ミニIoT製作キット z-piciot-mini 誕生

8bit PIC/Wi-Fi/デバッガ/センサ搭載

IoTをスピード製作！そのハードウェア構成と特徴

ミニIoT製作キット z-piciot-miniは，8bit PICマイコンであるPIC16F17146を中心に構成され，Wi-Fiモジュールや温湿度センサ，液晶表示器などの周辺デバイスを備えています．各コンポーネントの主な仕様は以下のとおりです．

1. マイコン：PIC16F17146（20ピン，16kWプログラム・メモリ，32MHz内蔵発振器）
2. デバッガ：オンボード・デバッガ搭載（PICkit 4相当）
3. 通信モジュール：ESP-WROOM-02（IEEE802.11 b/g/n対応Wi-Fi）
4. センサ：DHT20（I$^2$C接続，温湿度計測対応）
5. ディスプレイ：AQM0802（8文字2行，I$^2$C接続）
6. 入出力：LED，スイッチ，可変抵抗
7. 電源：USB給電

これらのデバイスはCuriosity Nano Boardに接続されており，マイコンの入出力ピンを利用して制御できます．

ソフトウェア開発環境

ミニIoT製作キット z-piciot-miniは，Microchip社の開発ツールを使用してソフトウェアを作成します．主要な開発環境は以下のとおりです．

1. 統合開発環境（IDE）：MPLAB X IDE
2. コード生成ツール：MCC Melody
3. コンパイラ：MPLAB XC8（8bit PIC向け）
4. プログラマ/デバッガ：Curiosity Nano Board内蔵デバッガ

MPLAB X IDEはMicrochip社が提供する統合開発環境で，C言語でのファームウェア開発が可能です．MCC Melodyを併用することで，I$^2$CやUARTなどの周辺モジュールの設定をGUIベースで簡単に行えます．

Wi-Fi通信の実装

Wi-FiモジュールESP-WROOM-02を利用することで，インターネット接続が可能です．ESP-WROOM-02はUART通信を介してPICマイコンと接続され，ATコマンドによる制御が行われます．主な仕様は以下のとおりです．

1. 通信規格：IEEE802.11 b/g/n
2. 動作モード：Station/SoftAP/SoftAP+Station
3. 暗号化方式：WEP/TKIP/AES
4. インターフェース：UART（115.2kbps）

Wi-Fi経由でセンサ・データをクラウドに送信することで，遠隔監視システムを構築することもできます．

PIC16F17146の内蔵モジュール

アナログ関連モジュール

PIC16F17146には，複数のアナログ・モジュールが内蔵されています．

1. 12bit A-Dコンバータ：最大17チャネル対応
2. 8bit D-Aコンバータ：アナログ信号生成が可能
3. アナログ・コンパレータ：2チャネル搭載

これにより，センサ信号の取得やアナログ信号の出力を直接行うことができます．

シリアル通信機能

PIC16F17146は，複数のシリアル通信プロトコルに対応しています．

1. EUSART×2：UART通信をサポート
2. I$^2$C or SPI×2：I$^2$CまたはSPIを選択可能

I$^2$Cを利用することで，DHT20温湿度センサやAQM0802液晶表示器と接続できます．

PWMとタイマ機能

PWM出力やタイマ機能も充実しており，モータ制御や信号処理に活用できます．

1. 16bit PWM×2：精密なデューティ制御が可能
2. 10bit CCP×2：PWMおよびキャプチャ/コンペア機能
3. 16bitタイマ×2，8bitタイマ×2

これにより，外部デバイスの制御やタイミング制御を高精度で実装できます．〈著：ZEPマガジン〉

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著者紹介

• 1971年　東北大学　工学部卒　大手通信機メーカにて制御機器開発に従事
• 1996年　ホームページ「電子工作の実験室」を開設
• 2003年　有限会社マイクロチップ・デザインラボ設立　代表取締役 計測制御システムコンサルタント，書籍執筆　セミナ講師
• 2012年　神奈川工科大学　工学部　客員教授

著書

1. "［VOD/KIT/Book/data］ラズパイPico W×ChatGPT APIで学ぶ 会話型IoTエッジ開発，ZEPエンジニアリング株式会社．
2. ［VOD/KIT］PICマイコン オールイン1日学習キット ，ZEPエンジニアリング株式会社．
3. ［VOD/Pi KIT］ラズベリー・パイで学ぶLinux＆Pythonプログラミング超入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
4. ［VOD/Pi KIT］ラズパイ×Node-REDで作ろう！IoTアプリ開発入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
5. 電子工作のための PIC16F1ファミリ活用ガイドブック，技術評論社．

参考文献

1. ［VOD/KIT］STM32マイコン＆Wi-Fiモジュールで学ぶ C/C++プログラミング入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
2. ［VOD/KIT］M5Stack Core2付き！ESP32で学ぶPython＆Arduinoプログラミング入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
3. ［VOD/KIT］STM32マイコン＆Wi-Fiモジュールで学ぶ C/C++プログラミング入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
4. ［VOD/KIT］M5Stackで一緒に作ろう！IoTセンシング・エッジ×クラウド連携システム開発［改訂版］，ZEPエンジニアリング株式会社．
5. ［VOD/KIT］実習キットでできる！ラズパイPicoでマイコン入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
6. ［VOD/KIT］LabVIEW×Arduino！初めてのパソコン計測＆制御【改訂版】，ZEPエンジニアリング株式会社．