ESP-WROOM-32 and ESP32 Adapter Board

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。
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。

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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

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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。
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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

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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

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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);
  }
}

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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。
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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。
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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 Elec：E32-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。
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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。

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