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2017-02-22 ESP32 オリジナル・ブレークアウトボードが届いた

ESP32 オリジナル・ブレークアウトボードが届いた

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 あり合わせの材料で作ったブレークアウトボード 1号機 2号機 ともに使い勝手がイマイチだったため、オリジナルなブレークアウトボードを作図し中華基板屋に作ってもらいました。


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 効果があるかどうか分かりませんが、アンテナ部分を開口構造としました。


 最終的な回路図は以下のとおり。

 水魚堂さんの BSch3V のシンボルのほうが好きなので普段はそちらなんですが、今回は Eagle のほうのを。


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http://dl.ftrans.etr.jp/?77543ff033d54bf9b1d011dc5376a7167546c1a1.png


 3端子のある付近(黒い線のように見えるとこで区切った左側)はオプションで、必要ないときは邪魔な基板を切り外せるようホール連打したまでは良かったものの、基板厚がデフォルト 1.6mm だったため、そう簡単には折れません(笑)

 L型ピンヘッダ を装着したうえで、別の基板に立てる用途を考えてのことでしたので、そうじゃなければ無理に折る必要はないと思います・・・汗


 3端子至近のダイオードは3端子の保護用です。

 実験が進んでいくと、USBシリアル(こういうの)からの 5V じゃなくて、NiMH×2を電源にして・・・みたいな段階に進むと思いますが、入力ピンの電圧<出力ピンの電圧 になると3端子が壊れるので、ついうっかり壊してしまわないようにするためのものです。


 ほとんどの配線は 16mil(0.4mm) ですが、電源ラインだけは 32mil(0.8mm) の太さにしてあります。

 1mm@35μm で 1A より 800mA くらいまで許容すると思います。

 GND は裏面ほぼ全てベタです。


 ESP32(厳密には ESP-WROOM-32 だが ESP32 と略) は、直貼り/ピンヘッダ の双方に対応しました。

 まずは ブレークアウトボード 1号機 2号機 のときの向きでピンヘッダ化した ESP32 を装着する前提の実装例を。


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※裏返して撮影してます。


 ESP32 のシルク印字が見えるような向きにピンヘッダを取り付けた場合は、本ボードの裏側にピンソケットを装着します。

 シルク印字が見えない向きにピンヘッダを取り付けた場合には、ボードの表側です。


 ちょっと意味が伝わらないですね・・・

 ボードの裏/表のいずれに配置する場合であっても、銀色のシールド部が表(手前)に向くようにする、と言ったほうがいいかもしれません。


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 次は ESP32 直貼りの実装例を

 直貼り時に半田ゴテを当てやすいようランドは長丸にしてあります。


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※「3」というサインペンの字は、こばさん管理番号で皆様には意味ありません。

※ENピンのプルアップ抵抗を付けずジャンパー線で代用してますが、違う目的で実験するため付けてないだけです


 「つまむと広がるピンセット」か何かで ESP32 を固定しておいて、長丸ランドのところを狙ってコテで暖めつつ半田線をヒョイと近づけると半田が吸い込まれていき、ESP32 のピンにもひっつくという寸法です。

(理想的には3秒くらいのうちに、最大タイムリミットは10秒、超えそうになったら冷ましてやり直し)


 3端子の部分ですが、「別電源を用意するから3端子類が必要ない」ってときは、こんな風に取り付けなくて大丈夫です。


 ピンヘッダ版のときの実装例のように、保護ダイオードさえ配置しけば別電源を使う場合であっても3端子を載せておいても大丈夫なんですが、3端子が3端子としての仕事をしてない状態であっても電気を食うため、消費電力の面で無駄ですので、決して3端子の世話にはならんぞ、とか、消費電流を測定するから、って場合には取り付けないほうがいいです。


 表貼り・脱着(ピンヘッダ)式


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 普通にハンダ付けしようとするよりも、立てて側面からハンダ付けしたほうがラクチンでした。


部品表

 各自でご用意いただきたい部品です。


基本的な部品

無線モジュールESP-WROOM-32700円
電解コンデンサ100μF程度10円なくても動作する
セラミックコンデンサ0.1μF程度×210個で100円なくても動作する
抵抗10k〜100kΩ程度100本で100円
分割ピンソケット2×192×42で100円用途によってはピンヘッダに変更
タクトスイッチ2個10円×2あると便利
スペーサー3個8個で100円お好みに応じて

電源部(必要な方のみ)

3.3V 三端子レギュレータTA48M033F100円真ん中のピンが GND なものなら何でも可
電解コンデンサ1000μF程度20円0.1μ程度でも動くぽいんだが
USBシリアルケーブルの電源が貧弱なため
セラミックコンデンサ0.1μF程度10個で100円
ダイオード1N4148等50本で100円保護が必要な場合のみ
ピンヘッダ1×41×40で35円USBシリアルケーブル接続用
分割ピンソケット2×32×42で100円用途によってはピンヘッダに変更

ESP32を脱着可能にしたい方

1.27ミリ ピンヘッダ38ピン分40ピンで90円
1.27ミリ ピンソケット38ピン分25ピンで50円×2分割ソケットじゃないため、
1ピン分を犠牲にして切断する

組み立て説明

 シルク印字のとおりに配置する・・・って済ませていいですか?


 強いて言うと、直貼り/ピンヘッダ の両方を意識したランドのため、やや直貼りしにくいです。

 オフセットさせたほうがハンダ付けしやすい気がしたのでそうしたのですが、普通の長丸のほうが良かったかも・・

 ピンソケットのために開けてある穴をハンダで埋めてしまう勢いでやっちゃってください。


 ESP32 を脱着可にしたい人は

  1. 基板にピンソケットをハンダ付け(垂直に注意)
  2. ピンソケットにピンヘッダだけ差し込む
  3. ESP32を載せて合わせる
  4. ピンヘッダとESP32とをハンダ付け

という順番にやったほうがラクです。

 上のほうでも書きましたが、くれぐれも向きに注意してください。

 表貼り・裏貼り いずれの場合であっても、シールドは表側を向くように、です。


 最後に直貼りの人のみですが、ちょっと作図にミスっているものの放熱ランドの部分をスルーホールにしてあります。

 決して剥がすことはないという強い信念をお持ちの方は、ハンダで埋めてやると放熱と GND 能力がアップします。

 ただし、30W くらいじゃ歯が立たないと思いますので、60W クラスのコテを使って一気にやっちゃう必要があり。

 ピンだけならチマチマ半田吸い取りやってれば何とかならなくもないですが、ここをハンダ付けすると、まず剥がすことは不可能になると思うので、くれぐれも信念のある方のみ。


注意(判明してる問題点)

 R1 C1 ・・・という部品記号のシルク印字指定、またしてもポカりまして印字できてません。

 最初の写真のとおり部品の形は印字できてるので、それ診てもらえば宜しいかと・・・


 スペーサー用に3つ穴を開けました。

 すべて φ3.2mm 指定ですので、φ3mm が刺さりますが、周辺に余裕がありません。

 秋月扱いのスペーサー はジャストミートしますが、他の物を使うときはナットサイズに注意して下さい。

 また、ナットがランドに接触するので、金属製は不可、プラスチック製のみです。


 リセットボタンのほうは頻繁に押されるため安定性を考えて2つ穴としましたが、反対側はケチって1つ穴にしてます。

 USBシリアルケーブルの抜き差しは、そう頻繁にやらないとは思いますが、基板に手を添えて抜き差ししないとダメです。

 あと、私の手持ちケーブルが

5V
TXD相手機器のRXDピンに接続する用
RXD相手機器のTXDピンに接続する用
GND

だったので、それを意識して補助的に GREEN とか WHITE とかシルク印字しましたが、物によっては反対のものもあると思うんで注意してください。

(5V/GNDの逆挿しは絶対NGですが、RXD/TXDの逆挿しくらいは壊れないので過剰な心配は無用)


頒布について

 つたない基板ですが、欲しいって方がおられたら @200円+郵便100円 でお分けします。

(ほぼ原価ではあるものの厳密には10円単位の差益が出ますが、封筒代・手間賃として頂戴させてくださいませ)


 お分けできるのは8枚で、お一人2枚までに限定させて下さい。

1枚欲しい方・・・200円×1+100円=300円

2枚欲しい方・・・200円×2+100円=500円

 メール(アドレスは右側のプロフィール欄を参照)で送り先をお知らせ下さい。

 郵便なので電話番号は不要です。


 お手元に基板が届いてから、割れたりしてないことを確認いただき、問題なさそうでしたら、アマゾンギフトで御送金ください、って風にしたいです。


(2016/03/04)完売御礼しました

 気になった箇所を手直しした第2段を作図中です。(まだ発注には進めていない)

 無事に出来上がったら、自分用に数枚を差し引いた上で余りをお分けしようと思ってます。