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M5Stasckのシールドを作った話
2018/07/03
M5Stack Japan User Meeting #2
Fecebook: Masawo Yamazaki(a.k.a. ThousanDIY)
twitter: @tomorrow56
自己紹介
Masawo Yamazaki (tomorrow56)
本業はハードウエアエンジニア (電子回路設計)
某電器メーカーでPCモニターやテレビ設計を経験
現在は半導体メーカーで映像系インターフェースの
機能・特性評価を担当
こんなやつです
↓
↑
個人ではこの名前で開発ボードを設計しています
↑
UnoっぽいESP32ブレークアウト基板
https://www.switch-
science.com/catalog/3456/
↑
Pro Mini用IR&サーボシールド
(通称:虫ボード) タミヤのユニバーサルプレートサイズの
ESP32+モータドライバボード
Webサイト: https://thousandiy.wordpress.com/
Facebookページ: https://www.facebook.com/thousandiy/
前回はM5Cloudの話
今回は拡張ボードの話
このへんの話
実は以前Pro Mini用のUSB Host
Shieldを設計して売ってました
これ →
あれ?なんかちょうどいいサイズ…
という事で
M5Stack用のUSB Host
Shield
を作りました
やさしい拡張基板の作り方
まずはM5Stackの回路図を見ながら
使用しているピンを整理して割り当て
ESP32 IO No. Strapping(default) M5Stack_Internal M5Stack_IO ESP-WROOM-32 USB_Host_Shield L293D_shield direction Note
0 〇(PU) Mode IIS_MCLK 〇 12EN I/O GPIO0, ADC2_CH1, TOUCH1, RTC_GPIO11, CLK_OUT1, EMAC_TX_CLK M5Stack M-BUS
1 TXD0 TXD1 TXD0 I/O GPIO1, U0TXD, CLK_OUT3, EMAC_RXD2
2 〇(PD) G2 〇 34EN I/O GPIO2, ADC2_CH2, TOUCH2, RTC_GPIO12, HSPIWP, HS2_DATA0, SD_DATA0
3 RXD0 RXD1 RXD0 I/O GPIO3, U0RXD, CLK_OUT2
4 SD_SPI_CS 〇 I/O GPIO4, ADC2_CH0, TOUCH0, RTC_GPIO10, HSPIHD, HS2_DATA1, SD_DATA1, EMAC_TX_ER
5 〇(PU) G5 〇 SS I/O GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6, EMAC_RX_CLK
6 SPIROM I/O GPIO6, SD_CLK, SPICLK, HS1_CLK, U1CTS
7 SPIROM I/O GPIO7, SD_DATA0, SPIQ, HS1_DATA0, U2RTS
8 SPIROM I/O GPIO8, SD_DATA1, SPID, HS1_DATA1, U2CTS
9 SPIROM I/O GPIO9, SD_DATA2, SPIHD, HS1_DATA2, U1RXD
10 SPIROM I/O GPIO10, SD_DATA3, SPIWP, HS1_DATA3, U1TXD
11 SPIROM I/O GPIO11, SD_CMD, SPICS0, HS1_CMD, U1RTS
12 〇(PD) IIS_SCK 〇 1A I/O GPIO12, ADC2_CH5, TOUCH5, RTC_GPIO15, MTDI, HSPIQ, HS2_DATA2, SD_DATA2, EMAC_TXD3
13 IIS_WS 〇 2A I/O GPIO13, ADC2_CH4, TOUCH4, RTC_GPIO14, MTCK, HSPID, HS2_DATA3, SD_DATA3, EMAC_RX_ER
14 LCD_CS 〇 I/O GPIO14, ADC2_CH6, TOUCH6, RTC_GPIO16, MTMS, HSPICLK, HS2_CLK, SD_CLK, EMAC_TXD2
15 〇(PU) IIS_OUT 〇 3A I/O GPIO15, ADC2_CH3, TOUCH3, MTDO, HSPICS0, RTC_GPIO13, HS2_CMD, SD_CMD, EMAC_RXD3
16 RXD2 〇 4A I/O GPIO16, HS1_DATA4, U2RXD, EMAC_CLK_OUT
17 TXD2 〇 INT I/O GPIO17, HS1_DATA5, U2TXD, EMAC_CLK_OUT_180
18 LCD_SCK/SD_SPI_CLK SCK 〇 SCK I/O GPIO18, VSPICLK, HS1_DATA7
19 SD_SPI_SDDO MISO 〇 MISO I/O GPIO19, VSPIQ, U0CTS, EMAC_TXD0 Pin Default 3.3V 1.8V
20 MTDI/GPIO12 Pull-down 0 1
21 MPU9250_SDA/GROVE_SDASDA 〇 I/O GPIO21, VSPIHD, EMAC_TX_EN
22 MPU9250_SCL/GROVE_SCL SCL 〇 I/O GPIO22, VSPIWP, U0RTS, EMAC_TXD1 Pin Default SPI Flash Boot Download Boot
23 LCD_MOSI/SD_SPI_SDDI MOSI 〇 MOSI I/O GPIO23, VSPID, HS1_STROBE GPIO0 Pull-up 1 0
24 GPIO2 Pull-down Don't-care 0
25 SPEAKER DAC0 〇 I/O GPIO25, DAC_1, ADC2_CH8, RTC_GPIO6, _RXD0
26 DAC1 〇 I/O GPIO26, DAC_2, ADC2_CH9, RTC_GPIO7, EMAC_RXD1 Pin Default U0TXD Toggling U0TXD Silent
27 LCD_R/S 〇 I/O GPIO27, ADC2_CH7, TOUCH7, RTC_GPIO17, EMAC_RX_DV MTDO/GPIO15 Pull-up 1 0
28
29 Falling-edge Input Falling-edge Input Rising-edge Input Rising-edge Input
30 Falling-edge Output Rising-edge Output Falling-edge Output Rising-edge Output
31 MTDO/GPIO15 Pull-up 0 0 1 1
32 LCD_BL 〇 I/O GPIO32, XTAL_32K_P (32.768 kHz crystal oscillator input), ADC1_CH4, TOUCH9, RTC_GPIO9 GPIO5 Pull-up 0 1 0 1
33 LCD_RST 〇 I/O GPIO33, XTAL_32K_N (32.768 kHz crystal oscillator output), ADC1_CH5, TOUCH8, RTC_GPIO8
34 IIS_IN 〇 I GPIO34, ADC1_CH6, RTC_GPIO4
35 AD 〇 I GPIO35, ADC1_CH7, RTC_GPIO5
36 AD SensorVP I GPIO36, SENSOR_VP, ADC_H, ADC1_CH0, RTC_GPIO0
37 BUTTON_C SENSOR_CAPP I GPIO37, SENSOR_CAPP (270pF)
38 BUTTON_B SENSOR_CAPN I GPIO38, SENSOR_CAPN (270pF)
39 BUTTON_A SensorVN I GPIO39, SENSOR_VN, ADC1_CH3, ADC_H, RTC_GPIO3
and "Timing of SDIO Slave" after booting.
Note:
Voltage of Internal LDO (VDD_SDIO)
Booting Mode
Debugging Log on U0TXD During Booting
Strapping Pins
Timing of SDIO Slave
Pin Default
Firmware can configure register bits to change the setting of "Voltage of Internal LDO (VDD_SDIO)"
とりあえずKiCadで回路図を作成
勢いで基板パターンを設計
M-Busコネクタの3Dデータ
はとりあえず流用
外形寸法は現物を実測
(オフィシャルな資料が見つからなかった…)
Elecrowに発注し、入手した基板に部品を実
装
発送方法で”ANA OCS”($13.66)
を選択すると約1週間で基板が到
着
集めた部品をもくもくと実装
完成!!
ゲームコントローラをBTでつなぎました
M5Stack_USBHost_PS3BT
https://github.com/tomorrow56/M5Stack_USBHost_PS3BT
M5Stack_USBHost_Wii
https://github.com/tomorrow56/M5Stack_USBHost_
拡張基板を作ってわかった事
1. 基板の外形寸法とM-BUSコネクタ位置の正式な図面がない
• とりあえず、現物を実測して対応
2. M-BUSコネクタ(低背のSMD ピンヘッダ)が高い
• M5Stack用のオリジナルらしく、Aliexpress等で入手できない
• オフィシャルストアから買うしかないが高い(4セットで約1300円)
3. M-BUSコネクタは抜き差しに弱い
• コネクタが配置されている側にドライバ等を入れて外さないと接触不良になる
← この面から外す
そして…
スイッチサイエンスでの委託販売が決まりました!
8月末発売予定
現在設計中 (MFTで展示予定)
おまけ
ESP-WROOM-32ベースでM5Stack互換機作成中
詳細はNT金沢(7/7-8)でLT予定(いくつかトラップが…)
本日こっそり持ってきてます
お約束
皆さん、気をつけましょう
今後ともよろしくお願いします!!

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