製品ハードウェア設計上の注意点

当社は CWTNU22 コアモジュールの参考回路図を提供しており、二次開発時の参考として利用できます。以下ではハードウェア設計時の重要な注意点を重点的に説明します。

1. 電源設計

① コアモジュール電源

-推奨電圧: 3.3V（安定動作範囲 3.0V〜3.6V）

-静止電流: 約20 mA以下

-ピーク電流: Wi-Fi接続/通信時は 450〜500 mA に達することがあります（切断や再起動を防ぐため、電源は少なくとも 600 mA 以上の余裕を持たせることを推奨）

-推奨: LDO を使用し、モジュール近傍に 10 uF + 0.1 uF のデカップリングコンデンサを配置してください。

② 音声再生部の電源

-3.3V〜5V電源に対応

-5V給電時は、コアボード回路図の例のように M7 ダイオードを直列に入れて降圧し、内部ICを保護してください

-代表電流: 待機/システム鈴音時 約15〜20 mA、USBメモリ挿入時 約40〜60 mA

③ アンプ回路の電源（ユーザー設計）

-アンプICは通常 5V またはそれ以上の電圧を使用します（例: TPA31xx シリーズは 5〜24V が一般的）

-電流要求は比較的大きく、ミュート時の数mAから最大出力時の数百mA〜数Aまで変動するため、コアモジュールとは分離した独立電源とし、ノイズ結合を避けてください

-推奨: アンプ電源とデジタル回路の電源を分離し、インダクタやLCフィルタで高周波ノイズを抑制してください。

④ MCU 部分（ユーザー設計）

3.3V 系 MCU を推奨します。CWTNU22 コアモジュールの UART レベルと直接一致し、追加のレベル変換が不要です。

MCU は主にコアモジュールの UART プロトコル（115200bps、毎秒4フレーム）を解析し、表示器を駆動します。

⑤ その他周辺回路の電源（ユーザー設計）

-表示器（TFT / OLED / 7セグ等）: 選定した部品に応じて電流を見積もり、30%〜50% の余裕を確保してください。

-高出力制御（リレー / 外部アンプ等）: 電流変動が大きいため、独立電源と十分な余裕を確保し、電圧降下や過負荷を防いでください。

-全体推奨: 単一路入力 + 複数レギュレータ分配構成とし、実際の回路に応じて十分な電源マージンを確保して安定動作を保証してください。

コアモジュールの設計は回路図を参照し、特に起動時のピンレベル要件に注意してください。

UART1_TXID（11番ピン）は外部MCUに接続され、起動後に必ず High レベルを保持する必要があります。

多くのMCUのGPIOは起動初期にはフローティング入力であり、通常はモジュールより先に電源投入と初期化が完了します。モジュールが誤って Low をサンプリングして異常起動するのを防ぐため、以下を強く推奨します:

-モジュール側の UART1_TXID ピンに 3.3V への 10kΩ プルアップ抵抗を追加する

-MCU ファームウェア初期化時に、対応ピンを Low 出力に設定しない

音楽デコード部には KT404C チップを採用しています。

回路図には、音楽チップの基本周辺回路、音声出力、TFカードソケット、USBインターフェース（USBメモリ再生対応）、およびシステム音声パラメータ保存用 Flash チップ回路が示されています。

完全版回路図と KT404C データシートは本ページ最下部のダウンロードリンクを参照してください。

PCB配線では USB信号線を差動・等長設計 にすることが特に重要です。

本チップは DACL（左）と DACR（右）のステレオ出力に対応します。

Flash 型番は 25Q128 で、量産前にファームウェアを書き込む必要があります（ファームウェアは後日提供予定）。

大半の 25Q128 互換品に対応しますが、リスク低減のため、まずは開発検証時に使用したメーカー品を優先してください。Flash メーカーを変更する場合は、量産前に十分な検証を完了してください。

システム安定性を高め、音楽チップの異常フリーズを防ぎ、待機電力を効果的に抑えるため、上図のような電源制御方式、つまり音楽再生が必要なときだけ音楽デコード回路へ給電する構成を推奨します。製品設計ではこの電源制御回路を残すことを強く推奨します。

サンプルでは 8002 音声アンプ IC を使用しています。ユーザーは実際の要件に応じてアンプ部を省略または再設計できます。

音楽チップ出力はステレオ信号です。モノラルアンプ IC を使う場合は、左右チャンネルを RC ネットワークで合成してからアンプ入力へ接続することを推奨します。

サンプルでは、コアモジュールの SP_POWER ピンと音楽チップの SP_BUSY ビジー信号を用いてアンプのオン/オフ制御を行っています。

アンプ出力が大きい場合は、コアモジュールの PLAY_STATUS ピンでアンプのイネーブルを制御することを推奨します。

6. MCU + 表示部

この部分の回路とプログラムは、具体的な製品要件に応じてユーザーが設計・開発します。例えば:

-7セグLEDで時刻/状態/アラーム情報を表示する

-文字/グラフィックLCD（LCD/OLED/TFT等）でより豊かなUIを構成する

-またはその他の独自表示方式を採用する

MCU は UART 経由で CWTNU22 コアモジュールから送信される状態、再生、時刻などのデータを受信し、プロトコルパケットを解析して対応する表示デバイスを駆動し、リアルタイム更新を実現します。

MCU の動作電圧は 3.3V を推奨します。CWTNU22 コアモジュールと IO レベルが完全に一致し、レベル変換回路による追加コストや潜在的問題を回避できます。

当社は液晶表示モジュールのセットソリューションも提供しており、詳細なハードウェア回路図と参考ファームウェアサンプルを含みます。

お客様はサンプルプログラム中のプロトコル解析と処理ロジックを参照することで、開発期間を短縮できます。

注: サンプルプログラムは参考用です。

INFO 情報出力インターフェース

CWTNU22 コアモジュールは UART インターフェース（UART1_TX）を通じて関連情報を送信します。現在 UART パラメータは固定で、変更できません。

このインターフェースは主に表示機能拡張に使用され、時刻、アラーム状態などの情報を出力できます。使用しなくてもシステムは正常に動作します。

当社は2種類の機能基板（音楽アラーム時計コアボード、CWTNU22 評価テストボード）と1つの表示モジュールを提供しています。詳細は下記説明をご覧ください。

本ページの設計資料は、ユーザーが素早く理解し二次開発を進められるようにするための参考・学習用途として提供しています。

参考設計資料:（ダウンロードページ参照）

-回路図

-完全プロジェクト（LCSC EDA 工程）

パッケージライブラリや BOM が必要な場合は、工程からご自身でエクスポートしてください。

評価ボードはソリューション概要の 機能構成トポロジ図 に沿ってハードウェアを分割配置しており、各回路ブロックの役割を分かりやすく理解できます。

主な特徴:

① テストソケット設計: 評価ボードはキャステレーション対応のプローブソケットを採用しており、コアモジュールを素早く交換して機能検証できます。

② 複数RTC対応: 基板上で4種類のRTC型番をジャンパで切り替え可能で、異なる型番の性能評価に便利です。

③ 書き込み対応: Type-C 書き込みインターフェースを搭載しており、コアモジュールへ直接ファームウェアを書き込めます。

注意事項:

① 書き込みジャンパ: 自動書き込み回路部分には4個のジャンパがあります。書き込み完了後は、他機能に影響しないよう全て外してください。

② RTC 型番選択ジャンパ: RTC回路部分には4組のピンヘッダがあり、それぞれ4種類のRTC型番に対応します（詳細は基板シルク参照）。同時に選択できるのは1種類のみです。

参考設計資料:（ダウンロードページ参照）

-回路図

当社は 1.77 インチ TFT 液晶表示モジュール（解像度 128 x 160、ST7735 ドライバ）を提供しており、MCU は GD32E230F8P6TR を採用しています。

CWTNU22 コアボードと組み合わせて、時刻、アラームなどの基本情報を表示できます。

参考設計資料:（ダウンロードページ参照）

-回路図

-液晶モジュール参考コード

1. 生産上の注意事項

1.1 部品調達

-CWTNU22 コアモジュール:

標準出荷は最新バージョンです（ソフト変更履歴は更新履歴参照）。旧バージョン指定が必要な場合は事前にご相談ください。現在のソフトウェアバージョンは [情報&アップグレード] ページで確認できます。

-KT404C 音楽デコーダチップ:

調達時は必ずサプライヤへチップの チェックコード を確認してください。現在推奨 / 検証済みのチェックコードは 2CFE です。ロットやメーカー差異により、非適合コードでは再生異常が発生する可能性があります。

-25Q128 Flash チップ:

開発検証段階で使用したメーカーと具体型番（例: Winbond、Macronix など）を優先することを強く推奨します。メーカー変更が必要な場合は、ファームウェア書き込みや音楽再生安定性を含む十分な機能検証を完了してから量産調達へ進み、互換性リスクを回避してください。

1.2 生産準備

-25Q128 の書き込み:

SMT 実装前に、ライタを使って音声ファームウェア（ダウンロード資料参照）を Flash チップへ書き込んでください。

音声ファームウェア容量は 16M 近いため、CH347 チップ搭載ライタを推奨します。数量が多い場合は、専門の書き込み業者へ委託することを推奨します。

2. factory test フロー

2.1 テストすべき機能

製品の組立完了後、各コアモジュールが正常に動作することを保証するため、出荷前機能試験が必要です。主な確認項目は以下の通りです:

-表示機能: 通電後に画面が正常点灯するか、表示内容が鮮明かつ完全か、明らかな欠点や異常がないかを確認します。

-ネットワーク機能: コアモジュールの Wi-Fi RF 性能が正常かを確認します。（注: モジュール単体は出荷前に100%試験済みですが、組立や後工程異常を防ぐため完成品段階で再確認が必要です。）

-RTC リアルタイムクロック（搭載製品の場合）: 電源断後も時刻が継続するか、再投入後に時刻保持と読出しが正しいかを確認します。

-音声およびストレージ関連機能:

-スピーカー/音声出力が正常に鳴るか

-システム鈴音や通知音が正常再生できるか

-TFカード読取回路が正常か（認識 + 正常再生）

-USB回路が正常か（USBメモリ認識 + 正常再生）

2.2 factory test 準備

① Wi-Fi (2.4G) テスト準備:

-SSID: “iottimer”

-パスワード: “12345678”

可能であればルーターのゲストネットワークを優先してください。スマートフォンのテザリングは接続台数が少なく、安定性もやや劣る場合があります。

② TFカード準備:

TFカードのルートに “10” フォルダを作成し、その中に “001_xx” 形式の音声ファイルを配置してください（少なくとも 001 で始まるファイルを含めてください）。

③ USBメモリ準備:

USBメモリのルートに “10” フォルダを作成し、その中に “001_xx” 形式の音声ファイルを配置してください（TFカードと異なる内容にすると再生判別が容易です）。

2.3 推奨 factory test 手順

① TFカードとUSBメモリを対応するインターフェースへ挿入します。

② 機能キーを押しながら製品へ給電:

-デバイスは factory test モード に入ります

-システム音声: “全パラメータを工場出荷状態に復元しました”

-この時点で全パラメータが工場出荷値へ戻ります。

③ 機能キーを短押しして “ネットワークテスト” へ移行:

-デバイスは自動で “iottimer” ホットスポットへ接続し、NTP ネットワーク時刻同期を行います

-同期成功後、時刻を RTC へ書き込みます

-成功 / 失敗いずれも音声で案内されます

④ さらに短押しして “TFカード再生テスト” へ移行:

-TFカードの “10” フォルダ内にある “001_xx” 音声を自動再生します

⑤ さらに短押しして “USBメモリ再生テスト” へ移行:

-USBメモリの “10” フォルダ内にある “001_xx” 音声を自動再生します

⑥ 一度電源を切り、一定時間後に再投入して時刻保持を確認:

RTC 非搭載製品ではこの手順を省略できます

-キー短押しで音声報時を聞くか、表示画面で現在時刻を確認します

-RTC の停電保持機能と歩度を確認するための手順です

-推奨停電時間:

• 時刻を記憶しているかだけ確認する場合 → 1分以上

• 外付け水晶の歩度精度を確認する場合 → 24時間以上

注意事項:

-factory test フローは途中で電源断しても構いません。例えば工場出荷状態への復元だけが必要なら、音声案内後に電源を切って問題ありません。

-factory test 各手順の状態はすべて システム情報フレーム で出力され、クライアント側で解析して表示画面へ状態やメッセージを表示できます。

一部機能項目の詳細説明

大部分の設定項目はUI上で直感的に理解できます。少数の特殊項目について、ここでは画面と合わせて詳しく説明します。

注: ソフトウェアのアップグレードや最適化により、一部画面表示が異なる場合があります。

アップグレード説明

現在、自動プッシュ機能は提供していません。アップグレードが必要な場合は、Web画面から手動で操作してください: [ツール] -> [デバイスアップグレード]