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Power switch to WEMOS LOLIN32 V1.0.0

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WEMOS LOLIN32 V1.0.0 へ 電源スイッチを取り付けました。   2017.05.31

USB 5V と バッテリー で 動作する WEMOS LOLIN32 V1.0.0 は 便利です。
ただし バッテリー 接続時は 常にバッテリーを消費します。
電源スイッチを取り付ける事により さらに便利になります。
スイッチオン:ESP32 は 動作し USBからバッテリーへ充電可能。
スイッチオフ:ESP32 は 停止し USBからバッテリーへ充電可能。


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改修準備:
1. WEMOS CC Store :WEMOS LOLIN32 V1.0.0
2. スライドスイッチ
3. ワイヤー、カッター、ハンダ、ハンダゴテ、ルーペ。


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改修手順:
_ 注意:基板カットや部品取り付け、配線は微細の為 細心の注意が必要です。
_  カットや部品取り付け、ハンダ付けは 難易度高く高度のスキルが必要です。
1. VIN ( 回路図参照 ) のラインをカット ( 黄色矢印で灰色の部分 ) します。
_ 回路図では 赤 X 印 です。
2. VIN カット部の前後にハンダ付け部を作ります。
3. トグル・スイッチを USB コネクターの金属部へハンダ付けします。
_ スイッチの位置:USB コネクターの半分の位置。
_ USBコネクター取り付け部にハンダメッキします。
_ スイッチ取り付け部にハンダメッキします。
_ スイッチとUSBコネクターを瞬時にハンダ付けします。(難易度大)
_ 注:ハンダが USBコネクターのラッチ部や内部に入らない事。
_ 注:スイッチのプラスチック部が溶けない様に瞬時にハンダ付けします。
4. VIN カット部の前後の2つをスイッチへ配線します。
5. 配線の確認とスイッ動作の確認をします。


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回路図:赤とPower SW が改修場所です。


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WEMOS LOLIN32 改修後とバッテリー:

_ 裏側で OLED の配線をしています。

_ 秋葉原・中古ガレージショップで 300 円。


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参考:WEMOS LOLIN32 Forum:Lolin32 power draw


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WEMOS LOLIN32 V1.0.0 と OLED Pin Assign:
_ OLED を簡単に取り付けられる事は重要です。
_ 0.96 inch OLED の端子の配列は VCC, GND, SCL, SDA です。
_ LOLIN32 基板の端子配列を VCC, GND, SCL(22), SDA(21) にすると
_ 新規に端子や基板を使用する事無く 直付けできます。WEMOS.CC Plese。


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超低価格バッテリー:205 円。
_ 秋葉原怪しい中古屋の LE-B01 600mAh 199円 と
_ ebay の JST 2.0 PH 2 コネクタープラグ 6円 で 合計 205円 の構成が低価格。
_ WEMOS LOLIN32 = 866 円。Battery = 205 円。総計 1071 円。


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ソーラーバッテリー:
_ 5V 5W のソーラーバッテリーを USBヘ接続すると 薄曇り時でも動作します。
_ バッテリーと組み合わせ 電源管理ソフトを充実させると 最強の物が出来るか
_ と思います。


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感想:
改修とハンダスキル:
_ 問題の解決策には最良の方法ですが 準備とハンダ付けは 難易度が高い為
_ 幾つも作るかと言うと気が引けてきます。

バッテリー駆動とスイッチ:
_ この構成は 電源スイッチが必要です。理由は 未使用時に バッテリーを消費する為です。
_ Pocket 8266Pocket 32 には 電源スイッチが付いています。
_ WEMOS は 何故この様な機能を設計をしなかったのか不思議です。

改修:いくつかの案。
_ バッテリーラインへのスイッチは「USBからの充電のみ」ができません。
_ ESP32 DeepSleep での ソフトによる 電源停止は 難しい事と面倒です。
_ ESP32 の ENABLE(RESET) を LOW にして ESP32 を停止した場合は
_ 例として 80mA から 20mA になるだけです。
_ U3 ME6122 _3 (EN ) に スイッチを接続する。
_  IC の 3 pin を少し上げて浮かし スイッチへ配線する方法があります。
_  pin を折らない様に さらに細心の注意や 配線数が3本になります。
_  配線は pin 3 を中点に VIN と GND へ分けます。
_  設計段階で この方法にしてほしかったと思っています。
_  I want a version with a switch.

停止時の消費電流:
_ 回路図上 電源スイッチが有る無しに関わらず 微細な電流は流れます。
_ Q2 オンの為に R5 10KΩ で 500μA を消費します。
_ TP4056 は スタンバイ状態で約 100μA を消費します。
_ 電源スイッチ・オフにより 3Vラインの ICの電流は流れません。
_ これは WEMOS Forum の Lolin32 power drawで 論議されています。

カレントミラー回路:
_ WEMOS LOLIN32 で初めて採用された 電源のカレントミラー回路は
_ USB側と5V間の切断を行うもので これにより負荷の CP2102 を
_ スタンバイ状態 又 USBプルアップ抵抗を切断し 省電力を実現しています。
_ と 理解していますが 勉強不十分かも知れません。

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Written by macsbug

5月 31, 2017 at 7:41 am

カテゴリー: ESP32

Pocket 32

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WEMOS WiFi & Bluetooth Battery ESP32 development tool 発売開始  2017.05.28

価格:1145円 ( $10.29 )

このボードは Travis Lin 氏 設計製作 Pocket 32 の コピー品です。 2017.05.29 改訂
K氏が Travis氏に聞いた所 製品の全てがコピーされているとの事です。
丸いWeMosブランドの付いた一連の製品は全て不正コピー品だそうです。
本家 tindle:Pcket 32 — ESP32 + 18650
Dongsen Technology ( Travis Lin )

ESP8266版 Pocket 8266 に続き ESP32版、18650 バッテリー ソケット、
バッテリー充電回路 (過充電防止, 過放電防止, LED表示), 電源スイッチ があります。
Aliexpress では 2017.05.23 から 発売開始しました。
手の平サイズで 持ち運びができる ESP32ボードが使用できます。

USB to UART:SiLabs CP2102
USER LED:GPIO 16 ( D0 )
LDO:AMS1117_33
500mA charging current
LG 3000mA 18650 battery:17 hr

販売:Aliexpres:Lily GO。価格:1145円 ( $10.29 )

コピー品:K氏の情報 及び the INTERNET of THINGS with ESP32 の情報です。
_ ボードに「WeMos」がシルクスクリーン印刷されているにもかかわらず、
_ 公式 「WEMOSの製品ではない」です。
_ さらに、このボードは Travis Lin の Pocket 32 の コピーです。
_ 販売:Banggood と AliExpress の様々なベンダー があります。

_ Aliespress の Lily GO, FACE-TO-FACE Electronic, Seatechnolgy Store の3社は
_  最初 SSのボードをコピーして時折販売し その後 販売品の範囲を広めています。
_  さらに最近は Advanced Tech, All Electronics Trading Company の2社が加わり
_  本家 WeMos のコピー品にも広げています。
_  RobotDyn、DOIT(ArduinoフォームファクタのESP32ボードの元)、BlackPillと
_  よばれるSTM32ボードなど手広くコピーしています。
_  どうもこれらの5社は LilyGoを始めとする3つのストアは 実は1つの企業で
_  リスクを分ける為に 出店数を増やしているのではないかと想像しています。


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参考:
tindle:Pocket 32 — ESP32 + 18650

Lily GO は 低価格でもない: 2017.05.29 追記
_ 50 Sets Mini Micro JST 2.0 PH 2 Pin Connector Plug:
_ ebay の crazy2017 は 288円 ($2.59)
_ Liliy GO は 1011円 ($9.08) で 3.5倍も高い。


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Travis Lin store:Pocket 32 到着:追記:2017.06.13
_ 価格:2315円($20+ship$5)。輸送期間=15日。
_ 左側の「葉のマーク」が本家のものなのですね。
_ 設計した Travis Lin氏は中国のハードウェア開発者。
_ 販売は tindle 内にある Travis Lin store で場所は Nanjing, China です。
_ 製造は外部委託と思われますが 低品質で 他のメーカーも同様です。


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感想:
名前: not actually WeMos
_ 名前が長く、さらに 他社の WEMOS の字を使用とか 解りにくい感じです。
_ Brand Name : WEMS ともありますが WEMSでは さらに解りづらい。
_ DSTIKE(Travis) の プロジェクトでは「Pocket 32」と言っています。

便利な機能:
_ 横に長いですが 数ある開発ボードの中で 現在 最強のボードです。
_ ESP8266 Pocket の経験から 電池ボックスがある事は 外部電源不要で便利。
_ そして 過充電防止回路機能付きの充電機能は重要である事と電池交換が不用です。
_ スマホとかで 既に充電機能の便利さを体験している中で 電子工作は乾電池を使用する
_ 例が多い中、やはり充電可能な電池は気楽です。
_ さらに USBへ ソーラーバッテリーを接続すると 充電の手間が無くなるかと思います。

価格:
_ WEMOS LOLIN32 は 1個866円 ($8.66) から 電池ボックス代は 279円 と言う計算。

不足点:
_ 0.96 inch 128×64 OLED を直付けできる 端子配列にして欲しかったです。

tindle:2017.05.29 追記
_ Aliexpress の物は コピー品と解り 初めて tindle へ Pocket 32 をオーダーしました。
_ なんとか Paypal支払いで オーダーが出来た様です。
_ 2315円。 $20 = $15 + $5(Tax)。
_ Travis氏のアイデアと設計製作は素晴らしいものがあります。

Written by macsbug

5月 29, 2017 at 2:12 am

カテゴリー: ESP32

18650 Battery Capacity

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18650 バッテリー は どの製品を購入すべきか。           2017.05.25

WeMos LOLIN32 や Pocket 8266 は バッテリー接続機能と充電機能があります。
18650 バッテリーを使用すると 持ち運びが便利になります。
バッテリーは 偽物も多いらしく 購入時の判断の為に 友人のA氏と調査しました。
日本製 で 充電繰り返し回数の多い製品は 性能よく経済的です。

容量:Momiji > SAMSUNG > SANYO の順で SAMSUNG が健闘しています。
充放電回数:表記はSANYO ( 約1000回 ) しかない。
_ Momiji はどうも中国製の模様。国内の販売会社でのメーカー保証で元はUltraFire関係のようです。
信頼性:SANYOは 容量こそ少ないが信用できそうです。
安全性:リチウムイオンバッテリーは 発熱や火災の危険があります。
_   安全回路が入ったバッテリーが望ましいと思います。
販売:
_ SANYO UR18650A 2250mAh:4個 2400円。充放電回数:1000回:ロワジャパン。お薦め。
_ Momiji BRC 18650 3000mAh:4個 2190円。充放電回数表記無し: 長さ 65mm。アマゾン。
_ Momiji BRC 18650 3000mAh:4個 2390円。充放電回数表記無し: 長さ 68mm。アマゾン。
_  プロテクト機構(保護回路)付でバッテリーを過充電から守る。注意:長さ 68mm。
メモ:2000mAh とは、1/5の400mAで放電させて5時間使えると言う意味です。


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SANYO UR18650A 2250mAh と Momiji BRC 18650 3000mA を比較:
_ 測定方法:500mA 流し 満充電から 3.0V になる電圧と時間を記録。
_ 計測の終了は3.0V, 公称値の場合 2.5Vですので計測値は少なめに表示されます。
_ ただし 充電繰り返し回数は 測定していません。
_ Momiji、SANYO は ほぼメーカーの表示が信用出来そうです。
_ 容量はMomijiが最高ですが、SANYOは電池の内部抵抗が低く性能が良い。
_ セル情報:Litium Ion UR18659A
_ 日本セルと中国セル:ロワジャパン 記載:SANYO UR18650A 2250mAh 。
_  日本セルは中国セルに比べ、充電可能回数は 約2倍。
_  日本セル:500~1000回以上。中国セル:300回程度。


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8種類のバッテリー比較:
測定方法:1A(短時間測定の為) 流し 満充電から 3.0V になる電圧と時間。
_ 計測終了は3.0V, 公称値は 2.5Vですので計測値は少なめに表示されます。
結果:表示値と測定値は ほぼ一致 と 異なる物があります。
_ メーカー製(SAMSUNG, SANYO, SONY) は 表示値と測定値が ほぼ一致。
_  Momiji は 恐らく 日本製ではない Ultra Fire 製かと思われます。
_ ebay の TR18650 9900mA, TR18650 5800mA は 600mAhで表示と異なります。
_ aitendo の BRC18650 UltraFire 3000mA は 1016mAhで表示と異なります。


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3種類のバッテリー比較:


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重量で比較: 重さで良品を判別する。
_ Li – ion バッテリの資料では 重量は 44g と記載されています。
_ 重さで おおよその 判断材料になり 軽い物は容量がありません。
_ 中国製(ebay) の TR18650_9900mAh と TR18650_5800mAh は 30.7g

YouTube:How to know fake 18650 batteries?:どのように偽物を見分けるか? 重さで解る。


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mAh 電流容量を比較:表示値と実測値
_ Momiji は 日本製では無い様ですが 表示値に対し 95% です。
_ SANYO は 日本製で 表示値に対し 99% でほぼ一致しています。
_ BRC UltraFire 3000 は aitendo で 表示値の 33% しかありません。
_   aitendo の物は偽物と判断します。


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1Aの負荷で 3Vになるまでの時間 を比較:


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付属品: WeMos LOLIN32 用 バッテリー接続コネクターワイヤー:1個13円。
_ JST 2.0 2-pin connector plug Male & Female。20個 268円。
_ 輸送期間=21日。aitendo はケーブルコネクターのみで 1個100円。
_ 沢山有ると 気楽に電子工作ができます。


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モバイルバッテリーの容量表示:
_ 例として 5000mAh と表示がありますが USBの出力は 5Vで5000mAhと思いがちですが
_ 5000mAh は 内部のバッテリーの容量で 3.7V 5000mAh。
_ よって、実際には 5V出力は70%になってしまいます。嘘ではないが紛らわしい表現です。


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計測機材:
_ USB電圧ロガー EL-USB-3 8400円。秋月電子通商。
_ 自作 半自動充電放電ダミーロード。

LM317-DMY-LOAD 半自動充電放電回路図:2017-05-26:Rev 02


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参考:
気の迷い:Li-ion 18650 放電テスト 2009
気の迷い:海外Li-ion充電器を比べてみた


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超低価格バッテリー:205円。
_ WeMos Lolin32=866円。Battery=205円。総計 1071円。
_ 秋葉原の怪しい中古屋にある LE-B01 600mAh 199円 と ebay の JST 2.0 PH 2
_ コネクタープラグ 6円 で 合計 205円 の構成が可能。これは中国の格安コピー屋
_ でも無理だろう。


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感想:
危険性:リチウム イオン バッテリは 安全回路がないと危険です。
_ 充電時の過充電防止回路やアクシデントでショートした場合の
_ 発熱や火災をどうするかです。電源状態を管理し対応を図る必要が
_ あると思っています。一部の製品で安全回路が入っている物がある
_ と聞いています。価格は高くなりますが 安全は大事です。

mAh 電流容量:mAh の意味と測定方法。
_ Ah は電力表示ではありません。「5時間率」です。
_ 2000mAhの電池は、2000mAを流して1時間使えると思っていたのですが
_ メーカーの計測では、その電池を5時間放電させてその容量を積算。
_ そのため 1Aの放電では 本来の表示容量より 80%~90% になるようです。
_ 2000mAhの電池の場合、1/5 の 400mA で放電させて5時間使えるとの意味です。

注意:aitendo BRC18650 UltraFire 3000mAh:2個900円
_ 中味は 表示の3分の1で 価格も高く買わない方がお得です。

注意:aitendo の モバイルバッテリーキット [K-6C2U1L-NS]: 950円
_ バッテリーの長さが 68mm の Momiji BRC 18650 3000mAh は このケースには
_ 入りません。中国では 370 円で この 改訂版 がでておりバネが長く余裕があります。
_ aitendo では 設計ミスのゴミを販売しています。

他のバッテリー製品:
_ SAMSUNG, Sony は 性能が良く感心します。

格安バッテリー:如何に安く作るか。ただし要注意。
_ リチウムバッテリーは ショートで焼損し火災を起こしますので注意が必要です。
_ ノートパソコンの中古バッテリーパックを分解して使用するのも良いかと思います。
_ 今回のグラフには載せていませんが 中古でも性能の良い物がありました。
_ 秋葉原の中古やで探すと1パック(6個) が300〜500円であります。
_ 分解の手間はありますが 1個10円程度になりますね。
_ それで 時々 秋葉原 中古屋散歩 をしています。

測定:時間がかかります。
_ 500mA を流して 6〜8時間。1A では その半分くらいです。
_ 容量測定装置として 362円 の Battery Capacity Meter Discharge Tester があります。

友人の協力:
_ 友人でハイスキルの A氏 に測定装置製作や測定に多大な時間を割いて頂きました。
_ ここに感謝の意を評します。

電池の長さ:momiji の プロテクト機構(保護回路)付は 長さが 68mmです。
_ 充電器によっては 電池の長さが長い為に 充電器に入らない場合があります。

Written by macsbug

5月 25, 2017 at 11:45 am

カテゴリー: ESP32, ESP8266, Make

D-duino-32 and Lolin ESP32 OLED wemos

with 2 comments

D-duino-32 と Lolin ESP32 OLED wemos                 2017.05.15

Aliexpress の Lily GO から Lolin ESP32 OLED wemos が販売されています。
価格は 送料込 1195円 ( $ 10.53 )。
OLED付きは 工作不要で便利です。


仕様:
_ OLED:0.96 inch, Mono White, 128 x 64, SSD1306 。
_  発色は white で blue よりも暗いです。
_  OLED 裏側に 2864KSWE と書かれており これは UG-2864HSWEG01 です。
_  
_  UG-2864HSWEG01 128 x 64 Evaluation Kit User Guide
_   128 x 64 , SSD1306 Module と記載されています。
_  i2Cの端子は SDA=GPIO5, SCL=GPIO4 に接続されています。
_  基板に両面テープで固定されており ややもすると外れやすいです。
_  OLEDは 手配線ハンダ付けで 汚いです。
_  取り付けの高さが ESP32 より低く ケースに収め難いレイアウトです。

_ シリアル接続:CP2102 が使用されています。

_ AUTO PROGRAM回路内蔵:S8050 Transistor を使用。

_ LDO:AMS1117-33 を使用。


追記:2017.05.16
以下の「不具合:その1」と「不具合:その2」は 開発環境によるものでした。
_ 開発環境:
_  MacOSX Mountain Lion + Arduino IDE 1.8.2 + Arduino-esp32
_  特に Arduino-esp32 は 途中から都合で新しい ver へのアップができずそのままでした。
_  書込みが出来無い為 EN端子へコンデンサーを入れて書込みは出来る様になりました。
_  Serial.print 位は動きますが GPIO操作とかすると全く動きません。
_  こう言う状態になるとチップやファームが壊れている様に勘違いします。

_ 新しい開発環境:
_  OS X EI Capitan v 10.11.6 + Arduino IDE 1.8.2 + Arduino-esp32 比較的に最近版にする。
_  これにより EN 端子への コンデンサー有りでも無しでもで書込みはできました。
_  Arduino IDE での書き込みは 終了時 シリアルコンソールに「Hard resetting」を表示。
_  EN ボタンを押さなくても自動的に動きました。
_  Lチカ と 自作の OLED 3D Demo は動きました。
_  SSD1306 のライブラリーは Adafuruit より遥かに速いです。
_  ここに至るまで シリアルコンソールのメッセージ「CPU halted」 が気になり追求し
_  時間を費やしました。
_  トラブル時は「最初に開発環境を確認する」と言う経験でした。

不具合:その1
_ Aliexpress の Lolin ESP32 OLED wemos ボード の AUTO PROGRAM は
_ 正常に動作しない時が 多々あります。
_ 原因は EN端子に接続する コンデンサー 1nF ( EN端子 起動用 ) が無い為です。

不具合:その2
_ EN と Boot のプッシュスイッチの品質が悪く スイッチの音がしても接触が
_ 無い時があります。例として EN SW を押しても ESP32 が RESET されません。


回路図:
_ 秋月で販売されている開発ボード ESP32-DevKitC の図面にある C9 1nF に
_ 相当するコンデンサーがありません。R11 と R4 は あります。


改修方法:
_ コンデンサーを接続 ( EN – 1 nF – GND ) します。1nF = 0.001μF = 1000pF
_ 手持ちに 1nF が無い為に 10nF を取り付けました。なければ 100nF でも可能。
_ 赤い色の線が配線です。
_ 既に取り付けられている チップパーツは 破損しやすいので注意してください。
_ 取り付け後は 正常に書き込めています。
_ スイッチの不具合は スイッチを交換しました。

注意: OLED の 両サイド下のガラス部は薄く ヒビが入りやすいです。
_   ヒビが入ると 一部表示しなくなるか 全く表示しなくなります。
_   事前に何らかの対策をしておいた方が良いと思われます。


噂:
_ Travis Lin氏が 設計(1 nFなし)し tindle の Travis Lin Store で販売しています。
_ D-duino-32 の基板(ESP-32S)を そのまま慌ててコピーして
_ ESP-WROOM-32 版を作った様な 雰囲気があります。
_ 例として シルク印刷の GND が SND になっています。
_ シルク印刷には WeMos と書かれ 本家WEMOSからは 我が社の製品では
_ 無い ( Fake Wemos Lolin ESP32 with OLED )と言われています。
_ さらに OLEDのデモ画面もまったく同じです。


参考:
_ HACKADAY:複数のクローン、比較、故障率5%、本物かの検証ツール。
_ ATTACK ON THE CLONES: A REVIEW OF TWO COMMON ESP8266 MINI D1 BOARDS

_ D-duino-32(ESP32&0.96OLED display):本家の説明。

_ D-duino-3:Travis Lin Reviews:本家での問題。


感想:
1. EN端子に対する部品は 設計の基本で 取り付ける必要があります。これを省略すると
_ 動く場合と動かない場合が発生し 不安定要因になります。
_ 今回の様に 他の要素として 開発環境が加わると判断し難くなります。

2. OLED直付け:
_ 購入時、両面テープで取り付け済みになっている。この方法は TFT も同じ。
_ 厚さが薄くなり薄い物が作れる。
_ ただし ケースに収納する時に OLED の固定方法の難しさと 低さが災いします。
_ なんらかのアクシデントでOLEDを破損した場合 OLEDの交換は 面倒で
_ ボードを捨てる事になるでしょう。

3. POCKET 8266 を経験すると バッテリーのコネクターが無いので不便です。

4. コピー品が増えて クローンの時代になってきました。
_ 設計ミスまで 丸ごとコピーは やめて欲しいものです。
_ この姿は儲けるだけの物ですね。

5. OLED を動かすべく スケッチをトライしているのですが どうも動作しません。
_ 書込み後に [CPU halted.」が出て動作せず、私の能力不足で保留中です。
_ 再度、調べて原因が判明しました。2017.05.17

6. コピーしただけの 詰めの甘い製品です。見れば見る程 不足点が多く
_ ストレスになりそうな基板です。

7. 判明した事:開発環境が影響する事と 他の人の状態。
_  ESP32 を始めると OLED のドライバーは 何故か Adafurit しか動かず Squix の
_  SSD1306 ドライバーは動かず困っていました。さらに Adafurit のドライバーは
_  凄く遅く 是非とも Squix の SSD1306 ドライバーを使用したかったです。
_  最初から最新OSと最新 Arduino-esp32 で 行っている人は 普通に動いているので
_  なんら問題なく使用している事になります。
_  今回 「OS X Sierra なんら問題なく動いています」が ヒントになりました。

Written by macsbug

5月 15, 2017 at 10:21 pm

カテゴリー: ESP32

Pocket 8266 D1 mini WIFI Module

with 4 comments

ポケットサイズの ESP8266 ボードです。                2017.05.10
ポケット( Pocket ) と言う意味が解る 大きさと感覚。

価格:854円 ( $7.50 )。 販売:Aliespress Lily GO 輸送期間 10日。

品名:Wemos esp-wroom-02 Pocket 8266 D1 mini WIFI Module — ESP8266+18650 Battery



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仕様:
1. ESP8266 ( ESP-WROOM-02 with TELEC ) は NodeMCUと同等。
2. シリアル変換:CP2102。
3. AUTO PROGRAM回路。
4. USER LED : GPIO 16 ( D0 )
5. Analog Input ( AD ):分割抵抗内蔵 ( AD = 220K – ADC – 100K = GND)。
_ 
6. SLEEP MODE の為の SOLDER端子あり。
7. スイッチ:3.3V電源のオン・オフ。
_ LDO( 3.3V 出力:ASM1117 3.3) の入力に スイッチが接続されています。
_ オン:バッテリーで駆動します。
_ オフ:USBから充電ができます。
_ オフ:バッテリーから TP5410 5V boost output に 5V が常に出力。
8. 動作と充電は 同時に可能。
9. 18650 充電回路・5V昇圧回路:TP5410 を使用しています。
_ 充電電流:500mA 。
_ 過充電保護、過放電保護 内蔵。
_ LED : 赤 = 充電中、緑 = フル充電。
_ 3000mA 18650 バッテリーで 17時間以上稼働可能。
10. 注意:バッテリーを逆方向にすると 充電チップ( TP5410 ) が破壊されます。
_  TP5410 は Aliexpress 「TP5410 SOP8 integrated circuit」 で 1個 $1.08 です。
_  この製品には 18650 バッテリーは含まれていません。
11. サイズ:21cm x 18cm x 5cm。


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レイアウト:


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動作確認:良品確認の方法。  追記:2017.05.20
1. USB接続だけでも、バッテリだけでも、両方でも 動きます。
2. 購入時は電波が出ています。
_  
3. Arduino IDE ボード選択:Generic ESP8266 Module
4. Arduino IDE ボーレートを 74880 bbs にし シリアルコンソールを見ます。
_   シリアルコンソールに以下の起動メッセージが出ます。

ets Jan  8 2013,rst cause:2, boot mode:(3,6)

load 0x4010f000, len 1264, room 16 
tail 0
chksum 0x42
csum 0x42
~ld

5. Lチカを試す。WeMos の字の上にある 青色のLED ( GPIO 16 ) を点滅させます。
_  自動的に起動しない場合は、WeMos文字の左にある RST スイッチを押します。
_  このスイッチはリセットスイッチです。
_  以下は Lチカのスケッチです。

void setup() {
  pinMode(16, OUTPUT);
}
void loop() {
  digitalWrite( 16, HIGH );
  delay(25);
  digitalWrite( 16, LOW  );
  delay(250);
}

.
実装例:
コネクターと OLED の取り付け。ハンダ付け16ヶ所、配線4本。
_ コネクターは 秋月電子通商の低メスダブルピンソケット 1個80円 x 2。
_ 18650 バッテリーは 偽物に注意と 価格が高めの為 じっくりお探し下さい。
_ 基板の四隅にある穴は 支柱やネジの固定に便利です。
_  注意:右下の穴は チップコンデンサーが近接している為に 要注意です。
_     ナットやネジでコンデンサーが取れない様に工夫してください。
_     最悪 コンデンサーが取れた場合、左の2つのコンデンサーと平行に
_     付いていますので 無くとも動くはずです。



.
充電回路と 5V昇圧回路:
_ TP5410 が使用されており 充電と 5Vdc昇圧回路 が含まれた IC です。
_ TP5410:1A lithium battery charging 5V / 1A boost control
_ 充電電流:500mA 。
_ 5V 出力:1A。PROG RESISTOR = 0.68K 1000mA。
_ WeMos D1 mini Battery Shield V1.1. と同じ TP5410。 回路図 は 勉強になります。
_ 出力電圧:5Vdc。5Vdcの後にスイッチが接続されています。
_ スイッチの位置に関係なくこの回路は常に動作しバッテリーから 5V が作られています。
_ この時の 消費電流は 10μA 程度です。


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回路図:
_ 配線図無き為 概略ですが、電源とバッテリーチャージと昇圧回路 を示します。
_ TP5410, pin 1, OUT は 5.0Vdc です。


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資料:
WemosD1 Battery Shield:ソーラーバッテリーの実例があり参考になります。

18650 バッテリー :
_ 3000mAh 以上の表示は 偽物と聞いていますので購入時に注意してください。
_ ロワジャパン18650 セル情報によると 日本セルは中国セルに比べ、充電可能回数は 約2倍。
_ 日本セル:500~1000回以上。中国セル:300回程度 と書かれています。
_ リチウムイオン電池:CGR18650CG 製品安全データシート
_ 瀧/TAKI’s Blog:あきばおーで売ってる18650ケース+18650電池付き

バッテリー購入情報:バッテリーの状況を把握している人に聞きました。
_ 3000mAh 以上は 偽物である。重量は軽い。
_ 例:ロワジャパンで販売している SANYO製品は 1個 2250mAh です。
_ mAh の表示内容を 測定してみると 表示より少ないものがあります。
_ アマゾン:Momiji 高容量充電電池 18650リチウムイオン電池 が良さそう。
_ ロワジャパン:18650 で検索:18650 SANYO製は日本製のメーカー(SANYO)品で良い。
_ aitendo:UltraFire BRC 18650 3000mAh 2個 900円は 測定の結果 実質容量は半分
_  との報告がありダメです。秋葉原の他店の UltraFire も調査した所 表示と容量が
_   合っていません。セルの物理的構造から 3000mA 以上はありえません。
_ 以下、秋葉原中古品売り場:300〜500円。良さそうな物を分解して使用する。
_ 富士通の電池パックとソニーのにVAIOの中味:パナソニック製 CGR18650GC。
_ HP NOTEの電池パック:SANYO製 UR18650FM。


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18650 性能比較(定性):
_ 友人のA氏が バッテリー性能の測定をしました。感謝!
_ 簡単な計測ですが公称値2200mAhの中古品と比較して中国製は半分以下でした。
_ 満充電時に1Aに調整し 記録開始から3.00Vを切るまでの時間を測定しました。

1:日本製パナソニック (富士通のPCの中古品):グラフ 赤色
_ CGR18650CG-2200 (1422) 237分 3時間57分
_ 13:05:18, 4.20V 〜 17:02:18, 2.95V

2:中国製 aitendo で購入(一応新品):グラフ 青色
_ UltraFire-3000 (585) 97.5分 1時間37分
_ 11:09:48, 4.15V 〜 12:47:18, 2.95V


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メモ:
_ 購入時の WiFi の名前は 「AI-THINKER_F86194」です。
_ 販売店:Aliexpress:以下の3社です。
_ Lily GO:$7.50
_ FACE-TO-FACE Electronic:$7.29
_ Seatechnolgy Store:$7.50
_  この3社はスイッチサイエンスの設計ミスの ESPr Developer rev2 のコピー品を
_  販売している怪しい雰囲気もあり これを日本人が購入したりとかもありますが
_  内容と低価格が急激に充実してきました。


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感想:
1. バッテリー付きと充電機能で 電源を気にする必要は無い 安心感。
_ 手の平に入る大きさと ポケットにピッタリ入るサイズ。
_ 手に持つと この感覚の重要さに気がつきました。

2. スイッチ:バッテリー接続できる WeMos LOLIN32 に スイッチは付いていません。
_ このスイッチが無いとバッテリーが入りっぱなしになります。

3. 18650 の充電器にもなります。

4. aitendo のバッテリーは 中味スカスカで価格が高く ヒドイですね。
_ 他、秋葉原各店にある 18650 の 表示の大きい物は同様と思われます。

Written by macsbug

5月 10, 2017 at 3:17 pm

カテゴリー: ESP8266

BATTERY and Battery Interface of WeMos LOLIN32

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WeMos LOLIN32 の バッテリー と チャージ回路。              2017.05.08

WeMos LOLIN32 は バッテリーコネクターがあり リチウムポリマー電池 や
リチウムイオン電池 を接続する事が出来ます。

配線:
_ WeMos LOLIN32 の端子に 秋月電子通商の低メスダブルピンソケットを装着。
_ ダブルピンの上は 空きピンで OLED をピンに装着し裏側で配線しました。
_ ピンの上に センサーや部品を搭載したユニバーサル基板を乗せる事により
_ バッテリーも含め 携帯可能な物が作れます。
_ ユニバーサル基板 Cタイプ(72×47mm) 又は 0.3mm Cタイプ(72×47mm)
_ ロープロファイルピンヘッダ9.54mm(低オス) 40p
_ バッテリーコネクターは 2.0mm (JST 2.0 PH 2-pin) を使用します。


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充電機能:
_ USB接続で使用中でもバッテリー充電が可能です。
_ 最大500mA の能力があります。
_ チャージ中は CHG と記載された LED が 赤く点灯します。
_ 充電が完了すると LED は 消灯します。


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USB 5V と バッテリーの動作:例として OLED 表示の場合。
1. USB 5V で 動作:消費電流 85mA。
2. BATTERY で 動作:消費電流 78mA。
3. USB 5V + BATTERY CHARGE 中 の 動作:Battery = 3.9V
_ USB 5V は 172mA で その内 85mA で バッテリーに充電します。
4. USB 5V + BATTERY CHARGE 後 の 動作:Battery = 4.2V
_ バッテリーは 4.2V 満充電になり USB 5V は 85mA。

バッテリー充電と消費電流:
_ バッテリーの電圧が低くなると充電電流は500mAになります。
_ USB電源の容量は 充電電流 + ESP32側の消費電力 です。


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追記:2017.05.19
WeMos Lolin32 v1.0.0 の回路図が公開されました
_ 回路図が未公開の為に図面を記載し不明な点もありながらブログに公開しました。
_ Dennis T氏からブログへ連絡があり正しい部品番号を教えて頂き 図面の修正をしました。
_ その後 Dennis T氏から「Wemos Schematic now released here」の連絡があり
_ 5月19付けで 図面タイトル「LoLin32」がリリースされました。
_ WEMOS Electronics:LOLIN32:Schematic V1.0.0 が追加されました。
_ Dennis T氏に感謝!。thanks !!


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WeMos LOLIN32 電源回路と充電回路:ORIGINAL 。
_ Power supply circuit and charging circuit of WeMos LOLIN32
_ LOLIN32 は回路図が公開されていません。概略ですが 回路図を作成しました。
_ Marking code 01B は Diodeと思われますが 異なる場合は図の変更が必要です。

回路図修正:rev 1。2017.05.14。Dennis T 氏のアドバイスにより修正しました。Thanks!
_ 修正:
_  Marking code 01B:Diode から P-ch MOSFET IRLML6402 に 修正しました。
_  同様の回路を参照しました:OLIMEXINO-32U4_rev_A3
_  動作:USB 5V電源が利用可能な間、B5819WS ダイオード両端の電圧降下は
_   MOSFETをオフにします。 USB 5V電源が無くなると、MOSFETはバッテリ
_   の接続をオンにします。
補足:カレントミラー(Current mirror)の機能は まだ 理解できていません。

1. LDO Voltage Regulator:ME6211, MicrOne。
_ Max 500mA。Drop Voltage 100mV。noise 50uVms
_ Note : WeMos D1 mini Lite : ME6211
_ Note : WeMos D1 mini Pro : RT9013-33GB, Richtek, 500mA,250mV, 30uvrms

2. Current mirror:BCM857BS

3. リチウムバッテリー充電回路:
_ Linear Charge Management Controller:MCP73831MCP73831 日本文
_ 高速充電電流 505mA ( PROG = 2.0 kΩ )。

4. バッテリーコネクター:
_ 接続用コネクター:JST 2.0 PH 2-Pin Connector Plug Male:2.0 mm
_ ebay:20個268円 。オスメスの端子付き。1個13円。
_ aitendo:端子付きケーブル(PHR-2) [CB-PHR2P] 1個 100円。
_ aitendo:端子付きケーブル(PHR-2) [CB-PHRX2-200] 1個 100円。

5. Note:Marking code = A9t, 01B, 16, S2PL, SL : WeMos Lolin32


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ワイヤレス給電:
_ OLED 駆動の消費電流は 85mA 。QI 給電 1000mA で動作しています。
_ 給電中の QIシートの熱は 40℃ になりますので リチウムポリマー電池を
_ 平行して配置する事は避けた方が良いかと思います。


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参考:
HACKADY:HANDS-ON THE HOT NEW WEMOS ESP-32 BREAKOUT ( by: Elliot Williams )
_ 注目:ESP32 にはバグがある。追記:2017.05.09
_ LOLIN32 の ESP32 は rev 0 が使用されています。
_ ESP32の新しいバージョンは rev 1 です。
_ これを確認するには 特定のビット(H3FF5A00C) をチェックします。
_ Pin12 を 抵抗10kohmで 3V3 にPull UP し Basic Mode にします。
_ print(peek(&H3FF5A00C)) を実行すると chip version が表示されます。
_ 調査結果:以下 全て version 0 でした。
_  nano32, ESP32 DevKit, Lolin32, WeMos LOLIN32, ESP32-DevKitC(秋月),
_  ESP-WROOM-32(秋月), ESP-WROOM-32(マイクロテクニカ),
_  ESP-WROOM-32(デジタルメーカー)

adafuruit:FEATHER Series
_ FEATHERシリーズのボードは同じピン配置で使用できますが価格が高いです。


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感想:
1. WeMos LOLIN32 のサイズ:
_ 58 x 25 mm は長いですが この長さを利用し リチウムイオン電池 18650
_ ( 67 x 8 mm) の 長いバッテリーを有効に使用できます。

2. 電池:
_ 電源はAC100Vを使用しUSB 5Vで駆動すれば 電源の問題は発生しません。
_ 電源起動装置の工夫や手間、 DeepSleep 操作も不要になります。
_ 持ち運び用に 乾電池が多く使用されていますが  電池がいつ無くなるとか
_ 交換の手間が無くなり 負担を軽減できます。
_ 農業では AC100Vを配線する事により ファンや給水の自動化も可能になり
_ 費用対効果により経済的です。

3. 電池の実験例:
_ 単三乾電池3本=4.5V。2.37vで停止。96日=2304hr。という実例があります。
_ アルカリ単三乾電池の電力量[kwh]は 1.5V×(2000~2700)mAh、3.0~4.04Wh
_ から 平均 2300mAh とすると 使用量は「平均1mA」です。
_ 充電可能なリチウムバッテリーとソーラーバッテリーを組み合わせ、ソーラー
_ の発電電流が 平均1mA以上 あれば バッテリーを交換する事無く使用できる
_ 計算になると思います。

4. 使用時間:
_ 今回の例では 消費電流は78mA ですから 18650 3000mAhバッテリーで
_ 38時間の連続駆動が可能です。Deep Sleep 機能を使用すると 遥かに長く
_ 使用できます。18650 を2個使用し 2倍にする手もあります。

5. ソーラーバッテリー充電:
_ モバイル型の手の平サイズのソーラーバッテリーは電力が少なく充電できません。
_ ある程度のワット数と日光が必要です。
_ 16V 24W ソーラーバッテリーの使用では 日光が陰ると充電できません。
_ 実例ではセンサーと本体を軒下に置き ソーラーは直射日光が当たる様に工夫する。
_ 現在、6V 5W のソーラーバッテリーを注文中で 入手後に実験する予定です。

6. バッテリーコネクターサイズ:
_ 海外の情報で 2.54mm と書かれています。 正しくは 2.0mm です。

7. WeMos LOLIN32 工場出荷設定:
_ WiFi Scan のスケッチがインストールされており USB 5V は 139mA です。
_ Scan時に CHG LED が点灯します。
_ ESP-WROOM-32 の 金属表面 及び 基板裏側は 32℃です。

8. 追記:2017.05.19
_ Dennis T氏からの「Wemos Schematic now released here」の連絡は 驚きました。
_ WeMos Electronics の製品は 完成度やデザインが良く 電子工作の見本です。
_ バッテリー付きで 持ち運べる機能は 大切なポイントです。
_ その為に電源コントロール回路は重要で 回路図が公開され助かります。

Written by macsbug

5月 8, 2017 at 1:58 pm

カテゴリー: ESP32

WeMos LoLin32 V1.0.0

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WEMOS CC Store から「LOLIN32」が 4月20日に販売開始されました。      2017.04.21

1個送料込 947円。$8.66 ( $6.90 + Tax $1.76 )
価格は円レートや複数購入で変動します。例として2個購入で 1個867円でした。


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01. 36pin:16pinhead + 20pinhead 付き。
02. バッテリーコネクター:
_  接続用コネクター:JST 2.0 PH 2-Pin Connector Plug Male:2.0 mm
_  このコネクターを使用すると多種のバッテリーを接続可能になります。
03. リチウムバッテリー充電回路内蔵:最大充電電流 505mA。
04. シリアル変換:CP2104
05. AUTO PROGRAM 回路内蔵。
06. 部品点数:33
07. ブレッドボード両脇に1列空く幅。
08. GPIO 6 , 7, 8, 9, 10, 11
_ FLASH SCK, D0, D1, D2, D3, CMD は PIN端子 に引き出されていません。
09. LDO Voltage Regulator:ME6211
_ Max 500mA。Drop Voltage 100mV。( WeMos D1 mini Lite と同一)。
10. Dimensions – 58 x 25.4 mm。 高さ:6.5mm
11. 出荷時は WiFi Scan のスケッチが書き込まれています。
12. PCB の物理的なサイズとピンは Adafruit FEATHERシリーズのものと同じで、それらの
_ プロトボードなどを使用することができます。問題は価格が高いです。


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ESP32 chip version: 追記:2017.05.10
_ ESP32(ESP-WROOM-32) のチップはバージョンがあります。
_ ver 0 には バグがあります。
_ ESPRESSIF:ECO and Workarounds for Bugs in ESP32 ver1.2 Page 1/6 に
_ ver 0 = 2016-09, ver 1 = 2017-02 と書かれています。

_ chip version を見る方法:その1
_ Arduio IDE 又は シリアル通信 ( CoolTerm等 )。
_ ESP32 Technical Reference Manual May 4, 2017 269Page に chip version は
_ eFuse の Resistor:EFUSE_BLK0_RDATA3_REG で Address 0x3FF5A00C と
_ 記載されています。そこで ESP32 を BASIC MODE(pin12 pull-up)にし
_ print(peek(&H3FF5A00C)) で値を見る事が出来ます。

_ chip version を見る方法:その2
_  espefuse :ESP32と通信し efuse値を読み書きするツールです。

参考:
WEMOS Electronics:LOLIN32
HACKADY:HANDS-ON THE HOT NEW WEMOS ESP-32 BREAKOUT ( by: Elliot Williams )


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販売状況:追記:2017.04.20
_ 4月20日に販売された WoMos LOLIN32 は 24日で完売しました。
_ 購入者 243人(内JP=8)、販売数 525個。
_ これまでの事例では 約2週間程で再度販売されると思われます。

輸送期間:10日。追記:2017.04.29

再度販売開始:追記:2017.05.14
_ 2017年 05月 14日 に 再度販売が開始されました。


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感想:ESP32 の中で最安値価格とバッテリー充電機能は 最強 です。
1. 2個購入し $15.56。1個 867円 でした。
2. バッテリー用コネクターとバッテリー充電機能は 助かります。
3. ピンヘッダー付きで、ハンダ付けされていないのは 助かります。
4. I2C の VCC, GND, SCL, SDA のピン配置が無く 残念です。
5. ピン端子のハンダ面は横長にし ピン番号のシルク印刷は ピン間へ印刷したのが上手。
_ ピンのシルク印刷は両面あり便利です。
6. 難しい回路でも無いが これだけ販売が遅くなった理由が解りません。
7. 前回の Lolin32Travis Lin StoreX-Project の製品です。
8. バッテリーコネクターの幅:JST 2.0 PH 2-Pin Connector です。2.0mm です。
_  ネットの記事によっては 2.54mm 表記があり これは間違いです。

Written by macsbug

4月 21, 2017 at 10:54 am

カテゴリー: ESP32