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0.95″ 96×64 SPI Color OLED in ESP32

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9.5″ 96×64 SPI SSD1331 Color OLED を ESP32 で使用しました。      2017.06.14

Color OLED の価格は 800円です。
総費用は 1996円:Color OLED + WEMOS LOLIN32 。
又は   2176円:Color OLED + Pocket32。( 画像 )
配線7本 と スケッチを1行変更 のみで 23個のサンプルが 直ぐ動作します。

同時に表示:左:0.96″ I2C mono OLED。   右:0.95″ SPI Color OLED


 

Color OLED 仕様:
_ 0.95″ Inch SPI OLED SSD1331 65K Full Color Display Module:800円。
_ Resolution:96×64、Color:65K、Drive:SSD1331、外形:27.3 x 30.7 mm
_ 端子仕様:
_  [GND]:GND。[VCC]:2.8 – 5.6V ( U2 LDO 662K 3.3V)。[SCL] : Clock。
_  [SDA]:MOSI。[RES]:Reset。[DC]:data/command。[CS]:chip-select


 

max mc costa の sumotoy氏による SSD_13XX のサンプルです。


 

s21olid3d SSD_13XX の
examples順に
並べてあります

 

準備:費用総計:1996円 又は 2176円。 価格は 円レート等で変わります。

No  Nomen  Link  Price  Memo
1  Pocket32 (Travis Lin Storeのコピー)  Aliexpress:Lily GO 1136円  輸送 9日
1  Pocket32 ( $15 + ship $5 ):本家  tindle:Travis Lin Store 2315円  輸送 15日
1  WEMOS LOLIN32 V1.0.0($8.66)  Aliexpress:WEMOS CC   956円  輸送 9日
2  9.5″ 96×64 SPI Color OLED Module  ebay:chivazhu  800円  輸送 7日
2  9.5″ 96×64 SPI Color OLED Module  ebay:erizh-51  800円  輸送 7日
2  9.5″ 96×64 SPI Color OLED Module  アマゾン:HiLetgo 1050円  高い
3 シングルピンソケット(低メス)1×20P  秋月電子通商:C-03138    60円  2個
3 ピンソケット(メス) 1x10P  秋月電子通商:C-03786    60円  2個
3 0.3mm ユニバーサル基板(72x47mm)  秋月電子通商:P-09725  120円  1個
4  SPI Library:sumotoy / SSD_13XX  SSD_13XX   –  1行変更

.
本家 Travis Lin Store の Pocket 32 — ESP32 + 18650


 

配線:ESP32 と SPI OLED に7本の配線をします。
_  VSPI は #include <SPI.h> を使用し以下の図面の配線になります。

1.  VSPI 配線の定義:デフォルトの場合。
_  SPI.begin();   (未記入でも動作します)
_  GPIO は SCK( GPIO 18 ), MOSI ( GPIO 23 ) を使用し固定です。(変更可)

2. OLED の配線:CS, DC, RS(RES) :空いているGPIO を使用します。
_  SSD_13XX tft = SSD_13XX(15, 16, 4); // CS, DC, RS(RES)
_  カッコ内の変数は CS, DC, RS(RES) を示します。
_  詳細は sumotoy / SSD_13XX に書かれています。

3.  VSPI 配線の定義:MOSI と SCK を 他の GPIO で使用する場合。
_  例:SPI.begin(14, 12, 13);  // sck, miso, mosi, ss  // miso(12) は未使用。
_  SCK( GPIO 14 ), MOSI ( GPIO 13 ) で 任意のGPIO を使用できます。
_  注:全ての端子を確認した訳でなく 出来ない端子もあるかと思います。


 

スケッチ:1行変更します。
_ ライブラリー SSD_13XX にある  exsample の変更内容。
_ SSD_13XX tft = SSD_13XX(__CS_TFT, __DC_TFT); を
_ SSD_13XX tft = SSD_13XX(15, 16, 4); に変更します。
_ カッコ内は CS = GPIO 15。DC = GPIO 16。RS = GPIO 4 としました。
_ この3つは 他の GPIO でも動作可能です。
_ SSD1331 OLED の名前は tft のままとします。

#include <SPI.h>
#include <SSD_13XX.h>
// MOSI=23, SCK=18,     CS, DC, RS
SSD_13XX tft = SSD_13XX(15, 16,  4);

 


 

ESP32 SPI と SPI Color OLED のピンアサイン:

_ SPI : Serial Peripheral Interface
_ MISO : Master In, Slave Out – Sending data to the master from the slave
_ MOSI : Master Out, Slave In – Sending data to the slave from the master
_ SCK (SCLK) : Serial Clock – Synchronizes data from the master/slave relationship
_ SS (CSN (Chip Select NOT), NSS) : Slave Select – SS low means slave is the active slave.
_ VSPI : 通常 5,18,19,23 を使用しますが 任意のピンも使用できます。
_ HSPI : 通常 12,13,14,15 を使用しますが 任意のピンも使用できます。


 

WeMos d1 mini Pro (ESP8266) と 0.95″ SPI Color OLED の実例:
macsbug:0.95″ 96×64 Color OLED in ESP8266


 

複数のディスプレーと複数のライブラリー:
_ 冒頭にある I2C mono OLED と SPI Color OLED は 2つのライブラリーを
_ 使用しています。 sqix78の「esp8266-oled-ssd1306-master」と 今回の
_ 「ssd_13XX」ライブラリーです。スケッチを記述するとエラーがでます。
_ 原因は ライブラリーで定義している BLACK と WHITE の文字が競合して
_ いる為です。対策は sqix78 の OLEDDisplay.cpp とOLEDDisplay.h にある
_ BLACK と WHITE を BLACK1 と WHITE1 に変更し 動く様になります。
_ ただし この方法はライブラリーの管理が面倒になりますね。


 

感想:
1. VSPI, HSPI の信号の違いと 確認方法を理解できていません。
_  ESP32 の SPI は VSPI, HSPI, FSPI と多彩になりました。
_  今回の動作は VSPI (デフォルトの使用) と判断しています。
_  VSPI, HSPI は Display Driver との関係があり合致しないと動きません。
_  どういうわけか解りませんが HSPI の命令は動きませんでした。
_   SPIClass SPI(SPI);, SPIClass SPI(VSPI); は 反応しますが
_   SPIClass SPI(HSPI); は 反応しませんでした。
_  使用ピンを任意で変えられる事も含み、現在 VSPI か HSPI で動いているかの
_  確認の方法が解りません。
2. 価格:0.95 inch 96×64 Color OLED は ebay で 約 800円 です。
_  他の販売:
_  日本アマゾンの HiLetgo は 1050円で高く。他に2千円台の高い物もあります。
_  SSの1.5インチ 16ビット色のOLEDディスプレイは 5755円と超高く論外です。
_  ebayに 1.8″ Serial:UART/I2C/SPI True Color OLED 160×128 Display Module
_  160×128 は 3187円($28.99) と高く論外です。
3. 表示速度:ESP32 の VSPI機能 と相まって 速度は速いです。
4. 画像データー:ファイルや SD から読み込む方法がありライブラリーの中に
_   構成されていますので読むと参考になるかと思います。画像データの作り
_   方は CD-Image-Converter で作る様ですが詳細は調べていません。
_   フォントも LCD_Font_Converter があるようです。
5. SSD1331 ライブラリー:mgo-tec氏は SSD1331 ライブラリーを作成しました。
_  mgo-tec電子工作:「有機EL(OLED)SSD1331 ライブラリを作成しました(ESP32用)
_  オシロも使用し多大な努力と完成度、丁寧な解説を何度も読み返し感謝致します。
6. 他の SSD1331 のライブラリー:幾つか試しましが動きませんでした。
7. ドライバーとピクセル:SSD1331 は 96×64、SSD1351 は 128×128 (高価)です。
8. ライブラリー;max mc costa の sumotoy氏に感謝致します。TFTにも感謝。
_  ESP8266のフォルダーだけでなく他のスケッチも動きました。
_  1つだけ「image_eyeAnimation」はエラーで動きませんでした。
9. 電源:このOLEDは 電源に シビアーなモジュールです。容量の少ない
_     外部電源や不安定な電源を使用すると表示が乱れる時があります。
_  注意:電源を入れたまま OLED を抜き差ししない事。動かなくなります。
_     ただし、何度か電源を入れ直すとなんとか戻ります。


 

OLEDについて:
_ OLED(有機発光ダイオード)は、バックライトを必要としません。
_ 高輝度で軽量で薄く、広視野角、低動作電圧と低消費電力です。
_ 図の破線部は TFT の場合に必要な構成で OLED では不要になりました。


Written by macsbug

6月 14, 2017 at 8:22 pm

カテゴリー: ESP32

Pocket 32 Part 2

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Pocket 32 に OLED と 拡張基板を取り付けました。         2017.06.07

価格 ( Lily GO ) = 1139円 ($10.29)。輸送期間 = 9日。Travis Lin Store のコピー品。
本家 tindle の Travis Lin Store は 2315円 ( $20 = $15 + ship $5 )。(オーダー中 )


仕様:
Pocket 32:
_ 電源スイッチ、バッテリー駆動、充電機能(過充電、過放電防止)があります。
_ 回路は Pocket 8266 と 同様で ESP8266 を ESP32 にしたものです。
_ Sleep Mode : Jumper Terminal ( GPIO 16 – RST ) は無し。
_ GPIO 端子のコネクターが増えました。

Pocket 8266:参考 ( 2017.05.10の記事:一部 回路図を記載しています )。

問題点:上下コネクタの間隔は 11.5ピッチ です。
_ 上下の端子幅は半ピッチずれており 2.54mmピッチ ユニバーサル基板を
_ 使用できず 極めて使い難くなっています。
_ Travis Lin氏設計の X8266シリーズの ボードも同様に半ピッチずれています。


部品リスト:
1.  秋月:シングルピンソケット(低メス) 1×20(20P):60円。2個。
2. 秋月:ピンソケット(メス) 1X10 (10P):40円。2個。
3. 秋月:ロープロファイルピンヘッダ7.7mm (低オス) 1×40(40P):40円。1個。
4. 秋月:0.30mm厚 両面ユニバーサル基板 Cタイプ(72x47mm):120円。1個。
_ 
5. ロワジャパン:18650 バッテリー:SANYO
_  注意: aitendo の 18650 は 偽物です。外装が2重で 容量1/3です。
6. ebay:プラスチック・ネジ、支柱: BOX で 441円 程度です。
7. ebay:Blue 0.96″ I2C 128X64 OLED:364円。SPI は 367 円程度です。
_ 注:OLED の VCC, GND ピン配置は GND, VCC (売れ残りで安い) もあり
_   混在使用すると電源逆接続で破損します。VCC, GND配置が良いです。


工作:
表側:シングルピン、ピンソケット、配線、ハンダ付けを実施します。
_  上のピンソケットは 基板端子と異なる配置の部品を付ける為です。

裏側:
1. シングルピンとピンヘッダーは ユニバーサル基板で固定します。(下)
2. OLED の VCC, GND, SCL(22), SDA(21) 4本を配線します。
3. バッテリーコネクターの+端子側に印をつけます。(逆接続を防止)。

シールド基板:半ピッチを使用する為の方法。
_ 0.30mm厚 両面ユニバーサル基板 を加工します。 ( 秋月 120円 )
_ 基板をハサミかニッパーでカットします。基板を切れるので便利です。
_ ピンを半ピッチの位置でハンダ付けします。ピンの樹脂は熱に弱く注意。
_ Pocket 32 のピン幅に合わせるとズレが少なくなります。



_ この基板が多数有ると 多様な物が簡単にできる様になります。
_ 低メス コネクターは 何度も抜き差しすると 接触が弱くなります。
_ 外す時の注意:基板が薄く、抜く時に外し難く ピンの曲げ や
_ チップパーツを損傷しないようにします。


組立:
注意:右下のネジ止め部は チップパーツが接近していますので要注意です。


感想:
完成度:高そうで低い完成度。
_ 電源スイッチ、バッテリー駆動、充電機能(過充電、過放電防止) 機能は
_ 最強ボードの要素です。さらに 拡張基板の自由度も重要な条件です。
_ しかし基板ピッチが 半ピッチで ユニバーサル基板使えず 最悪の状態です。

_ 半ピッチは 意識的に設計されており 失望しました。
_ 理由は 専用シールド基板を販売し儲ける為でしょう。良い製品は 沢山
_ 使用しますので ユニバーサル基板を自由に活用できる要素は 重要です。
_ 本家のボードの価格は高い事と 他のボードとの組み合わせも高いです。

I2C:直付けできない。
_ OLED の端子は VCC, GND, SCL, SDA です。基板には この配列が無く
_ 直付け出来ず コネクターや基板を使用し 手間と費用(200円)がかかります。

部品レイアウト:
_ USB コネクターの右にある ネジ穴は チップパーツが接近しており
_ 破損する危険性が大きいです。レイアウト技術が低い事を示しています。
_ Pocket 8266X-8266 も同様で 設計の詰めの甘さがあります。
_ D-Duino では OLEDの高さがESPより低くケースに付けられません。

コピー:Aliexpress Lily GO 等で このコピー製品が出ています。
_   設計ミス や 不便な所も 丸ごとコピーです。

ブレッドボード不要:
_ この構成は ブレッドボードを必要としません。完成品は綺麗に作れます。

Written by macsbug

6月 6, 2017 at 2:43 pm

カテゴリー: ESP32

Power switch to WEMOS LOLIN32 V1.0.0

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WEMOS LOLIN32 V1.0.0 へ 電源スイッチを取り付けました。   2017.05.31

USB 5V と バッテリー で 動作する WEMOS LOLIN32 V1.0.0 は 便利です。
ただし バッテリー 接続時は 常にバッテリーを消費します。
電源スイッチを取り付ける事により さらに便利になります。
スイッチオン:ESP32 は 動作し USBからバッテリーへ充電可能。
スイッチオフ:ESP32 は 停止し USBからバッテリーへ充電可能。


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改修準備:
1. WEMOS CC Store :WEMOS LOLIN32 V1.0.0
2. スライドスイッチ
3. ワイヤー、カッター、ハンダ、ハンダゴテ、ルーペ。


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改修手順:
_ 注意:基板カットや部品取り付け、配線は微細の為 細心の注意が必要です。
_  カットや部品取り付け、ハンダ付けは 難易度高く高度のスキルが必要です。
1. VIN ( 回路図参照 ) のラインをカット ( 黄色矢印で灰色の部分 ) します。
_ 回路図では 赤 X 印 です。
2. VIN カット部の前後にハンダ付け部を作ります。
3. トグル・スイッチを USB コネクターの金属部へハンダ付けします。
_ スイッチの位置:USB コネクターの半分の位置。
_ USBコネクター取り付け部にハンダメッキします。
_ スイッチ取り付け部にハンダメッキします。
_ スイッチとUSBコネクターを瞬時にハンダ付けします。(難易度大)
_ 注:ハンダが USBコネクターのラッチ部や内部に入らない事。
_ 注:スイッチのプラスチック部が溶けない様に瞬時にハンダ付けします。
4. VIN カット部の前後の2つをスイッチへ配線します。
5. 配線の確認とスイッ動作の確認をします。


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回路図:赤とPower SW が改修場所です。


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WEMOS LOLIN32 改修後とバッテリー:

_ 裏側で OLED の配線をしています。

_ 秋葉原・中古ガレージショップで 300 円。


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参考:WEMOS LOLIN32 Forum:Lolin32 power draw


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WEMOS LOLIN32 V1.0.0 と OLED Pin Assign:
_ OLED を簡単に取り付けられる事は重要です。
_ 0.96 inch OLED の端子の配列は VCC, GND, SCL, SDA です。
_ LOLIN32 基板の端子配列を VCC, GND, SCL(22), SDA(21) にすると
_ 新規に端子や基板を使用する事無く 直付けできます。WEMOS.CC Plese。


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超低価格バッテリー:205 円。
_ 秋葉原怪しい中古屋の LE-B01 600mAh 199円 と
_ ebay の JST 2.0 PH 2 コネクタープラグ 6円 で 合計 205円 の構成が低価格。
_ WEMOS LOLIN32 = 866 円。Battery = 205 円。総計 1071 円。


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ソーラーバッテリー:
_ 5V 5W のソーラーバッテリーを USBヘ接続すると 薄曇り時でも動作します。
_ バッテリーと組み合わせ 電源管理ソフトを充実させると 最強の物が出来るか
_ と思います。


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感想:
改修とハンダスキル:
_ 問題の解決策には最良の方法ですが 準備とハンダ付けは 難易度が高い為
_ 幾つも作るかと言うと気が引けてきます。

バッテリー駆動とスイッチ:
_ この構成は 電源スイッチが必要です。理由は 未使用時に バッテリーを消費する為です。
_ Pocket 8266Pocket 32 には 電源スイッチが付いています。
_ WEMOS は 何故この様な機能を設計をしなかったのか不思議です。

改修:いくつかの案。
_ バッテリーラインへのスイッチは「USBからの充電のみ」ができません。
_ ESP32 DeepSleep での ソフトによる 電源停止は 難しい事と面倒です。
_ ESP32 の ENABLE(RESET) を LOW にして ESP32 を停止した場合は
_ 例として 80mA から 20mA になるだけです。
_ U3 ME6122 _3 (EN ) に スイッチを接続する。
_  IC の 3 pin を少し上げて浮かし スイッチへ配線する方法があります。
_  pin を折らない様に さらに細心の注意や 配線数が3本になります。
_  配線は pin 3 を中点に VIN と GND へ分けます。
_  設計段階で この方法にしてほしかったと思っています。
_  I want a version with a switch.

停止時の消費電流:
_ 回路図上 電源スイッチが有る無しに関わらず 微細な電流は流れます。
_ Q2 オンの為に R5 10KΩ で 500μA を消費します。
_ TP4056 は スタンバイ状態で約 100μA を消費します。
_ 電源スイッチ・オフにより 3Vラインの ICの電流は流れません。
_ これは WEMOS Forum の Lolin32 power drawで 論議されています。

カレントミラー回路:
_ WEMOS LOLIN32 で初めて採用された 電源のカレントミラー回路は
_ USB側と5V間の切断を行うもので これにより負荷の CP2102 を
_ スタンバイ状態 又 USBプルアップ抵抗を切断し 省電力を実現しています。
_ と 理解していますが 勉強不十分かも知れません。

Written by macsbug

5月 31, 2017 at 7:41 am

カテゴリー: ESP32

Pocket 32

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WEMOS WiFi & Bluetooth Battery ESP32 development tool 発売開始  2017.05.28

価格:1145円 ( $10.29 )

このボードは Travis Lin 氏 設計製作 Pocket 32 の コピー品です。 2017.05.29 改訂
K氏が Travis氏に聞いた所 製品の全てがコピーされているとの事です。
丸いWeMosブランドの付いた一連の製品は全て不正コピー品だそうです。
本家 tindle:Pcket 32 — ESP32 + 18650
Dongsen Technology ( Travis Lin )

ESP8266版 Pocket 8266 に続き ESP32版、18650 バッテリー ソケット、
バッテリー充電回路 (過充電防止, 過放電防止, LED表示), 電源スイッチ があります。
Aliexpress では 2017.05.23 から 発売開始しました。
手の平サイズで 持ち運びができる ESP32ボードが使用できます。

USB to UART:SiLabs CP2102
USER LED:GPIO 16 ( D0 )
LDO:AMS1117_33
500mA charging current
LG 3000mA 18650 battery:17 hr

販売:Aliexpres:Lily GO。価格:1145円 ( $10.29 )

コピー品:K氏の情報 及び the INTERNET of THINGS with ESP32 の情報です。
_ ボードに「WeMos」がシルクスクリーン印刷されているにもかかわらず、
_ 公式 「WEMOSの製品ではない」です。
_ さらに、このボードは Travis Lin の Pocket 32 の コピーです。
_ 販売:Banggood と AliExpress の様々なベンダー があります。

_ Aliespress の Lily GO, FACE-TO-FACE Electronic, Seatechnolgy Store の3社は
_  最初 SSのボードをコピーして時折販売し その後 販売品の範囲を広めています。
_  さらに最近は Advanced Tech, All Electronics Trading Company の2社が加わり
_  本家 WeMos のコピー品にも広げています。
_  RobotDyn、DOIT(ArduinoフォームファクタのESP32ボードの元)、BlackPillと
_  よばれるSTM32ボードなど手広くコピーしています。
_  どうもこれらの5社は LilyGoを始めとする3つのストアは 実は1つの企業で
_  リスクを分ける為に 出店数を増やしているのではないかと想像しています。


.
参考:
tindle:Pocket 32 — ESP32 + 18650

Lily GO は 低価格でもない: 2017.05.29 追記
_ 50 Sets Mini Micro JST 2.0 PH 2 Pin Connector Plug:
_ ebay の crazy2017 は 288円 ($2.59)
_ Liliy GO は 1011円 ($9.08) で 3.5倍も高い。


.
Travis Lin store:Pocket 32 到着:追記:2017.06.13
_ 価格:2315円($20+ship$5)。輸送期間=15日。
_ 左側の「葉のマーク」が本家のものなのですね。
_ 設計した Travis Lin氏は中国のハードウェア開発者。
_ 販売は tindle 内にある Travis Lin store で場所は Nanjing, China です。
_ 製造は外部委託と思われますが 低品質で 他のメーカーも同様です。


.
感想:
名前: not actually WeMos
_ 名前が長く、さらに 他社の WEMOS の字を使用とか 解りにくい感じです。
_ Brand Name : WEMS ともありますが WEMSでは さらに解りづらい。
_ DSTIKE(Travis) の プロジェクトでは「Pocket 32」と言っています。

便利な機能:
_ 横に長いですが 数ある開発ボードの中で 現在 最強のボードです。
_ ESP8266 Pocket の経験から 電池ボックスがある事は 外部電源不要で便利。
_ そして 過充電防止回路機能付きの充電機能は重要である事と電池交換が不用です。
_ スマホとかで 既に充電機能の便利さを体験している中で 電子工作は乾電池を使用する
_ 例が多い中、やはり充電可能な電池は気楽です。
_ さらに USBへ ソーラーバッテリーを接続すると 充電の手間が無くなるかと思います。

価格:
_ WEMOS LOLIN32 は 1個866円 ($8.66) から 電池ボックス代は 279円 と言う計算。

不足点:
_ 0.96 inch 128×64 OLED を直付けできる 端子配列にして欲しかったです。

tindle:2017.05.29 追記
_ Aliexpress の物は コピー品と解り 初めて tindle へ Pocket 32 をオーダーしました。
_ なんとか Paypal支払いで オーダーが出来た様です。
_ 2315円。 $20 = $15 + $5(Tax)。
_ Travis氏のアイデアと設計製作は素晴らしいものがあります。

Written by macsbug

5月 29, 2017 at 2:12 am

カテゴリー: ESP32

18650 Battery Capacity

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18650 バッテリー は どの製品を購入すべきか。           2017.05.25

WeMos LOLIN32 や Pocket 8266 は バッテリー接続機能と充電機能があります。
18650 バッテリーを使用すると 持ち運びが便利になります。
バッテリーは 偽物も多いらしく 購入時の判断の為に 友人のA氏と調査しました。
日本製 で 充電繰り返し回数の多い製品は 性能よく経済的です。

容量:Momiji > SAMSUNG > SANYO の順で SAMSUNG が健闘しています。
充放電回数:表記はSANYO ( 約1000回 ) しかない。
_ Momiji はどうも中国製の模様。国内の販売会社でのメーカー保証で元はUltraFire関係のようです。
信頼性:SANYOは 容量こそ少ないが信用できそうです。
安全性:リチウムイオンバッテリーは 発熱や火災の危険があります。
_   安全回路が入ったバッテリーが望ましいと思います。
販売:
_ SANYO UR18650A 2250mAh:4個 2400円。充放電回数:1000回:ロワジャパン。お薦め。
_ Momiji BRC 18650 3000mAh:4個 2190円。充放電回数表記無し: 長さ 65mm。アマゾン。
_ Momiji BRC 18650 3000mAh:4個 2390円。充放電回数表記無し: 長さ 68mm。アマゾン。
_  プロテクト機構(保護回路)付でバッテリーを過充電から守る。注意:長さ 68mm。
メモ:2000mAh とは、1/5の400mAで放電させて5時間使えると言う意味です。


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SANYO UR18650A 2250mAh と Momiji BRC 18650 3000mA を比較:
_ 測定方法:500mA 流し 満充電から 3.0V になる電圧と時間を記録。
_ 計測の終了は3.0V, 公称値の場合 2.5Vですので計測値は少なめに表示されます。
_ ただし 充電繰り返し回数は 測定していません。
_ Momiji、SANYO は ほぼメーカーの表示が信用出来そうです。
_ 容量はMomijiが最高ですが、SANYOは電池の内部抵抗が低く性能が良い。
_ セル情報:Litium Ion UR18659A
_ 日本セルと中国セル:ロワジャパン 記載:SANYO UR18650A 2250mAh 。
_  日本セルは中国セルに比べ、充電可能回数は 約2倍。
_  日本セル:500~1000回以上。中国セル:300回程度。


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8種類のバッテリー比較:
測定方法:1A(短時間測定の為) 流し 満充電から 3.0V になる電圧と時間。
_ 計測終了は3.0V, 公称値は 2.5Vですので計測値は少なめに表示されます。
結果:表示値と測定値は ほぼ一致 と 異なる物があります。
_ メーカー製(SAMSUNG, SANYO, SONY) は 表示値と測定値が ほぼ一致。
_  Momiji は 恐らく 日本製ではない Ultra Fire 製かと思われます。
_ ebay の TR18650 9900mA, TR18650 5800mA は 600mAhで表示と異なります。
_ aitendo の BRC18650 UltraFire 3000mA は 1016mAhで表示と異なります。


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3種類のバッテリー比較:


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重量で比較: 重さで良品を判別する。
_ Li – ion バッテリの資料では 重量は 44g と記載されています。
_ 重さで おおよその 判断材料になり 軽い物は容量がありません。
_ 中国製(ebay) の TR18650_9900mAh と TR18650_5800mAh は 30.7g

YouTube:How to know fake 18650 batteries?:どのように偽物を見分けるか? 重さで解る。


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mAh 電流容量を比較:表示値と実測値
_ Momiji は 日本製では無い様ですが 表示値に対し 95% です。
_ SANYO は 日本製で 表示値に対し 99% でほぼ一致しています。
_ BRC UltraFire 3000 は aitendo で 表示値の 33% しかありません。
_   aitendo の物は偽物と判断します。


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1Aの負荷で 3Vになるまでの時間 を比較:


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付属品: WeMos LOLIN32 用 バッテリー接続コネクターワイヤー:1個13円。
_ JST 2.0 2-pin connector plug Male & Female。20個 268円。
_ 輸送期間=21日。aitendo はケーブルコネクターのみで 1個100円。
_ 沢山有ると 気楽に電子工作ができます。


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モバイルバッテリーの容量表示:
_ 例として 5000mAh と表示がありますが USBの出力は 5Vで5000mAhと思いがちですが
_ 5000mAh は 内部のバッテリーの容量で 3.7V 5000mAh。
_ よって、実際には 5V出力は70%になってしまいます。嘘ではないが紛らわしい表現です。


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計測機材:
_ USB電圧ロガー EL-USB-3 8400円。秋月電子通商。
_ 自作 半自動充電放電ダミーロード。

LM317-DMY-LOAD 半自動充電放電回路図:2017-05-26:Rev 02


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参考:
気の迷い:Li-ion 18650 放電テスト 2009
気の迷い:海外Li-ion充電器を比べてみた


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超低価格バッテリー:205円。
_ WeMos Lolin32=866円。Battery=205円。総計 1071円。
_ 秋葉原の怪しい中古屋にある LE-B01 600mAh 199円 と ebay の JST 2.0 PH 2
_ コネクタープラグ 6円 で 合計 205円 の構成が可能。これは中国の格安コピー屋
_ でも無理だろう。


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感想:
危険性:リチウム イオン バッテリは 安全回路がないと危険です。
_ 充電時の過充電防止回路やアクシデントでショートした場合の
_ 発熱や火災をどうするかです。電源状態を管理し対応を図る必要が
_ あると思っています。一部の製品で安全回路が入っている物がある
_ と聞いています。価格は高くなりますが 安全は大事です。

mAh 電流容量:mAh の意味と測定方法。
_ Ah は電力表示ではありません。「5時間率」です。
_ 2000mAhの電池は、2000mAを流して1時間使えると思っていたのですが
_ メーカーの計測では、その電池を5時間放電させてその容量を積算。
_ そのため 1Aの放電では 本来の表示容量より 80%~90% になるようです。
_ 2000mAhの電池の場合、1/5 の 400mA で放電させて5時間使えるとの意味です。

注意:aitendo BRC18650 UltraFire 3000mAh:2個900円
_ 中味は 表示の3分の1で 価格も高く買わない方がお得です。

注意:aitendo の モバイルバッテリーキット [K-6C2U1L-NS]: 950円
_ バッテリーの長さが 68mm の Momiji BRC 18650 3000mAh は このケースには
_ 入りません。中国では 370 円で この 改訂版 がでておりバネが長く余裕があります。
_ aitendo では 設計ミスのゴミを販売しています。

他のバッテリー製品:
_ SAMSUNG, Sony は 性能が良く感心します。

格安バッテリー:如何に安く作るか。ただし要注意。
_ リチウムバッテリーは ショートで焼損し火災を起こしますので注意が必要です。
_ ノートパソコンの中古バッテリーパックを分解して使用するのも良いかと思います。
_ 今回のグラフには載せていませんが 中古でも性能の良い物がありました。
_ 秋葉原の中古やで探すと1パック(6個) が300〜500円であります。
_ 分解の手間はありますが 1個10円程度になりますね。
_ それで 時々 秋葉原 中古屋散歩 をしています。

測定:時間がかかります。
_ 500mA を流して 6〜8時間。1A では その半分くらいです。
_ 容量測定装置として 362円 の Battery Capacity Meter Discharge Tester があります。

友人の協力:
_ 友人でハイスキルの A氏 に測定装置製作や測定に多大な時間を割いて頂きました。
_ ここに感謝の意を評します。

電池の長さ:momiji の プロテクト機構(保護回路)付は 長さが 68mmです。
_ 充電器によっては 電池の長さが長い為に 充電器に入らない場合があります。

Written by macsbug

5月 25, 2017 at 11:45 am

カテゴリー: ESP32, ESP8266, Make

D-duino-32 and Lolin ESP32 OLED wemos

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D-duino-32 と Lolin ESP32 OLED wemos                 2017.05.15

Aliexpress の Lily GO から Lolin ESP32 OLED wemos が販売されています。
価格は 送料込 1195円 ( $ 10.53 )。
OLED付きは 工作不要で便利です。


仕様:
_ OLED:0.96 inch, Mono White, 128 x 64, SSD1306 。
_  発色は white で blue よりも暗いです。
_  OLED 裏側に 2864KSWE と書かれており これは UG-2864HSWEG01 です。
_  
_  UG-2864HSWEG01 128 x 64 Evaluation Kit User Guide
_   128 x 64 , SSD1306 Module と記載されています。
_  i2Cの端子は SDA=GPIO5, SCL=GPIO4 に接続されています。
_  基板に両面テープで固定されており ややもすると外れやすいです。
_  OLEDは 手配線ハンダ付けで 汚いです。
_  取り付けの高さが ESP32 より低く ケースに収め難いレイアウトです。

_ シリアル接続:CP2102 が使用されています。

_ AUTO PROGRAM回路内蔵:S8050 Transistor を使用。

_ LDO:AMS1117-33 を使用。


追記:2017.05.16
以下の「不具合:その1」と「不具合:その2」は 開発環境によるものでした。
_ 開発環境:
_  MacOSX Mountain Lion + Arduino IDE 1.8.2 + Arduino-esp32
_  特に Arduino-esp32 は 途中から都合で新しい ver へのアップができずそのままでした。
_  書込みが出来無い為 EN端子へコンデンサーを入れて書込みは出来る様になりました。
_  Serial.print 位は動きますが GPIO操作とかすると全く動きません。
_  こう言う状態になるとチップやファームが壊れている様に勘違いします。

_ 新しい開発環境:
_  OS X EI Capitan v 10.11.6 + Arduino IDE 1.8.2 + Arduino-esp32 比較的に最近版にする。
_  これにより EN 端子への コンデンサー有りでも無しでもで書込みはできました。
_  Arduino IDE での書き込みは 終了時 シリアルコンソールに「Hard resetting」を表示。
_  EN ボタンを押さなくても自動的に動きました。
_  Lチカ と 自作の OLED 3D Demo は動きました。
_  SSD1306 のライブラリーは Adafuruit より遥かに速いです。
_  ここに至るまで シリアルコンソールのメッセージ「CPU halted」 が気になり追求し
_  時間を費やしました。
_  トラブル時は「最初に開発環境を確認する」と言う経験でした。

不具合:その1
_ Aliexpress の Lolin ESP32 OLED wemos ボード の AUTO PROGRAM は
_ 正常に動作しない時が 多々あります。
_ 原因は EN端子に接続する コンデンサー 1nF ( EN端子 起動用 ) が無い為です。

不具合:その2
_ EN と Boot のプッシュスイッチの品質が悪く スイッチの音がしても接触が
_ 無い時があります。例として EN SW を押しても ESP32 が RESET されません。


回路図:
_ 秋月で販売されている開発ボード ESP32-DevKitC の図面にある C9 1nF に
_ 相当するコンデンサーがありません。R11 と R4 は あります。


改修方法:
_ コンデンサーを接続 ( EN – 1 nF – GND ) します。1nF = 0.001μF = 1000pF
_ 手持ちに 1nF が無い為に 10nF を取り付けました。なければ 100nF でも可能。
_ 赤い色の線が配線です。
_ 既に取り付けられている チップパーツは 破損しやすいので注意してください。
_ 取り付け後は 正常に書き込めています。
_ スイッチの不具合は スイッチを交換しました。

注意: OLED の 両サイド下のガラス部は薄く ヒビが入りやすいです。
_   ヒビが入ると 一部表示しなくなるか 全く表示しなくなります。
_   事前に何らかの対策をしておいた方が良いと思われます。


噂:
_ Travis Lin氏が 設計(1 nFなし)し tindle の Travis Lin Store で販売しています。
_ D-duino-32 の基板(ESP-32S)を そのまま慌ててコピーして
_ ESP-WROOM-32 版を作った様な 雰囲気があります。
_ 例として シルク印刷の GND が SND になっています。
_ シルク印刷には WeMos と書かれ 本家WEMOSからは 我が社の製品では
_ 無い ( Fake Wemos Lolin ESP32 with OLED )と言われています。
_ さらに OLEDのデモ画面もまったく同じです。


参考:
_ HACKADAY:複数のクローン、比較、故障率5%、本物かの検証ツール。
_ ATTACK ON THE CLONES: A REVIEW OF TWO COMMON ESP8266 MINI D1 BOARDS

_ D-duino-32(ESP32&0.96OLED display):本家の説明。

_ D-duino-3:Travis Lin Reviews:本家での問題。


感想:
1. EN端子に対する部品は 設計の基本で 取り付ける必要があります。これを省略すると
_ 動く場合と動かない場合が発生し 不安定要因になります。
_ 今回の様に 他の要素として 開発環境が加わると判断し難くなります。

2. OLED直付け:
_ 購入時、両面テープで取り付け済みになっている。この方法は TFT も同じ。
_ 厚さが薄くなり薄い物が作れる。
_ ただし ケースに収納する時に OLED の固定方法の難しさと 低さが災いします。
_ なんらかのアクシデントでOLEDを破損した場合 OLEDの交換は 面倒で
_ ボードを捨てる事になるでしょう。

3. POCKET 8266 を経験すると バッテリーのコネクターが無いので不便です。

4. コピー品が増えて クローンの時代になってきました。
_ 設計ミスまで 丸ごとコピーは やめて欲しいものです。
_ この姿は儲けるだけの物ですね。

5. OLED を動かすべく スケッチをトライしているのですが どうも動作しません。
_ 書込み後に [CPU halted.」が出て動作せず、私の能力不足で保留中です。
_ 再度、調べて原因が判明しました。2017.05.17

6. コピーしただけの 詰めの甘い製品です。見れば見る程 不足点が多く
_ ストレスになりそうな基板です。

7. 判明した事:開発環境が影響する事と 他の人の状態。
_  ESP32 を始めると OLED のドライバーは 何故か Adafurit しか動かず Squix の
_  SSD1306 ドライバーは動かず困っていました。さらに Adafurit のドライバーは
_  凄く遅く 是非とも Squix の SSD1306 ドライバーを使用したかったです。
_  最初から最新OSと最新 Arduino-esp32 で 行っている人は 普通に動いているので
_  なんら問題なく使用している事になります。
_  今回 「OS X Sierra なんら問題なく動いています」が ヒントになりました。

Written by macsbug

5月 15, 2017 at 10:21 pm

カテゴリー: ESP32

Pocket 8266 D1 mini WIFI Module

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ポケットサイズの ESP8266 ボードです。                2017.05.10
ポケット( Pocket ) と言う意味が解る 大きさと感覚。

価格:854円 ( $7.50 )。 販売:Aliespress Lily GO 輸送期間 10日。

品名:Wemos esp-wroom-02 Pocket 8266 D1 mini WIFI Module — ESP8266+18650 Battery



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仕様:
1. ESP8266 ( ESP-WROOM-02 with TELEC ) は NodeMCUと同等。
2. シリアル変換:CP2102。
3. AUTO PROGRAM回路。
4. USER LED : GPIO 16 ( D0 )
5. Analog Input ( AD ):分割抵抗内蔵 ( AD = 220K – ADC – 100K = GND)。
_ 
6. SLEEP MODE の為の SOLDER端子あり。
7. スイッチ:3.3V電源のオン・オフ。
_ LDO( 3.3V 出力:ASM1117 3.3) の入力に スイッチが接続されています。
_ オン:バッテリーで駆動します。
_ オフ:USBから充電ができます。
_ オフ:バッテリーから TP5410 5V boost output に 5V が常に出力。
8. 動作と充電は 同時に可能。
9. 18650 充電回路・5V昇圧回路:TP5410 を使用しています。
_ 充電電流:500mA 。
_ 過充電保護、過放電保護 内蔵。
_ LED : 赤 = 充電中、緑 = フル充電。
_ 3000mA 18650 バッテリーで 17時間以上稼働可能。
10. 注意:バッテリーを逆方向にすると 充電チップ( TP5410 ) が破壊されます。
_  TP5410 は Aliexpress 「TP5410 SOP8 integrated circuit」 で 1個 $1.08 です。
_  この製品には 18650 バッテリーは含まれていません。
11. サイズ:21cm x 18cm x 5cm。


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レイアウト:


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動作確認:良品確認の方法。  追記:2017.05.20
1. USB接続だけでも、バッテリだけでも、両方でも 動きます。
2. 購入時は電波が出ています。
_  
3. Arduino IDE ボード選択:Generic ESP8266 Module
4. Arduino IDE ボーレートを 74880 bbs にし シリアルコンソールを見ます。
_   シリアルコンソールに以下の起動メッセージが出ます。

ets Jan  8 2013,rst cause:2, boot mode:(3,6)

load 0x4010f000, len 1264, room 16 
tail 0
chksum 0x42
csum 0x42
~ld

5. Lチカを試す。WeMos の字の上にある 青色のLED ( GPIO 16 ) を点滅させます。
_  自動的に起動しない場合は、WeMos文字の左にある RST スイッチを押します。
_  このスイッチはリセットスイッチです。
_  以下は Lチカのスケッチです。

void setup() {
  pinMode(16, OUTPUT);
}
void loop() {
  digitalWrite( 16, HIGH );
  delay(25);
  digitalWrite( 16, LOW  );
  delay(250);
}

.
実装例:
コネクターと OLED の取り付け。ハンダ付け16ヶ所、配線4本。
_ コネクターは 秋月電子通商の低メスダブルピンソケット 1個80円 x 2。
_ 18650 バッテリーは 偽物に注意と 価格が高めの為 じっくりお探し下さい。
_ 基板の四隅にある穴は 支柱やネジの固定に便利です。
_  注意:右下の穴は チップコンデンサーが近接している為に 要注意です。
_     ナットやネジでコンデンサーが取れない様に工夫してください。
_     最悪 コンデンサーが取れた場合、左の2つのコンデンサーと平行に
_     付いていますので 無くとも動くはずです。



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充電回路と 5V昇圧回路:
_ TP5410 が使用されており 充電と 5Vdc昇圧回路 が含まれた IC です。
_ TP5410:1A lithium battery charging 5V / 1A boost control
_ 充電電流:500mA 。
_ 5V 出力:1A。PROG RESISTOR = 0.68K 1000mA。
_ WeMos D1 mini Battery Shield V1.1. と同じ TP5410。 回路図 は 勉強になります。
_ 出力電圧:5Vdc。5Vdcの後にスイッチが接続されています。
_ スイッチの位置に関係なくこの回路は常に動作しバッテリーから 5V が作られています。
_ この時の 消費電流は 10μA 程度です。


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回路図:
_ 配線図無き為 概略ですが、電源とバッテリーチャージと昇圧回路 を示します。
_ TP5410, pin 1, OUT は 5.0Vdc です。


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資料:
WemosD1 Battery Shield:ソーラーバッテリーの実例があり参考になります。

18650 バッテリー :
_ 3000mAh 以上の表示は 偽物と聞いていますので購入時に注意してください。
_ ロワジャパン18650 セル情報によると 日本セルは中国セルに比べ、充電可能回数は 約2倍。
_ 日本セル:500~1000回以上。中国セル:300回程度 と書かれています。
_ リチウムイオン電池:CGR18650CG 製品安全データシート
_ 瀧/TAKI’s Blog:あきばおーで売ってる18650ケース+18650電池付き

バッテリー購入情報:バッテリーの状況を把握している人に聞きました。
_ 3000mAh 以上は 偽物である。重量は軽い。
_ 例:ロワジャパンで販売している SANYO製品は 1個 2250mAh です。
_ mAh の表示内容を 測定してみると 表示より少ないものがあります。
_ アマゾン:Momiji 高容量充電電池 18650リチウムイオン電池 が良さそう。
_ ロワジャパン:18650 で検索:18650 SANYO製は日本製のメーカー(SANYO)品で良い。
_ aitendo:UltraFire BRC 18650 3000mAh 2個 900円は 測定の結果 実質容量は半分
_  との報告がありダメです。秋葉原の他店の UltraFire も調査した所 表示と容量が
_   合っていません。セルの物理的構造から 3000mA 以上はありえません。
_ 以下、秋葉原中古品売り場:300〜500円。良さそうな物を分解して使用する。
_ 富士通の電池パックとソニーのにVAIOの中味:パナソニック製 CGR18650GC。
_ HP NOTEの電池パック:SANYO製 UR18650FM。


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18650 性能比較(定性):
_ 友人のA氏が バッテリー性能の測定をしました。感謝!
_ 簡単な計測ですが公称値2200mAhの中古品と比較して中国製は半分以下でした。
_ 満充電時に1Aに調整し 記録開始から3.00Vを切るまでの時間を測定しました。

1:日本製パナソニック (富士通のPCの中古品):グラフ 赤色
_ CGR18650CG-2200 (1422) 237分 3時間57分
_ 13:05:18, 4.20V 〜 17:02:18, 2.95V

2:中国製 aitendo で購入(一応新品):グラフ 青色
_ UltraFire-3000 (585) 97.5分 1時間37分
_ 11:09:48, 4.15V 〜 12:47:18, 2.95V


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メモ:
_ 購入時の WiFi の名前は 「AI-THINKER_F86194」です。
_ 販売店:Aliexpress:以下の3社です。
_ Lily GO:$7.50
_ FACE-TO-FACE Electronic:$7.29
_ Seatechnolgy Store:$7.50
_  この3社はスイッチサイエンスの設計ミスの ESPr Developer rev2 のコピー品を
_  販売している怪しい雰囲気もあり これを日本人が購入したりとかもありますが
_  内容と低価格が急激に充実してきました。


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感想:
1. バッテリー付きと充電機能で 電源を気にする必要は無い 安心感。
_ 手の平に入る大きさと ポケットにピッタリ入るサイズ。
_ 手に持つと この感覚の重要さに気がつきました。

2. スイッチ:バッテリー接続できる WeMos LOLIN32 に スイッチは付いていません。
_ このスイッチが無いとバッテリーが入りっぱなしになります。

3. 18650 の充電器にもなります。

4. aitendo のバッテリーは 中味スカスカで価格が高く ヒドイですね。
_ 他、秋葉原各店にある 18650 の 表示の大きい物は同様と思われます。

Written by macsbug

5月 10, 2017 at 3:17 pm

カテゴリー: ESP8266