AN-03

無線モジュール・アプリケーションノート
IM920 の AD 入力モードで作る、ワイヤレス温度センサ
対応無線モジュール： IM920、IM920XT

１．はじめにこのアプリケーションノートでは、無線モジュール（IM920、IM920XT）の AD 入力モードをご紹介します。
IM920、IM920XT には内蔵 AD コンバータを使用して、4 チャンネルのアナログ入力を定期的に送信するモードがあります。
今回は温度センサ IC を組み合わせ、簡単なワイヤレス温度センサを製作しながら、この機能と応用を紹介します。
１－２．ご注意
１） 無線モジュールは故障・誤動作が人命に関わる機器などの、高度な信頼性が要求される用途には対応していません。高度な信頼性が必要な機器には使用しないでください。
２）無線モジュールを、医療機器やその周辺、航空機器や航空機内などでは、使用しないでください。
３）無線モジュールは、予告なく変更される場合や製造中止となる場合があります。
４）このアプリケーションノートの内容は予告なく変更される場合があります。

２．使用する機材
・無線モジュール（IM920 または IM920XT、ファームウェア 1.14 以降）
・USB インターフェイス（IM315-USB-RX）・ユニバーサル基板（IM315-UNB）・通信ターミナルソフト（Tera Term など）
・表計算ソフト（Excel など）
・温度センサ回路の電子部品使用する機材の詳細については、各製品のマニュアルをご参照ください。

IM920 の AD ﾓｰﾄﾞで作る、ﾜｲﾔﾚｽ温度ｾﾝｻ

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AN-03３．ワイヤレス温度センサについて
３－１．構成温度センサ IC は、電圧出力タイプの TI 社 LM61BIZ を使用します。この IC は単一電源で動作し、検出範囲は－30～100℃と幅広く、0℃のときに 600mV を出力します。
電源は使いやすさと小型化を狙ってコイン電池 CR2032 を使用します。電池容量が少なく、瞬時に取り出せる電流もあまり多くないことから、無線モジュールの設定は、高速モードにしてパケット送信時間を短縮し、送信電力も 0.1mW にして電池に配慮します。
温度測定の周期は DIP スイッチで簡単に設定できるようにし、ユニバーサル基板（IM315-UNB）に組み立てます。
３－２．IM920 の設定（１）AD 入力モードの設定
IM920 を AD 入力モードに設定するには、MODE1～3 ピンを使用し、下表のように設定します。端子は内部でプルアップされていますので、開放（無接続）の場合は H となります。
動作モード

MODE1

MODE2

MODE3

備考

AD 入力モード

LH

L

Ver. 1.14 以降

表１

MODE ピンの設定（２）送信周期時間の設定
送信周期時間は 2 種類の方法があります。
① IO1~IO3 端子で設定
IM920 の IO4 を L にして電源を投入すると、下表のように IO1～IO3 で送信周期が設定できます。今回は IO1～IO4 を DIP スイッチに接続し、設定変更できるようにします。
IO3

IO2

IO1

H

H

H

250ms

H

H

L

1秒

H

L

H

10 秒

HL

L

1分

LH

H

10 分

L

H

L

30 分

LLH1 時間

LL

L

12 時間

送信間隔

表２ IO1～IO3 による送信周期設定

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AN-03② コマンドで設定コマンドを用いるとスリープ時間を任意の時間に設定できます。コマンドを入力するには、USB インターフェイス（IM315-USB-RX）と PC のターミナルソフトで行うのが便利です。
スリープ時間は SSTM コマンドを用い、スリープ時間は 1 秒単位で最大 65,535 秒の値を 16 進数に変換してパラメータとします。SSTM の設定値が 0 のときは、STRT（無線通信速度設定）コマンドで設定したモードでの最短周期（高速通信モード時：100ms、長距離モード時：250ms）で送信しますが、スリープ動作には移行しません。この場合は消費電流が下がりませんので注意してください。SSTM の設定値が 0 以外のときは、データ送信後指定時間スリープします。
３－３．無線モジュールの設定
USB インターフェイス（IM315-USB-RX）を用いてパソコンのターミナルソフトで、無線通信速度を高速通信モードに、送信出力を 0.1mW に設定しました。コマンドとパラメータは次の通りです。
無線通信速度：STRT＝1
送信電力設定：STPO＝1

図１ Tera Term での設定画面
３－４．参考回路
下図は AD1 入力に接続した参考回路です。AD2～AD4 の入力はノイズ低減のために接地しています。
保護回路などは省略していますので、アプリケーションに合わせて追加してください。
温度センサ
LM61BIZ

無線モジュール
IM920

VCC
123+VsVout
GND

91011120.1μF

1234

送信周期設定設定ｽｲｯﾁ有効
VCC

CR2032

171819470μF

図２VCC
VCC

取付けを推奨IM920 の AD ﾓｰﾄﾞで作る、ﾜｲﾔﾚｽ温度ｾﾝｻ

IO1
IO2
IO3
IO4VCC

電源スイッチ+AD1
AD2AD3AD4

MODE1
MODE2
MODE3

GND

23240.1μF

参考回路3Rev. 1.0

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AN-03３－５．製作例
ワイヤレス温度センサはユニバーサル基板（IM315-UNB）を使用し、図 3 のように製作しました。

アンテナ
温度センサ
LM61BIZ
無線モジュール
IM920

コイン電池
CR2032

ユニバーサル基板

設定用 DIP スイッチ

IM315-UNB
図３

製作例

３－６．データ受信
受信はパソコンのターミナルソフトで行います。今回は Tera Term のログ機能を用い、受信データにタイムスタンプを付けてファイルとして保存しました。
電波

無線モジュール
IM920

図４

ｼﾘｱﾙ

USBｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ
IM315-USB-RXUSB(COMn)

Windowsﾊﾟｿｺﾝ

受信側の構成３－７．受信データの活用
受信データは以下のような形式で出力します。
aa,bbbb,cc:受信データ<CR><LF>
aa

ノード番号

bbbb 送信モジュールの固有 ID
cc

受信データの RSSI 値

・受信データは、1 バイト目から 8 バイト目までカンマ区切りで出力します。
・それぞれの値は、16 進数を ASCII 文字（0～9、A～F）で出力します。
・データは各チャンネルを 2 バイト（10bit 右詰め、unsigned、00,00～FF,03 形式）で出力します。
下図はデータを Tera Term で受信した様子です。ここでは２つのセンサユニットを使っています。ID＝0976 は AD1 に今回の温度センサ、AD2 に湿度センサと AD3 に照度センサを追加し、室内に置きました。
ID＝0977 は今回紹介したものを屋外に置いています。

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図５

受信データの例

図 5 の受信データから AD 変換の各チャンネルの値をもう一度解説しますと、1 行目のデータから AD1は 0229、AD2 は 012A、AD3 は 0020、AD4 は 0000 となります。
受信したデータを整理するには Excel を用います。Excel で Tera Term で作成したログファイルを開きます。データは LEFT や MID、RIGHT などの文字列操作関数で抜き出し、16 進数を 10 進数に変換するには HEX2DEC 関数を用います。
受信時間と温度データを使って作成したグラフの例を図 6 に示します。

図６

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Excel でグラフを作成

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４．まとめIM920 には 4 つの AD 入力端子がありますので、電圧出力のセンサを使えばマイコン不要で、手軽にセンサシステムを構築できます。その他にも機器をテストするときに、内部の電圧をワイヤレスでモニタリングするシステムも考えられます。
データ受信や整理もパソコンを利用すれば簡単に実現でき、データの活用範囲も広がると思われます。

５．免責事項・ このアプリケーションノートは、弊社製品の解説やお使いになる際の参考情報をご提供するものです。
ここに記載してある内容で発生した損害に関しまして、当社は一切責任を負いません。
・ 本製品の使用または使用不能から生ずる付随的な損害（事業利益の損失、事業の中断など）に関して、当社は一切責任を負いません。
・ 本書で説明された以外の使い方で生じた損害に関して、当社は一切責任を負いません。

６．改定履歴初版制定

2016 年 3 月 9 日
以上

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