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SORACOM Air for セルラー

LTEモデム搭載プロトタイプ向けデバイス Wio LTE をセットアップする

はじめに

このドキュメントでは、LTEモデム搭載プロトタイプ向けデバイス Wio LTE JP Version (以降、Wio LTE) のセットアップ方法を紹介します。

当ガイドの前提は以下のとおりです。

基礎知識: Wio LTE の準備

Wio LTE を使うためには、以下の準備を行います

セルラー通信を利用した開発を行う場合、追加で下記の準備を行います

アンテナ2本と、microUSBをPCに接続した様子

SIMの取り付け方については LTEモデム搭載プロトタイプ向けデバイス「Wio LTE」への素朴な疑問へのお答え をご覧ください

センサーを利用した開発を行う場合、追加で下記準備を行います

下記は「ブザー(左)」と「GPS(右)」を取り付けた例です

基礎知識: Wio LTE の “通常モード” と “DFUモード”

Wio LTE は2つのモードを持っています

  1. 書き込まれたプログラムを実行する「通常モード」
  2. プログラムを書き込むことができる「DFUモード」

これらのモードの切り替えは Wio LTE 上の RSTボタン と BOOTボタン の組み合わせで行います 各ボタンの位置は下記のとおりです( Wio LTE の表裏にボタンがあるため、横からみた図で確認ください)

この操作は Wio LTE の開発で何度も行うことになります

「通常モード」での動作のさせ方

microUSBをPC等に接続して電源が供給されると Wio LTE は 通常モード で起動します もしくは、起動中の Wio LTE の RSTボタン を押すと、通常モードに移行します

RSTボタンを利用した通常モードへの移行動画 ※動画ではmicroUSB接続をしていませんが、実際は接続した状態で行ってください

「DFUモード」での動作のさせ方

microUSBをPC等に接続して電源が供給された「通常モード」の Wio LTE に対して、下記操作を行います

  1. BOOTボタン を押し、押し続けてください
  2. RSTボタン を押し、離します
  3. 押し続けていた BOOTボタン を離します

DFUモードへの移行動画 ※動画ではmicroUSB接続をしていませんが、実際は接続した状態で行ってください

各モードの確認方法

Windows の場合

通常モード

デバイスマネージャの ユニバーサル シリアル バス デバイス の一覧に STMicroelectronics Virtual COM Port が表示されていれば、通常モードで動作しています

DFUモード

デバイスマネージャの ユニバーサル シリアル バス デバイス の一覧に STM32 BOOTLOADER が表示されていれば、DFUモードで動作しています

macOS の場合

通常モード

システム情報の USB の一覧に STM32 Virtual ComPort in FS Mode が表示されていれば、通常モードで動作しています

DFUモード

システム情報の USB の一覧に STM32 BOOTLOADER が表示されていれば、DFUモードで動作しています

ステップ 1: Wio LTE の開発環境を準備する

Wio LTE を用いた開発を行う時には、下記ソフトウェアを利用します。

Arduino IDE のインストール

Wio LTE の開発(ソースコード記述、コンパイル、バイナリファイル転送)には、Arduino IDEを利用します。 Arduino のサイトから Arduino IDE をダウンロードし、表記に従ってインストールしてください。

Download Arduino IDE

ボード定義のインストール

Wio LTE を Arduino IDE で扱えるようにするための機能を追加します

  1. Arduino IDE を起動します
  2. Arduino IDE の [ファイル] > [環境設定]
    1. 下記URLを 設定タブ にある “追加のボードマネージャのURL:” へ入力して、保存をクリックします https://raw.githubusercontent.com/Seeed-Studio/Seeed_Platform/master/package_seeeduino_boards_index.json ※追加の様子: 追加の様子
  3. Arduino IDE の [ツール] > [ボード] > [ボードマネージャ]
    1. 一覧の中から Seeed STM32F4 Boards by Seeed Studio を選択しインストールをクリックします seeed stm32 で検索すると見つけやすいです

上記の手順の動画です

Windowsの方へ

Arduino IDE を初めて起動するときにファイアウォールのウィンドウが開くことがあります。この時は「プライベートネットワーク」「パブリックネットワーク」双方にチェックを付けてください

Wio LTE ライブラリのインストール

実際のプログラム(Arduino では スケッチと称します)で Wio LTE が使えるようにするライブラリを追加します

  1. Arduino IDE を起動します
  2. Arduino IDE の [スケッチ] > [ライブラリをインクルード] > [ライブラリを管理…]
    • 一覧の中から Wio LTE for Arduino を選択しインストールをクリックします ※ wio lte で検索すると見つけやすいです

上記の手順の動画です

依存するソフトウェアのインストール

Wio LTE を開発するための依存するソフトウェアをインストールしていきます。 OS別に必要なソフトウェアが異なります。

Windows の場合

Windows では、以下2つのソフトウェアをインストールします

WinUSB ドライバ

Wio LTE を DFU(Device Firmware Upgrade) モード に切り替えてファイル書き込みを行う際に必要なドライバです

  1. Zadigサイト のDownloadにある Zadig 2.3 をクリックして、zadig-2.3.exeをダウンロードします
  2. Wio LTE を DFUモード に切り替えます
  3. zadig-2.3.exe を起動します
  4. zadig-2.3.exe の [Options] > [List All Devices]
  5. STM32 BOOTLOADER を選んだ後、Driver欄の左を STTub30 、右を WinUSB に変更してから、Replace Driverをクリックします

デバイスマネージャの ユニバーサル シリアル バス デバイス の一覧に STM32 BOOTLOADER が表示されていれば成功です

上記の手順の動画です

Virtual COM Port ドライバ

Wio LTE を通常モードで動作させた際に、Wio LTE にシリアルポートでアクセスするためのドライバです

Virtual COM Port ドライバは Github上の SeeedJP/WioLTEforArduino - InstallVCOMDriver-ja の手順に従ってファイルの入手とインストールを行ってください

TeraTerm

Wio LTE からのシリアルコンソールを読み書きするためのソフトウェアです

検索エンジンで TeraTerm を探し、ダウンロードとインストールを行ってください

上記の手順の動画です

macOS の場合

macOS では、以下1つのソフトウェアをインストールします

libusb

Wio LTE を DFU(Device Firmware Upgrade) モード に切り替えてファイル書き込みを行う際に必要なドライバです

注意: 本手順を完了するためには Xcode と、Xcodeの追加ソフトウェアである “Command Line Tools” が必要になります。あらかじめご準備ください

  1. Terminal.app を起動します
  2. 下記コマンドライン(2行)を実行し Homebrew と libusb をインストールします
$ /usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"
$ brew install libusb

ステップ 2: Wio LTE で開発してみる (LED点灯)

Wio LTE ライブラリに付属しているスケッチ例から、内臓のLEDを点灯させるサンプルを実行してみます

  1. Arduino IDE を起動する
  2. Arduino IDE の [ファイル] > [スケッチ例] > [Wio LTE for Arduino] > [basic] > [LedSetRGB]
  3. Wio LTE を DFUモード にする
  4. 新しく開いたウィンドウの 丸印に→ アイコン(マイコンボードに書き込む) をクリック
  5. Arduino IDE のウィンドウ下部に「DFU end」と表示されたら書き込み完了です
  6. Wio LTE を 通常モードにする (RSTボタンを押せば通常モードになります)

上記の手順の動画です

以上で Wio LTE 上のLEDが下図のようにカラフルに点灯します

ステップ 3: Wio LTE で開発してみる (デバイス稼働時間を SORACOM Harvest へ送信)

  1. SORACOM Harvest の設定をする
    1. SORACOM Webコンソール を開く
    2. SIMグループを作成する
    3. SIMグループの SORACOM Harvest の設定を ON にする
    4. Wio LTE に取り付けている SIM を SORACOM Webコンソール上で特定し、その SIM を先ほど作成した SIMグループ に所属させる
  2. Arduino IDE のスケッチを作成する
    1. Arduino IDE を起動する
    2. Arduino IDE の [ファイル] > [スケッチ例] > [Wio LTE for Arduino] > [soracom] > [soracom-harvest]
    3. Wio LTE を DFUモード にする
    4. 新しく開いたウィンドウの 丸印に→ アイコン(マイコンボードに書き込む) をクリック
    5. Arduino IDE のウィンドウ下部に「DFU end」と表示されたら書き込み完了です
    6. Wio LTE を 通常モードにする (RSTボタンを押せば通常モードになります)

以上で SORACOM Harvest 上で下図のように稼働時間が表示されるようになります

また Arduino IDE のシリアルモニタ (Windowsの場合はTeraTerm) でシリアルポートを開くと、下図のように Wio LTE からの出力を見ることができます

※注意: Windows の Arduino IDE のシリアルモニタは、 Wio LTE 開発においては動作が不安定になることがあるため、Windows の方は TeraTerm を使用してください

改造例

スケッチ例は60秒に1回の送信となっています

間隔を変更する場合はスケッチ内の #define INTERVAL (60000) の数値を変更してください ミリ秒で指定します(5000 と設定すれば5秒間隔で送信されます)

以降のステップ

センサーを取り付ける

Wio LTE は様々なセンサーを取り付けることができます

どのようなセンサーが取り付けられるのか、そしてそのスケッチ(プログラム)はどうすればいいのか、というご質問は LTEモデム搭載プロトタイプ向けデバイス「Wio LTE」への素朴な疑問へのお答え をご覧ください

SORACOM の各種サービスを活用する

Wio LTE は SORACOM が提供しているほとんどのサービスを利用することが可能です

スケッチ例には SORACOM Harvest だけでなく SORACOM Funnel との連携の例が同梱されています

補足

USB電源供給について

当ガイドでは、microUSB ケーブルで PC と接続して電源供給しましたが、AC 電源から取得する場合は電流が 2A 以上供給できる USB 電源を使用してください。また、USBケーブルの抵抗が大きい場合、LTEモジュール電源をONしたときに再起動してしまう事象が発生していますので、製品に付属のケーブルや高品質なUSBケーブルを使用してください。

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