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00000-A

Rev. 1.00

がじぇっとるねさす

2013/11/23

生きてるってなんだろう

見えないものでつながってる

GR-KURUMI-SN（仮）（センサーネットワークシールド）

00000-A Gadget Renesas Project. "Want to create" to "Enable to create". We cheer for creating your ideas. 2

もくじ

・ Sensor Network(SN)シールド概要くるみが一人で測って、計算して、データを飛ばす複数のくるみとさくらがつながる

・サンプルプログラムの使い方 Smart Analog IC, Xbeeの初期化からセンサ値の取得、Xbeeによる送信まで低消費電力モード（STOPモード） GR-SAKURA（データ受信側）用サンプルプログラム

つながる広がるエレクトリカルものづくり

Gadget Renesas Project. "Want to create" to "Enable to create". We cheer for creating your ideas.

Sensor Network (SN)シールド概要

3

00000-A Gadget Renesas Project. "Want to create" to "Enable to create". We cheer for creating your ideas.

コンセプト

4

生きてるってなんだろう

見えないものでつながってる


Sensor Networkシールド

5

28m

m

Smart Analog

温度

音照度

加速度

メモリカードI/F

JPEGカメラI/F

61mm

センサ拡張


温度センサー

6

回路

センサー仕様

SmartAnalog設定

0℃：500mV 10mV/℃

R

R

DAC

Gain Control

+

-

A1

Sensor

非反転アンプ

Gain

Open

DAC -> 0(GND) Open

Short

Open

DAC

MPXIN40

1: 9.5 dB 2: 10.9 dB 3: 12.4 dB 4: 14.0 dB 5: 15.6 dB 6: 17.3 dB 7: 19.0 dB 8: 20.8 dB 9: 22.7 dB a: 24.5 dB b: 26.4 dB c: 28.3 dB d: 30.3 dB e: 32.2 dB f: 34.2 dB 10: 36.1 dB 11: 38.1 dB 12: 40.1 dB

ライブラリで暫定採用 →3.5倍


照度センサー

7

回路

センサー仕様

SmartAnalog設定

約0.46uA/lux

R

R

DAC

Gain Control

+

-

A1

Sensor

非反転アンプ

Gain

Open

DAC -> 0(GND) Open

Short

Open

DAC

MPXIN40

1: 9.5 dB 2: 10.9 dB 3: 12.4 dB 4: 14.0 dB 5: 15.6 dB 6: 17.3 dB 7: 19.0 dB 8: 20.8 dB 9: 22.7 dB a: 24.5 dB b: 26.4 dB c: 28.3 dB d: 30.3 dB e: 32.2 dB f: 34.2 dB 10: 36.1 dB 11: 38.1 dB 12: 40.1 dB

ライブラリで暫定採用 →32.7倍


マイク

8

1/2VCC

SmartAnalog IC +

-

A3

Sensor

汎用アンプ

C

R

回路

センサー仕様

SmartAnalog設定


加速度

9

回路

値の読み取り方法（I2C）

←TxD1

→RxD1

測定値

2g mode: 1024counts/g



1軸方向の加速度が2つのレジスタに上位4bitと下位8bitで分けて保存されている。 z

x

y

センサ仕様


XBee

10

Serial2 (TxD2, RxD2)

Serial1 (TxD1, RxD1)

D6 加速度センサI2C

で利用

KURUMI用は白シール SAKURA用は黄シール


その他

FET

D3, D5のPWMを使いモーターや音声出力に使える推奨: http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06048/

JPEGカメラ

LinkSpriteのjpegカメラで撮影する推奨: https://www.sparkfun.com/products/retired/10061

SD

SDカードをつけてファイル保存とかする推奨： http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-05488/

切り離し

センサー小基板にしてワイヤー延長とかSAKURAにつなぐ

ケースに入れたい

某ブロックにはめて、ケースにしてみる

11

https://www.sparkfun.com/products/retired/10061


接続イメージ

12

細ピンヘッダがお勧め

細ピンヘッダ用のメス

RAW、GNDの並びは後々の電池接続用に空けるのもお勧め


課題

13

・RAW入力はスイッチングノイズが厳しく温度センサーに適さない VCCに電池2個入力か、リチウムポリマー入力にした方がよい。・SmartAnalogへの入力用スルーホールと、切り離し部分のスルーホールが半グリッドずれてる。合ってれば両サイドがブレッドボードにささる。・XBeeリセット入力よりもSLEEPを使えるようにした方がよい。 chobichanさんのアドバイスを取り入れる。・加速度センサーが高い。・某ブロックでケースを作ると微妙にでかい。・厚いから切り離しが難しい

電池2本 RAW入力の VCC波形（ノイズが・・）

電池2本 VCC入力の VCC波形（まだマシ）

3.0V

3.5V


ラフスケジュール

12月末ぐらいまでに製品版の構想を固める

1月ぐらいに量産前試作

3月ぐらいに製品化したいです

14


サンプルプログラム使用方法

15


事前に設定すること（本日配布分は設定済み）

16

X-CTUを使って、Xbeeの設定をする。 ※サンプルライブラリはシリーズ2に対応

16

KURUMI用 SAKURA用

PAN IDが同じもの

同士が接続できる。

Function set :

ZIGBEE COORDINATOR API

AP = 2 (API Enable)

Function set :

ZIGBEE ROUTER API

AP = 2 (API Enable)

KURUMI用は白シール SAKURA用は黄シール


KURUMI用サンプルプログラム

17

ライブラリフォルダ

「lib_KurumiEyes」

SNシールド用（KurumiEyes.h, KurumiEyes.cpp）

Smart Analog ICの設定、各種センサ値の取得など

Xbee用（Xbee.h, Xbee.cpp） ArduinoのXbee libraryから流用

Xbeeの設定、送受信、ステータスの取得など

17


gr_sketch.cppで行っていること（ヘッダ部）

18

Xbeeクラスの宣言

GR-SAKURA-SNシールドを使うときに

定義が必要なヘッダファイル。

Xbeeの送信先（GR-SAKURAに付けた方）の64bitアドレスに変更する！

Xbeeのリセット端子を制御するポート（Low : RESET有効）

KurumiEyesクラスの宣言 Xbee関連の宣言

Xbee送信パケット用配列

18


gr_sketch.cppで行っていること（setup関数）

19

KURUMIの髪飾りLEDの初期化

LED赤：エラー

LED緑：正常

GR-SAKURA-SAシールドを使うときに

定義が必要なヘッダファイル。

KurumiEyesクラスの初期化

（SmartAnalog IC、加速度センサの初期化）

Xbeeの初期化

Serial2を使用する。

ボーレートはX-CTUの設定に合わせる。

デフォルトは9600 必ず、kurumi.begin(), Xbee.setSerial(), Xbee.begin() の順に実行する。 SmartAnalog IC設定のSPIとSerial2を同時に使用できないため

19


gr_sketch.cppで行っていること（loop関数前半）

20

SNシールドのセンサの値の取得（全部）

送信（zbTxにはアドレスとデータ、データサイズが含まれる）

送信パケット（payload[]）に取得した

センサの値を格納

20


gr_sketch.cppで行っていること（loop関数後半）

21

送信リクエストに対する応答待ち（最大500ms）

ステータスのチェック

正常時：LED緑

エラー発生時：LED赤

21


低消費電力モード（STOPモード）

22

Smart Analog ICリセット有効

Xbeeリセット有効

KURUMI STOPモード

STOPモード開始（10s間）

Xbee再セットアップ

Smart Analog IC再セットアップ

Xbee再セットアップができない問題があり、現在調査中。。。

22


SAKURA用サンプルプログラム

23

ライブラリフォルダ

「lib_xbee」

Xbee用（Xbee.h, Xbee.cpp） ArduinoのXbee libraryから流用

Xbeeの設定、送受信、ステータスの取得など

23


gr_sketch.cppで行っていること（ヘッダ部）

24

Xbeeクラスの宣言

lib_xbee用ヘッダファイル

PC表示用のシリアル通信（Serial）の初期化

Xbee関連の宣言

ボーレートはX-CTUの設定に合わせる。

デフォルトは9600

受信パケット保存用のクラス

24


gr_sketch.cppで行っていること（loop関数前半）

25

受信チェック

受信データの取得

25


gr_sketch.cppで行っていること（loop関数後半）

26

データ送信元の16ビット

アドレスをPCに表示

受信データをPCに表示

受信データをフレームに

分割

エラーチェック

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ルネサスエレクトロニクス株式会社

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