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Wio Extension - RTC を使用する

はじめに

このドキュメントでは、Wio Extension - RTC の利用についてご紹介します。当ExtensionのセットアップについてはSeeed社のガイドをご確認ください。

Wio Extension - RTC とは?

RTC(Real Time Clock)とは、時刻を計測し続けます。非常に低消費電力で動作し、また、特定の時刻に連動してスイッチを操作することができる、簡易マイコン的な動作も可能です。

Wio Extension - RTC は、RTC を搭載しており、連動するスイッチは「電源の ON/OFF」という設計になっているボードです。 「特定の時間が経過したら電源を ON にする」もしくは、Wio Extension - RTC に対して「電源 OFF」というコマンドを出すことができるため、時間に連動した電源の ON/OFF が可能となります。

ご利用方法

Wioとの接続

Wio Extension - RTC は、電源と Wio の間に割り込む形で設置します。 Wio Extension - RTC の I2C コネクタは2ヵ所ありますが、どちらでもかまいません。

Wio Extension - RTC 上の USB 信号線はすべてつながっているため、この状態でも Wio LTE JP Version における DFU モードや、Wio 3G SORACOM Edition のソフトウェア書き換えが可能です。

ライブラリ、利用方法

Wio LTE JP Version 用のライブラリが提供されています。 利用方法はSeeed社のガイドをご確認ください。ここでは、概要および注意点をご紹介します。

インストールガイド、そしてサンプルコード(スケッチ)も同梱されているので、取り組みやすくなっています。

Wio Extension - RTC に対しては I2C で通信するため Wio.PowerSupplyGrove(true); を実行してください。

指定できる時刻の形式 指定可能なのは「今から~後に ON にして」を RTC.SetWakeupPeriod(int boot_interval); という関数で実行します。単位は秒で指定です。

実装のポイント マイコン(Wio)側から見ると「毎度、電源 ON」ということになるため、センサーや周辺機器における電源 OFF 前の終了処理や、次回起動時の初期化処理で矛盾が発生しないようする配慮が必要となります。

状態の記録には後述する EEPROM が有効ですので活用しましょう。

EEPROM の運用

Wio Extension - RTC 上の EEPROM のサイズは 4KB です。 読み書き速度は低速、そして読み書き回数による寿命があります。(10万~100万回程度)

10万回というとかなりの回数があるように思えますが、たとえば1秒に1回書込みを行うと、1日で86400回に到達します。頻繁に動作するものではなく、待機が長いデバイスに対する電力削減の手段としてお使いください。

また、EEPROM の中身は Wio Extension - RTC 自体の電源が切れてしまっても保管されます。自分で消去場合は、明示的に NULL で埋める必要があります。 アクセスの保護をする仕組みもないため、EEPROM に機密情報は書かないことを推奨します。

ボード上の “SW1” スイッチ

SW1 は A は常時給電されます。ボードの電源を OFF にする RTC.shutdown() は、実行はできますが無視されます。これは Wio LTE JP Version や Wio 3G SORACOM Edition のソフトウェア更新の時に便利です。

SW1 が B で RTC.shutdown() などの関数が機能するようになるため、普段は B に設定することを推奨します。

RTC と消費電力

IoTデバイスにおける消費電力の削減対応方法の一つに「動作していない時は寝かせておく」というものがあります。 「寝かせる」とは、すなわち電力の供給を断つ、もしくは、待機中の電力を限りなくゼロに近い状態にしておくという意味で使われることが多いです。

例えば「1時間に1度、周辺温度を計測してクラウドに送信」という要件の場合、その動作時間のほとんどが待機ということになりますが、通常は待機中といえども、電力を消費しています。

マイコン単体でも省電力モードへをサポートしており、単体でも低消費電力化が可能ですが、マイコンに合わせてレジスタにビットを立てたり、時刻の計算を2進数で行ったりと、高度なスキルが要求される事が多くあります。

RTC とそれに連動する電源があれば、簡単に “寝かせる” ことができ、待機電力の無駄を手軽に削減できます。Wio Extension - RTC を使用すること、これを容易に実現することができます。

Wio Extension - RTC 自体の消費電力

Wio Extension - RTC 自体も、RTC という部品に電力供給する必要があるため電力消費が発生しますが、“1μA 以下” と、非常に小さい電力で動作します。

一方で、これだけ消費電力が小さいと、モバイルバッテリーなどは自動 OFF 機能が働いてしまい、 Wio Extension - RTC からの電力回復をしようとしても電力供給されないということがあります。これを回避するためには、「微弱な電流でも給電できる」モバイルバッテリーや、「乾電池を束ねて利用するタイプ」のモバイルバッテリーをご検討ください。

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