SSブログ

XBee 100円 Wall Routerの組み立て [XBee]

XBee 100円 Wall Routerの組み立てを行います。
※照度センサーを付ける時は、XBee側の基板にLEDは実装しない方がよろしいかもしれません。
※直径5mmの電解コンデンサだとDigi-Keyでこの型番(ESMG100ELL221ME11D)が該当します。つまりSMGですね。
Img_2238.jpg用意する物はこれ、それに幾つかの部品です。


Img_2239.jpg電源基板の回路図には2系統の電源回路が掲載されていますが、上のスイッチングレギュレーターの回路は予定していた部品がいまだ入手できておず、確認できていません。
下の三端子レギュレーターを使用します。こっちの方が簡単ですしね。


Img_2241.jpg組み立て完了するとこの様になります。こちらは部品面側です。


Img_2242.jpgこちらは半田面側です。
特に電解コンデンサの取り付けに注意してください。並列に実装されています。


Img_2243.jpgこの2つの基板の勘合状態を横から見た図です。


Img_2244.jpgさて100円充電器の3つのネジを外すとこの様になっています。
緑のコードを外して作成した基板に接続し直します。
赤いコードがAC入力側ですが、こちらも自分で半田付けし直した方が良いでしょう。


Img_2245.jpgこの用に電源基板を組み込んで、ケースを元に戻します。
ネジを締める時注意してください。割と簡単に支柱が折れてしまいます。これで2つやってしまいました、、、orz。


Img_2246.jpgまずXBeeを搭載する前に電源ランプや、できればちゃんと3.3Vが発生している事を確認してください。


Img_2247.jpgXBeeを搭載した様子です。ネットワークに接続し、ONやASSOCのLEDが点滅しています。

Zigbee開発ハンドブック (実践入門ネットワーク)

Zigbee開発ハンドブック (実践入門ネットワーク)

  • 作者: 鄭 立
  • 出版社/メーカー: リックテレコム
  • 発売日: 2006/02
  • メディア: 単行本



Making Things Talk ―Arduinoで作る「会話」するモノたち

Making Things Talk ―Arduinoで作る「会話」するモノたち

  • 作者: Tom Igoe
  • 出版社/メーカー: オライリージャパン
  • 発売日: 2008/11/17
  • メディア: 大型本



フリスクサイズ XBee用USBインタフェース基板の製作 #mtm06 [XBee]

Img_2228.jpg作りました。
通常は下の写真の様な純正のUSBインタフェース基板を使うのですが、まあちょっとでかいですし、ハンドリングも悪いのでフリスクサイズの基板を作成しました。
ただし元々純正基板にあった機能をこのサイズに突っ込むのは難しいので、幾つかの機能は削除しています。ですが、実用上は問題無いでしょう。


Img_2231.jpg削ってしまった機能は、まずRSSI表示がありません。これにあと3個もLEDを追加しても見るかどうか、、、。

DIN、DOUTのモニターLEDは有りますが、点灯時間を延長する回路は搭載していません。

本来USBの電源利用は、PC側から大きな電流使って良いよ!と許可が出るまでスタンバイに入っているのですが、まあ回路を載せられない事も無いのですが、部品増えますし、面倒なのでUSBに接続したらいきなりフルパワーになっています。


Img_2229.jpgここだけは削れなかった機能としてはDTR、RTS、CTSのサポートとリセットスイッチとBDMコネクターです。

DTRはUSBインタフェースボード上でXBeeをスリープモードにした場合、SLEEP_RQの制御に使いますし、RTS、CTSはファームの更新時には大量の更新データを通信でやり取りしますので、その際に必要です。


x_ctu_zb_end_device_api_01.pngリセットスイッチはXBeeのモデムタイプを変更したりファームを更新する際には必ず必要です。それ以外にもCYCLIC SLEEPに設定した場合、コンフィギュレーションを変更しようにもXBeeがSLEEPに入っている場合はREADやWRITEが上手く行かない時が有ります。そんな時はREADやWRITEボタンを押した直後にこのリセットスイッチを押せば当然XBeeは起動からスタートしますので、すんなり通ります。

BDMコネクターはProgrammable XBeeのファームウエアをいじったり、その上で動作するアプリケーションのデバックには必須です。


このUSBインタフェースボードはMTM06にて実費(250円)で配付いたします。MTM06で配付するのは基板とドキュメントのみですが、事前に部品セット込みで予約いただければ、当日部品セットも用意いたしたいと思います。半田ごて等の工具も用意しておきますので、その場で組み立てOKです(笑)。


ITRONプログラミング入門―H8マイコンとHOSで始める組み込み開発

ITRONプログラミング入門―H8マイコンとHOSで始める組み込み開発

  • 作者: 濱原 和明
  • 出版社/メーカー: オーム社
  • 発売日: 2005/04/25
  • メディア: 単行本



Prototyping Lab ―「作りながら考える」ためのArduino実践レシピ

Prototyping Lab ―「作りながら考える」ためのArduino実践レシピ

  • 作者: 小林 茂
  • 出版社/メーカー: オライリージャパン
  • 発売日: 2010/05/27
  • メディア: 大型本



XBee 100円Wall Routerを本物にする。勿論温度も取り込むヨ。 [XBee]

※このWall Router用に作成した基板は、次回のMTM06に持ち込んで配付する予定です。ただし数に限りが有りますので、先にここで連絡頂いた方を優先とします。つまり早い者勝ちです。
Img_2226.jpg前回作成したWall Routerは、実際のところシリーズ1のIEEE802.15.14タイプでしたので、「どの辺がRouter?,
中継しないじゃん」とまあ、ただの嘘つき健康法をしただけですね。

いや、今回のは本物です、すっごい中継します。でも家の中では1HOPで届いてしまうので、ルーティングしていないかもしれません(笑)。

MTM06ではH8やR8Cの基板とかも配付します。


end_device_01.png現状、シリーズ2製品のZigBeeモデルには2種類あるみたいで、それで随分悩んでしまいました。今、DigiさんのUSサイトからダウンロードしてくるマニュアルはZB用(XB24-ZB)です。ですよね。
でも手元のシリーズ2にはその前のモデルのファーム(XB24-B)が入っていて、なんかマニュアルに書いてある事とX-CTUの画面と違うんだけれど、、、と散々悩んで、色々いじって、時間を無駄に潰していました。トホホ。


end_device_02.png何がしたかったかと言えばXBeeのアナログ取り込み機能を使って例の温度データの収集をしたかっただけです。シリーズ1と異なり、ZBではEND DEVICEに設定すると必ず何等かの省電力モードに入れる必要が有るみたいで、スリープに入れずにアナログサンプリングを定周期で行う設定がありません。

それを行うにはCyclic Sleepの設定とCyclic Sleep Period、Time Before Sleep、アナログ入力設定、IO Sampling Rateを適切に設定する必要があります。

※もしくはRouter設定とする。

※End Device側だけでなくCoodinator側もAPIモードに設定する必要があります。

※なおCyclic Sleepに設定するとリセットボタン押しまくりなので、これが無いシリアルインタフェース基板では設定が辛いでしょう。


Sleep Modeの設定項目では、
SMは4番または5番でCyclic Sleepに入れます。デフォルトでは4番みたいです。
STはSleepに入るまでの時間を設定するもので、この時間内に受信があると時間延長となります。つまりダラダラと受信し続けると何時まで経ってもSleepには入れません。
SPは周期的に起床する時間です。この値はCoodinator側と一致させる必要があります。この周期でEND DEVICEは上位にデータがあるかどうかを問い合わせ(polling)します。
SNは上記周期起床を何回するとONをアサートするかを決める設定です。
ここで出てくる数字は全て16進である事に注意してください。20と書いてあってもそれは32です。

I/O Settingの項目では、アナログ値を取り込みたいポートの設定を変更しておきます。
またサブメニューのI/O SamplingでIRの項目がADCのサンプリングレートを決めています。

ST=0x3E8なので10進で1000、単位はmsなのでsleepに入る前1秒間は上位からのデータの着信を受け入れます。ここで受信が有れば更に1000ms時間延長となります。

SP=0x20なので32ですが、単位は10msですので320ms置きに起床してポーリングを行います。

SN=0x20なので32回起床を数えます。320ms×32回で10240ms、おおよそ10秒経過するとONをアサートします。

IR=0xC8なので200、単位はmsです。”STで設定された時間が切れるまで”、200ms置きにサンプリングし、送信を行います。先の例でSTは1000msとしていますので、5回送信が行われる筈です。


coordinator_01.pngAPIフレームを見ています。全部で5回分のパケットが表示されています。
APIフレームなのでフレームヘッダーだの、データbyte数だの、データタイプだの、割り付けだの、チェックサムだの色々情報がくっ付いて来ますが、注目したいのは青の枠で囲ったところです。
例のLM61CIZの出力を取り込んでいます。

注意が必要なのはシリーズ2で使用しているマイコン、EM250のアナログ入力の最大は1.2Vである事です。
LM61CIZは0℃の時に600mV、そこから1℃上昇する毎に10mV増えていきますので、1.2Vが最大とすれば60℃が計測できる上限です。まあ、温度計としては申し分無いのですが、他のアナログ取り込みでは問題になるかもしれませんね。

取り込んだアナログ値が0x02B9ですので10進では697です。温度に換算すれば(697*1200/1024-600)/10で約21.7℃です。実際に室温も21度ですのでほぼ一致しています。

ITRONプログラミング入門―H8マイコンとHOSで始める組み込み開発

ITRONプログラミング入門―H8マイコンとHOSで始める組み込み開発

  • 作者: 濱原 和明
  • 出版社/メーカー: オーム社
  • 発売日: 2005/04/25
  • メディア: 単行本



図解 μITRONによる組込みシステム入門 - H8マイコンで学ぶリアルタイムOS

図解 μITRONによる組込みシステム入門 - H8マイコンで学ぶリアルタイムOS

  • 作者: 武井 正彦
  • 出版社/メーカー: 森北出版
  • 発売日: 2008/01/29
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)



フリスクサイズ XBee/USB変換基板の製作 [XBee]

xbee_in_frisk_01.png折角なのでP板に異種面付けで図の様な基板も注文してみました。
フリスクのケースにぴったり収まるサイズです。

普段XBeeに設定したり、設定後の動作確認をしたりする時はXBIB-U-DEVを使用しています。
意外とこれ必要。特に通信なので対向で必要となる事が多く、少なくともXBIB-U-DEVみたいなUSB(シリアル)インタフェース基板は2枚有ったほうが良いでしょう。

フリスクサイズにする為に泣く泣く(笑)搭載部品を削りました。ですがリセットスイッチとか、BDMコネクタは削除する事無く実装しております。安心してファームのアップができますね、、、ちゃんと動けばですが。

Mad Science ―炎と煙と轟音の科学実験54

Mad Science ―炎と煙と轟音の科学実験54

  • 作者: Theodore Gray
  • 出版社/メーカー: オライリージャパン
  • 発売日: 2010/05/24
  • メディア: 大型本



もしドラえもんの「ひみつ道具」が実現したら タケコプターで読み解く経済入門

もしドラえもんの「ひみつ道具」が実現したら タケコプターで読み解く経済入門

  • 作者: 藤野英人
  • 出版社/メーカー: 阪急コミュニケーションズ
  • 発売日: 2010/09/01
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)



XBee 100円Wall Router基板セットの配付を考えています。 [XBee]

動作はあくまでも無保証です。実験レベル(目の届く範囲内)で使用してください。

IMG_2214.JPGプロトタイプがなんとなく動いた、いや今も温度データをせっせと送って来ているので、少しだけ量産してしまいました。
必要な人居ますか?。流石に無償は無理ですけど。


circuit01.png使用している部品は比較的入手性の良いものを使っています。
まずは電源基板を見てみると、三端子レギュレータを使用した場合は、

D1~D4の1S4は秋月、http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00127/

C3は直径5mmでWVが10Vの電解コンデンサ、220μFを2個並列に付けても、いやそっちの方がよい。

LED1は3mmのLED、セリアの100円充電器にも入っています。

R1はRD16S辺りのちっちゃいリードタイプの抵抗。5mmピッチにフォーミングします。

C1は2012のチップ抵抗。これは何処で購入するのが良いですかね。いつもはまとめてDigi-Keyで買ってしまいますが。1608でもPAD寸法が大きいだけで実装は可能だと思います。

C2は秋月のこれです。http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01408/

IC1は秋月のこれ、ちょっと回路図と違っています。 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02247/

CN2は2pin、3pinと、8pin、9pinのみヘッダーを立てます。理由はセリアの100円充電器を買うと判ります。
こう言うのを使います。http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00241/


xbee_adapter_01.png
X1のXBeeを差し込む2mmピッチのヘッダーはこれが使えます。http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-03668/
んが、これすぐ半田が上がってきてしまい、XBeeが挿せなくなったりしますので、半田は少なめに使用してください。半田が上がっちゃうと、半田吸い取り器が必要です。

CN1は電源基板のCN2の対となります。こちらはピンタイプを使用します。

CN2は特に実装しなくても良いものです。

C1は秋月のこれです。http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01408/

R1~R5はRD16S辺りのちっちゃいリードタイプの抵抗。5mmピッチにフォーミングします。

LED1~LED5は3mmのLEDです。



ITRONプログラミング入門―H8マイコンとHOSで始める組み込み開発

ITRONプログラミング入門―H8マイコンとHOSで始める組み込み開発

  • 作者: 濱原 和明
  • 出版社/メーカー: オーム社
  • 発売日: 2005/04/25
  • メディア: 単行本



もし高校野球の女子マネージャーがドラッカーの『マネジメント』を読んだら

もし高校野球の女子マネージャーがドラッカーの『マネジメント』を読んだら

  • 作者: 岩崎 夏海
  • 出版社/メーカー: ダイヤモンド社
  • 発売日: 2009/12/04
  • メディア: 単行本



XBee 100円Wall Routerに温度計測機能を追加する [XBee]

定番中の定番アプリケーションですね。対象はシリーズ1です。
※考えてみたらシリーズ1製品なので、ファームをDigi Meshにでも切り替えないとRouter機能は無いですね(笑)。ま、本当にRouterにする時はDigi Meshにするか、シリーズ2製品を使用してください。

x-ctu_02.pngXBee単体でのアナログ値の取り込みは、実は簡単です。
まずはX-CTUでWall Routerに搭載するXBeeの設定を行っておきます。

I/O Settingを開き、該当するポートのコンフィギュレーションを行います。今回はDIO0に温度センサーICの出力を接続したので、ここをADCとしておきます。

次にIRの項目です。これはサンプリング周期を設定するものです。64と書かれていますが16進でつまり100、単位はmsなので100ms周期と言う事になります。

ITの項目は送信前に何回サンプリングを行うかと言う事で、言い換えればここに設定された数分サンプリングが行われると、アナログ値をサンプリングした値を送信してきます。今回は16進でAなので10回分。
つまり100ms×10の1秒周期でデータが送られてきます。平均化処理をする時にここに適当な回数を設定すると便利ですね。


IMG_2214.JPG温度センサーICと言えば定番はLM35DZですが、あれは動作電圧は4Vからなのでここでは使用できません。代わりにLM61CIZを使用しました。これは最低動作電圧が2.7Vからなので余裕で動かす事が出来ます。

これを100Ωの抵抗と0.1μFのコンデンサで構成した一次フィルターを経由してDIO0に接続します。
比較する為に温度計もケース内に配置しています。
※写真はセリアの100円充電器に収めた様子。


x-ctu_01.png別途用意したデータを受け取る為のXBeeの内容をX-CTUのターミナルで確認しています。
受信したデータはAPIフレーム化されており、バイナリなので直接は読む事ができません。「Show Hex」ボタンを押しておきます。

APIフレームなのでヘッダーだの、フレームタイプだの、データサイズだの、チェックサムだの色々付いて来ますが、着目したいのは1行目の最後のデータからスタートするデータ領域です。
01 1Dまたは01 1Cのデータが10個続いている事が判ります。
XBeeのシリーズ1に搭載されているマイコンのADCの分解能は10bitなので最大は1023、電源電圧は3.3Vです。ここから0x011Cは約915mVである事が判ります。
LM61CIZの温度係数は10mV/℃となっています。0度の時は600mVのオフセットが付いています。
電圧出力は以下の式で表されます。
Vo=温度係数×摂氏+600mV
先の915mVから摂氏を求めると31.5℃ですか。若干高めですね。もっともLM61CIZの確度が25度の時に±3℃もあるので仕様範囲内です(笑)。


xbee_adapter_01.png基板自体の回路図はこんな感じです。わざわざお見せする程の物ではないですね。

本当は温度センサーICはケースの外に出さないと駄目です。ケース内部では他の回路の温度をもろにくらってしまい、何を測っているのか訳がわかりません。まあそのうち外に引き出しておきましょう。



ITRONプログラミング入門―H8マイコンとHOSで始める組み込み開発

ITRONプログラミング入門―H8マイコンとHOSで始める組み込み開発

  • 作者: 濱原 和明
  • 出版社/メーカー: オーム社
  • 発売日: 2005/04/25
  • メディア: 単行本



XBee 100円Wall Routerの電源検証 [XBee]

circuit01.pngあまりよく考えずに基板まで作成してしまったので、”今更”検証してみようと。既に物があるので、実際に動かしてオシロでモニターしています。

なお3.3V側の電流を測ったら、58mA程度流れていました。条件としては低出力版(PROでは無い方)のシリーズ1のXBeeと幾つかのLEDを点灯または点滅させています。
別途PC上のX-CTUからループバック試験をこのノードに対して行っていますので、常時送信または受信を繰り返している状態です。

基板上には2種類の電源を搭載できるようにしています。本当は回路図の上側のスイッチング電源でやりたかったのですが、スイッチング電源ICを入手できなかったので、下側の三端子レギュレータで動かしています。


ac_input_01.pngまずトランスの出力波形です。若干歪んでいますね。
ピーク値は約6V位に達しています。実効値は4.2V位。


ac_output_03.png整流し、平滑後の波形です。平滑用のコンデンサの容量はこの時220μFでした。
下限が3.5Vに落ち込んでいます。NJM2845DL1-33のレギュレーション可能な入出力電位差は0.18V(at 500mA)なのでギリギリです。


dc_output_01.pngレギュレーション出力はこの様になっています。意外と綺麗。


dc_output_02.pngもっとも1VdivではあれなのでACレンジに切り替えて10mVdivで見てみました。
100msの間に10個の山があるので、100Hzのリップルが検出されていますが、まあまあ綺麗なんではないでしょうか。時々発生している高い周波数のノイズはなんでしょう。XBee側からのノイズなのか?。


ac_output_320uF.pngだがこのままではあまりにも平滑後のリップルが大きく、レギュレーション可能な電圧ギリギリなので、平滑用のコンデンサの容量を増やしてみました。手持ちのコンデンサの種類が余り無かったので、元の220μFに並列に100μFを接続し、合計320μFとした時の波形です。
下限が4Vまで上昇しています。


Img_2213.jpgなんで一々ちまちました容量のコンデンサを選ぶかと言えば、勿論突入電流の問題も有りますが、写真で判るでしょうか、下ケースの真中に穴が空いていますが、ここにコンデンサを入れたいからです。幅がそれ程大きくないので、使用できるコンデンサは直径6.3mm、できれば5mmで行きたいのですが、330μF以上で5mmは見つかりませんでした。
470μFには直径6.3mmの物があるので、これでも良いかもしれませんね。長寿命を考えるなら低ESRで105℃品とかを選ぶ事になるでしょう。まあそれ程でも。

Zigbee開発ハンドブック (実践入門ネットワーク)

Zigbee開発ハンドブック (実践入門ネットワーク)

  • 作者: 鄭 立
  • 出版社/メーカー: リックテレコム
  • 発売日: 2006/02
  • メディア: 単行本



Prototyping Lab ―「作りながら考える」ためのArduino実践レシピ

Prototyping Lab ―「作りながら考える」ためのArduino実践レシピ

  • 作者: 小林 茂
  • 出版社/メーカー: オライリージャパン
  • 発売日: 2010/05/27
  • メディア: 大型本



XBee 100円Wall Routerの製作 [XBee]

Img_2206.jpgXBeeも随分一般化していますが、Digiさんが用意しているWall Routerは入手先があまり知られておらず、また結構な値段もする(と思う)ので、もっとお気軽にルーターを設置できないかと思っていたのですが、皆さんもご存知かと思いますが100円ショップのセリアには前から100円の充電器が売られており、この充電器のガワと、トランスを流用すればWall Routerができそうだったので、作ってみました。
つまり100円なのはガワとトランスのみです。


Img_2203.jpg試しに充電器をばらしてトランスの出力を計ってみると6V位でしたので、これを整流し、レギュレーターで3.3Vに落としてXBee及び基板上に供給しています。
但し電源容量の関係で、PRO版のXBeeは使用できません。


Img_2204.jpg基板は全部で3種類作成しています。一つはACからDC電源を供給する基板で、一つはXBeeを搭載できる基板、そしてユニバーサルタイプの基板です。
電源基板+XBee基板または、電源基板+ユニバーサル基板の組み合わせで使用します。

XBeeタイプには若干のユニバーサル領域を用意してあるので、ここに温度や照度と言ったセンサーを追加できます。
ユニバーサルタイプは、単にコンセントから直接DC電源を取れるだけの物です。常夜灯みたいな使い方に良いでしょう。


ええ勿論PSE法等は無視なのであれですが、トランスで絶縁は行われているのでそんなに危険は無さそうだとは思います。

Prototyping Lab ―「作りながら考える」ためのArduino実践レシピ

Prototyping Lab ―「作りながら考える」ためのArduino実践レシピ

  • 作者: 小林 茂
  • 出版社/メーカー: オライリージャパン
  • 発売日: 2010/05/27
  • メディア: 大型本



Mad Science ―炎と煙と轟音の科学実験54

Mad Science ―炎と煙と轟音の科学実験54

  • 作者: Theodore Gray
  • 出版社/メーカー: オライリージャパン
  • 発売日: 2010/05/24
  • メディア: 大型本



FTF2010に電力計測デバイスの展示をしてきたよ [XBee]

ftfj2010_01.jpgFTF2010のテックラボにて、ディジさん http://www.digi-intl.co.jp/ のブース内に、この電力計測デバイスの展示をしていただきました。

展示をしてきたと言っても、私の方は基調講演を始めとして、一日中なんらかのセッションに参加していたので、すっかり説明などはディジさんにお任せ状態でしたが。



ftfj2010_03.jpgデモ全体はこの様になっています。パソコン側のアプリケーションは、ディジさんのFAEの方が作成してくれました。リアルタイムの電圧、電流の実効値、有効、無効、皮相電力表示を数字で表すと共に、グラフでも表示しています。あっさり作ってしまうところ、PCのアプリケーションはさっぱりできない私にとっては尊敬してしまう。



ftfj2010_02.jpg装置のアップです。わりとこの手の計測装置では一次側と二次側の絶縁を行わない物が多いのですが、やはり裸で展示している以上感電事故が怖いので、この装置では完全に絶縁分離を行っています。


注目のフリースケールのCortex-M4コア採用Kinetisについては、ボチボチ貰った資料から紹介していきます。





グーグルのグリーン戦略=グリーン・ニューディールからスマートグリッドまで=

グーグルのグリーン戦略=グリーン・ニューディールからスマートグリッドまで=

  • 作者: 新井 宏征〔(株)情報通信総合研究所〕
  • 出版社/メーカー: インプレスR&D
  • 発売日: 2010/03/24
  • メディア: 単行本



ディジインターナショナルさんのフォーラムにエイブラムスも参加 [XBee]

Img_1809.jpgレオⅡも出しています。
フォーラムのレポートが以下のリンクから行けます。
3月10日のレポート
http://www.digi-intl.co.jp/news/seminar/2010/100311repo.html

3月11日のレポート
http://www.digi-intl.co.jp/news/seminar/2010/100310repo.html

無事動いて良かったです。

Making Things Talk ―Arduinoで作る「会話」するモノたち

Making Things Talk ―Arduinoで作る「会話」するモノたち

  • 作者: Tom Igoe
  • 出版社/メーカー: オライリージャパン
  • 発売日: 2008/11/17
  • メディア: 大型本



Zigbee開発ハンドブック (実践入門ネットワーク)

Zigbee開発ハンドブック (実践入門ネットワーク)

  • 作者: 鄭 立
  • 出版社/メーカー: リックテレコム
  • 発売日: 2006/02
  • メディア: 単行本



この広告は前回の更新から一定期間経過したブログに表示されています。更新すると自動で解除されます。