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Archive for 4月 2020

How to set 5V to 3.3V for M5Stack Grove

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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。

 


製作:

1 . Grove の 5V ( 赤 ) ピンを抜きます。

 —->

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。

 —->

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

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4月 13, 2020 at 6:07 pm

カテゴリー: M5STACK

USB Cable and Reset prevention

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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。

_ 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。
_

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。
_ 
_ 
_ 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 ,

Written by macsbug

4月 7, 2020 at 12:40 pm

カテゴリー: M5STACK

Parts arrangement of M5Stack

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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(1.2MB)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 は公開版であり現物と異なる所が
_ ある事を理解する必要があります。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

——————————————-

1. GPIO_0 PULL UP Power

M5Stack 回路図:記載ミス。
.
誤:VCC_3V3。
正:VDD_3V3
場所:VCC_3V3:R5の電源
理由:現物は VDD_3V3
動作:問題無し。

 

2. Power Switch PULL UP Power

M5Stack 回路図:記載ミス
.
­誤:VDD_3V3
正:VCC_3V3
­場所:VDD_3V3:R13の電源
­理由:現物は VCC_3V3
­動作:問題無し
­S4:Power Switch

 

3. Battery Power EMI Capacitor

基板:誤配線
.
誤:C? = VCC_5V
正:C? = GND
­場所:IC IP5306, VBAT C? 2.2nF。
­理由:C? は VBATのEMI対策
­動作:問題無し­
詳細:IC IP5306, VBAT回路の
_ C? capacitor の1つ 2.2nF は
_ 回路図はGNDであるが VCC_5V
_ に配線されている。(赤い両矢印)
.
メモ:C? の容量は 2.2nF です。
_ Jimmy氏からの情報です。

 

4. GPIO_21,22 PULL UP & VIN_USB R?

M5Stack 回路図:記載漏れ
部品:取り付け無し
.
A:回路図未記入
_ PCB ver 2017.6、2018.2A は
_ GPIO21,22にDiodeが接続。
_ PCB ver 2017.11 はDiode無し。
_ GPIO21,22には既にM-BUSの
_ 右にDiodeがある。
_ さらにDiode(D?? 赤矢印2個)あり。
_ Diodeは負電圧防止用。
.
B: 回路図にあるが基板には無し
_ 回路図に R? 2R はあるが
_ 基板には無し。
_ C? 2個が並列接続されている

 

5. VCC_3V3 EMI Capacitor

M5Stack 回路図:記載漏れ
.
誤:none。
正:C?? ( 2.2nF? )
場所:U4 EA3036_VCC_3V3
理由:基板に部品あり。
_ 22uFと2.2nF?で正しい装備。
動作:問題無し。

 

6. USB-PD Recognition , TVS Diode & USB-C

 

 

差異:
USB-PD Recognition:
R?:Upper side
_ 2017.6 = 22KΩ
_ 2017.11=5.5KΩ
_ 2018.2A=5.1KΩ
R?:Lower side
_ 2017.6 = 33KΩ
_ 2017.11=5.5KΩ
_ 2018.2A=5.1KΩ
.
TVS Diode:D1, D2
_ 2017.6 = 2018.2A=Diode
_ 2017.11=none
.
USB D+, D-:USB-C Side Bに接続
.
USB_C 不具合:片側のみの接続
_ 対策:両対応のAdapterか
_  Cableを使用する。
.
BLOG:
M5Stack USB failure and repair
BLOG:USB-Cは次回公開予定

 

7. Battery Power EMI Capacitor

部品:レイアウトミス。

状況:+ と GND が逆。
理由:標準的なコネクターは 左が GNDで 右は +
このデザインは 向きが逆の為に
標準的なプラグを使用する時に不便。
電源のデザインは焼損の危険があり標準化が必要。

 

8. GPIO23 Radiation, Audio Amp

GPIO23 Radiation:
M5Stack 基板:レイアウトミス。
誤:GPIO 23 の位置。
正:GPIO 18 の位置 にするとRadiationは 誘導しない。
場所:GPIO 23
理由:GPIO 23 MOSI は 周波数高く Radiation を発生する。
_ GPIO23 MOSIとGPIO25 DACが近接しRadiationがGPIO25に誘導される。
動作:ノイズが発生する。
——————–
Audio Amp:
1. PGND:GND に接続されていない。
2. C44 to U9-4:BASIC, GRAYは接続されている。FIREは接続されていない。
_ FIRE:C44をU9-4から外す事によりノイズが低下する。
3. M5Stack 回路図:誤記
_ 誤:U9 は NS4148    (この部品を使用しても動作しない:確認済み)
_ 正:U9 は NS4150B
_ 理由:基板の部品は NS4150B である。
4. Gain;
_ 状況:音が歪む。
_ 理由:仕様を満たしていない設計。
_ 対策:PAM8304Aを採用する(例:ODROID-GO)。ソフトで調整する。
——————–
BLOG:M5Stack speaker noise reduction

 

9. M5 LCD

部品:Custum ILI9341

状況:RGB が BGR になっている。
理由:標準的な ILI9341は RGB配置
_ M5Stackは Custum ILI9341 です。
_ LibraryはTFT_eSPIを使用し
_ RGBのBit配置を変更しています。

BLOG:
TFT_eSPI Library supports M5STACK

IPS Display:
_ 通常の RGB になり Libraryの値を
_ 基に戻す形となっています。

メモ:プロテクトだと思いますが
_ 面倒な事はしないでください。

10. SD SLOT & SWITCH

SD SLOT:位置ずれ

状況:SDが内部に落ちる。
理由:SLOT穴の位置ずれ。
対策:M5Stack添付の白いシールを
_  のSDの上に張る。

BLOG:M5Stack SD Stopper

PUSH SWITCH:微妙なクリアランス。
状況:緩み。傾く。外れる。
理由:クリアランス大。CAPの形状。
対策:紙1枚 0.1mmを接触面に挟むと
_  クリック感が良くなります。

 


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 , BASIC , GRAY , FIRE , USB-C , 回路図, 配線 , 誤記 , 誤配線 , 未記入 ,

Written by macsbug

4月 1, 2020 at 3:18 pm

カテゴリー: M5STACK