STマイクロエレクトロニクスの汎用32bitマイコン開発ボード「STM32 Nucleoボード」と、温湿度・大気圧＋ GNSS（*）位置情報検出用ソフトウェア「FP-ATR-SIGFOX1」を使い、Sigfox通信でデータ取得できるか試してみます。
（*Global Navigation Satellite System : 全地球航法衛星システム）

Sigfoxにも位置情報サービスはありますが、GNSSではより高精度の位置情報を取得可能です。
~~FP-ATR-SIGFOX1はお試し用のソフトウェアなので、ハードウェア以外（ソフトウェアおよび登録、通信費）はすべて無料で使えます~~。DevKit（開発キット）向けの1年間の無償回線利用サービスは2022年に終了しています。
最終的には、取得した温度などのセンサ･データとGNSS位置情報をクラウドに上げるところまで試してみます。

全体の構成は以下の通りです。
本記事では、下記「①: セットアップ」について、組立およびソフトウェアの設定（＋Sigfoxネットワークの初期設定）をメインに説明します。
①：セットアップ
②：Sigfoxネットワーク通信の動作確認
 ③：クラウド利用のための設定例

1．ハードウェアの準備

【用意するもの】

①　STM32 Nucleoボード：NUCLEO-L073RZ
②　Sub-GHz トランシーバIC 「S2-LP」搭載のSTM32 Nucleo機能拡張ボード：X-NUCLEO-S2868A1 もしくは X-NUCLEO-S2868A2（*1）
③　GNSS*測位ICモジュール搭載のNucleo機能拡張ボード：X-NUCLEO-GNSS1A1
④　MEMSセンサを搭載したNucleo拡張ボード：X-NUCLEO-IKS01A2 or X-NUCLEO-IKS01A3
⑤　パソコン（Windows10）
⑥　USBケーブル（USB-Mini）

4枚のボードおよび、パソコンとUSBケーブルを用意します。
*1：Sigfoxネットワークを利用するためには、X-NUCLEO-S2868Axを事前に「Sigfoxデバイス登録」する必要があります。登録方法はこちらの記事で紹介していますが、少し時間がかかります。なお、既に登録設定済みのボードがあればそのまま流用可能です。

オプションとしてBluetooth® Low Energyモジュール搭載のSTM32 X-Nucleo機能拡張ボード(X-NUCLEO-IDB05A1)を追加することで、動作中のセンサ・スレッショルドを変更することもできますが、この記事では取り上げません。傾き検知やオリエンテーション（方向検知）をトリガにしたデータ送信ができるようになります。

各種ボードの設定について

ジャンパ設定

上記③以外はデフォルト設定で使用するため、過去の使用で設定変更されている場合は、デフォルト設定に戻してください。
③X-NUCLEO-GNSS1A1については、以下の通りジャンパ変更が必要です。

ジャンパ・オフ（オープン）: J3, J5, J6, J7, J8, J11, J12, J13
ジャンパ・オン（クローズ）: J2, J4, J9, J10, J14, J15

なお、デフォルト設定から変更する場合、以下5か所のジャンパ変更操作でOKです。
J3外す→J2へ移動（UART_RXをD1/RXピンへ（STM32_PA2））
J13外す→J10へ移動（SYS_RESETn→D9/PWMピンへ（STM32_PC7））
J11外す（I2C_CLOCKを非使用（D15/SCLピンを空ける））
J12外す（I2C_CLOCKを非使用（D14/SDAピンを空ける））
J6外す（PSS非使用（D6/PWMピンを空ける））

接続構成

STM32マイコンと各機能拡張ボードの主要ICとの接続インタフェースは下図のようになります。

2．ソフトウェアの準備

STM32CubeProgrammerのインストール

（既にインストール済みであればスキップしてください）

初めてパソコンでSTM32 Nucleoボードを使用する場合、STM32CubeProgrammer（旧ツール：ST Link Utility）をインストールしてCOMポート･ドライバなどを入手します（この記事ではSTM32CubeProgrammerは使用しませんが、ドライバなどが必要になります）。
このツールはSTM32マイコンにファームウェア・プログラムを書き込む際に必要です。OSプラットフォームによって複数用意されているので、該当するものを選択してください。

ダウンロードはこちらから: STM32CubeProgrammer

ダウンロード･ファイルを解凍した後は、実行ファイルを起動して案内にしたがってインストール。

動作用ソフトウェアの入手

デモ用プログラム・ファイルのダウンロード

STのウェブサイトからソフトウェア･ファイルをダウンロードします。

ダウンロードはこちらから: FP-ATR-SIGFOX1

ファイルの確認

ダウンロードしたファイルを解凍すると、そのまま統合開発環境用の作業フォルダができあがります。Projectsフォルダから階層を下っていくと、binaryフォルダ内に今回使用するデモ用プログラム･ファイル（バイナリ・ファイル）が用意されています。手持ちのボード構成に応じて、使用するSTM32用のバイナリ・ファイルを確認しましょう。

保管場所例（NUCLEO-L073RZ）：
Drive:...\STM32CubeFunctionPack_SIGFOX1_Vx.x.x\Projects\STM32L073RZ-Nucleo\Applications\Sigfox\AssetTracker\Binary

使用するバイナリ・ファイル（ハードウェア構成違いによりいくつか用意）

パソコンに接続して書き込み・・・でもその前に。

次に、STM32 NucleoボードのSTM32マイコンにソフトウェアを書き込む流れとなりますが、X-NUCLEO-S2868Ax（Sigfoxボード）を初めて使う場合、次の「３．Sigfoxネットワークの設定・登録」に進んでください（すでに設定が完了している場合は、スキップして「４．接続」へ）。

3．Sigfoxネットワークの設定・登録

Sigfoxネットワークを利用するためには、**ボード毎に発行されるID/PAC（登録ボードのID番号 / 認証コード）**を入手してSigfoxクラウドに登録する必要があります。おそらくこの作業が一番面倒ですが、以下の記事を参考にしてID/PACを取得・セッティングしてください。すでに設定済みのX-NUCLEO-S2868Axボードがあれば、そのまま流用可能です。

STM32マイコン開発ボードを使った、Sigfox評価環境を試してみた（１／２）
→記事内すべての作業が必要
STM32マイコン開発ボードを使った、Sigfox評価環境を試してみた（２／２）
→Sigfox.buyの完了まで（～４．Sigfoxデバイス登録まで）での作業が必要

YouTube video: Sigfox ST side registration

登録完了後、Sigfoxクラウド側で正しく見えていることが確認できたら次に進みます。

4．接続

ファームウェアの書き込み

まず、「動作用ソフトウェアの入手」でダウンロード＆解凍したFP-ATR-SIGFOX1の作業フォルダを開いておきます。パソコンにSTM32 NucleoボードをUSB接続すると、ドライバが正常であれば「NODE_XXXX」といったデバイスが認識されるはずです。
最初に確認した、書き込みたいファイル（バイナリ。*.bin）を対象のSTM32 Nucleoボードへドラッグ & ドロップ。ここでは「NUCLEO_L0_ALL_IKS01A2.bin」というプログラム･ファイルを「NODE_L073RZ」へコピーするだけでOKです。

保管場所例（NUCLEO-L073RZ）：
Drive:...\STM32CubeFunctionPack_SIGFOX1_Vx.x.x\Projects\STM32L073RZ-Nucleo\Applications\Sigfox\AssetTracker\Binary

組み立て

下図のように４つのボードを接続します（Arduinoコネクタどうしで接続）。STM32 Nucleoボードを一番下側にして、残りの拡張ボード（X-NUCLEO）を上に積み上げていくイメージです。拡張ボードの接続順番は特に気にしなくても問題ありません。

ボードをパソコンへ接続＆アンテナを接続

STM32 NucleoボードのUSBコネクタ（CN1）とパソコンをUSB-miniケーブルで接続します。
GNSSアンテナもここで接続して下さい。

以上でセットアップ完了です。

長くなりましたのでつづきは次回へ。
温湿度・大気圧とGNSS位置情報をSigfox通信で取得できるIoTキットを試してみた②