大和通信の技術力(事務員編)

2018年から5年ぶりの2023年9月28日にブログを再開しました。 しばらくは、電子工作好きな事務員が開発の手伝いをしながら 日々の日記(備忘録)を記事にいてこうと思います。

ESP-WROOM-02

i-Weatherのプリント基板R1.1到着しました。

先週注文していました、プリント基板ですが、本日入荷しました。

1490067564884639511679

時間をみて製作したいと思います。 

i-Weatherのプリント基板R1.1発注しました。

週末に色々試した回路でプリント基板の再設計をしました。

1プリント基板

前回の基板は、設計途中に不用意に配線を消した後、DRCチェックを流さなかったのでミスが出ました
また、設計が終わった後でチェックしても、「間違いないハズ」と思い込みもありましたので、今回は間違いが無いように、一旦設計チェックをした後、改めて別のタイミングでもう一度チェックしました後に、昨日発注しました。
来週のには基板が届くと思います。

これが本当の最終版になる事を信じています。 

i-Weatherのさらなる節電対策。

単三電池3本から単4電池3本に変更した事で、電池容量が半分以下に減ってしまいます。

【参考】
  通常の単三電池1本の容量はアルカリ電池の場合約2000mAH
  単四電池1本の容量はアルカリ電池で、約900mAH

 i-Weatherは、待機時間が長い為、待機電流を節電することが必要となります。

デバイス単位の待機電流は下記のようになっています。

 ESP-WROOM-02        10μA
    三端子レギュレーター 800μA  (TA48M033F)  
   人感センサー     20μA
   74HC4538      4μA(資料が見当たらず東芝TC4538の仕様書より)

こうして並べてみると、三端子レギュレーターが桁外れに大きいことが分かります。

と言うことで、三端子レギュレーターを別を再度検討したいと思います。

CMOS型が待機電流がの少ないので、その中から今回の「i-Weather」に使えそうな出力の物を探しました。

XC6202P332TH

消費電流が、10μAと非常に省電力デバイスですので、これを採用することにします。
さらに、コンデンサーも「導電性高分子アルミ固体電解コンデンサ」を使用して、省電力化しようと思います。


 
手持ち(私物)で上記部品がありましたので、試してみたところ小型テスター(安物)200μAレンジで、「42μA」でした。

CIMG3876
手前が使用していた三端子レギュレーター(TA48F)とアルミ電解コンデンサー(47μF)で
実装しているものが、XC6202と導電性高分子アルミ固体電解コンデンサ(1000μF)

CIMG3877


参考に、元々も使っていたTA48Fでも図ってみると、200mAレンジ 「800μA」程度を表示しています。

CIMG3875
適当に図ったため逆接続していますね、お恥ずかしい。
 
 約800μA➡42μAとかなりの効果がありそうですので、この部品でプリント基板を再設計し最終のキット用としたいと思います。

※後日、マルチメーターで再度測定しようと思います。
 
【3/13 13時】
昼休みを利用して社内の測定器(マルチメーター)で再度測定してみました。

1489376653794-949928074
LED点灯時 約90.4mA 

14893773989151282717142
DeepSleep時:41μA

安物テスターとほぼ同じような結果ちとなりました。
500円程度の安物テスターですが中々の精度です。 

i-Weather動作不安定の原因と対策

動作不安定の原因はつかめましたので対策をしていきたいと思います。

心当たりは、人感センサーの信号でリセット信号を作る為に使っている74HC4538辺りだと思っています。

このICには2回路入っていますが、使用しているのは1回路のみでもう1回路は空いています。
この空いている回路の入力をGNDに落としてみましたが、特に変化がありません。

後は、このICの出力側とESPは直結していますが、この間にコンデンサーを挟んで、ESP側のRSTをプルアップして、さらにIO16とRSTの間にダイオードを入れて、ようやく安定しました。

当初(昨年12/30)の記事にしましたが、DeepSleepからの復帰を「人を検出」と「タイマーで立ち上がる」簡易的な方法として、IO16-RST間に33Ωを入れ、ICの出力をRSTに直接入れていましたが、やはり無理があったようです。

 今回の採用した回路は下記のようになりました。

bandicam 2017-03-11 19-30-49-680


この回路で、不要なリセットがほぼなくなり安定して動作するようになりました。
※毛糸のセーター姿で近くで作業していると不要なリセットは時々発生します。

プリント基板もこれに合わせて、ケースの関係で単四電池に変更しましたので節電対策を検討して、再作成することにします。
 

i-Weather(ESP-WROOM-02)の試作。動作不安定の原因

先日ブリント基板が出来上がってきましたので、昨日から試作していますが、今回の基板は設計間違いもありましたが、そこのところは手配線でクリアーできていますが、どうも不安定な動きです。

今回は、USBシリアル変換基板をAmazonで発見した
「iLetgo FTDI FT232RL 3.3V 5.5V USB to TTL シリアル コンバーター アダプター モジュール for Arduino [並行輸入品]」を試してみる事にしました。

 価格は245円(2017/03/08現在)と非常に安価です。
電圧も3.3V 5Vを切り替えて使えるため、用途も広そうです。
※ちなみに、私費での購入です 

14889746923311062617857

この安価なUSBシリアル変換でも、正常に書き込むことができました。
ちょっと驚きです!!ただ、WEBでこの手の商品を使って、マイコンが故障したり、書き込めなかったりと問題が出る事がありそうですので、やはり日本製が安心して使えると個人的には思っています。
(注意:もしも、このUSBシリアル変換をお使いになる場合は、自己責任でご使用ください。)

スケッチの書込みまでは比較的順調でしたが、どうも動作が不安定です。
現象としては、人感センサーの誤反応が非常に多い状態が続くことがありました。

 【参考】
   私が使っているものを紹介しますと、
    秋月電子さんの「超小型USBシリアル変換モジュール」600円
     ※3.3V専用
    他にもスイッチサイエンスさんの
     FTDI USBシリアル変換アダプター(5V/3.3V切り替え機能付き) 1,512円


さい問題はここからです。
人感センサーが、頻繁に反応してしまいます。(むやみに、リセット信号が出てしまう)

原因を探るため、オシロを接続して原因を探ります。
まずは、電源が不安定で不正なリセットとなっているのではないかと考えて、電源回路を調べてみましたが、3.3Vで特におかしな波形ではありません。

次に、リセット信号を観測しながら不正なリセットとなる原因を探しいみると、どうも静電気が原因のようです。

bandicam 2017-03-08 23-04-30-565

この写真のようにi-Weatherの基板近くでマウスを動かすと、連続でリセット信号が観測でき、マウスを止めると正常に戻ります。


原因は静電気で当たりのようです。
この原因にたどり着くまで、結構な時間を使ってしまいました。

 
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