ML7105

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1 FJXL7105_WSN_HardManual-01 ML7105 評価キット用ワイヤレス センサ ノード (WSN7105GD-01) ハードウェアマニュアル 発行日 2013 年 5 月 31 日

2 ML7105 評価キット用ワイヤレス センサ ノード ハードウェアマニュアル ご注意 本資料の一部または全部をラピスセミコンダクタの許可なく 転載 複写することを堅くお断りします 本資料の記載内容は改良などのため予告なく変更することがあります 本資料に記載されている内容は製品のご紹介資料です ご使用にあたりましては 別途仕様書を必ずご請求のうえ ご確認ください 本資料に記載されております応用回路例やその定数などの情報につきましては 本製品の標準的な動作や使い方を説明するものです したがいまして 量産設計をされる場合には 外部諸条件を考慮していただきますようお願いいたします 本資料に記載されております情報は 正確を期すため慎重に作成したものですが 万が一 当該情報の誤り 誤植に起因する損害がお客様に生じた場合においても ラピスセミコンダクタはその責任を負うものではありません 本資料に記載されております技術情報は 製品の代表的動作および応用回路例などを示したものであり ラピスセミコンダクタまたは他社の知的財産権その他のあらゆる権利について明示的にも黙示的にも その実施または利用を許諾するものではありません 上記技術情報の使用に起因して紛争が発生した場合 ラピスセミコンダクタはその責任を負うものではありません 本資料に掲載されております製品は 一般的な電子機器 (AV 機器 OA 機器 通信機器 家電製品 アミューズメント機器など ) への使用を意図しています 本資料に掲載されております製品は 耐放射線設計 はなされておりません ラピスセミコンダクタは常に品質 信頼性の向上に取り組んでおりますが 種々の要因で故障することもあり得ます ラピスセミコンダクタ製品が故障した際 その影響により人身事故 火災損害等が起こらないようご使用機器でのディレーティング 冗長設計 延焼防止 フェイルセーフ等の安全確保をお願いします 定格を超えたご使用や使用上の注意書が守られていない場合 いかなる責任もラピスセミコンダクタは負うものではありません 極めて高度な信頼性が要求され その製品の故障や誤動作が直接人命を脅かしあるいは人体に危害を及ぼすおそれのある機器 装置 システム ( 医療機器 輸送機器 航空宇宙機 原子力制御 燃料制御 各種安全装置など ) へのご使用を意図して設計 製造されたものではありません 上記特定用途に使用された場合 いかなる責任もラピスセミコンダクタは負うものではありません 上記特定用途への使用を検討される際は 事前にローム営業窓口までご相談願います 本資料に記載されております製品および技術のうち 外国為替及び外国貿易法 に該当する製品または技術を輸出する場合 または国外に提供する場合には 同法に基づく許可が必要です Copyright 2013 LAPIS Semiconductor Co., Ltd 神奈川県横浜市港北区新横浜 ii

3 ML7105 評価キット用ワイヤレス センサ ノード ハードウェアマニュアル はじめに 本ドキュメントは 加速度計 温度センサ 電池残量監視 および近接機能を持つ ML7105 評価キット用ワイヤレス センサ ノード (WSN:Wireless Sensor Node) ボード (WSN7105GD-01) のハードウェア概要について説明しています WSN7105GD-01 は 感知したデータを Bluetooth LE 準拠の 2.4GHz 帯無線通信によってやりとりする機能を備えています 下記の関連資料をご用意していますので 必要に応じて参照してください ML7105 データシート ML7105 ユーザーズマニュアル Bluetooth Application Controller Interface (BACI) コマンドマニュアル Bluetooth は米国 Bluetooth SIG, Inc. の登録商標です その他の会社名および製品名は各社の商標または登録商標です iii

4 ML7105 評価キット用ワイヤレス センサ ノード ハードウェアマニュアル 目次 ご注意...ii はじめに...iii 1. ML7105 WSNボード概要 概要 システム構成 ML7105 WSNボードの構成 ボードのセットアップ モジュールの取り付け 電源 動作モード ueaseの接続 回路図 ML7105 評価モジュール ML7105 WSNボード PCBレイアウト (ML7105 評価モジュール )...15 改版履歴...16 iv

5 1. ML7105 WSN ボード概要 1. ML7105 WSN ボード概要 ML7105 WSN ボードがお手元に届きましたら 下記のものがすべてキットに梱包されていることを確認してください 万一損傷や不足がありましたら ご購入の特約店またはロームの販売窓口までご連絡ください 構成内容 構成品 数量 ML7105 評価モジュール 1 ワイヤレス センサ ノード ボード 1 コイン電池 CR uease ポートコネクタ 1 ML7105 WSN ボード ML7105 評価モジュール uease ピッチ変換ボード ( オプション ) ワイヤレス センサ ノード ボード 図 1-1 ML7105 WSN ボード (uease ボード接続時 ) 1

6 2. 概要 2. 概要 2.1 システム構成 WSN ボードは Bluetooth LE 接続においてスレーブとして機能させることができます マスタデバイスからのコマンドにより WSN ボードはスレーブとして動作します 表 2-1 に WSN ボードに搭載されている機能を示します ML7105 評価モジュールとのソフトウェアインタフェースには BACI モードを用います 詳細は Bluetooth Application Controller Interface (BACI) コマンドマニュアル を参照してください 図 2-1 ML7105 用 USB ボードを使用したシステム構成の概要 表 2-1 WSN ボードがサポートするサービス 機能 センサデバイス 説明 加速度計サービス KXTI9(Kionix 社製 ) 3 軸 I2C インタフェースつき加速度計 温度サービス BD1020( ローム製 ) アナログ出力型温度センサ 電池残量サービス BH25PB1( ローム製 ) 電池残量に対し制限をかけた電圧を生成する LDO 近接 - 近接感知に基づく RSSI( リンクロス 送信パワー報告など ) 2

7 2. 概要 2.2 ML7105 WSN ボードの構成 ML7105 用 WSN ボードを上から見た外観を図 2-1 に 構成内容を表 2-2 に示します 図 2-2 ML7105 WSN ボード 表 2-2 ML7105 WSN ボードの構成 番号 名称 略号 説明 1 ML7105 U1* Bluetooth LE 無線通信用 LSI 2 パタンアンテナ ANT1* 2.45GHz パタンアンテナ 3 BR24TNUX-WTR U2* I2C インタフェース付き EEPROM 4 NX2520SA M-STD-CSW-4 X1* 26.0MHz 水晶発振器 J1* Molex 社製 0.5mm ピッチ BtoB コネクタ ( プラグ ) J4-1 Molex 社製 0.5mm ピッチ BtoB コネクタ ( レセプタクル ) 7 ML610Q482 U1 U8 マイクロコントローラ 8 KXTI U6 加速度計 (Kionix 社製 ) 9 BD1020HFV U3 温度センサ ( ローム製 ) 10 BH25PB1WHFV U8 電池残量サービスに使用される LDO レギュレータ 11 CSTCR4M09G55-R0 X MHz セラミック発振子 ( 村田製作所製 ) 12 TFX-03 X kHz 水晶発振器 ( リバーエレテック社製 ) 13 B3U-3000P(M)-B S2 リセットスイッチ 14 CSS-1210MC S1 スライドスイッチ ( 電源 ) 15 ハーフピッチピンヘッダ J3 uease ピッチ変換ボード用コネクタポート 16 uease ピッチ変換ボード - uease ケーブル接続用フルピッチ / ハーフピッチ変換ボード 17 三色 LED D10, D11 三色 LED をマイクロコントローラで制御可能 (*) ML7105 評価モジュールの回路図の場合 3

8 3. ボードのセットアップ 3. ボードのセットアップ 3.1 モジュールの取り付け 電源を供給する前に ML7105 評価モジュールを WSN ボードのジャンパ J4-1 に取り付けてください WSN は 物理インタフェースとして BACI モードをサポートしています 下記に示すように SPI と記された ML7105 評価モジュールを選択してください 図 3-1 BACI-SPI インタフェース付き ML7105 評価モジュール 3.2 電源 WSN ボードへの電源供給には二通りの方法があります 一つは J1 から電池などの外部電源からの供給で もう一つは uease ケーブルを介しての供給です 出荷時には CR2032 を入れたコイン電池ケースが WSN ボードの下側に取り付けられています 表 3-1 電源供給モードの選択 略号説明初期設定備考 J1 電源としてコイン電池または外部電源を選択 J2 を 2-3 ショートに設定 J3 uease コネクタからの電源供給を選択 J2 を 1-2 ショートに設定 J3 VDD J1 GND J2 図 3-2 電源ポート WSN と無線通信用モジュール用に外部電源を使用することもできます この場合の VDD と GND の設定を図 3-2 に示します J1 から電源を供給する前にコイン電池を取り外してください S1( 図 2-2 の 14) は電源スイッチです 右側にセットすると電源が可能になります 電源が供給されると D11 の LED がしばらく点灯し その後消灯します これは WSN ボードがアドバタイズ動作を開始することを示しています WSN ボードのアドバタイズ動作中は D10 の LED が青色に点滅します 接続が確立されると D10 の LED が消灯します 4

9 3. ボードのセットアップ 3.3 動作モード ML7105 WSN ボードは以下の動作モードで動作します 元々 ML7105 WSN ボードはマイクロコントローラを必要としない設計でしたが アプリケーションソフトウェアが開発されたため BACI モードがデフォルトの動作モードになりました 表 3-2 動作モード 端子番号 BACI モード RAM モード 説明 ML7105 WSN ボード上の外部マイクロコントローラにアプリケーションソフトウェアをロードする必要があります マイクロコントローラと BLE のインタフェースに BACI を使用します BACI コマンドマニュアルおよび関連するアプリケーションノートを参照してください ML7105 評価モジュールに実装された EEPROM よりアプリケーションソフトウェアをダウンロードします 外部マイクロコントローラは使用しません 将来のための予約モードです 3.4 uease の接続 uease は ML7105 WSN ボードに実装されている U8 マイクロコントローラ ML610Q482 用のインサーキットエミュレータ (ICE) 用モジュールです WSN ボードと uease モジュールは下記の図に示すように接続します uease コネクタと uease ケーブルの端子ピッチが異なるため uease ピッチ変換ボードが必要です 図 3-3 ML7105 WSN ボード (uease 接続時 ) 5

10 3. ボードのセットアップ 1 ピン位置 コネクタ接続方向マーク 1 ピン位置 図 3-4 ML7105 WSN ボード (uease 接続時 ) 表 3-3 uease コネクタの端子割り当て 端子番号 uease の端子説明 1 VTref 電源 (VDD) 2 Vss GND 3 Vpp フラッシュプログラミング用 VDD 4 Vss GND 5 RESET_N RESET 信号 6 Vss GND 7 TEST TEST 信号 8 Vss GND 9 VDDL 論理ブロック用 VDD 10 Vss GND 11 NC オープン 12 Vss GND VOUT 3.3V 出力 14 NC オープン uease モジュールを使用することにより 以下の機能が使用可能になります ML610Q482 の内蔵フラッシュメモリにアプリケーションコードを書き込む オンチップデバッグ機能 ( リセット ステップ実行 ブレークポイントなど ) デバッグ機能についての詳細は uease のマニュアルを参照してください 6

11 4. 回路図 4. 回路図 アセンブリ条件は予告なく変更する場合があります 4.1 ML7105 評価モジュール 図 4-1 ML7105 評価モジュール 7

12 4. 回路図 4.2 ML7105 WSN ボード 図 4-2 WSN ボード (RF コネクタ ) 8

13 4. 回路図 図 4-3 WSN ボード (LED ピンヘッダ ) 9

14 4. 回路図 図 4-4 WSN ボード ( 電池 センサ ) 10

15 4. 回路図 図 4-5 WSN ボード ( センサ ) 11

16 4. 回路図 図 4-6 WSN ボード (U8 マイクロコントローラ ) 12

17 4. 回路図 図 4-7 WSN ボード ( 予約センサ ) 13

18 4. 回路図 図 4-8 WSN ボード ( 予約マイクロコントローラ ) 14

19 5. PCB レイアウト (ML7105 評価モジュール ) 5. PCB レイアウト (ML7105 評価モジュール ) top L2 (GND) L3 (VCC) Bottom 15

20 改版履歴 改版履歴 ドキュメント No. 発行日 改版前 ページ 改版後 変更内容 FJXL7105_WSN_Har dmanual 正式初版 16