Raspberry Pi Pico Wを無線LANモジュールでネットワークに接続する方法

Raspberry Pi Pico Wは、IoTデバイスや組み込みシステムの開発に適したマイクロコントローラーボードです。このボードの特徴の１つとして、CYW43439無線LANモジュールが搭載されており、Wi-FiとBluetooth通信が可能です。このモジュールは、高性能なワイヤレス通信を低消費電力で提供し、セキュアな接続をサポートしています。

今回はCYW43439を使ってRaspberry Pi Pico WのMicroPythonで記述されたプログラムからネットワークにアクセスするための方法について解説します。

Raspberry Pi Pico Wに搭載された無線LANモジュール

「CYW43439」は、Broadcom（またはCypress Semiconductor、現在はInfineon Technologiesの一部）によって製造される無線LANモジュールです。このモジュールは、Wi-FiとBluetoothの機能を統合しており、IoTデバイスや組み込みアプリケーションに広く使用されています。

シルバーのシールドで覆われているチップがCYW43439です。

Raspberry Pi Pico WにCYW43439を搭載することで、Wi-FiとBluetooth通信機能を活用した多様なIoTプロジェクトやアプリケーションの開発が可能になります。これにより、インターネットへの接続、センサーデータの収集と送信、他のデバイスとの通信など、多くの機能が拡張されます。

CYW43439の詳細な仕様やデータシートは、以下のInfineon Technologiesの公式ウェブサイトで確認することができます。

作成したMicroPythonコード

このプログラムは、Raspberry Pi Pico WをWiFiネットワークに接続するための基本的なスクリプトです。WiFiのSSIDとパスワードを設定し、WLANインターフェイスをアクティブにして接続します。接続が確立されると、デバイスのIPアドレスが表示されます。ユーザーがプログラムを手動で停止した場合、デバイスはリセットされます。

コード解説

1. インポート:
   • networkモジュールをインポートして、ネットワーク機能にアクセスします。
   • socketモジュールをインポートして、ネットワークソケットを使用します（この例では使用されていませんが、HTTPリクエストなどを送信する場合に使用します）。
   • machineモジュールをインポートして、ハードウェアの制御に使用します。
   • sleep関数をインポートして、プログラムの実行を一時停止します。
2. WiFi設定:
   • ssidとpassword変数に、WiFiネットワークのSSIDとパスワードを設定します。
3. 接続関数:
   • connect関数を定義します。この関数は、Raspberry Pi Pico WをWiFiネットワークに接続します。
   • network.WLAN(network.STA_IF)を使用して、WLANオブジェクトを作成します。STA_IFは、Pico WをWiFiステーションモードで動作させます。
   • wlan.active(True)でWLANインターフェイスをアクティブにします。
   • wlan.connect(ssid, password)で指定されたSSIDとパスワードを使用してWiFiネットワークに接続します。
4. 接続待機:
   • while not wlan.isconnected():ループを使用して、WiFiネットワークへの接続が完了するまで待機します。接続が完了するまで、”Waiting for connection…”と表示されます。
5. IPアドレスの表示:
   • 接続が完了したら、wlan.ifconfig()[0]を使用してIPアドレスを取得し、コンソールに表示します。
6. 関数の呼び出し:
   • tryブロック内でconnect関数を呼び出して、WiFiに接続します。
   • except KeyboardInterrupt:ブロックは、ユーザーがキーボードで割り込みを送信した場合（通常はCtrl + C）に、Raspberry Pi Pico Wをリセットします。これは、プログラムが途中で停止した場合に、デバイスをクリーンな状態に戻すためです。

全体のソースコード

import network
import socket
import machine
from time import sleep

# WiFiのSSIDとパスワードを設定
ssid = 'YOUR_WIFI_SSID'
password = 'YOUR_WIFI_PASSWORD'

def connect():
    # WLANに接続
    wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
    wlan.active(True)
    wlan.connect(ssid, password)
    
    # 接続が完了するまで待機
    while not wlan.isconnected():
        print('Waiting for connection...')
        sleep(1)
    
    # IPアドレスを取得
    ip = wlan.ifconfig()[0]
    print(f'Connected on {ip}')
    return ip

try:
    ip = connect()
except KeyboardInterrupt:
    machine.reset()

このスクリプトは、IoTプロジェクトの基盤として使用することができます。WiFi接続が確立された後、さまざまなセンサーやアクチュエータを制御したり、インターネット上のサービスと通信したりするコードを追加することができます。

動作確認

先ほどのプログラムをRaspberry Pi Pico W上で実行すると以下のように、接続後に割り当てられたIPアドレスを取得できました。

まとめ

CYW43439無線LANモジュールは、Raspberry Pi Pico Wの強力な機能を拡張し、Wi-FiとBluetooth通信を可能にします。このモジュールは、2.4 GHzおよび5 GHzのWi-Fi、Bluetooth 5.0、低消費電力、およびWPA3セキュリティプロトコルをサポートしています。

これにより、Raspberry Pi Pico Wは、IoTデバイス開発、センサーネットワーク、スマートホームアプリケーションなど、多岐にわたるプロジェクトにおいて、効率的かつセキュアなワイヤレス通信を実現できますので、ぜひ活用してみてください。。