マイコンと無線モジュールの接続速度

トラ技2014年3月号の特集で、マイコンとスマホを接続する2つの方法が解説されています。USBで直接接続する方法と、無線モジュールで接続する方法です。今回は、この無線モジュールでスマホと接続する時の「マイコンシリアルポートの接続速度」について考察します。但し、スマホ側は、既に対応アプリが完成していると仮定します。

マイコンとスマホの接続2方法比較

Android端末とマイコンをUSB経由で接続する時には、マイコン側にアンドロイド・アクセサリ通信プロトコルを実装する必要があります。ルネサスのアプリケーションノートR01AN1965JJ0100にも詳細な解説がありますが、大変そうです。

一方、無線接続は、Wi-Fi/Bluetoothモジュールを、UARTのTXD/RXDと3.3V/GNDの4本を接続すればマイコン基板が動作するので、USB経由よりは簡単です。大変なスマホとの通信処理は、無線モジュールが代行するので、マイコンは、この無線モジュールとのUART送受信処理をすれば済むからです。

そこで、この無線モジュールを使ったスマホ接続を検討します。

Wi-FiとBluetooth比較

Wi-FiとBluetoothを比較します（トラ技掲載表に加筆修正、価格は、秋月電子HPから抜粋）。

モジュール	メリット	デメリット	代表的モジュール価格
Wi-Fi	・ネット経由で通信距離制約なし・通信セキュリティ高・通信速度≦数10Mbps	・直接通信形態対応のスマホは少ない・無線LAN設定が必要	XBee Wi-Fi(S6B):3680円
Bluetooth	・初期設定不要で使用可・周波数ホッピング機能でWi-Fiよりも正確なデータ通信	・通信距離：10～30m程度・通信速度≦240kbps	RN42XVP-I/RM:2200円

注目すべきは、Bluetooth無線モジュールが、特別な初期設定なしでスマホと接続できる点です。Wi-Fi無線モジュールのXBeeは、http://www.tunnelsup.com/videoなどで接続方法が紹介されていますが、Bluetoothの方が簡単です。但し、その分、通信速度がスレーブモード最大240kbps、通信距離も30m程度となりますが、マイコンUARTに接続して使うには丁度良い通信速度です。

というのは、マイコンUARTの速度は、任意に設定できる訳ではなく、CPU動作クロック速度を決めるとUARTに利用できる速度は限られた選択肢になるからです。その中で、Bluetooth通信速度をなるべく活かせる速度を選ぶことが効果的です。例えば、RL78/G1xテンプレート/32MHzの場合には、38.4kbps、LPC8xxテンプレート/30MHzの場合は、115.2kbpsなどです。テンプレート対象のマイコンでは、Wi-Fi速度を活かせないのです。