minimal ESP32 S3 Board

最小構成のESP32 S3 基板を製作しました。　　　　　2024.04.15
　　
minimal ESP32 S3の基板を製作し ガーバーデータを公開しました。
費用　：890円 ( 部品代を含む )。　基板は 110円。
サイズ：20 x 26 x 9.5 mm。
低コストと小型で 多方面に使用できます。
参照１：手作りの Minimal ESP32 S3 。710円。
参照２：macsbug ESP32 S3 v2.1 基板(770円)の1/2のサイズです。
　　

minimal ESP32 S3 Board 3V3, GNと 全てのGPIOを 2.54mmピッチで配置 20 x 26 x 9.5 mm。 890円	minimal Board + 1.27mm ピンヘッダ
ESP32 S3 + 1.27mm ピンソケット 1.27mm メスピンソケットを接続	ESP32 S3 + 1.27mm ピンソケット
ESP32 S3にソケットを使用し 取り外しができるタイプ。V1.0 20 x 26 x 9.5 mm。 890円	ESP32 S3にソケットを使用し 取り外しができるタイプ。V1.0 20 x 26 x 9.5 mm。S3裏側

2.54mm メスピンソケット付 S3とminimal PCBを接続します 20 x 26 x 12 mm。1275円	2.54mm メスピンソケット付 20 x 26 x 12 mm
高さ 12 mm ESP32 S3 の基板が外側になります	高さ 12 mm 上は 高さ 5mmのソケット

ESP32 S3に直付けするタイプ。 ハンダ付けの為に取り外しは不可。 20 x 26 x 8.5 mm	高さ 8.5 mm

minimal expansion v1.0 v1.0 用　拡張ボード：Front側 minimal ESP32 S3 Board の上にスタックします	minimal expansion v1.0 v1.0 用　拡張ボード：Rear側 GPIOを接続して使用します

エルチカ メスピンソケットに LEDを接続。

　　

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基板を JLCPCBへ発注：
　基板を設計しなくても １枚 110円で基板を入手できます。
　JLCPCBは 基板製造メーカです。Gerber dataをアップし設定と発注をします。
　基板の画像は JLCPCBのGaber Viewerで確認します。
　発注方法の参照：macsbug ESP32 S3 v2.1
　　
1. 　Type ：v1.0：ESP32 S3 の金属CAPが内側になるタイプで 厚さを薄くできます。
　　このタイプを主に説明します。
　　🔴 Gerber data：minimal_s3_v1_pcbe.zipを入手します。JLCPCBへUPします。
　　DL後に「.pdf」を削除し 「xxx_pcbe.zip」 にします。
　　PCB Thickness： (基板の厚み) は「1.0」mm を選択します。
　　Source data：minimal_s3_v1.pcb.zip。PCBEで編集可能です。
　　

2. 　Type ：minimal esp32 s3 expansion v1.0 Board：V1.0用の拡張ボードです。
　　LEDやLCD等の出力装置や スイッチ, センサー等の入力装置を接続できます。
　　🔴 Gerber data：minimal_expander_v1_pcbe.zipを入手します。JLCPCBへUPします。
　　DL後に「.pdf」を削除し 「xxx_pcbe.zip」 にします。
　　PCB Thickness： (基板の厚み) は「1.0」mm を選択します。
　　Source data：minimal_expander_v1.pcb.zipを入手します。PCBEで編集可能です。
　　

3. 　Type ：B1：ESP32 S3 の金属CAPが外側になるタイプで 少し厚みが増します。
　　🔴 Gerber data：MINIMAL-S3-B1_pcbe.zipを入手します。JLCPCBへUPします。
　　DL後に「.pdf」を削除し 「xxx_pcbe.zip」 にします。
　　
　　　

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ESP32 S3 操作方法：Minimal ESP32 S3 を参照ください。
　　　

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回路図：
　1. 部品数は８個の最小構成になっています。
　2. LDO：以下のいずれかを使用します。
　XC6220B331MR-G 1000mA , TLV75733PDBVR 1000mA , TPS74033SF5 3.3V 600mA
　3. 最小構成の為に ESP32 S3の仕様から 外れる所があります。

　　
3. minimal GPIO Assign：2.54mm ソケットの GPIO配置です。
　　BOOT Mode は GPIO_0 と G(GND)を Shortし USB Connectorを接続します。
　　
　　

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製作：
　基板は minimal ESP32 S3 v1.0 と minimal ESP32 S3 B1 の種類があります。
　v1.0 は ESP32 S3 の金属ケースが内側になります。内側にして高さを低くします。
　B1 は ESP32 S3 の金属ケースが外側になります。
　1.　minimal ESP32 S3 v1.0
　　-1. 部品数 7個で 小さい為に 接続する順番を考慮します。
　　-2. LDO , Capacitor , Resistor をハンダ付け。
　　-3. 1.27mmピッチ オスピンヘッダをハンダ付け。
　　-4. 基板とmicro USB Connector間に絶縁テープで保護し Connectorをハンダ付け。
　　-5. 外部接続の2.54mmソケットをハンダ付け。
　

minimal ESP32 S3 基板に ６つの部品 ( C, R, LDO )を付けます。	1.27mm オスピンヘッダ(40P)を付けます。 14 + 14 + 12 = 40 pin

micro USB Connectorの加工 赤い部分をカットします。	加工後 ( 短くなりました)

micro USB CASE 絶縁処理 ピンヘッダにカプトンテープで絶縁	micro USB Connector の取り付け

2.54mmピッチ ソケット取り付け 使用する GPIO だけでも良いです。	2.54mmピッチ ソケット USBの場所は狭く 少し削ります

裏側	1.27mmピッチ ソケットの取り付け

完成	完成

M5Stick Case に入る大きさです	M5 Unit Case に入る大きさです

2.　minimal ESP32 S3 B1
上記と同じで ESP32 S3の金属ケースが外側になるタイプです。

金属ケースが外側になるタイプ	金属ケースが外側になるタイプ

　　

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部品リスト：
　費用： 890円。緑色選択, 2.5mm メスピンヘッダなし(No 11)。
　費用：1275円。緑色選択 2.5mm メスピンヘッダ付き(No 11)。
　購入先：秋月(秋月電子通商)。Aliexpress。

No.	Nomen Symbol	pcs	Purchase	Price ¥
1	minimal PCB , 18.2 x 19.4 mm	1	JLCPCB 5pcs , $3.46(¥544)	109
2	ESP32-S3-WROOM-1 N16R8 with TELEC U1	1	秋月:117256 1pcs , ¥530 -> ¥620	620
3	micro USB Connector 7.2(H)x1.85(V)mm	1	Qing-Tao Store 10pcs, ¥241 輸送期間：8 day	24
4	LDO 3.3V 1000mA , U2 XC6220B331MR-G , SOT-25-5	1	Jin Tank 20pcs,¥303,mark=H633P 輸送期間：9 day	15
4	LDO 3.3V 1000mA , U2 XC6220B331MR-G , SOT-25-5	1	TOREX Direct 10pcs,¥1650,mark=H63UM 輸送期間：6 day	(165)
4	LDO 3.3V 1000mA , U2 XC6220B331MR-G , SOT-25-5	1	Shenzhen Hong Ming electronics 20pcs,¥407,mark=H637S 輸送期間：13 day	(21)
4	LDO 3.3V 1000mA , U2 TV75733PDBVR , SOT-23-5	1	RWTNF Electronic Components 10pcs,¥325,mark=1FKF 輸送期間：9 day	(33)
4	LDO 3.3V 600mA , U2 TPS74033SF5 , SOT-23-5L	1	秋月: 117230 5pcs , ¥200	(40)
5	MLCC , 10μF/35V X5R , C1 C3	2	秋月: 113161 10pcs , ¥150	30
6	MLCC , 1.0μF/25V X7R , C4	1	秋月:114526 20 pcs , ¥100	10
7	MLCC , 0.1μF/25V X5R , C2	1	秋月:113396 100 pcs , ¥100	1
8	Resistor , 10KΩ 1/10W , R1	1	秋月: 115029 5000pcs , ¥980	1
9	1.27mmピッチ ピンヘッダ 1×40 (40P)	1	秋月: 103865 1pcs , ¥90	90
10	1.27mmピッチ ピンソケット 1×25 (25P)	3	秋月:103872 1pcs , ¥50	150
11	2.54mm メスピンヘッダ, 1×7p, H=5.0mm	7	YTTSQC Yuanqi Store 1set(10pcs) , ¥551 輸送期間 : 6 day	386
11	2.54mm メスピンヘッダ, 1×7p, H=3.5mm	7	YTTSQC Yuanqi Store 1set(10pcs) , ¥619 輸送期間 : 6 day	433
11	シングルピンソケット (低メス) 1×20 (20P), H=3.6mm	2	秋月:103138 1pcs , ¥80	160
12	カプトンテープ(絶縁テープ)	–	–	–
13	拡張ボード, 18.2 x 19.4 mm	–	JLCPCB 5pcs , $3.46(¥544)	109
13	0.3mm厚 両面スルーホール ユニバーサル基板 Dタイプ(47×36mm)	–	秋月：110009 1pcs , ¥60	60
	TOTAL	–		1275

　No 2：ESP32 S3
　　秋月電子通商 ESP32 S3：従来は 530円でしたが 3月中旬に 620円にアップしました。
　　２つのロット(技適シールと技適刻印)の説明があります。店頭なら選択できます。
　　ネットで注文した所 技適刻印のロットが届きました。
　　Aliexpressとほぼ同じ価格になりました。よって Aliexpressからの購入を再検討です。
　　Aliexpressは BOM LIST Storeが良いです。この販売店は messengerで話と交渉が出来ます。
　　金属のシールド板にTELEC No. (201-220052) がある事を確認します。
　　需要と供給：Aliexpres販売店の保有数を調べると大量にあり供給過多の状態にあります。
　　特に ESP32-WROOM-32 は 大量にありボードは 安く まとめ売りの販売店もあります。

　No 11：2.54mm メスピンヘッダ：5.0mm, 3.5mm, 3.6mm について。
　　Aliexpressの横幅の狭いメスピンヘッダは 秋月電子通商にはありません。
　　秋月電子通商のシングルピンソケットは横幅があり削る必要があります。

　No 13：拡張ボード
　　拡張ボードに LEDやスイッチ等の入力装置,センサー等を接続できます。
　　基板は 秋月電子通商 0.3mm厚のハサミで切れる基板も便利です。
　　

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ESP32 S3 応用例：Minimal ESP32 S3 を参照ください。
　　

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感想：
少ない構成と小さいサイズで 何処でも直ぐ使用できる感じが良いです。
M5Stick CaseやM5 Unit Caseにも入り使用できる範囲が大きく便利になります。
　　
macsbug ESP32 S3 v2.1 基板の1/2のサイズです。


　
　　
　　
　　
　　
　

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