XBee ZigBee RS-232CやUSB によるPCとの接続

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 このページではXBee ZigBee をPCにRS-232Cなどで接続する方法について説明します。

XBeeモジュールとパソコンとの接続回路

 Starter Kit ZB(ZigBee)にはXBee(ZB)とパソコンを接続する評価ボードが付属していますが、XBeeモジュール(ZB)を単品で買った場合は接続回路が必要です。
 シリアル(RS-232C)で接続する場合は「Windows シリアルへの接続とCOMポート割り当ての変更方法」を参照してください。

XBee(ZB)端子
(20pin 2mm)
ADM
232
XBee基板用RS-232C端子(D-SUB-9)
オス端子 メス端子
DOUT (2) TX1 TX (3) RX (2)
DIN (3) RX1 RX (2) TX (3)
RTS (16) RX2 RTS (7) CTS (8)
CTS (12) TX2 CTS (8) RTS (7)
- - DTR(4)→DSR(6) DTR(4)→DSR(6)
PC接続 - PCとクロス
ケーブル接続
PCとストレート
ケーブル接続

 また、XBeeモジュール(ZB)の5番ピンのRESET入力と20番ピンのAD0入力をGNDに接続するためのプッシュスイッチや、13番ピンのON端子と15番ピンのASCにLED(1kΩ抵抗を経由してGNDへ)が必要です。X-CTUのファームウェア更新などでリセットをかける場合があるのと、ネットワークへの参加や解除を行ったり、参加状況や動作状況やなどを確認するためです。

XBee(ZB)端子
(20pin 2mm)
接続方法 役割
RESET (5) プッシュスイッチ(対GND) 更新時などのリセット
ON (13) LEDと直列1kΩ抵抗(対GND) 動作状況
ASC (15) LEDと直列1kΩ抵抗(対GND) ネットワーク参加状況
AD0 (20) プッシュスイッチ(対GND) ネットワーク参加設定

 XBeeモジュールの電源は一般的な電子工作で用いられているDC5Vではないので注意が必要です。XBee ZB モジュールの電源仕様は2.1V〜3.6V・40mAとなっています。したがって、3.0〜3.3Vのレギュレータもしくは乾電池2本を用いて電源を供給します。また、XBee PRO モジュールは3.0V〜3.4V・295mAなので乾電池では駆動できません。

 下図は、シリアル端子(RS-232C端子)をクロスケーブルで接続するタイプのXBeeテストボードの製作例です。シリアル端子にはDサブ9ピンのオスを用いています。秋月電子製のH8 Tiny I/O BOAD TERA2やAKI-H8/3664BPとの接続の際にケーブルを使用せずに直接接続できるようにしています。したがって、パソコンとの接続にはクロスケーブルが必要になります。

XBeeボードの製作例
XBeeテストボードとH8 Tiny I/O BOAD TERA2(組立例)
マイコンボードの例
秋月電子 AKI-H8/3664BP(組立例)
マイコンモジュールの例
秋月電子 AKI-H8/3664F(組立例)

 下図はスイッチやLED、外部コネクタを省略した簡単なXBeeテストボードの製作例です。実装されているのはリセットスイッチ、ネットワーク参加スイッチ、3V電源レギュレータ、RS-232Cレベルコンバータです。

XBeeテストボードの製作例
XBeeテストボードの製作例

 今回は、DSRやフロー制御RTS/CTSは使用していません。DSRが出ないと接続を検出できない機器と接続する場合は、シリアル端子のDTR(4)入力をそのままDSR(6)に出力するのが最も簡単です。あるいはADM3202ANのTX2が余っているので、ADM3202ANのTX2入力をGNDに接続してTX2出力をシリアル端子のDSR(6)に接続しても良いでしょう。ただし、将来的にRTS/CTSの対応に備えたい場合は、ADM3202ANのTX2をCTSに使用する必要が発生し、ポートが不足してしまいます。なお、クロスケーブルには結線方法の違いで複数のタイプがありますので、接続相手の動作やクロスケーブルのタイプによっては接続方法を見直さなければならない場合があるかもしれません。

 下図はDSRやフロー制御RTS/CTSに対応しない場合の簡単なテストボードの配線例です。

XBeeテストボードの配線例
XBeeテストボードの基板パターン図
(参考:
XBee基板回路図)

 FTDI Chip社のUSB-Serial変換チップFT232RLを使った場合の製作例は下図のようになります。3.3Vレギュレータ(最大50mA)がFT232RLチップに内蔵されているので、外付け部品はほとんど要りません。

XBee End Deviceボードの製作例
XBee End Deviceボードの製作例

 しかし、表面実装部品のFT232RLをユニバーサル基板で使用するには変換基板が必要です。製作例ではラトルズ出版の「プリント基板で作るPIC応用装置()」に付属しているFT232RL基板を使用しました。プリント基板のみも割安で市販されています。

 ラトルズの「プリント基板で作るPIC応用装置」は下記から購入可能です。右側の「No image」の方は基板のみの販売です。

プリント基板で作るPIC応用装置
書籍+基板 基板のみ
上記の書籍や基板にFT232RL基板が含まれています。
しかし、XBee等は含まれてません。


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