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BATTERY and Battery Interface of WeMos LOLIN32

with 4 comments

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

Lolin32

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Arduino IDE の ESP32ボード選択にある「Lolin32」の製品が販売されました。  2017.04.18

ボード登録は 2016年11月16日に追加されましたが製品は出てきませんでした。

価格:送料込 921円。 $8.45 ($6.80 + Tax $1.65) です。
販売:本家 WeMos では販売されておらず Aliexpress「Lily GO」と
_   「Seatechnolgy Store」と「FACE-TO-FACE Electronic」からです。
_   その中で基板の裏のシルクには WeMos の字が印刷されています。
名称:「Lolin ESP32 wemos ESP32 WiFi Modules」です。


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仕様:
_ サイズ:WeMosシリーズと同じく小型化されています。
_ AUTO PROGRAM 回路内蔵。( S8050 NPN Transistor )
_ シリアル変換:CP2102 を採用。
_ EN, Boot Switch 。
_ LDO:AMS1117-3.3 。
_ 端子:14ピン。他のピンは 引き出されておらず このままでは使用できません。
_  SVP, SVN, 0, 2, 14, 12, 13, 15, TXD, RXD, 3V, 5V, GND, GND。
  


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同時にOLED付き基板 も販売され 価格は 1148円。$10.53 ($8.88 + $1.65) です。
スケッチには OLED のグラフィック デモ が入っています。


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製品について:2017.04.29:この製品はどうも怪しい。
_ tindle に Travis Lin Store があり X-Project の製品と同等です。
_ Store Owner は Travis Lin。Store は Apr 11, 2016 に開始されました。
_ HACKDAY.IO の Travis Lin で公開されています。
_ そして Aliexpress の Lily GO では ESP32S が ESP-WROOM-32 になり販売されています。
_ Aliexpress では 当初 wemos ESP32 と wemos ESP32 LED のみの販売でした。
_ 更に 4月29日から 他のシールドが 一斉に販売開始されました。( ただし価格は高いです)
_ 例として 18650 Battery shield は 便利ですが $11.90 と高いです。

_ WeMoS 公式フォーラム:管理者からは WEMOS製品ではありませんと書かれています。
_ WeMoS公式ストア取扱の無いロゴが入ったものはWeMoS製ではない可能性が高いですね。

_ DSKITE Store:Travis氏のストアが開設されています。
_ GitHub:Donsen Technology , lspoplove


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感想:
_ 価格:この程度の配線と部品点数から 高いです。

_ 設計:端子配列をどうするか興味津々でしたが 14ピンに収めたのですね。
_    GPIOの使用が 5ピン程度なら このピン数で間に合うかも知れません。
_    FTDI は D1 mini pro と同じく CP21xx の様です。 ESP32 では D1 mini
_    に使用していた CH340G は 使用できないので 当然かと思います。
_    この端子数が少ない為に使用が限定されます。

_ 販売:今頃 販売された事に驚いています。この程度の基板は簡単ですから
_    恐らく 2016年には 既に出来ていて 以前からあった様に思えます。
_    最強の製品を出すのかと期待していましたが そうではありませんでした。

_ 何故:何故 WeMos から販売されていないのか不明です。本物かパチモンか解らず。
_    設計製作はしたものの販売はやめて、それを他の業者が販売した様にも見えます。
_    そういえば スイッチサイエンスの 設計ミスの ESPr® Developer rev2 が未だに
_    Aliexpress の コピー業者から販売されていますね。
_    又、小型化の為に 14ピンにしたとも思われますが 他のピンが使用できず ESP32
_    の 利点が反映されず中途半端な設計です。
_    ESP32 Adapter Board の様に全てのピンを出して USB + FTDI + AUTO 回路を
_    付ければ 小型の最強版ができると思っています。
_    

_ 追記:2016.04.21 その後 WeMos CC Store から Wemos LOLIN32 V1.0.0 が販売されました。
_    結果、「Lolin ESP32 wemos ESP32 WiFi Modules」は 本来の製品ではなかった
_    事になり、想像するに 余った物が販売されていると言うことでしょうか。
_ 追記:2016.04.29
_    この製品は tindle に Travis Lin Store があり X-Project と同様の物らしい。

_ 現品:調査の為に注文し 2017.04.27到着。輸送期間 = 10日。

Written by macsbug

4月 18, 2017 at 10:59 pm

カテゴリー: ESP32

ESP-WROOM-32 Breakout by Magic Pot

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魔法の大鍋 氏 設計製作:ESP-WROOM-32 Breakout v2 r6。     2016.03.31

魔法の大鍋 氏 が ESP-WROOM-32 Breakout を設計・製作し完成しました。
購入しましたので ここに ご紹介させて頂きます。

Make Faire Tokyo等で「超小型ドローン」を展示し各社の開発陣に販売する程の
「魔法の大鍋」氏が microSD付の ESP-WROOM-32 の 両面実装ブレイクアウト
ボードを設計し完成!。氏は多層基板や超小型部品の基板も製作できる方です。


.
特徴:
_ ブレッドボードに刺した際に左右に1列ずつ空きができる。
_ 部品は秋月電子&千石電商にて全て購入可能(0603/0805サイズを基本とし
_  総部品点数42点で 実装時間は約30-40分位)。
_  例:LDO は 図面では ADP3338 ですが 実装は AZ1086H-3.3(EH86D) です。
_ USB-Serial変換モジュール:FT231XS-R は最も安定した FTDI を採用。
_  例として CP2102 は 長時間モニターすると途切れる時がある。
_ オートリセット回路搭載。
_ MicroSDカードスロット。HS1 仕様です。
_  SD回路は SDの為の切り替え回路 を追加し SDの問題 を解決済みです。
_  問題とは SD を HS1アクセス 使用時に GPIO12 や MODE端子を使用する為に
_  アクセスが出来なくなります。この為に切り替え回路が必要となり 回路が追加
_  され 正常に動作させる事ができます。
_  SD操作は 3つの方法があります:
_   1:SPIモード接続。速度は遅い。
_   2:SDIO接続 HS1アクセス。この基板で使用している方法。
_   3:SDIO接続 HS2アクセス。基本的な問題があり使用できない。


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SD 動作確認 : SDMMC の確認。
_ ライブラリにある SDMMC のサンプルを実施します。
_ 
_ 結果:SD の中に以下のファイルができます。
_ 
_ シリアル出力の結果。

…
Writing file: /hello.txt
File written
Appending to file: /hello.txt
Message appended
Reading file: /hello.txt
Read from file: Hello World!
Deleting file: /foo.txt
File deleted
Renaming file /hello.txt to /foo.txt
File renamed
Reading file: /foo.txt
Read from file: Hello World!
1048576 bytes read for 1144 ms
1048576 bytes written for 8137 ms

.
詳細は ブログ「魔法の大鍋」を参照願います。
魔法の大鍋:ESP-WROOM-32 専用ページ ( 配布可能となっています)
追記:
Hacking My Way ~ itogのhack日記:ESP32 breakout boardでLチカ!


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メモ:
ピン位置:
_ ピン配置は 理想的ではありませんが espressif のボードと同じにしたとの事。

電源:LDOの容量。
_ ESP32 は 起動時とWiFi使用時に 最低でも 800mA は必要です。
_ ESP8266 では 170mA(200mA) でしたが ESP32 は 230mA(500mA) になります。
_ LDO は ADP3338AKC-3.3-RL 又は ADP3338AKCZ-3.3-RL に変更可能です。

ESP32 Ground Pad:Ground Pad は重要です。

Sensor:センサー使用時は電源ノイズを取り除く為に GND にもフェライトが必要です。

SD:
_ GPIO 2, 4, 12, 13, 14, 15 を使用します。この中に Mode 端子が含まれます。
_ Mode 端子対応の為に 切り替え回路が必要になります。
_ オンメモリー520KB と共に 4K, 8K 単位に行われます。
_ esp-idf 内にある Codeを使用しています。

GPIO 0:”1″ にする事。
_ 2つの機能。
_ 1. シリアルプログラミングの起動時にLOWになる。
_ 2. EMAC機能ブロックのクロック入力です。

GPIO 12:3.3V と 1.8V の動作があります。
_ この電圧を間違えると動作しなくなり 復帰には Mode 端子を使う必要がでてきます。
_ ESP32 Pin List Version 2.2 Copyright @ 2017:Strapping Pins

価格:
_ 極小チップを使用するならば片面で済み安く作れます。
_ 条件として この大きさにする為に両面部品配置が必要となる事と、
_ 個人レベルで自作できる様にチップ部品は 0603/0805サイズ を採用。
_ その為に裏面も部品配置が必要になりました。
_ 両面部品配置の基板は通常の2倍ですので高くなりました。

一般の販売:基板到着が遅れている為に 5月になるかとの事です。


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感想:
本体と基板を注文し支払い翌日に到着しました。丁寧な「魔法の大鍋」氏に感謝!

封を空けると回路図が同封されていました。この回路図を見て感激しました。
回路図や部品実装からは 学ぶ事が多くあり 回路図を何度も見ています。
回路や部品レイアウト、シルク印刷は 練りに練った内容です。

「魔法の大鍋」さん、設計 製作 ご苦労様でした。又 Make Tokyoでお会いしたく思っています。


Written by macsbug

4月 3, 2017 at 3:18 pm

カテゴリー: ESP32

Try ESP8285

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ESP8285 WeMos D1 mini Lite を試しました。         2017.03.24

WeMos D1 mini Lite は ESP8285 を搭載し 価格は $3 です。
ESP8285 は 1MBのフラッシュメモリを搭載(内蔵)した ESP8266 です。
( D1 mini V2.x : 外部4MB Flash,  D1 mini Pro plus : 外部16MB Flash )


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購入:WeMos Electronic から WeMos D1 mini Lite が販売されています。
価格:$3.00 ( 335円 ), 送料=$1.76
輸送期間:9日。

Noduino ESP8285 mini WiFi module と言う 超小型のモジュールがあります。
価格:Aliexpress で 1個 $9 です。

Small ESP8285 USB Board


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Arduino IDE 開発環境の構築:
使用環境:iMac 27 OSX Mountain Lion + Arduino IDE 1.8.0 ( 1.8.1,1.8.2 :2017.03.23 )。

WEMOS Electronics の Get started in Arduino 「Using git version」を参照し
_ ターミナルでインストールします。
_ メモ:Arduino フォルダーの中に hardware フォルダーが無い場合は
_    事前に hardware フォルダーを作成しておきます。

1:例:ユーザー名が imac の場合。
cd Users/imac/Documents/Arduino/hardware
mkdir esp8266com
cd esp8266com
git clone https://github.com/wemos/Arduino_D1.git esp8266

2:
cd esp8266/tools
python get.py

結果:
1:Arduino / hardware フォルダーの中に ESP8266com フォルダーが作成されます。
2:tools フォルダーの中に esptool, mkspiffs, xtemsa-lx106-eif フォルダーが
_ 作成されます。

Arduino IDE:ツール / ボードに WEMOS D1 mini Lite が追加されました。

Arduino IDE:ボード WEMOS D1 mini Lite を選択します。


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WeMos D1 mini Lite レイアウト:


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Lチカ動作:
ボード上にある LED は GPIO_2 です。通常のLチカ スケッチで問題なく動作しました。
_ USB 5V 消費電流は 78mA でした。


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参照:
WIKI:ESP8266(英語)、 ESP8266(日本語)

WIKI :PFS-85 ( ESP8285 )

WIKI:Noduino NODEC

ESPRESSIF:ESP8285 Datasheet version 1.2 Copyright @ 2017

OSAKANA TAROのメモ帳:USBコネクタサイズに収まるESP8285搭載ボード

ESP8266 Community Forum :ESP8285 ENVIROMENTAL SENSOR

tindle:ESP8285 Development Board

Microne : High Speed LDO Regulators:レギュレーター

ROHM:EMH3 dual digital transistor:自動書き込み用トランジスター


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感想:
WEMOS D1 mini Lite V1.0.0:
_ 2017年3月7日に WEMOS CC Store から販売開始されました。
_ 価格:$3.00 で 送料が$1.76 で 総額 $4.76 です。5個で 1個$4 になります。
_ Aliexpress や ebay では 最近 送料がかかり業者があり総額の計算が必要です。

IOT とサイズ:
_ ESP32 ボードで ADC, DAC 等が可能な高機能化の道が開けてきました。
_ しかし ESP-WROOM-32 Dev Board は サイズが大きく ケースはどうするの
_ と言う感じです。IOT は小型化である事が重要で USB や 電源コンセントには
_ 入りません。この点 ESP8285 は 小型で装置内部に組み込みが可能です。
_ ただし、この ESP8285 は TELEC がなく 難題があります。

Noduino ESP8285 mini WiFi module:
_ Noduino ESP8285 mini WiFi module は 注文中ですので 入手後にトライして
_ みたいと思います。

TELEC:
_ WithOUT TELEC です。私は主に電波を使用しない装置作りが殆どです
_ ので 小型化が必要な装置にと考えています。


 

Written by macsbug

3月 23, 2017 at 6:16 pm

カテゴリー: ESP8266

ESP-WROOM-32 ブレークアウトボード

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こばさんのオリジナルなブレークアウトボード を作りました。      2017.03.09

ESP32 の Flash Frequency を調べていると「こばさんの wakwak 山歩き」の
サイトをに出会いました。自作ブレークアウトボード1号機、2号機に続き
3つ目の「オリジナルなブレークアウトボード」の出来が素晴らしく 頒布をお願
いしました。送付の対応も早くありがとうございました。

仕様:サイズは 50 x 50 mm。出力ピン数は 38 pin 。電源回路、USB入出力端子有り。
_  基板を切り取ると 50 x 37 mm になり小型化できます。
1枚 送料込み 250円で 2枚お願いし残りはゼロになりました。
電源とUSB FTDI,AUTO PROG は WeMos D1 mini Pro を使用しました。


.
ハンダ付け:
_ 通常の端子:温度=400度。暖め1秒、ハンダ 1 mm 1秒 を2回。計 3秒。
_ GND、3V3端子: 450度。暖め1秒、ハンダ 1 mm 1秒 を2回。計 3秒。
_ ハンダパターンにスルーホールがありハンダ付けが容易で奇麗に仕上がります。
.

 こばさんのオリジナルなブレークアウトボード
_ 必要に応じで 基板の下側を切り取る事ができます。
_ ESP32の端子にスルーホールがあり ハンダがしやすく奇麗に仕上がります。
_ GNDパターンが充実しています。
_ 部品は秋月のもので出来る様になっています。
 部品面:線幅、ランド、スルーホール、
_ 両面パターンが素晴らしい出来具合です。
 裏面:
_ きめ細かな設計になっています。

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 スルーホールを利用し固定します:
_ ハンダ付けが凄くやり易いです。
 ESP32、コネクター、Push SW をハンダ付け:
_ コネクターは低メスを使用。

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 裏側のハンダ付け状態:
_ 放熱パターンのハンダ付けは難しい。
_ コネクターは先端をカットしてハンダ付けします。
 D1 mini Pro を両面テープで固定し配線します:
_ D1 mini Pro : EN = GND 処理する。
_ 配線は6本。3V3,GND,TX,RX,RST,D3

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 ハンダ付け完成:ハンダが「富士の裾野」の様に 奇麗に仕上がりました。

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完成試験:LED を接続して「 Lチカ」の試験。完成基板のサイズは 50mm x 50mm x 9mm。


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Flash Frequency を 40MHz にすると 低電圧駆動が可能:
_ 効果:こば氏 の情報によりますと Flash Frequency を 40MHz で書き込むと
_  消費電力は同じですが 電源電圧が 最低 2.05V でも動作可能との事です。
_  バッテリー駆動時に役に立つノウハウです。
_  尚、あまり電圧を低くすると ESP32 が壊れるとの事です。

Flash Frequency:
Arduino IDE での Flash Frequency の表示は 80MHz と 40MHz が設定されています。
boardds.txt に 26Mhz と 20MHz を追加すると 書き込みが可能です。

esp32.name=ESP32 Dev Module

esp32.menu.FlashFreq.80=80MHz
esp32.menu.FlashFreq.80.build.flash_freq=80m
esp32.menu.FlashFreq.40=40MHz
esp32.menu.FlashFreq.40.build.flash_freq=40m
esp32.menu.FlashFreq.26=26MHz
esp32.menu.FlashFreq.26.build.flash_freq=26m
esp32.menu.FlashFreq.20=20MHz
esp32.menu.FlashFreq.20.build.flash_freq=20m

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感想:
こば氏 設計の基板はサイトの画像を見て出来が良いのが解りました。
こば氏 自身はまだ改善の余地が幾つかあるとの事です。
支払いは アマゾンギフトで 初めてでしたが簡単で便利でした。
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直ぐ動作を試したい:と言う事で USB接続、電源、AUTO PROG機能付きの
WeMos D1 mini を取り付けて 即動作しました。
後は コネクターに使用するモジュールを基板に乗せて接続するだけになります。
デザインとパターンが良く奇麗で眺めていて楽しい基板です。
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電源考察:使用するコンデンサーは 低ESRの導電性高分子アルミ固体電解
_ コンデンサ OS-CONを使用すると効果抜群になる経験をしています。
_ 容量は 22〜47μF で良く Arduino の電源に使用していた物と同じタイプ
_ のものです。例として OS-CON 33μF 20V があります。
_ LDOは 入出力電位差の少ない物が同様の経験をしています。例として
_ NJM2845DL1-33 は 約0.18V です。
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端子配列のデザイン:
端子の配列を接続するモジュールや基板に合わせると接続するだけで動作します。
理想はどのようなものがいいか まとめてはいませんが 以下の例があります。
1. LED Array ( GND, LED1,LED2, LED3, LED4, LED5, LED6 )
_ 
2. I2C ( VCC, GND, SCL, SDA )
_ 
3. SPI ( TFT : VCC, GND, CS, RESET, DC, SDI, SCK,LED, SDO,
_  TOUCH : T_CLK, T_CS, T_DIN, T_IRQ )
_ Espressif は ESP32 で この低価格TFT(240×320) を前提に計画を進めています。
_ 

こばさんの wakwak 山歩き:以下の記事は大変参考になりました。
_ ESP32 電源電圧を自己測定して過放電防止 (前編)
_ ESP32 電源電圧を自己測定して過放電防止 (後編


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Written by macsbug

3月 9, 2017 at 1:15 pm

カテゴリー: ESP32

The cheapest ESP32 Development Board

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最も安い ESP32 Development Board の構成。          2017.03.06

2017年3月現在 最安値で出きる組み合わせは 1351円 です。
ebay や Aliexpress での価格は 2500円以上になり 非常に高いです。

ESP32-T 基板に ESP-WROOM-32とコネクタをハンダ付けする必要があります。
ブレッドボードでの幅は両サイドに1列できるサイズです。



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価格: 総計 1351円。( 761 + 590 )   注:価格は円レートで変化します。

1:ESP32-T  Development Board 販売業者:

_  NO1:ebay :robot home 。  761円。 ( $6.65 )
_      輸送に時間がかかる。他の部品購入での経験。

_  NO2:ebay:flyfuntech2014 。953円。 ( $6.54 ) ( 731 + Tax 222 )
_      輸送期間は 10日 でかなり早いです。調査済み。
_      総額  1543円。送料分高いですが 急ぐ時はこの業者が良い。

2:ESP-WROOM-32 :590円。

_  NO1:日本アマゾン:マイクロテクニカ:10個で5900円。
_      輸送期間は 3日 で早いです。
_      マイクロテクニカさんの努力には 助かります。

_  NO2:DigitalMaker :920円 ( 756円 + 送料 164円 )。3/3に値下げ。
_      輸送期間は 翌日 で迅速です。


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ハンダ付け:
ESP32-T 基板に ESP-WROOM-32 とコネクタをハンダ付けする必要があります。

注:基板と部品を固定する事。
注:ハンダ付け時は ハンダを 半田ごての先 に付けない事。
注:高温 及び 時間を多く使用すると ESP32が壊れます。3秒以上はしない事。
注:事前に練習をする事。

1. 半田ごて先:ハンダメッキ 及び クリーニングし熱が伝わりやすい様にする。
2. ハンダ:周辺を磨き奇麗にしてゴミを取り除く。
3. 基板のパターンと 必要に応じて ESP の端子をクリーニングする。素手で触らない事。
4. 通常の端子:
_ 半田ごて先を 基板パターン と ESPの端子 に同時に軽くあてる。温度は 400度 2秒。
_ ハンダを 基板パターン と ESPの端子 の角にあてます。
_ ハンダが溶け始めたら 1mm以下で直ぐ離し 少量にする事。1秒。
_ 1秒で 少ないハンダが 基板パターン と ESPの端子の角に流れ込みます。合計で 3秒。
5. 電源,GND 端子:要注意の場所で最後に付けます。
_ 半田ごて先を 基板パターン と ESPの端子 に同時に軽くあてる。温度は 450度 2秒。
_ ハンダを 基板パターン と ESPの端子 の角にあてます。
_ ハンダが溶け始めたら 1mm以下で直ぐ離し 少量にする事。1秒。
_ 1秒で 少ないハンダが 基板パターン と ESPの端子の角に流れ込みます。合計で 3秒。
6. ハンダ付け後の処理: 基板と端子を アルコール か アセトン で クリーニングする。


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メモ:
_ ピン数:片側 19ピン。計 36ピン。
_ FTDI: CP2102 を使用。
_ LDO : MICREL LG33 ( MIC5219-3.3BM5 ):500mA-Peak Output LDO を使用。
_                Output current capability:500mA peak
_                Current Limit:Typical 700mA, Max 1000 mA
_                Dropout Voltage :IOUT 150mA = 175 mV:IOUT 500mA = 350 mV
_ LED : 基板上にある LED1 は GPIO_2 です。
_ AUTO PROGRAM回路内蔵:SMD code = J6 ( S9014 Transistor ) を使用。

_ ピン配置:
_  eckstein-shop に ESP32-ST Development Board と言う製品があります。
_  ESP32-ST は ESP-WROOM-32 が部品面に配置されています。
_  このサイトにピン配置( pdf )が示されており 今回のボードと同じ配置です。
_  


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GND,3V3 パターンの重要性:
_ ESP-WROOM-32 の GND,3V3 パターンは内部で幅広くレイアウトされ ハンダ付け時に
_ かなりの熱が必要となります。このデザインから基板設計時には GND,3V3 のパターン
_ は充分幅広く取る必要があります。国内で最初に販売された アダプターボードは
_ この重要なポイントが考慮されていません。


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国内製品との比較:
スイッチサイエンス:ESP8266 ボードの ESPr Developer rev 3 は
_ 2310円 ( 2160 + 150 ) です。高機能の ESP32 より 959円 も高い。
_ この価格だと ESP32-T  ボード + マイクロテクニカ の方が 遥かに得ですね。


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感想:
ESP32 Development Board の価格:
_ Aliexpress や ebay で販売開始された 2016年11月〜12月に ある業者は 1500円台で販売
_ し その後 横並びになり2千円以上となり打ち合わせた様な高価格となりました。
_ この程度の基板と部品点数の原価はかなり安いはずですが かなり高く設定されています。
_ もっと安くできるはずなのですが残念です。
_ 今後 国内で販売されると思われる 販売価格の判断基準になるかと思います。


Written by macsbug

3月 6, 2017 at 3:00 pm

カテゴリー: ESP32