io tつくるよ！ LT ［m5stackの拡張基板をつくったよ！」
- 1. 「M5Stackの拡張基板をつくったよ！」 2018/11/24 @tomorrow56 Masawo Yamazaki IoTつくるよ！ IoT Conference & Exhibition 2018
- 2. 自己紹介
- 3. Masawo Yamazaki (@tomorrow56) - ハードウエアエンジニア(電子回路設計) - 某電器メーカーでモニターやテレビ設計を担当 - 現在は、本業のかたわら同人ハードを設計・販売 Facebook: Masawo Yamazaki Twitter: @tomorrow56
- 4. こんなボードを作っています ↑ Uno shaped ESP32 breakout board https://www.switch- science.com/catalog/3456/ ↑ IR & Servo shield for Arduino Pro Mini USB Host Shield for Arduino Pro Mini Web： https://thousandiy.wordpress.com/ Facebook： https://www.facebook.com/thousandiy/
- 6. M5Stackとは • Wi-FiとBLEが使えるSoC「ESP32」を搭載したコンパクトな開発モジュール • 5.4cmx5.4cmの筐体にカラーLCDディスプレイ、microSDカードスロット、スピーカーを搭載 ⚫ スクリーン: 320x240 カラーTFT LCD ⚫ 内蔵スピーカー: 1W ⚫ 電源入力: 5V-5.5V/500mA(USB Type-C) ⚫ 内蔵電池: 3.7V/150 mAh ⚫ インターフェイス: ➢I2C(GROVE) x 1 ➢microSDスロット x 1 ➢M-BUS(SPI,UART,I2S,ADC,DAC)
- 7. M5Stackとは • Wi-FiとBLEが使えるSoC「ESP32」を搭載したコンパクトな開発モジュール • 5.4cmx5.4cmの筐体にカラーLCDディスプレイ、microSDカードスロット、スピーカーを搭載 ⚫ スクリーン: 320x240 カラーTFT LCD ⚫ 内蔵スピーカー: 1W ⚫ 電源入力: 5V-5.5V/500mA(USB Type-C) ⚫ 内蔵電池: 3.7V/150 mAh ⚫ インターフェイス: ➢I2C(GROVE) x 1 ➢microSDスロット x 1 ➢M-BUS(SPI,UART,I2S,ADC,DAC) ざっくりいうと ArduinoIDEで開発できて、WifiとBLEが使える 「カスタムできるガジェット」
- 9. 沼です
- 11. 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…
- 14. やさしい拡張基板の作り方
- 17. ESP32 IO No. Strapping(default) M5Stack_Internal M5Stack_IO USB_Host_Shield L293D PCA9685 direction Note 0 〇(PU) Mode IIS_MCLK 12EN I/O GPIO0, ADC2_CH1, TOUCH1, RTC_GPIO11, CLK_OUT1, EMAC_TX_CLK 1 TXD0 TXD1 I/O GPIO1, U0TXD, CLK_OUT3, EMAC_RXD2 2 〇(PD) G2 3A I/O GPIO2, ADC2_CH2, TOUCH2, RTC_GPIO12, HSPIWP, HS2_DATA0, SD_DATA0 3 RXD0 RXD1 I/O GPIO3, U0RXD, CLK_OUT2 4 SD_SPI_CS I/O GPIO4, ADC2_CH0, TOUCH0, RTC_GPIO10, HSPIHD, HS2_DATA1, SD_DATA1, EMAC_TX_ER 5 〇(PU) G5 SS I/O GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6, EMAC_RX_CLK 6 I/O GPIO6, SD_CLK, SPICLK, HS1_CLK, U1CTS 7 I/O GPIO7, SD_DATA0, SPIQ, HS1_DATA0, U2RTS 8 I/O GPIO8, SD_DATA1, SPID, HS1_DATA1, U2CTS 9 I/O GPIO9, SD_DATA2, SPIHD, HS1_DATA2, U1RXD 10 I/O GPIO10, SD_DATA3, SPIWP, HS1_DATA3, U1TXD 11 I/O GPIO11, SD_CMD, SPICS0, HS1_CMD, U1RTS 12 〇(PD) IIS_SCK 1A I/O GPIO12, ADC2_CH5, TOUCH5, RTC_GPIO15, MTDI, HSPIQ, HS2_DATA2, SD_DATA2, EMAC_TXD3 13 IIS_WS 2A I/O GPIO13, ADC2_CH4, TOUCH4, RTC_GPIO14, MTCK, HSPID, HS2_DATA3, SD_DATA3, EMAC_RX_ER 14 LCD_CS I/O GPIO14, ADC2_CH6, TOUCH6, RTC_GPIO16, MTMS, HSPICLK, HS2_CLK, SD_CLK, EMAC_TXD2 15 〇(PU) IIS_OUT 34EN I/O GPIO15, ADC2_CH3, TOUCH3, MTDO, HSPICS0, RTC_GPIO13, HS2_CMD, SD_CMD, EMAC_RXD3 16 RXD2 4A I/O GPIO16, HS1_DATA4, U2RXD, EMAC_CLK_OUT 17 TXD2 INT I/O GPIO17, HS1_DATA5, U2TXD, EMAC_CLK_OUT_180 18 LCD_SCK/SD_SPI_CLK SCK SCK I/O GPIO18, VSPICLK, HS1_DATA7 19 SD_SPI_SDDO MISO MISO I/O GPIO19, VSPIQ, U0CTS, EMAC_TXD0 20 21 MPU9250_SDA/GROVE_SDASDA SDA I/O GPIO21, VSPIHD, EMAC_TX_EN 22 MPU9250_SCL/GROVE_SCL SCL SCL I/O GPIO22, VSPIWP, U0RTS, EMAC_TXD1 23 LCD_MOSI/SD_SPI_SDDI MOSI MOSI I/O GPIO23, VSPID, HS1_STROBE 24 25 SPEAKER DAC0 I/O GPIO25, DAC_1, ADC2_CH8, RTC_GPIO6, _RXD0 26 DAC1 I/O GPIO26, DAC_2, ADC2_CH9, RTC_GPIO7, EMAC_RXD1 27 LCD_R/S I/O GPIO27, ADC2_CH7, TOUCH7, RTC_GPIO17, EMAC_RX_DV 28 29 30 31 32 LCD_BL I/O GPIO32, XTAL_32K_P (32.768 kHz crystal oscillator input), ADC1_CH4, TOUCH9, RTC_GPIO9 33 LCD_RST I/O GPIO33, XTAL_32K_N (32.768 kHz crystal oscillator output), ADC1_CH5, TOUCH8, RTC_GPIO8 34 IIS_IN I GPIO34, ADC1_CH6, RTC_GPIO4 35 AD I GPIO35, ADC1_CH7, RTC_GPIO5 36 AD I GPIO36, SENSOR_VP, ADC_H, ADC1_CH0, RTC_GPIO0 37 BUTTON_C I GPIO37, SENSOR_CAPP (270pF) 38 BUTTON_B I GPIO38, SENSOR_CAPN (270pF) 39 BUTTON_A I GPIO39, SENSOR_VN, ADC1_CH3, ADC_H, RTC_GPIO3 M5Stackの回路図からリストを作成し コンフリクトをしないようにピンをアサイン Pin Default 3.3V 1.8V MTDI/GPIO12 Pull-down 0 1 Pin Default SPI Flash Boot Download Boot GPIO0 Pull-up 1 0 GPIO2 Pull-down Don't-care 0 Pin Default U0TXD Toggling U0TXD Silent MTDO/GPIO15 Pull-up 1 0 Falling-edge Input Falling-edge Input Rising-edge Input Rising-edge Input Falling-edge Output Rising-edge Output Falling-edge Output Rising-edge Output MTDO/GPIO15 Pull-up 0 0 1 1 GPIO5 Pull-up 0 1 0 1 Strapping Pins Timing of SDIO Slave Pin Default Firmware can configure register bits to change the setting of "Voltage of Internal LDO (VDD_SDIO)" and "Timing of SDIO Slave" after booting. Note: Voltage of Internal LDO (VDD_SDIO) Booting Mode Debugging Log on U0TXD During Booting
- 18. KiCadで回路図を作成して
- 21. USH Host Shield for M5Stack • USB Host Chip: MAX3421E (MAXIM Integrated) LiPo Battery Connector Power SW USB STD-A connector The revised board was finished and it was confirmed that one operation was completed. USB Host Shield Library : https://github.com/felis/USB_Host_Shield_2.0
- 24. そして新作を持ってきました
- 25. 設計ターゲット • Arduinoでよく使われているデバイスで簡単に使える • できるだけ安く • 3種類のシールドを同時にスタック可能 • USB Host Shield (SPI) • Motor Driver Shield (6pin digital) • Servo Shield (I2C)
- 26. ESP32 IO No. Strapping(default) M5Stack_Internal M5Stack_IO USB_Host_Shield L293D PCA9685 direction Note 0 〇(PU) Mode IIS_MCLK 12EN I/O GPIO0, ADC2_CH1, TOUCH1, RTC_GPIO11, CLK_OUT1, EMAC_TX_CLK 1 TXD0 TXD1 I/O GPIO1, U0TXD, CLK_OUT3, EMAC_RXD2 2 〇(PD) G2 3A I/O GPIO2, ADC2_CH2, TOUCH2, RTC_GPIO12, HSPIWP, HS2_DATA0, SD_DATA0 3 RXD0 RXD1 I/O GPIO3, U0RXD, CLK_OUT2 4 SD_SPI_CS I/O GPIO4, ADC2_CH0, TOUCH0, RTC_GPIO10, HSPIHD, HS2_DATA1, SD_DATA1, EMAC_TX_ER 5 〇(PU) G5 SS I/O GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6, EMAC_RX_CLK 6 I/O GPIO6, SD_CLK, SPICLK, HS1_CLK, U1CTS 7 I/O GPIO7, SD_DATA0, SPIQ, HS1_DATA0, U2RTS 8 I/O GPIO8, SD_DATA1, SPID, HS1_DATA1, U2CTS 9 I/O GPIO9, SD_DATA2, SPIHD, HS1_DATA2, U1RXD 10 I/O GPIO10, SD_DATA3, SPIWP, HS1_DATA3, U1TXD 11 I/O GPIO11, SD_CMD, SPICS0, HS1_CMD, U1RTS 12 〇(PD) IIS_SCK 1A I/O GPIO12, ADC2_CH5, TOUCH5, RTC_GPIO15, MTDI, HSPIQ, HS2_DATA2, SD_DATA2, EMAC_TXD3 13 IIS_WS 2A I/O GPIO13, ADC2_CH4, TOUCH4, RTC_GPIO14, MTCK, HSPID, HS2_DATA3, SD_DATA3, EMAC_RX_ER 14 LCD_CS I/O GPIO14, ADC2_CH6, TOUCH6, RTC_GPIO16, MTMS, HSPICLK, HS2_CLK, SD_CLK, EMAC_TXD2 15 〇(PU) IIS_OUT 34EN I/O GPIO15, ADC2_CH3, TOUCH3, MTDO, HSPICS0, RTC_GPIO13, HS2_CMD, SD_CMD, EMAC_RXD3 16 RXD2 4A I/O GPIO16, HS1_DATA4, U2RXD, EMAC_CLK_OUT 17 TXD2 INT I/O GPIO17, HS1_DATA5, U2TXD, EMAC_CLK_OUT_180 18 LCD_SCK/SD_SPI_CLK SCK SCK I/O GPIO18, VSPICLK, HS1_DATA7 19 SD_SPI_SDDO MISO MISO I/O GPIO19, VSPIQ, U0CTS, EMAC_TXD0 20 21 MPU9250_SDA/GROVE_SDASDA SDA I/O GPIO21, VSPIHD, EMAC_TX_EN 22 MPU9250_SCL/GROVE_SCL SCL SCL I/O GPIO22, VSPIWP, U0RTS, EMAC_TXD1 23 LCD_MOSI/SD_SPI_SDDI MOSI MOSI I/O GPIO23, VSPID, HS1_STROBE 24 25 SPEAKER DAC0 I/O GPIO25, DAC_1, ADC2_CH8, RTC_GPIO6, _RXD0 26 DAC1 I/O GPIO26, DAC_2, ADC2_CH9, RTC_GPIO7, EMAC_RXD1 27 LCD_R/S I/O GPIO27, ADC2_CH7, TOUCH7, RTC_GPIO17, EMAC_RX_DV 28 29 30 31 32 LCD_BL I/O GPIO32, XTAL_32K_P (32.768 kHz crystal oscillator input), ADC1_CH4, TOUCH9, RTC_GPIO9 33 LCD_RST I/O GPIO33, XTAL_32K_N (32.768 kHz crystal oscillator output), ADC1_CH5, TOUCH8, RTC_GPIO8 34 IIS_IN I GPIO34, ADC1_CH6, RTC_GPIO4 35 AD I GPIO35, ADC1_CH7, RTC_GPIO5 36 AD I GPIO36, SENSOR_VP, ADC_H, ADC1_CH0, RTC_GPIO0 37 BUTTON_C I GPIO37, SENSOR_CAPP (270pF) 38 BUTTON_B I GPIO38, SENSOR_CAPN (270pF) 39 BUTTON_A I GPIO39, SENSOR_VN, ADC1_CH3, ADC_H, RTC_GPIO3 M5Stackの回路図からリストを作成し コンフリクトをしないようにピンをアサイン Pin Default 3.3V 1.8V MTDI/GPIO12 Pull-down 0 1 Pin Default SPI Flash Boot Download Boot GPIO0 Pull-up 1 0 GPIO2 Pull-down Don't-care 0 Pin Default U0TXD Toggling U0TXD Silent MTDO/GPIO15 Pull-up 1 0 Falling-edge Input Falling-edge Input Rising-edge Input Rising-edge Input Falling-edge Output Rising-edge Output Falling-edge Output Rising-edge Output MTDO/GPIO15 Pull-up 0 0 1 1 GPIO5 Pull-up 0 1 0 1 Strapping Pins Timing of SDIO Slave Pin Default Firmware can configure register bits to change the setting of "Voltage of Internal LDO (VDD_SDIO)" and "Timing of SDIO Slave" after booting. Note: Voltage of Internal LDO (VDD_SDIO) Booting Mode Debugging Log on U0TXD During Booting We need to use strapping pin for Enable…
- 27. 2ch Motor Driver Shield for M5Stack •H-Bridge Driver: L293D (TI compatible) Motor Power Select Internal or External LiPo Battery Connector Power SW External Battery connector Motor connector
- 28. 2ch Motor Driver Shield for M5Stack Use Strapping pin for Enable
- 29. Demo: Spider Robot Line Tracer
- 30. 10ch Servo Shield for M5Stack •PWM Driver: PCA9685 (NXP compatible) Motor Power Select Internal or External LiPo Battery Connector Power SW External Battery connector 10 Servo connectors Adafruit-PWM-Servo-Driver: https://github.com/adafruit/Adafruit-PWM-Servo-Driver-Library
- 31. 10ch Servo Shield for M5Stack
- 32. Demo: Plot Clock corrected with NTP https://twitter.com/tomorrow56/status/1025086708210008064 PCA9685 Servo Library: https://github.com/adafruit/Adafruit-PWM-Servo-Driver-Library
- 33. そして本家と微妙にかぶりました
- 34. 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 • 純正は高い(オスメス4組セットで1300円) • M-BUS部にスルーホールを追加すると秋月電子の7.7mm低背ピンヘッダが使える 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
- 35. Have a good M5Stack life!
- 36. Jimmy, thank you for making M5Stack!