ワイヤレスXBee3 MicropythonプラットフォームとTE ConnectivityのWeather Shield

TE ConnectivityのWeather ShieldをDigi InternationalのMicropython搭載XBee3ワイヤレスモジュールと組み合わせると優れたワイヤレスセンサ試作プラットフォームになります。

図1：Digi InternationalのGroveボードとXBee3モジュール、およびTE ConnectivityのWeather Shield（画像提供：Digi International、TE Connectivity）

Weather Shieldは、Arduinoフォームファクタのセンサ評価ボードで、TEの環境センサを5つ搭載しています。5つのセンサとは、HTU21D湿度/温度センサ、MS5637圧力センサ、MS8607 PHT（Pressure Humidity Temperature、圧力湿度温度）コンビネーションセンサ、TSYS01温度センサ、およびTSD305-1C55非接触式温度センサです。Digi InternationalのXBee3ワイヤレスモジュールは、インテリジェントなスタンドアロン動作用の内蔵Micropython機能を特長としています。XBee3ワイヤレスモジュールには、セルラーおよびポイントツーポイントまたはメッシュの2.4GHz無線のバージョンがあります。

プロジェクトの説明

本プロジェクトの範囲は、Micropythonのサンプルコード、およびXBee3モジュールと5つのTE Connectivity製センサの間の電気的インターフェースを開発、文書化することでした。ハードウェアには、XB3-24Z8US-J 2.4GHzワイヤレスモジュールをXBee SMT Grove開発ボードに実装し、TE ConnectivityのArduino Weather ShieldにI²Cバスを介して接続したものを使いました（図2を参照）。Weather Shieldのセンサは、I²Cバスと各種センサ間の切り替えを行うCD74HC4502マルチプレクサ/デマルチプレクサICによって接続されるI²Cバスを介して通信します。

図2：Digi InternationalのGrove開発ボードとTE ConnectivityのWeather Shieldの間の電気的インターフェース（図はDigi-Key Scheme-it®で作成）

HTU21D(F)湿度/温度センサ

TE ConnectivityのHTU21D(F)は温度出力を備えたデジタル湿度センサで、3 x 3 x 0.9mmという小型フットプリントのDFNパッケージです。このセンサは、RH/T（相対湿度/温度）の較正済み線形化信号をデジタルI²C形式、分解能8/12ビット～12/14ビットで出力します。本プロジェクトではサンプルコードで、I²Cバスのスキャンおよびアクティブアドレスの表示、ユーザー構成レジスタの読み取りおよび表示を行い、連続ループで相対湿度および温度の読み取りと表示を実行します。プロジェクトの詳細とサンプルコードのダウンロードについては、Xbee3 MicropythonおよびTE HTU21D湿度センサをご覧ください。

MS5637圧力センサ

TE ConnectivityのMS5637は、寸法3 x 3 x 0.9mmのQFNパッケージの超小型マイクロ高度計で、I²Cインターフェースを備えています。このセンサモジュールは、高直線性の圧力センサと超低消費電力で内部係数が出荷時較正済みのΔΣ型24ビットADC（A/Dコンバータ）を内蔵しています。本プロジェクトではサンプルコードが、I²Cバスのスキャン、アクティブI²Cアドレスの表示、センサのリセット、オンボードPROMに格納された較正データの読み取りを行い、連続ループで大気圧および温度の読み取りと変換を実行します。プロジェクトの詳細とサンプルコードのダウンロードについては、Xbee3 MicropythonおよびTE MS5637圧力センサをご覧ください。

MS8607圧力/湿度/温度センサ

TE ConnectivityのMS8607センサは、圧力、湿度、温度（PHT）の3種の環境物理測定をオールインワンで行えるデジタルコンビネーションセンサです。本プロジェクトではサンプルコードで、I²Cバスのスキャンおよびアクティブアドレスの表示、センサのリセット、オンボードPROMに格納された較正データの読み取りを行い、連続ループで大気圧、温度、湿度の読み取りと変換を実行します。プロジェクトの詳細とサンプルコードのダウンロードについては、Xbee3 MicropythonおよびTE MS8607 PHTコンビネーションセンサをご覧ください。

TSYS01温度センサ

TE ConnectivityのTSYS01は、出荷時較正済み温度情報を格納しており、温度センシングチップおよびΔΣ型24ビットADCを内蔵しています。サンプルコードは、I²Cバスのスキャンおよびアクティブアドレスの表示、センサのリセット、オンボードPROMに格納された較正データの読み取りを行い、連続ループで温度の読み取りと変換を実行します。プロジェクトの詳細とサンプルコードのダウンロードについては、Xbee3 MicropythonおよびTE TSYS01温度センサをご覧ください。

TSD305-1C55非接触式温度センサ

TE ConnectivityのTSD305-1C55非接触式温度センサは、赤外線センサ（サーモパイル）およびセンサ信号コンディショナを内蔵しています。サンプルコードは、I²Cバスのスキャンおよびアクティブアドレスの表示、オンボードPROMに格納された較正データの読み取りを行い、連続ループでADCセンサおよび物体のデータの読み取りと温度への変換を実行します。プロジェクトの詳細とサンプルコードのダウンロードについては、Xbee3 MicropythonおよびTE TSD305非接触式温度センサをご覧ください。