Reid Landsrud作成、Rolf Horn最終校正 2016-2-22
プロジェクト概要
本プロジェクトの主な目的は、TE Connectivity/Measurement SpecialtiesのセンサポートフォリオとPanasonicのPAN1740 Bluetooth Low Energy（BLE）モジュールを紹介することです。
本プロジェクトは2つのアプリケーションから構成されています。
1つ目は、センサデータを読み込んで提供するBLEサーバや周辺機器です。これは温度、圧力、湿度の3つのセンサを搭載したバッテリ駆動のスタンドアロン基板です。このアプリケーションは、Android、iOS、またはカスタムアプリケーションなど、生のBLEパケットを読み取ることができる任意のBLEセントラルにインターフェースすることができます。これは「TE Connectivityのセンサで気象ステーションを作ろう – Another Geek Moment」でも実演しています。
もう1つは、サーバからセンサデータを収集し、フォーマットして、SPIバス経由でPIC32に転送するためのデータを準備するBLEクライアントまたはセントラルです。このアプリケーションは、MicrochipのLow-Cost Controllerless Graphics BoardのPICtail Plusコネクタとのインターフェースとして設計されました。グラフィックスインターフェースは、ここに示されています。[PIC32 Low-Cost Controllerless Graphics Interface to Newhaven Color LCD]（PIC32 Low-Cost Controllerless Graphics Interface to Newhaven Color LCD - eewiki / Microcontroller - Engineering and Component Solution Forum - TechForum │ Digi-Key）
主要なリソース
- PanasonicのBluetooth Low Energyモジュール PAN1740（ENW-89846A1KF）
- データシート
- デザインガイド
- 評価キット
- PAN1740 実験キット
- Dialog Semiconductor （Free Login Required）
- ソフトウェア開発キット – SDK3.0.10.1
- Smart Snippets 3.8
- KEIL – MDK-ARM (µVision5) – 「Free Code size limited version」で十分です。Download Page
- TE Connectivity TSYS01 温度センサ G-NICO-018
- TE Connectivity MS5637 圧力センサ MS563702BA03-50
- TE Connectivity HTU21D 湿度センサ HPP845E031R4
- STMicroelectronics 1 Mb EEPROM M24M01
ハードウェア
センサボード
回路図：
図1
レイアウト：
図2
図1は、センサボードの回路図です。PAN1740は、モジュールに搭載されたCortex M0により、ボードの処理能力を提供します。センサはI2Cバスでインターフェースされ、データはBluetoothモジュールで処理されてブロードキャストされます。
図2に基板の基本レイアウトを示します。4層基板のレイアウトとガーバーの詳細については、添付の資料に記載されています。
クライアントモジュール
回路図：
図3
レイアウト：
図4
図3は、Controllerlessグラフィックボードとインターフェースするクライアントボードの回路図です。PICTail Plusボードのエッジコネクタを利用し、SPIバスとのインターフェースを実現しています。コネクタに3.3Vの電源ピンがないため、このボードには自前の3.3Vレギュレータが必要です。
図4は、クライアントボードの基本レイアウトです。
ファームウェア
PAN1740モジュールに内蔵されるCortex M0マイクロコントローラ用に作成したファームウェアは、Dialog SemiconductorのSDK3.0.10.1を使ってKEIL μVision 5で作成しました。
BLEサーバボードのファームウェアは、センサからの生データを収集し、TE Connectivityのセンサから提供されるキャリブレーションデータから実際の値を算出します。その後、128ビットUUIDを利用したカスタムプロファイルを使用して、BLE接続でデータを送信します。Dialog SemiconductorのアプリケーションノートAN-B-029を参考に、開発者はカスタム プロファイルを作成することができます。
BLEクライアントボードのファームウェアは、上記のカスタムプロファイルを利用して、BLE接続で利用可能になったデータを簡単に読み込むことができます。データを読み込んで保存した後、SPIバスでPIC32に転送して表示します。
各ボードのファームウェアは、外部EEPROMに格納されています。OTPメモリが空の状態でPAN1740が起動すると、外部デバイスに常駐しているプログラムを検索します。このため、EEPROMを何度も再プログラムすることができ、開発用途として非常に汎用性の高いモジュールとなっています。開発完了後、プログラムをOTPメモリに書き込むことができるため、EEPROMが不要となり、省電力と起動時間の短縮を実現します。
EEPROMは、FTDIのUSB - RS232ケーブル（TTL-232R-3V3）と基板レイアウトに組み込まれた小さなプログラミングポイントを使用して、ダイアログのSmartSnippetsソフトウェアでプログラミングすることができます。
部品表
この部品表で1セット作ることができます。
| 数量 | 品番 | 商品概要 | BLE クライアント |
BLE サーバ/センサ |
|---|---|---|---|---|
| 2 | CKN10502CT-ND | タクタイルスイッチ SPST-NO 0.05A 16V |
S1 | S1 |
| 2 | 587-1880-1-ND | フェライトビーズ 120Ω 0603 | L1 | L1 |
| 2 | 497-6351-1-ND | IC EEPROMメモリ 1Mビット 1MHZ 8SO |
U2 | U2 |
| 7 | 399-1096-1-ND | セラミックコンデンサ 0.1UF 16V X7R 0603 |
C1, C2 | C1, C2, C3, C4, C5 |
| 4 | YAG1238CT-ND | チップ抵抗器 4.7KΩ 1% 1/10W 0603 |
R1,R2 | R1,R2 |
| 2 | P10KYCT-ND | チップ抵抗器 10KΩ 0.1% 1/10W 0603 |
R4 | R3 |
| 3 | 160-1828-1-ND | LED 緑 CLEAR 0603 SMD | D1, D2 | D1 |
| 3 | RHM100GCT-ND | チップ抵抗器 100Ω 5% 1/10W 0603 |
R3, R5 | R4 |
| 1 | 478-3119-1-ND | タンタルコンデンサ 2.2UF 16V 20% 0603 |
C3 | |
| 1 | 478-6201-1-ND | セラミックコンデンサ 470PF 25V NP0 0603 |
C4 | |
| 2 | P16823CT-ND | BLUETOOTH LOW ENERGYモジュール 4.0 |
U1 | U1 |
| 1 | 576-1281-1-ND | IC 電圧レギュレータ LDO 3.3V 0.5A SOT23-5 |
U3 | |
| 1 | 223-1134-ND | 温度センサ I2C SPI 16QFNI 16QFN |
U5 | |
| 1 | 223-1199-1-ND | 気圧センサ | U4 | |
| 1 | 223-1144-1-ND | IC 温湿度センサ DGTL | U3 | |
| 1 | BAT-HLD-001-ND | バッテリ リテーナ 20MM コイン |
BATT | |
| 1 | AC164144-ND | 組み込みグラフィック ディスプレイ 評価ボード |
||
| 1 | DKSB1014B-ND | Newhaven抵抗膜方式 タッチパネル - インターフェースボード |
||
| 1 | DM320003-2-ND | PIC32 USBスタータキットII |
ボードファイル
Weather station PICTail Client.zip (306.0 KB)
Weather station server.zip (232.1 KB)