Archive for 4月 2020
How to set 5V to 3.3V for M5Stack Grove
M5Stack Grove の 5Vを3.3Vにする方法 2020.04.13
Groveの電源は 5Vです。3.3Vで使用したい時があります。
簡易的ですが Groveの 5V Wireを抜き M5Stack Bottomの 3V3へ接続します。
接続には Pin Socketを使用します。
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製作：
1 . Grove の 5V ( 赤 ) ピンを抜きます。
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2 . Pin Socket
＿ Bottom へ 固定する為と PIN が 隣に接触するのを防ぎます。
＿ 接続する 3V3以外の Pin を Cut します。
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3 . Groveの接続
＿ ピンソケットを Bottom へ接続し Grove Connector を挿し
＿ 赤い線のコネクター ( 5V )を Pin Socket の 3V3 へ接続します。
＿ 接触防止の為に PIN に Heat Shrink Tube 等を被せてください。
＿ Wire の 偏りに工夫してください。
注意：
Bottomのピンへ直接挿すと 5V 又は BAT PIN にShortする恐れがあります。
この方法は しない方が良いです。
以上
感想：
1 . 簡易的ですが ショートしない様に工夫してください。
M5Stack , Grove , 5V , 3.3V , 3V3
USB Cable and Reset prevention
USB Cable と Reset 防止 2020.04.07
目的：USB Cable 切断時に Resetの防止をします。
状況：Battery Drive で USB Cable を抜くと M5Stack が Reset します。
＿ 使用方法により Reset させたくない場合があります。
方法：ハードウエアーによる方法。
＿ A：Battery Module の改修。
＿ M-BUS の BAT 端子と 5V端子の間に Diode を接続します。
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＿ B：Bottom端子を使用する。
＿ Bottom Module の BAT と 5V 端子の間に Diode を接続します。
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動作：
＿ Battery Drive で USB Cable を抜いても Reset せず 動作しています。
部品：Diode 1pcs。
Nomen：Schottky Barrier Diode：RSX101VA-30
Purchase：YIXUANTAI Official Store。1個 10円。100pcs 1030円。
Nomen：Schottky Barrier Diode：RSX101VAM-30
Purchase：秋月電子通商。1個 9円。1パック 20個 180円。
Schottky Barrier Diode：ショットキーバリアダイオードは
＿ 電圧降下(VF)が非常に小さい為、順方向の損失が小さく高効率です。
回路図：
＿ USB電源( VIN_USB ) が無くなると VOUT(VCC_5V) が 0V になります。
＿ この時 Batteryからの電圧は出力( BAT -> VOUT ) されなくなります。
＿ IP5306 の設定により この様な動作をします。
＿ 対策：M-BUS_BATTERY と M-BUS_5V にDiodeを接続します。
＿ IP5306 をバイパスする事により Reset を防止します。
＿ 動作：USB電源( VIN_USB )が無くなっても BATからの電圧が
＿ M-BUS_5V に出力されます。
＿ 
取り付け：
A. Battery Module 改修。
＿ Diode ( RSX101VAM-30 ) の向き。
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＿ M-BUS の BAT 端子と 5V端子の間に Diode を接続します。
＿
B. Bottom 端子を使用する
＿ M5Stack Bottom の BAT と 5V 端子へ Diode を接続します。
＿ この方法は ハンダ付が不要です。
＿
電源スイッチ：追記。2020.05.04
今回の記事は M5Stack 800mA Battery module について行ないました。
できれば このModuleに電源スイッチを追加した方が良いです。
理由は Batetry に常時電流が流れ 消耗するか 過放電になります。
電源スイッチを追加し 使用する時だけ ON にします。
実際には 以下の記事にあるように 電源スイッチを設けています。
2018.06.23：Low price Battery Module of M5STACK
2018.08.20：M5STACK Strongest 2400 mAh Battery Module
2019.04.30：AA, AAA battery adapter for M5Stack.
感想：
1. M5Stack Communyty で質問があり まとめました。
＿ 追記：2020.04.27
＿ この中で GregF氏の案があり 検証しました。
＿ 1. MAX40200(Diode)：Battery 3V以下でIP5306のM5 Shutdownを防止。
＿ 2. R1=GND：M5=OFFの時 Battery放電を停止。
＿ 3. Battery 3V以下でIP5306はM5をShutdown：R1でMAX40200をOFF。
＿ 4. GPIO_2：SOFTで制御出来る。
＿ 5. SOFT：USBが外されてもM5は動作し必要に応じSOFTでShutdown可。
＿ 利点：電源トグルスイッチとケースの穴は不要になる。
＿ 欠点：主題のUSB Reconnectによる再起動防止はできるが
＿ Baterry単独時に起動ができない。
＿ 理由は Battery -> VCC_5V を駆動する GPIO_2 の電源が無い為。
＿ 
＿ 回路修正：追記(2020.05.04)
＿ 上記は GregFordyceF氏の検証であり その後(2020.04.24)は P5306 _1(VIN) と
＿ IP5306 _8(VOUT) 間に Diode(1N4148)の追加をする提案が書かれています。
＿ GregF氏の目的は達成されたかもしれませんが、
＿ 「Reset 防止」の目的には 検証での欠点があり充分でないです。
＿ 今回のテーマである Reset 防止の為に 上記の回路に
＿ BAT -> Diode -> VCC_5V を追加して試しています。
＿ この方法でも 検証に於ける欠点が残り GregF氏案は保留にしています。
＿ 
2. 今回は ハードウエアーによる方法です。
＿ ソフト的には IP5306の設定により Reset させない方法が
＿ あるかもしれません。今回はこの方法は 追求しませんでした。
＿ ソフトによる変更は面倒ですので Diode追加の方が楽だと思います。
3. 参考：AA, AAA battery adapter for M5Stack.
M5Stack , Battery , USB , Remove , Reset , Resets ,
Parts arrangement of M5Stack
M5Stackの部品名入りの図面を作成しました。 2020.04.01
目的：回路動作を理解し 信号解析や開発、不具合修理に役立てる。
結果：PDF図面は M5 Parts Layout を Down Load(1.3MB)してください。
＿ PDFは 文字が鮮明に読め 検索が可能です。
全体の画像：
拡大画像：右上部分で 画像の見方は以下です。PDF版は此の様に見れます。
＿ 緑=名称。赤いG=GND。紫=配線。赤矢印=信号。黄色い◯=電源。
分析：
機種：M5Stack BASIC pcb version 2017.06,GRAY 2017.11,FIRE 2018.2A
＿ ver 2017.06 を基本に分析。
＿ 他の Versionもあり 合致しない部分もあります。
方法：確認はテスターと M5_Core_SCH(20171206).pdf の図面で比較。
＿ 全ての部品名と信号名を記載しました。
判明：基板により幾つかのバージョンがある事と
＿ 配線ミス、図面ミス等の複数の設計ミスが判明しました。
メモ：
1. M5Stack Technology Co., Ltd. から公開されている
＿ M5_Core_SCH(20171206).pdf は公開版で
＿ 意図的な誤記により現物と異なる理解が必要です。
＿ よって 差異がある事が前提です。
＿ 正規の図面は M5Stack Technology Co., Ltd. にあり 要求する
＿ ものではありません。
2. 上記の方法で確認しましたが 確認不足で間違いがあるかも知れません。
＿ 回路動作の理解と修理マニュアルを作る為に作成しました。
＿ PDF は 随時調査し変更があるかもしれません。
設計と製作：
＿ M5Stack Technology Co., Ltd. のデザインで作られています。
＿ 独自のデザインと公開版ミスの場所を分ける必要があります。
＿ 以下に述べる差異は 明らかな所と 私のデザインによる判断です。
差異：
1. GPIO_0 PULL UP Power
2. Power Switch PULL UP Power
3. Battery Power EMI Capacitor
4. GPIO_21,22 PULL UP & VIN USB R?
5. VCC_3V3 EMI Capacitor
6. USB-PD Recognition , TVS Diode & USB-C
7. Battery Power EMI Capacitor
8. GPIO23 Radiation, Audio Amp
9. M5 LCD
10. SD SLOT & SWITCH
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1. GPIO_0 PULL UP Power
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2. Power Switch PULL UP Power
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3. Battery Power EMI Capacitor
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4. GPIO_21,22 PULL UP & VIN_USB R?
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5. VCC_3V3 EMI Capacitor
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6. USB-PD Recognition , TVS Diode & USB-C
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7. Battery Power EMI Capacitor
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8. GPIO23 Radiation, Audio Amp
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9. M5 LCD
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10. SD SLOT & SWITCH
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11. RESET CIRCUIT : Add 2020.06.14
| ESP32 EN(RESET) : 1. IP5306 PWR KEY Reset 2.USB DP,DN,DTR,RTS Reset _ Reset τ(タウ：時定数) τ=047CR=0.564μsec |
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12. USB-C and USB Adapter of M5stack : Add 2020.12.18
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感想：
1. 私の実測、回路理論の技術と熟知度を試される様な内容です。
＿ よって 間違いが含まれているかもしれません。
＿ これまでと この記事は 備忘録として見て下さい。
2. 部品のシンボルで 例として R? とかあります。
＿ 測定すれば解りますが 今回はそのままにしました。
3. 何度も調べている内に M5Stackの部品配置が脳に焼き付きました。
＿ 基板を見ただけで部品や信号が解る様になってきました。
＿ そして これを設計した人の考えに近づけた様な感じがしています。
＿ 図面を通じて Jimmy Lai 氏と会話ができた様な感じです。
4. 解析：技術レベルはさほどではないですが ESP32やM5Stack 関連の回路図を解析。
＿ 勉強になり一番感心するのは OLIMEX の回路図に感嘆しています。
＿ 国内の製品では スイッチサイエンスの商品は設計ミスが多いです。
＿ 例として FT231XS USB-シリアル変換ボード、ESP8266ボード
＿ (ESPr@ Developer)、ESP32ボード。これらの設計ミスは 過去に販売の
＿ FT231XS USB-シリアル変換ボードの設計ミスを受け継いでいます。
＿ 回路図を見ると ICのマニュアルを見ていない事が解ります。
＿ 関連会社の「うんこボタン」の設計ミスも同様です。
＿ 他、トラ技のESP32ボードは 設計ミス多発。
＿ aitendoは この設計ミスの製品を販売。そして多数のRevision版がある。
＿ SSの委託製品も同様で設計ミスの製品が多いです。
＿ 委託製品の中で技術レベルの高い製品は thousandiy(tomorrow56氏) の製品。
＿ 回路図をみると明らかで 多方面の視野と細部まで検討した設計がされています。
＿ 部品, レイアウト, 費用, 回路理論の基礎や応用の技術力のある事が解ります。
＿ 同様に「魔法の大鍋」氏の委託品も技術レベルの高い製品です。
＿ M5Stackの回路設計は 素晴らしいです。そして大きな功績はケースです。
＿ 電工作の製品でケース付きで販売された商品が成功を収めています。
＿ ケースが勝利を決める大きな要素になっています。
M5Stack Current consumption: Added 2020.06.07
＿ ESP32-Deep-Sleep-Tutorial
＿ ESP32 Deep_Sleep Mode : 0.01mA
＿ M5stack Deep_Sleep Mode : 7mA
＿ 
Rev : 2022.06.08 : M5 Parts Layout : 誤記訂正：L2。
M5Stack , BASIC , GRAY , FIRE , USB-C , 回路図, 配線 , 誤記 , 誤配線 , 未記入 ,
macsbug 