perf_counter()
        for p in range(1, 5):
            # DO
            p_state = packet.di_state[p - 1]
            match p:
                case 1:  # RED
                    color = (255, 0, 0, 255) if p_state else (0, 0, 0, 255)
                case 2:  # GREEN
                    color = (0, 255, 0, 255) if p_state else (0, 0, 0, 255)
                case 3:  # YELLOW
                    color = (255, 255, 0, 255) if p_state else (0, 0, 0, 255)
                case 4:  # BLUE
                    color = (0, 0, 255, 255) if p_state else (0, 0, 0, 255)
            dpg.configure_item(f"circle_do{p}", fill=color)
            # PWM
            self.pwm_data[p] = packet.ai_voltage[p - 1]
            self.pwm_plot_data[p].append((now, self.pwm_data[p]))

    # MARK: Plot

    def update_plot(self) -> None:
        """Update the plot with the latest PWM data."""

        now = perf_counter()
        # Throttle plot updates to PLOT_UPDATE_INTERVAL
        if now - self.last_plot < PLOT_UPDATE_INTERVAL:
            return
        self.last_plot = now
        for p in range(1, 5):
            # If no new value was added recently, duplicate the last value
            if self.pwm_plot_data[p]:
                last_time, last_val = self.pwm_plot_data[p][-1]
                if now - last_time > PLOT_UPDATE_INTERVAL:
                    self.pwm_plot_data[p].append((now, last_val))
            else:
                self.pwm_plot_data[p].append((now, self.pwm_data[p]))
            # Remove old values older than PLOT_X_LIMIT
            while (
                self.pwm_plot_data[p]
                and now - self.pwm_plot_data[p][0][0] > PLOT_X_LIMIT
            ):
                self.pwm_plot_data[p].popleft()
            x_series, y_series = (
                zip(*list(self.pwm_plot_data[p])) if self.pwm_plot_data[p] else ([], [])
            )
            if x_series and y_series:
                dpg.set_value(f"series_pwm{p}", [x_series, y_series])
                dpg.set_axis_limits(f"plot_pwm{p}_x", x_series[0], x_series[-1])
                dpg.set_axis_limits(f"plot_pwm{p}_y", 0, 2000)

    # MARK: Initialize Variables

    def initialize(self) -> None:
        """Initialize internal command structure and default values."""

        ports = mw.utils.get_ports()
        self.selected_port = ports[0]  # default

        command_app_twelite_initial: dict[str, Any] = {
            "destination_logical_id": 0x78,  # All child devices
            "di_to_change": [True, True, True, True],  # Enable DI1-4
            "di_state": [False, False, False, False],  # Initial state of DIx
            "pwm_to_change": [True, True, True, True],  # Enable AI1-4
            "pwm_duty": [0, 0, 0, 0],  # Initial state of AIx
        }
        self.command_app_twelite = mw.serializers.app_twelite.Command(
            **command_app_twelite_initial
        )

        self.pwm_data = {1: 0, 2: 0, 3: 0, 4: 0}
        self.pwm_plot_data = {1: deque(), 2: deque(), 3: deque(), 4: deque()}
        self.last_plot = 0.0

    # MARK: Start

    def start(self) -> None:
        """Start TWELITE communication and register listeners."""

        # Create a twelite object
        self.twelite = mw.Twelite(self.selected_port)
        # Use JST for received data
        self.twelite.set_timezone(ZoneInfo("Asia/Tokyo"))
        # Register event handler(s)
        self.twelite.add_listener(mw.common.PacketType.APP_TWELITE, self.on_app_twelite)

        self.update_state(self.State.CONNECTING)

    # MARK: loop

    def loop(self) -> None:
        """Perform periodic updates while the application is running."""

        match self.state:
            case self.State.IDLE:
                pass
            case self.State.CONNECTING:
                self.twelite.update()
                self.update_plot()
        dpg.render_dearpygui_frame()

    # MARK: Show

    def show(self) -> None:
        """Main execution loop of the application."""

        try:
            while dpg.is_dearpygui_running():
                self.loop()
        except KeyboardInterrupt:
            pass
        finally:
            print("Quit...")
            self.close()

    # MARK: Lifecycle

    def __enter__(self) -> Self:
        """Enter the runtime context related to this object."""

        return self

    def __exit__(
        self,
        exc_type: type[BaseException] | None,
        exc_value: BaseException | None,
        traceback: TracebackType | None,
    ) -> bool | None:
        """Exit the runtime context and close the connection."""

        self.close()
        return None

    def __del__(self) -> None:
        """Destructor to ensure resources are cleaned up."""

        self.close()

    def close(self) -> None:
        """Cleanly shut down TWELITE connection and Dear PyGui context."""

        if self.state == self.State.CONNECTING:
            self.twelite.close()
        dpg.destroy_context()


# MARK: Entry point

if __name__ == "__main__":
    with MainViewport() as viewport:
        viewport.show()