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ESP8285 WeMos D1 mini Lite を試しました。         2017.03.24

WeMos D1 mini Lite は ESP8285 を搭載し 価格は $3 です。
ESP8285 は 1MBのフラッシュメモリを搭載(内蔵)した ESP8266 です。
( D1 mini V2.x : 外部4MB Flash,  D1 mini Pro plus : 外部16MB Flash )


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購入:WeMos Electronic から WeMos D1 mini Lite が販売されています。
価格:$3.00 ( 335円 ), 送料=$1.76
輸送期間:9日。

Noduino ESP8285 mini WiFi module と言う 超小型のモジュールがあります。
価格:Aliexpress で 1個 $9 です。

Small ESP8285 USB Board


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Arduino IDE 開発環境の構築:
使用環境:iMac 27 OSX Mountain Lion + Arduino IDE 1.8.0 ( 1.8.1,1.8.2 :2017.03.23 )。

WEMOS Electronics の Get started in Arduino 「Using git version」を参照し
_ ターミナルでインストールします。
_ メモ:Arduino フォルダーの中に hardware フォルダーが無い場合は
_    事前に hardware フォルダーを作成しておきます。

1:例:ユーザー名が imac の場合。
cd Users/imac/Documents/Arduino/hardware
mkdir esp8266com
cd esp8266com
git clone https://github.com/wemos/Arduino_D1.git esp8266

2:
cd esp8266/tools
python get.py

結果:
1:Arduino / hardware フォルダーの中に ESP8266com フォルダーが作成されます。
2:tools フォルダーの中に esptool, mkspiffs, xtemsa-lx106-eif フォルダーが
_ 作成されます。

Arduino IDE:ツール / ボードに WEMOS D1 mini Lite が追加されました。

Arduino IDE:ボード WEMOS D1 mini Lite を選択します。


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WeMos D1 mini Lite レイアウト:


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Lチカ動作:
ボード上にある LED は GPIO_2 です。通常のLチカ スケッチで問題なく動作しました。
_ USB 5V 消費電流は 78mA でした。


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参照:
WIKI:ESP8266(英語)、 ESP8266(日本語)

WIKI :PFS-85 ( ESP8285 )

WIKI:Noduino NODEC

ESPRESSIF:ESP8285 Datasheet version 1.2 Copyright @ 2017

OSAKANA TAROのメモ帳:USBコネクタサイズに収まるESP8285搭載ボード

ESP8266 Community Forum :ESP8285 ENVIROMENTAL SENSOR

tindle:ESP8285 Development Board

Microne : High Speed LDO Regulators:レギュレーター

ROHM:EMH3 dual digital transistor:自動書き込み用トランジスター


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感想:
WEMOS D1 mini Lite V1.0.0:
_ 2017年3月7日に WEMOS CC Store から販売開始されました。
_ 価格:$3.00 で 送料が$1.76 で 総額 $4.76 です。5個で 1個$4 になります。
_ Aliexpress や ebay では 最近 送料がかかり業者があり総額の計算が必要です。

IOT とサイズ:
_ ESP32 ボードで ADC, DAC 等が可能な高機能化の道が開けてきました。
_ しかし ESP-WROOM-32 Dev Board は サイズが大きく ケースはどうするの
_ と言う感じです。IOT は小型化である事が重要で USB や 電源コンセントには
_ 入りません。この点 ESP8285 は 小型で装置内部に組み込みが可能です。
_ ただし、この ESP8285 は TELEC がなく 難題があります。

Noduino ESP8285 mini WiFi module:
_ Noduino ESP8285 mini WiFi module は 注文中ですので 入手後にトライして
_ みたいと思います。

TELEC:
_ WithOUT TELEC です。私は主に電波を使用しない装置作りが殆どです
_ ので 小型化が必要な装置にと考えています。


 

Written by macsbug

3月 23, 2017 at 6:16 pm

カテゴリー: ESP8266

ESP-WROOM-32 ブレークアウトボード

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こばさんのオリジナルなブレークアウトボード を作りました。      2017.03.09

ESP32 の Flash Frequency を調べていると「こばさんの wakwak 山歩き」の
サイトをに出会いました。自作ブレークアウトボード1号機、2号機に続き
3つ目の「オリジナルなブレークアウトボード」の出来が素晴らしく 頒布をお願
いしました。送付の対応も早くありがとうございました。

仕様:サイズは 50 x 50 mm。出力ピン数は 38 pin 。電源回路、USB入出力端子有り。
_  基板を切り取ると 50 x 37 mm になり小型化できます。
1枚 送料込み 250円で 2枚お願いし残りはゼロになりました。
電源とUSB FTDI,AUTO PROG は WeMos D1 mini Pro を使用しました。


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ハンダ付け:
_ 通常の端子:温度=400度。暖め1秒、ハンダ 1 mm 1秒 を2回。計 3秒。
_ GND、3V3端子: 450度。暖め1秒、ハンダ 1 mm 1秒 を2回。計 3秒。
_ ハンダパターンにスルーホールがありハンダ付けが容易で奇麗に仕上がります。
.

 こばさんのオリジナルなブレークアウトボード
_ 必要に応じで 基板の下側を切り取る事ができます。
_ ESP32の端子にスルーホールがあり ハンダがしやすく奇麗に仕上がります。
_ GNDパターンが充実しています。
_ 部品は秋月のもので出来る様になっています。
 部品面:線幅、ランド、スルーホール、
_ 両面パターンが素晴らしい出来具合です。
 裏面:
_ きめ細かな設計になっています。

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 スルーホールを利用し固定します:
_ ハンダ付けが凄くやり易いです。
 ESP32、コネクター、Push SW をハンダ付け:
_ コネクターは低メスを使用。

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 裏側のハンダ付け状態:
_ 放熱パターンのハンダ付けは難しい。
_ コネクターは先端をカットしてハンダ付けします。
 D1 mini Pro を両面テープで固定し配線します:
_ D1 mini Pro : EN = GND 処理する。
_ 配線は6本。3V3,GND,TX,RX,RST,D3

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 ハンダ付け完成:ハンダが「富士の裾野」の様に 奇麗に仕上がりました。

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完成試験:LED を接続して「 Lチカ」の試験。完成基板のサイズは 50mm x 50mm x 9mm。


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Flash Frequency を 40MHz にすると 低電圧駆動が可能:
_ 効果:こば氏 の情報によりますと Flash Frequency を 40MHz で書き込むと
_  消費電力は同じですが 電源電圧が 最低 2.05V でも動作可能との事です。
_  バッテリー駆動時に役に立つノウハウです。
_  尚、あまり電圧を低くすると ESP32 が壊れるとの事です。

Flash Frequency:
Arduino IDE での Flash Frequency の表示は 80MHz と 40MHz が設定されています。
boardds.txt に 26Mhz と 20MHz を追加すると 書き込みが可能です。

esp32.name=ESP32 Dev Module

esp32.menu.FlashFreq.80=80MHz
esp32.menu.FlashFreq.80.build.flash_freq=80m
esp32.menu.FlashFreq.40=40MHz
esp32.menu.FlashFreq.40.build.flash_freq=40m
esp32.menu.FlashFreq.26=26MHz
esp32.menu.FlashFreq.26.build.flash_freq=26m
esp32.menu.FlashFreq.20=20MHz
esp32.menu.FlashFreq.20.build.flash_freq=20m

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感想:
こば氏 設計の基板はサイトの画像を見て出来が良いのが解りました。
こば氏 自身はまだ改善の余地が幾つかあるとの事です。
支払いは アマゾンギフトで 初めてでしたが簡単で便利でした。
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直ぐ動作を試したい:と言う事で USB接続、電源、AUTO PROG機能付きの
WeMos D1 mini を取り付けて 即動作しました。
後は コネクターに使用するモジュールを基板に乗せて接続するだけになります。
デザインとパターンが良く奇麗で眺めていて楽しい基板です。
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電源考察:使用するコンデンサーは 低ESRの導電性高分子アルミ固体電解
_ コンデンサ OS-CONを使用すると効果抜群になる経験をしています。
_ 容量は 22〜47μF で良く Arduino の電源に使用していた物と同じタイプ
_ のものです。例として OS-CON 33μF 20V があります。
_ LDOは 入出力電位差の少ない物が同様の経験をしています。例として
_ NJM2845DL1-33 は 約0.18V です。
.
端子配列のデザイン:
端子の配列を接続するモジュールや基板に合わせると接続するだけで動作します。
理想はどのようなものがいいか まとめてはいませんが 以下の例があります。
1. LED Array ( GND, LED1,LED2, LED3, LED4, LED5, LED6 )
_ 
2. I2C ( VCC, GND, SCL, SDA )
_ 
3. SPI ( TFT : VCC, GND, CS, RESET, DC, SDI, SCK,LED, SDO,
_  TOUCH : T_CLK, T_CS, T_DIN, T_IRQ )
_ Espressif は ESP32 で この低価格TFT(240×320) を前提に計画を進めています。
_ 

こばさんの wakwak 山歩き:以下の記事は大変参考になりました。
_ ESP32 電源電圧を自己測定して過放電防止 (前編)
_ ESP32 電源電圧を自己測定して過放電防止 (後編


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Written by macsbug

3月 9, 2017 at 1:15 pm

カテゴリー: ESP32

The cheapest ESP32 Development Board

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最も安い ESP32 Development Board の構成。          2017.03.06

2017年3月現在 最安値で出きる組み合わせは 1351円 です。
ebay や Aliexpress での価格は 2500円以上になり 非常に高いです。

ESP32-T 基板に ESP-WROOM-32とコネクタをハンダ付けする必要があります。
ブレッドボードでの幅は両サイドに1列できるサイズです。



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価格: 総計 1351円。( 761 + 590 )   注:価格は円レートで変化します。

1:ESP32-T  Development Board 販売業者:

_  NO1:ebay :robot home 。  761円。 ( $6.65 )
_      輸送に時間がかかる。他の部品購入での経験。

_  NO2:ebay:flyfuntech2014 。953円。 ( $6.54 ) ( 731 + Tax 222 )
_      輸送期間は 10日 でかなり早いです。調査済み。
_      総額  1543円。送料分高いですが 急ぐ時はこの業者が良い。

2:ESP-WROOM-32 :590円。

_  NO1:日本アマゾン:マイクロテクニカ:10個で5900円。
_      輸送期間は 3日 で早いです。
_      マイクロテクニカさんの努力には 助かります。

_  NO2:DigitalMaker :920円 ( 756円 + 送料 164円 )。3/3に値下げ。
_      輸送期間は 翌日 で迅速です。


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ハンダ付け:
ESP32-T 基板に ESP-WROOM-32 とコネクタをハンダ付けする必要があります。

注:基板と部品を固定する事。
注:ハンダ付け時は ハンダを 半田ごての先 に付けない事。
注:高温 及び 時間を多く使用すると ESP32が壊れます。3秒以上はしない事。
注:事前に練習をする事。

1. 半田ごて先:ハンダメッキ 及び クリーニングし熱が伝わりやすい様にする。
2. ハンダ:周辺を磨き奇麗にしてゴミを取り除く。
3. 基板のパターンと 必要に応じて ESP の端子をクリーニングする。素手で触らない事。
4. 通常の端子:
_ 半田ごて先を 基板パターン と ESPの端子 に同時に軽くあてる。温度は 400度 2秒。
_ ハンダを 基板パターン と ESPの端子 の角にあてます。
_ ハンダが溶け始めたら 1mm以下で直ぐ離し 少量にする事。1秒。
_ 1秒で 少ないハンダが 基板パターン と ESPの端子の角に流れ込みます。合計で 3秒。
5. 電源,GND 端子:要注意の場所で最後に付けます。
_ 半田ごて先を 基板パターン と ESPの端子 に同時に軽くあてる。温度は 450度 2秒。
_ ハンダを 基板パターン と ESPの端子 の角にあてます。
_ ハンダが溶け始めたら 1mm以下で直ぐ離し 少量にする事。1秒。
_ 1秒で 少ないハンダが 基板パターン と ESPの端子の角に流れ込みます。合計で 3秒。
6. ハンダ付け後の処理: 基板と端子を アルコール か アセトン で クリーニングする。


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メモ:
_ ピン数:片側 19ピン。計 36ピン。
_ FTDI: CP2102 を使用。
_ LDO : MICREL LG33 ( MIC5219-3.3BM5 ):500mA-Peak Output LDO を使用。
_                Output current capability:500mA peak
_                Current Limit:Typical 700mA, Max 1000 mA
_                Dropout Voltage :IOUT 150mA = 175 mV:IOUT 500mA = 350 mV
_ LED : 基板上にある LED1 は GPIO_2 です。
_ AUTO PROGRAM回路内蔵:SMD code = J6 ( S9014 Transistor ) を使用。

_ ピン配置:
_  eckstein-shop に ESP32-ST Development Board と言う製品があります。
_  ESP32-ST は ESP-WROOM-32 が部品面に配置されています。
_  このサイトにピン配置( pdf )が示されており 今回のボードと同じ配置です。
_  


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GND,3V3 パターンの重要性:
_ ESP-WROOM-32 の GND,3V3 パターンは内部で幅広くレイアウトされ ハンダ付け時に
_ かなりの熱が必要となります。このデザインから基板設計時には GND,3V3 のパターン
_ は充分幅広く取る必要があります。国内で最初に販売された アダプターボードは
_ この重要なポイントが考慮されていません。


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国内製品との比較:
スイッチサイエンス:ESP8266 ボードの ESPr Developer rev 3 は
_ 2310円 ( 2160 + 150 ) です。高機能の ESP32 より 959円 も高い。
_ この価格だと ESP32-T  ボード + マイクロテクニカ の方が 遥かに得ですね。


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感想:
ESP32 Development Board の価格:
_ Aliexpress や ebay で販売開始された 2016年11月〜12月に ある業者は 1500円台で販売
_ し その後 横並びになり2千円以上となり打ち合わせた様な高価格となりました。
_ この程度の基板と部品点数の原価はかなり安いはずですが かなり高く設定されています。
_ もっと安くできるはずなのですが残念です。
_ 今後 国内で販売されると思われる 販売価格の判断基準になるかと思います。


Written by macsbug

3月 6, 2017 at 3:00 pm

カテゴリー: ESP32

USB ISOLATOR

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iMac の USB を 保護する為に USB ISOLATOR を使用しています。  2017.03.01
USB ISOLATOR は USB インターフェース を遮断するアダプターです。
電源は 外部電源から供給され 電子工作に集中する事ができます。

通常 USB の最大電流は 500mA で 電子工作で 使用する ESP8266 や ESP32
ESP-WROOM-32 は 消費電流 や 突入電流 が 非常に大きいとの話を聞いています。
場合によっては 接続している iMac の USB が壊れるかも知れません。
基板 中央の16pin IC で iMac 側と ESP 側が完全に遮断され 信号のみが伝わります。
消費電力の大きい ESPの電源は AC アダプター から供給され 安全になります。
技術的な理解はともかく 高価な iMac を壊さない為に使用し安心です。


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ESP32 ( ESP-WROOM-32 ) の 消費電流 の 調査と分析:
_ 電源の波形解析や詳細な調査をされ対策も記載されている記事があります。
_ 何度も読み直す程の内容があり 多大な努力に驚嘆しています。感謝!!
_ 是非、「ねむいさん」氏 と「mgo-tec」氏 の記事をお読み下さい。
_ その辺の技術書より 遥かに面白く 読み応え充分です。

ねむいさんのぶろぐ:
ESP-WROOM-32を使ってみる2 -そんな電源で本当に大丈夫か-
_ 丁寧な波形測定と解説は見事で改善策のデバイスの選択も素晴らしい。
:
mgo-tec電子工作:
ESP-WROOM-32 ( ESP32 )の消費電流を電流プローブ無しで測定してみました
ESP-WROOM-32 (ESP32) の 電流 測定 その2
_ 前回にも増して波形測定に工夫をされ のめり込む程の内容に驚きます。


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保護回路:
iMac の USB回路の入力には ポリスイッチ と言う保護素子がついています。
過大な電流が流れると 動作して オープン になり後段の回路を保護します。
記憶能力があり電源を切っても しばらく オープン状態 を保持しています。
この為に 再起動すると動かない場合があり 電源を切り 30分とか1時間後
とかに復帰し 起動が可能になります。

知らずとUSB端子をショートする場合もありますので良いかと思います。
周囲からのノイズ やスパイクを取り除き オーディオには効果があります。

古くは FireWire ポートの話もあります。
RATOC:Macの本体標準 FireWire ポートのご使用に関して


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購入:条件 は 電源が別 である事。
_ ebay:ADI ADUM4160 USB Isolator:価格:GBP 15.99、2235円。
_ 上記画像の製品は どのくらいの性能があるか評価はしていません。
_ 別電源が無い低価格の物は 使用しない事。
_ 下記の「USB Isolator USB-01」と比べるとかなり見劣りします。

国内販売: 以下の製品が理想的です。この製品は他の回路を圧倒しています。

アナログ回路のおもちゃ箱:USB Isolator USB-01:完成品:6.640円
_ 電源アダプターは 別途 用意されています。
_ 外部電源 (+6VDC) 供給時 は 低雑音LDO の ADP3338 から クリーンな
_ 5V・1Amax.を出力。
_ USBのデータ・ラインには サージ対策 及び ノイズ対策。
_ GNDパターンやレイアウト、部品点数を見ると細かな配慮がされています。
_ メモ:以下の基板のGNDパターンの作り方に注目してください。

日本アマゾンで他の製品を調べると 数万円と高いです。


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「アナログ回路のおもちゃ箱」:

_ 「アナログ回路のおもちゃ箱」氏の 技術力は 超ハイレベルです。
以下の記事は今回の電源問題やUSBの件で詳細に分析され設計・製作もされています。

アナログ回路のおもちゃ箱:
USB Isolator:PCのUSBポートと接続される周辺機器を絶縁します。

USBコネクターからの電源供給(1):外部からクリーンな電源をDACに供給。

USBコネクターからの電源供給(2):TPS7A4700内蔵USBコネクター。

USB Isolator for Analog Discovery:Analog Discoveryでスペクトラム観測。

突入電流制限可能なHigh Side P-Ch MOSFET Switch:突入電流を抑える実験。

USB コネクター と 線の長さ:「アナログ回路のおもちゃ箱」氏の 話では
_ USBケーブルで最も良いのは 一番古い 四角いコネクター との事。
_ 理由は コネクターによって 電流容量 が違うとの事です。
_ USB の線の 太さや 長さ は重要で 太く短い物 を使用する必要があります。
_ Analog Discovery を使用する時は ISOLATOR の件もありますが 10cm 程の
_ 長さで iMac 本体に直接接続すると良いとアドバイスしています。

ESP8266 最強の電源:
_ 氏からは ESP8266の最強の電源 を設計製作、計測する方法を教わりました。
_ 測定方法は 氏のページにもありますが SMA Connector を直付けし最短距離。
_ にする事です。試してみると その通りでした。
_ 


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感想:
USBケーブル:ESP8266 や ESP32 を接続するには USB ワイヤーは 太く短い
_ ケーブルを使用する事が大切です。例として消費電力が大きい場合は 百均
_ の細いUSBケーブルでは 動作しなくなる事を経験しています。
_ ワイヤーの太さ(抵抗値) が如何に電力に影響があるか解ります。
_ オームの法則:V= I * R で R(抵抗)があり I(電流)が大きいと影響が大です。

USB ISOLATOR: 価格が気になりますが iMac 本体価格よりも安いです。
_ 過去に iMac が再起動しなくなり 3時間とか半日於いて起動すると復帰した
_ 経験があります。原因はいろいろありますが結果的にポリスイッチが動作
_ した為と判断しています。iMac は高価ですから USB 入力端子を壊して
_ 修理すれば マザーボード交換 か 新規購入 しか手だてはありません。
_ それを考慮すると少しは高価でも USB ISOLATOR を接続する方が
_ 20〜30万の費用削減になると思います。

ESP32 ボードの設計:
_ 国内でアダプターボードや開発基板を設計・開発されている時期ですが
_ 「ねむいさん」氏 と「mgo-tec」氏 が示す 技術的検討を充分されて
_ 進めて頂きたいと希望しています。特に GND が如何に重要かですね。
_ 3月現在までの国内販売のアダプターボードを見ると まさかと思う位の
_ 悲惨な設計内容です。
_ 是非、技術力を高め 海外にも販売できる高性能な製品を期待しています。

注目するESP32開発ボード:「魔法の大鍋」ESP-WROOM-32のブレイクアウトボード
_ Make Faire Tokyo等で「超小型ドローン」を展示し各社の開発陣に販売する
_ 程の有名な「魔法の大鍋」氏が microSD付の ESP-WROOM-32の両面実装
_ ブレイクアウトボード を製作中です。氏は多層基板や超小型部品の基板も
_ 製作できるハイレベルの方です。現在 設計変更を含めた前段階で 完成までの
_ ツメの方法を熟知しています。なんと秋月でESPが販売されて直ぐ取りかかっ
_ たとの事でスピード感も素晴らしい方です。


Written by macsbug

3月 1, 2017 at 8:20 am

カテゴリー: Apple, ESP32, ESP8266

ESP-WROOM-32 and ESP32 Adapter Board

with one comment

ESP32 Adapter Board 作りを まとめ ました。          2017.02.25

ESP-WROOM-32 + ESP32 Adapter Board の費用は 738円。

左:低メスピン・タイプ。 右:ピンソケット・タイプ。


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USB 電源 + USB FTDI + AUTO PROG を含めると 1366円。
拡張ボードは 140円。


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実例:FLAPPY BIRD GAME (左) と LEDC Software Fade (右)
小型で 作り安く コネクター を ブレッドボード風 にも使用可能です。
簡単な部品やモジュールならブレッドボードは不要です。

左:8ピンソケット(秋月:1個30円)  と1.44 ” 128×128 TFT(ebay:448円) を接続。
右:LED アレー (ebay:111円) を コネクターに直指し可能。


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アダプターボード の 問題点 と 解決策:
_ 問題点 :USB 電源、USB FTDI、AUTO PROG 機能が無く不便です。

_ 解決策1:WeMos D1 mini Pro を使用し3つの問題点を解決します。
_  費用がかかりますが USB 電源、USB FTDI、AUTO PROG 機能が可能です。

_ 解決策2:USB FTDI のピンを コネクター右上に接続します。
_  ESP32 Adapter Board の右上ピン配置は  3.3V、TXD、RXD、GND で
_  USB Serial 変換ボードを 直接接続可能。下記「USB FTDI 接続方法」参照。


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準備:ピンソケット・タイプ:1360円。 注:単価 及び 円レートで変化します。

No  Nomen  Link  Price(円)  Memo
1 ESP-WROOM-32  マイクロテクニカ 590  5900円/10個
2 ESP32 Adapter Board *  Aliexpress 48  $2.16/5ea
3 WeMos D1 mini Pro **  ebay 628  EUR 5.29
4 ピンソケット メス 2×10 20P, 2個  秋月電子通商 100  50円/1個

*   ESP32 Adapter Board は安いので 10個購入しました。( $ 4.32:484円 )
** Aliexpress WeoMos Electronic から 10個購入では 580円。$5+$1.76/1ea
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準備:低メスピン・タイプ:

No  Nomen  Link  Price(円)  Memo
 5 ダブルピンソケット低メス2×13, 2個  秋月電子通商 160  80円/1個

 


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ESP-WROOM-32 組み立て。
注:ESP32 裏側GNDのハンダ付けは熱を加えすぎると壊れます。
_ 難度が高く 事前に練習し 3秒以内に行う事。初心者は実施しないでください。
_ ハンダ付けのポイント:ハンダこての先を洗浄しハンダメッキする。ハンダの。
_  線を磨く。ハンダは パターンと部品が温まった後に パターンと部品の角に
_  付け ハンダが溶け始めたら直ぐ離す。直ぐ離すと部品とパターンの根本
_  に少しだけ付き 富士の裾野の様になる。温度設定と秒単位で時間を見ます。

放熱パターン
中央に穴を空ける。
ESP32 放熱部の予備ハンダ。
位置と大きさに注意。
ad_f1
ペイントを剥がす。
予備ハンダは中央に見える。
表のハンダ部の位置を合わせる。
基板の表と裏はGNDです。
半田ごて先は ESPの端子と
基板パターンを同時にあてる。
温度は 400度 3秒。
電源,GNDは 450度 3秒。
 
半田ごての温度は450度。ESP32 GND
側にハンダが流れる様に短時間に行う。
注:熱を加えすぎると壊れます。
コネクターピンは先端を切り
平らにしてハンダ付けする。
 
ピンソケット メス 加工。 仕上がり。
1:部品と基板を固定する。
2:部品と基板を小手先で温める。
3:ハンダを部品と基板の角に当てる。
4:富士山の裾野の様にする。
5:ハンダの量はほんのわずか。
ハンダ部分を
アルコール等で
クリーニングする。
esp_sol_s

.
WeMos D1 mini Pro 部品面の配線:
_ ESP8266EX の EN端子を GND にする( ESP8266EXを停止させる)
_ 細い線は寄り線を解いて使用。
_ 再利用:この線をカットすれば 通常の D1 mini Proへ 戻ります。

  極細線を使用する。半田ごて温度は 350度 で 最大0.5秒。
_ 他へ接触しない処理をする事。
イラスト 実際のハンダ付け

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WeMos D1 mini Pro 裏側の配線:6本。イラスト と 実際のハンダ付け。


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拡張ボード:部品リストと構成。140円。

No  Nomen  Link  Price(円)  Memo
1  0.3mm厚基板Dタイプ  0.3mm厚基板:秋月 60  1個60円
2  ロー,,ピンヘッダ低オス1×20,2個  ピン:秋月 80  1個40円


.
コネクター配置:ピンソケットの上からの配置。


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Arduino IDE 開発環境 ツール の ボードと Development Boards FTDI 一覧表:
_ Arduino IDE ボード で サポートされている FTDI は以下です。
_ CH340G は 書込み出来ません。例:WeMos D1 mini ( CH340G ) は応用不可。


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USB FTDI は D1 mini Pro を使用する為、不要ですが 検証する為に確認しました。
.
USB FTDI 接続方法1:
超小型USBシリアル変換モジュール 使用例:600円。秋月電子通商。
_ FTDI は FT234X を使用:Arduino IDE ツール:ボード は
_ ESP32 Dev Module, Nano32,Node32S で 動作確認済みです。


MICRO USB to UART TTL Module 6Pin Serial Converter CP2102 :ebay 155円。


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USB FTDI 接続方法2:
USB Sesrial Converter ボードを使用する。
_ FTDI は FT232R を使用:Arduino IDE ツール:ボード は
_ ESP32 Dev Module, Nano32,Node32S で 動作確認済みです。
参照:ESP-WROOM-02 での USB Sesrial Converter 接続と AUTO Program 回路。
参照:macsbug:AUTO UART Download Mode of ESP8266:部品3個で出来る自動化回路。
参照:macsbug:ESP8266 FTDI Auto Program
参照:macsbug:Analog to Digital Converter MCP3002 in ESP8266


.
AUTO PROGRAM 回路:
_ AUTO PROGRAM 機能が無いと不便です。かと言って小部品で作るのも
_ 面倒で WeMos D1 mini 基板の AUTO 回路を切り取って使用し動作しました。


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ESP32-WROOM-32 価格:

最安値ESP32:2017.02.23 に 日本アマゾンのマイクロテクニカ ショップで
_ 10個で 590 円が販売されました。他の販売価格を見た作戦を感じます。
工作と数量:今回のESP32 Adapter Board は 工作が簡単、小型、機能多数
_ で使いやすく為、多数作る条件が整いました。
_ とりあえず マイクロテクニカ 10個注文。
_ Aliexpress へ ESP32 Adapter Board も注文中です。


_ Electrondtagon:ESP-WROOM-32:$3.50 with Tax
DigitalMaker 864 -> 756 円:2017.03.03


.
スケッチ:ESP32 LEDC Software Fade
PWM方式の Fade付き Lチカです。LED毎 に位相操作も可能で
多極のステッピングモーター を操作する事ができます。

//LEDC Software Fade
int bright = 0;
int fade   = 5;

void setup() {
  ledcSetup(0, 5000, 13);
  ledcAttachPin(23, 0);  // LED GPIO 23
  ledcAttachPin(22, 1);  // LED GPIO 22
  ledcAttachPin(19, 2);  // LED GPIO 19
  ledcAttachPin(16, 3);  // LED GPIO 16
  ledcAttachPin( 5, 4);  // LED GPIO  5
}

void loop() {
  for ( int ch = 0; ch < 5; ch++){
    uint32_t duty = (5000/255)*min(bright,255);
    ledcWrite(ch, duty);
    bright = bright + fade;
    if (bright <= 0 || bright >= 255) {
      fade = -fade;
    }
    delay(30);
  }
}

.
感想:
ESP32 Adapter Board は理想的ではありませんが 現在「最強のアダプターボード」です。
理由は 電源,GNDパターン幅広く両面パターンでランドも広く丈夫。
_ 配線パターンは通常の太さ。配線距離が短くノイズ対策効果がある。小型である。
_ ESP放熱部のパターンはあるがスルーホールがなくハンダ付けできない。
_ 対策:穴を空け 両面ハンダ付け処理で放熱効果と電源ノイズ低下ができます。

WeMos Electronic社の WeMos Lolin32 は 既にあると予想しますが 依然として発売なし。
今回と同等な設計で低価格ならば 今回の製作した物は不要になると思われます。

国内各社アダプターボード: 販売画像から詳細に調査しました。
基板製作の基礎がなくレベルが低いものが殆どです。完成後チェックもされていません。
経済面:国内製品は全て Aliexpress ESP32 Adapter Baoard の 3倍から14倍も高い。
_   設計不良で 価格が高く 4〜14枚分の価格とは残念です。
技術面:商品であるにもかかわらず設計不良が多く 素人が作っている感じです。
aitendo:rev 1:価格=高い(150円)。パターン幅細く設計不良で rev 2 がでる。
aitendo:rev 2:高い。3V3は太めだがGNDが3V3に合わない太さ、片面パターン。
_   パターンの一番大事な点は GNDの太さ で この基礎が解っていない。
スイッチサイエンス:ESP-WROOM-32ピッチ変換済みモジュール《フル版》α版
_ 価格=超高い( 380円:1080-700円)。ebayのESP32 Adapter Boardが8枚買えます。
_ スイッチサイエンス製品で動作させる為の計算をすると 合計:4498円。
_ 詳細:ESP-WROOM-32ピッチ変換済みモジュール:1080円。FTDI USB
_ シリアル変換アダプター:1512円。ブレッドボード用電源ボード5V/3.3V
_ 切り替え式:1868円。普通のピンヘッダ:38円。
_ 他社の安い部品で再計算すると。合計:2787円。
_ 完成品の Development Board の方が遥かに安い。
_ 3V3 パターンはランド周辺が無く細い。シルク印刷ミス多数。ESP32のハンダ付
_ けが 素人。印刷ミスと汚いハンダ付けの画像で商品として恥ずかしい内容です。
Indoor Corgi ElecE32-BreadPlus:価格=超高い(680円)。
_ ebay の ESP32 Adapter Board 14枚分の価格。動かす為の全ての費用は2千円以上。
_ 配線が細く長い。ENのRとCの値は推奨値ではない。Tx,Rxの印刷が分かり難い。
_ 裏側の画像を示していない。片面のみのパターン。GNDパターン弱い。

アダプターボードの長さ:普通のブレッドボードで作る大きさで 電源やUSB FTDI、
_ AUTO PROG回路も含めると 長いブレッドボードが必要になります。
_ 試作には良いかも知れませんが 使用してみるとたいして役に立ちません。
_ 国内のアダプターボードを動かす為の全ての費用は2千円程度します。
_ ebay で販売されている Development Board は最安値で 2189円です。
_ 価格と手間を考えると 完成品の Development Board を使用した方が得策です。


 

Written by macsbug

2月 24, 2017 at 5:44 pm

カテゴリー: ESP32

ESP32 Adapter Board and TFT Display

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ESP-WROOM-32 ボード で TFT ディスプレー を組み上げました。      2017.02.11

ESP-WROOM-32 チップ単体が入手可能となり TFT ディスプレー を接続。
費用は 1215円 です。( WeMos D1 mini Pro) 。
同じ内容で ESP8266 は 822円 です。macsbug:1.44″ 128 ×128 Color TFT in ESP8266

TFT のサイズは ESP32 Adapter Board のサイズに合う 1.44″ を選びました。
これで 45 x 35 x 20 mm の 最小サイズ の ESP32 TFT ボード ができました。

お詫びと訂正:記事に誤記があり一部削除致しました:2017.02.12
内容:GPIOの出力波形について記載しましたが 正しい波形ではありませんでした。
原因は オシロスコープの周波数帯域の狭いものを使用していた為です。
よって 波形画像と説明を削除致しました。お詫び致します。


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ESP-WROOM-32 + ESP32 Adapter Board + WeMos D1 mini Pro
の詳細は macsbug:Write to ESP-WROOM-32 with Adapter Board を参照下さい。
小型サイズ, USB接続, 自動書き込み, ハンダ付けが容易, 低価格 で出来ます。

メモ:ESP32 Adapter Board シルク印刷の誤記:IO19 -> IO5。IO5 -> IO19。


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準備:費用は 1023円 又は 1215円。

1. 前回製作のボード:ESP-WROOM-32 + Adapter Board + D1 mini Pro
_  418円 又は 610円。
2. 1.44″ SPI TFT 128 x 128 Display:ebay:395円。
3. 基板:    秋月:0.3mm厚 基板 Dタイプ(47x36mm) 60円。
4. コネクター:   秋月:シングルピンソケット (低メス) (20P) 60円 x 2 :120円。
5. ピンソケット:秋月:メス 1×8 (8P):30円。
6. Wire:少々。
7. スケッチ: 3D Cube のサンプルは最後に記載しました。


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配線:8本を配線します。左:TFT 端子名。右:ESP32 Adapter Board 端子名。

  No/Nomen  1.444″ SPI TFT Adapter Board
1 LED 3.3V
2 VCC 3.3V
3 GND GND
4 CS IO33
5 RESET IO32
6 A0 IO25
7 SDA IO27
8 SCK IO23

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ESP32 Adapter board は 9 pin x 4 = 36 pin 。
シングルピンは隣り合わせにすると幅が広いため内側を少し削ります。

完成:


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ESP32 ハマリどころメモ: 3.3V レベルを出力しないGPIO端子があります。
理由:GPIO使用方法の把握ができていない事から起きていると思っています。
入力専用端子の条件は無しで全ての GPIO 出力を調査しました。
digitalWrite( Pin , HIGH);  digitalWrite( Pin , LOW);
GPIO 39, 36, 35, 34, 9, 7, 6, 2 は 出力にした場合 オシロスコープで見ると
3.3V の出力は出ません。結果 TFT ディスプレー には 表示されません。
オシロスコープは Analog Discovery ( アナログ帯域5MHz ) で プローブは 10X を使用しました。

GPIOの端子を把握せず 混在配線すると 電圧レベル低下で使用できません。


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GPIO の基礎:
ESP32 に於ける GPIO の Pull_up, Pull_down 抵抗は基本的に不要です。
理由は ESP32の内部に用意されているからです。ただし接続する負荷によっては
スケッチでの操作が用意されている事 や 外部に抵抗を接続する必要があります。

ESP32の基礎が書かれている文書。NANO32 ボードを開発した MakerAsia です。
Arduino Core for ESP32:jimmy@MakerAsia.com
GPIO Default Configuration、Push-Pull Output、Output Open Drain、
Input Pull Up / Pull Down について書かれてあります。

此処には書かれていない事として GPIO 12 は HIGH にしてはいけません。
理由は MTDI端子ですが イースターエッグ用の端子で HIGH にすると起動時に
TinyBasic が走ります。加えて TinyBasic は シリアル通信で行う為に シリアル
でのスケッチの書込みはできなくなります。
macsbug:Easter Egg of ESP32


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感想:
1. サイズ:
_  ESP32 では 販売されている DEV Board や NANO32 はサイズが大きく
_  ケースに入れた時に 奇麗でなく かなり不便な大きさになります。
_  手の平に乗らない大きさになり 作りたく無くなります。
_  そこで 最小サイズがどうなるかを試してみました。
_  結果 TFT 付きでは ケースを含むと 50 x 40 x 25 mm になります。
_  バッテリー内蔵にすると さらに大きくなります。

2. USB 5V の電流は 116mA でした。

3. ESP-WROOM-32 チップ用の基板:歴史は繰り返す感じで 幾つかでて
_  きました。その中で aitendo の基板を見ると 端子の面積が少ない事、
_  配線の太さが細い事があり Lチカ位なら動くと思われますが 高度な
_  使い方をすると訳の分からない不具合がでるかもしれません。
_  さらに ブレッドボードを使用すると 同じ内容の事が言えます。
_  あの長い金属と鈍いメッキの固まりは 高周波や瞬間的な電流時に
_  なると コイルとコンデンサー、接触不良の固まりに見えます。


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3D Cube : ESP32 + 1.44″ TFT v2.1
スケッチ:

// ESP32 + 1.44" TFT v2.1                                  // 2017.02.08 macsbug
// http://www.sipatechmeetup.com/media/uploads/arduinoesp32dev.pdf
#include <Adafruit_GFX.h>                                  // Core graphics library
#include <Adafruit_ST7735.h>                               // Hardware-specific library
Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(33, 25, 27, 23, 32); // CS,A0,SDA,SCK,RESET
float r, x1, ya, z1, x2, y2, z2, x3, y3, z3;               //
int f[8][2], x, y;                                         // Draw box, x, y center
int c[8][3] = {                                            // Cube
 {-20,-20, 20},{20,-20, 20},{20,20, 20},{-20,20, 20},
 {-20,-20,-20},{20,-20,-20},{20,20,-20},{-20,20,-20} };

void setup(void) {
  //Serial.begin(115200);
  tft.initR(INITR_18GREENTAB);                             // 1.44 v2.1
  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);                            // CLEAR
  tft.setTextColor(0x5FCC);                                // GREEN
  tft.setRotation(1);                                      // 
  x = tft.width() /2; x = x + 14;                          // x Center Calculate
  y = tft.height()/2;                                      // y Center Calculate
}

void loop(){
 for (int a = 0; a <= 360; a = a + 2 ) {                   // 0 to 360 degree
   for (int i = 0; i < 8; i++) {                           //
    r  = a * 0.0174532;                                    // 1 degree
    x1 = c[i][2] * sin(r) + c[i][0] * cos(r);              // rotate Y
    ya = c[i][1];                                          //
    z1 = c[i][2] * cos(r) - c[i][0] * sin(r);              //
    x2 = x1;                                               //
    y2 = ya * cos(r) - z1 * sin(r);                        // rotate X
    z2 = ya * sin(r) + z1 * cos(r);                        //
    x3 = x2 * cos(r) - y2 * sin(r);                        // rotate Z
    y3 = x2 * sin(r) + y2 * cos(r);                        //
    z3 = z2; x3 = x3 + x ; y3 = y3 + y ;                   //
    f[i][0] = x3; f[i][1] = y3; f[i][2] = z3;              // store new values
   }
   tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
   tft.drawLine(f[0][0],f[0][1],f[1][0],f[1][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[1][0],f[1][1],f[2][0],f[2][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[2][0],f[2][1],f[3][0],f[3][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[3][0],f[3][1],f[0][0],f[0][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[4][0],f[4][1],f[5][0],f[5][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[5][0],f[5][1],f[6][0],f[6][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[6][0],f[6][1],f[7][0],f[7][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[7][0],f[7][1],f[4][0],f[4][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[0][0],f[0][1],f[4][0],f[4][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[1][0],f[1][1],f[5][0],f[5][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[2][0],f[2][1],f[6][0],f[6][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[3][0],f[3][1],f[7][0],f[7][1],ST7735_WHITE);
   tft.drawLine(f[1][0],f[1][1],f[3][0],f[3][1],ST7735_WHITE);// cross
   tft.drawLine(f[0][0],f[0][1],f[2][0],f[2][1],ST7735_WHITE);// cross
 }
}

Written by macsbug

2月 10, 2017 at 9:24 pm

カテゴリー: ESP32

Write to ESP-WROOM-32 with Adapter Board

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ESP32 Adapter Board で ESP-WROOM-32 に書き込む方法。   2017.02.03

費用は 610円 です。( Adapter Board + WeMos D1 mini Pro)


ESP-WROOM-32 販売開始:国内2カ所で販売が開始されました。2社に感謝!
1.「DigitalMaker :株式会社デジタルメーカー」:税込864円。送料164円 翌日到着。
2.「秋月電子通商」:税込700円。代引300円。送料500円。輸送期間=?。


ESP-WROOM-32チップの課題:動かすには 幾つかの方法があります。
_  メモ:ESP-WROOM-32 のピンのピッチは 2.54 mm の半分 1.27 mm です。
1. 1.27 mm ピッチの基板を使用して手配線し USB FTDI は 外部接続。
_  注意:縦と横の位置が半ピッチ ズレている為に 1.27 mm の基板にピタリ
_     と入らずズレます。
. Aliexpress や ebayで販売されている ESP32 Adapter Board を使用する。
_  WeMos D1 mini Pro の USB FTDI を使用する。
3. どちらも難解な為、全体を読み、自分の力量の範囲で行ってください。


準備:WeMos D1 mini Pro を使用する方法を実施しました。
. WeMos D1 mini Pro:Aliexpress= $5, ebay=627円。FTDI=CP2104。
. ESP32 Adapter Board:ebay=111円。Aliexpress=5個243円(1個49円)。
3. Wire:少々。
4. カプトンテープ:耐熱もしくは絶縁テープ 少々。

WeMos D1 mini Pro:

ESP32 Adapter Board:
シクル印刷の誤記:IO19 -> IO5。IO5 -> IO19。


構成:WeMos D1 mini Pro 上の CP2104 FTDI と USB を利用し USBと自動書込
_  み が可能となります。方法は ESP8266EX の EN端子(7) をGNDにします。

_ 参照:macsbug:CH340 with EI Caption:
_  CH340 を認識しない場合のハード的回避方法:CP2102 を介して読み書きする。


ESP-WROOM-32 取り付け:完成画像を参照願います。
1. ESP-WROOM-32 を Adapter Board へハンダ付けします。これは難解です。
_  下に記載した「一般的な注意」をお読みください。
2. Adapter Board へ 2列のピンをハンダ付けします。


改修: WeMos D1 mini Pro を 改修します。
_   難解な部分がある為、充分な理解と力量を判断してから行ってください。
1.  画像:黄色「EN 」から 黄色「GND」へ極細の線を配線します。(金色の線)
_   位置の確認:「EN」は「EN(7)」とパターンで繋がっています。
_   位置の確認:「EN」は 左の PULL_UP Resistor に接続されています。
_   位置の確認:「EN(7)」の下の ICは ESP8266EX です。7番ピンです。
_   位置の確認:「GND」は GNDパターンにあるハンダメッキになっています。
_
_  注意:配線とハンダ付けは難しいです。理由は 線幅が小さくパターンを剥がし
_  易く、接続抵抗が小さく 小さな力で破損します。拡大鏡が必要で半田ごての
_  熱量と時間、力 には細心の注意をしてください。
_ 
2. 計6本を配線します。

No. / Nomen D1 mini pro ESP32 Adapter board
1 RST EN
2 3V3 3.3V
3 TX TXD
4 RX RXD
5 D3 IO0
6 GND GND

_ 
3. 完成。基板は両面テープで固定しました。左=表。右=裏。
_ 


開発環境の構築:macsbug:Watch the ESP32 board を参照ください。


書込み方法:以下の設定で書き込み 起動は board の「RESET」ボタンを押します。
_ 


Strapping Pins:プルアップ抵抗とプルダウン抵抗について。
_ ESP8266 では GPIO_0,GPIO_2,GPIO_15 等に 抵抗が必要でしたが
_ ESP32 は不要です。理由は Espressif Systems の ESP32 Datasheet
_ October 8,2016  / 7 Page  / 2.4 Strapping Pins には 抵抗が内蔵されて
_ いると記載されています。
_ ESP32 has 6 strapping pins:
_  • MTDI/GPIO12: internal pull-down
_  • GPIO0: internal pull-up
_  • GPIO2: internal pull-down
_  • GPIO4: internal pull-down
_  • MTDO/GPIO15: internal pull-up
_  • GPIO5: internal pull-up
_ ただし 外部回路を接続する時は考慮してくださいと記載されています。


発売記念写真:


一般的な注意:初心者は完成品購入が望ましい。
_ ESP-WROOM-32  を ESP-32 Adapter Board への ハンダ付けは非常に難しいです。
_ 半田ごての温度は400度、小手先の角度は最適状態で2秒でハンダが流れます。
_ 最適でない角度の場合は3秒になります。ハンダの量は多くならない様にする事
_ も必要です。さらにチップ中央のGNDパターンの基板に穴を空けてハンダ付け
_ する場合は450度位は必要ですし確認が難しいです。(製品版はしていないですが)
_ ハンダ後はイソプロピルアルコール等で洗浄が必要です。拡大鏡で確認が必要です。
_ 結果 ハンダ付けに力量が無い人は 特になりませんので、ハンダ付けされた製品が
_ 出るまでお待ちした方が良いかと思います。他 ESP-32 Adapter Board を使用する
_ とピンが2列ですのでブレッドボードは使用できません。


ESP32 Adapter Board:
_ Aliexpress や ebay で ESP32S用のAdapter Boardは 80円程度です。
_ この基板は レイアウト技術的に考える点が2つあります。画像参照(共に裏側)。
_ 1. 3V3 と GND の配置が反対側で電源との距離が長い。
_   ESP32 側は 上の両サイドにGNDが用意されています。
_ 2. 基板中央にGNDパターンがあるが チップ中央のGNDが浮いたまま
_   である。チップ側でGNDパターン(中央の金色)を 用意した重要な意味が無い。
_ 1の改善方法:電源は最短距離で配線する事。このパターンの逆にする事。
_ 
2の改善方法:基板中央のGNDパターンにハンダ付けの為の穴を儲ける事。
_  取り付け時に基板GNDとチップのGNDをハンダ付けする。これにより放熱と
_  電源ノイズの低下が可能。さらに このGNDパターンの上側にLDOのパターン
_  を儲け直付けすると、最短距離になりノイズを低下できます。
_  LDOやチップコンデンサーの種類の選択や電源最短距離の配置は効果大で
_  GNDパターンを含め放熱効果やノイズ対策効果も大きいです。
_  オシロスコープでESP32端子直下を確認する事が重要です。
_ 


感想:
1. 接続方法:WeMos D1 mini 又は NodeMCUでも可能です。
_  確認した方法は D1 mini Pro と NodeMCUで D1 mini は確認していません。
2. Adapter Board と ESP32 DEV Board :
_   ESP32 DEV Board は横長で大きく不便で 小型のAdapter Board は便利です。
_ 
3.  スケッチの動作:
_  ESP8266で動いていた物は直ぐは 動かないと思った方が良いです。
_  理由はライブラリーの非対応です。LチカやTFT表示等は動きますが ESP8266 で
_  完成度の高い優れたライブラリーは動かない物が多いです。
4.  ブレッドボードについて:電子工作は実装技術が重要です。
_  これは試作用です。これを使用するとブレッドボード(BB)の試験をしているよう
_  な物です。完成後は基板にすべきです。BB の使用可能な周波数帯域を把握しま
_  しょう。簡単には 10KHz で 一桁上の 100KHz 台は使用できません。
_   BBは コンデンサーとコイルと接触不良の固まりです。ESP32 は高速のシリアル
_   信号(VSPI,HSPI)を使用しますので用途に応じて BB は使用しないほうが良いです。
5.  小型の ESP32 Adapter Board に今回の回路と部品装着済の基板を販売して欲しい。
_  WeMos.cc さん、「LoLin32」を此の様な形で低価格で販売してください。


Written by macsbug

2月 3, 2017 at 9:02 pm

カテゴリー: ESP32