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Expansion Module with battery for Wio

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Wio Expansion Module の製作。                  2020.06.19

携帯ができ 必要な時にセンサーを横に接続する事ができます。

内蔵:Battery , Power Switch , RTC Module
費用:1250円

機能:
1. Sensor や Groveを 必要な時に接続し 不要な時は簡単に外せます。
2. Wio Terminal は ExtFlashLoaderExpansion により1台で済みます。
3. Battery内蔵により 携帯できます。
4. Switchで BatteryをON/OFFできます。
5. RTC内蔵により時計が使用できます。
6. USB や GROVE の Wire が露出せず 綺麗になります。
7. Wio Terminal を縦に置く事ができます。

仕様:
1. Extension Connector : RPI BUS , 2×20 40pin
2. Battery : 3.7Vdc 2000mA
3. Power Switch
4, DS3431 RTC Module
5. USB Charger : Input 5V, output 3.7-4.2V, max 1A , protect 2.5V/3A
6. DC-DC Converter : input 2-24V , out 5-28V , out current max 2A
7. CASE : 71x56x18 mm

方法:Batteryを内蔵し RPI BUS 40pin を 横に配置します。


.
Expansion Module の構成と比較:
Wio Terminal と M5Stack Expansion , Expansion Adapter
高さ:
. Wio は 12mm, Expansion は 18mm, 合計 30mmの高さ。
. M5 は 12mm, Expansion は 18mm, 合計 30mmの高さ。
. 同じ高さにより Expansion Adapter は 利用する事が可能です。
. 同じセンサーを使用出来る事は 製作時間の節約や経済的になります。


.
部品:

No. Nomen Purchase Price
1 ユニバーサル基板
秋月電子通商:B type 95x72mm 200円
2 ピンヘッダー 2×20
秋月電子通商:pin header 2×20 50円
3 L型ピンソケット2×20
秋月電子通商:L型 2×20
, 2pcs
200円
4 Schottky Barrier Diode
, RSX101VAM-30
秋月電子通商:RSX101VAM-30 9円
5 ピンヘッダー 1×6
秋月電子通商:ピンヘッダー 1×6 20円
6 基板用スライドスイッチ
秋月電子通商:SK-12D01-VG4 30円
7 DS3231 RTC Module
Aliexpress : worldchips

, DS3231 RTC

126円
8 Lithium Battery Charger
Aliexpress : Great IT electronic
, $0.5
54円
9 DC-DC Step Up Conv
Aliexpress : A+++ Electronic sales
, $0.49
53円
10 Insert nut, M3x3,4mm
ebay : huanshop2015 4mm M3x3
, 25pcs $0.92 ( 99 円 ) , 2pcs
8円
11 M3 Plastic Screw 10mm
Aliexpress : Hundred Years Store
, 50pcs $1.69 ( 182円 ) , 2pcs
7円
12 103450 : 2000mA Lipo
Aliespress : DEAH Online Store
, $3.96
, 50x34x10mm
426円
13 ピンヘッダ(L型) 2p 秋月電子通商:ピンヘッダ(L型)1×6 10円 4円
14 ピンソケット(メス) 2p 秋月電子通商:ピンソケット(メス)1×2 15円
15 CASE
自作:3D Print : ABS 12g ( 1g 3円 )
, 出力時間:53分。
, 使用機種:MakeBot Replicator 2X
, CAD DL : Wio_Expansion_case.zip
32円
TOTAL 1231円

注:配線の為の ジュンフロン線の費用は省きます。


.
工作:

RPI 40pin と Power Line の配線。
1. RPI 40pin の配線:40pinから 横の 40pin へ配線します。

. 基板サイズは 95x72mmをカットし 67x 52mm(26×20 スルーホール) です。
. RTC は Wio Simple Battery 参照の事。

 
2. Power Line の配線。

電源回路の概略:
. DC-DC Converter:出力は Variable resistar を調整し 5V にします。[重要]
. DC Coverter output 5V の接続先は RPI 5V です。
. 注意:出力は最大28Vで 未調整の場合は Wioの電源を壊す恐れがあります。
. Wio内の電源:RPI 5V への最大入力電圧は 6V です。
. 今回の接続で RPI 5V が 6V以上の保護回路は付いていません。
. RPI 5V -> Switch -> USB_5V -> MP2161GJ DC-DC ( VIN 2.5V to 6V ) -> VCC_3V3

ケース:
CAD DATA DOWN LOAD:
. ブラウザー上で Wio_Expansion_case.zip を選択し ブラウザーのファイル /
.  「別名でページを保存..」で Fileを Down Loadします。
. File は PDF形式で DL後に File nameを xxx.zip ( .zip ) に変更します。
. xxx.zip を解凍すると Wio_Expansion_case Folder ができます。
. Fusion 360 は dwg (編集可能) を使用します。
. MakerBot Replicator 2X は stl, x3g(Scale To : 101.45, Layer Height : 0.40mm)。
. Stratasys‎ F370 は stl (上) を使用します。

ネジ止め:M3 Insert nut を取り付けます。
ネジ止めの穴:Expansion Board と DC-DC Converter に ネジ止めの穴を空けます。
注意:DC-DC Converter の穴の位置は + と – 間で Short しない様に加工し
. ネジは Plastic を使用します。場所が狭く此処しかありません。
縦の高さ:縦に平らに置くには Wio と同じ高さにする事が重要です。
. Printerの機種により 図面と出力の差がでます。
. Wio と同じ高さにする為に 寸法を調整する必要があります。
. ケースの形状は 片方が開放で 時間経過による変形は試していません。

 


.
M5Stack Expansionの 事例:

M5Stack Extension Module:2018.12.29
GROVE and Bled Board
Push Button and Joystick

上記の 3D Printer Data は 以下の Thingiverse にUPしてあります。
MakerBot Thingiverse:3D Printer Dater UPdate:2020.02.12
1. M5Stack Extension Module by macsbug
2. M5Stack Push Button by macsbug
3. M5Stack Joystick by macsbug
4. M5Stack BreadBoard by macsbug
 


.
感想:
USB Cable:不要で持ちやすくなり 縦に置く事が可能になりました。
手配線:Wireは多層になりました。PCB製作時は 2層で配線出来るか不明です。
バッテリー:入手方法で価格が変わります。低価格で正しい容量を捜します。
_ 今回のBattery よりも大きなサイズは 左の 40pin conn を外し DC-DC Conv
_ の位置を外側へずらすと入ります。
Connector:B級品の中国製よりも国内の秋月電子通商の方が品質が良いです。
課題:部品配置が一杯で Wio と Expansion の固定は 40pin conn で行なっています。
_ 固定方法が課題です。
Expansion Adapter:外部接続する Adapter は 次回製作の予定です。

Wio Oscilloscope:Wioが テクトロオシロ になる。
_ ごじ氏 製作の WB2 オシロスコープ が Wio Terminal版(ExtFlashLoader対応) と
_ M5Stack版(LovyanLauncher対応) で完成!
_ bin file でSDから実行でき 難なく動きました。
_ 井田氏のExtFlashLoader と ごじ氏のWB2 と 今回のExtension ケースにより
_ 出来たタイミングが凄い。お二人に感謝!

 


Wio Terminal , Expansion , Battery , Power Switch , RTC ,

Written by macsbug

6月 19, 2020 @ 6:38 am

カテゴリー: Wio Terminal

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