#まいぎふ RP2040内蔵発信器での動作(できませんでした)
マウザーアワード2024受賞でいただいた3万円分電子部品で、できるだけ安くマイコンボードを作って、できるだけたくさんの人の配ろう、というプロジェクト。
11/23,24 大垣ミニメイカーフェア(岐阜県大垣市)での配布を目標に「マイコンボードを岐阜でギフト #まいぎふ」としてやってます。
内蔵発信器での動作
ほとんどのRP2040マイコンボードは水晶発振器を搭載してます。
一方で、ラズパイ公式が出してる資料には外部クロックは不要の記載があります。
RP2040 には独自の内部発振器が組み込まれているため、実際には、外部のクロックソースは必要ありません。
水晶発振器が削減できると大きくコストダウンできるので、内蔵発振器での動作を確認しました。
水晶発振器のパターンを切ってみる
とりあえずRaspberry Pi Picoで水晶発振器が接続されているパターンを切ってみました。
その結果、そのままじゃ動かないことが確認できました。
RP2040は内蔵発振器でも動作可能、とのことでとで、Raspberry Pi Pico 1の水晶発振器パターンをカットした結果、動きませんでした。(USB認識されない、SWDで書き込みはできた)
— スーザン＠子育てエンジニア (@suzan_works) 2024年10月7日
無理やり繋いだら動いた、てことで発振器12MHzは省けません。(内蔵発振器で動く方法、ご存知の方教えてください🙇)… pic.twitter.com/bMEOR4RCIu
データシートを確認する(本当は最初にやるべき)
RP2040データシートにクロック選択のレジスタの説明があることから、内蔵発振器で動作するためにはレジスタを変更する必要があります。
「無料でもらえてサクッと動く」そんなマイコンボードにしたいので、レジスタの設定変更はハードルが高いです。
#まいぎふ ボードで内蔵発振器動作は諦めて、発振器を搭載します。
セラミック発振子
村田製作所が出してるセラロックは水晶発振器よりクロック精度は落ちますが、低コストで周辺部品も少なくできるため、セラロックで行くことにします。
#まいぎふ 構成部品の仕様
マウザーアワード2024受賞でいただいた3万円分電子部品で、できるだけ安くマイコンボードを作って、できるだけたくさんの人の配ろう、というプロジェクト。
11/23,24 大垣ミニメイカーフェア(岐阜県大垣市)での配布を目標に「マイコンボードを岐阜でギフト #まいぎふ」としてやってます。
構成部品の仕様
マウザーさんで取り扱いのある安くて使いやすいマイコン＝RP2040は確定したので、その他の構成部品を決めていきます。
Raspberry Pi Picoやその他のボードの搭載部品を表にまとめて、今回の #まいぎふ ボードの部品を考えました。
| 構成部品 | Raspberry Pi Pico |
最小構成 (公式設計情報) |
RP2040ボード |
WaveShare RP2040-One |
#まいぎふ ボード |
| コネクタ | Micro-B | Micro-B | USB Type-C | USB-A |
USB Type-Cを プリント基板で作る |
| 3.3V電源IC |
RT6150B-33GQW (DCDCコンバータ) |
NCP1117-3.3 | NJM12877F33 | RT9013-33 | 3.3VレギュレータIC |
|
フラッシュ メモリIC |
W25Q16JVUXIQ | W25Q128JVS | W25Q16JV | W25Q32JVSSIQ |
2MBで端子あるヤツ ＝W25Q16JVSNIQ |
| 発振器 | 水晶発振器12MHz |
水晶発振器12MHz (ABM8-272-T3) |
水晶発振器12MHz | 水晶発振器12MHz | 内蔵発信器でいきたい |
|
BOOT ボタン |
あり | ピンヘッダ | あり | あり | あり |
|
RUN ボタン |
なし | なし | あり | あり | あり |
|
SWD コネクタ |
ピンヘッダ or JST SH 3P | ピンヘッダ | ピンヘッダ | ピンヘッダ | ピンヘッダ |
| その他 | ユーザーLED | なし | なし | NeoPixel (WS2812B) | ユーザーLED、電源LED |
ポイントは以下です。
- USB Type-C コネクタをプリント基板で作って安くする
- 内蔵発信器を使って安くする。(みんな水晶発振器使ってるけど無くせない？)
- ケーブルつないだらすぐ光らせたい！＝電源LED搭載
- すぐLEDチカチカしたい！＝ユーザーLED搭載
参考情報ソース
https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/hardware-design-with-rp2040-JP.pdf
【マイコンボードを岐阜でギフト】 設計製作ログまとめ #まいぎふ
はじめに
電子工作コンテスト「Mouser Make Awards 2024」でUSB PD対応の自作マイコンボードが最優秀賞を受賞しました。
副賞「マウザーで3万円分の部品購入権」を使って、できるだけ安くマイコンボードを作って、できるだけたくさんの人に配って、楽しもうと思います。
目標は11/23,24「大垣ミニメイカーフェア」(岐阜県大垣市)で、「マイコンボードを岐阜でギフト」 #まいぎふ できるよう頑張ります。
設計製作ログを随時書いていきます。この記事を目次にします。
こちらにも設計製作まとめを書いていきます。
設計製作ログ
1. 仕様検討、事前確認
2. 設計
3. 実装製作
4. 配布
#まいぎふ コンセプトやマイルールや仕様検討
マウザーアワード2024受賞でいただいた3万円分電子部品で、できるだけ安くマイコンボードを作って、できるだけたくさんの人の配ろう、というプロジェクト。
11/23,24 大垣ミニメイカーフェア(岐阜県大垣市)を目標に頑張っていこうと思うので、「マイコンボードを岐阜でギフト #まいぎふ」としてやってみます。
走り書きになっちゃうかもですが、設計製作過程をブログにも書いて公開共有してきます。
コンセプトやマイルール
- 電気部品、電子部品はマウザーさんから購入する。(プリント基板やその他付属品の関連は他から購入する。)
- できるだけ安く作って、たくさんの人に配る。目標：部品原価600円以内(=50人に配れる)
- 開発の敷居は低くしたいので、Arduino IDEで開発できるようにする。
- 「もらってうれしい」ものにしたいので、キーホルダーとしてぶら下げとけるデザインを目指す。クールな感じ。マルチカラーシルク基板(フルカラー基板)でそれを実現したい。
- 製作はラクしたいので、基本的にSMD、部品点数もできるだけ少なくする。
マイコン選定
普通は「このマイコンを使いたい→マイコンボードを作ろう」が多いですけど、「マイコンボードを作りたい→コンセプトに合うマイコンを選定」していきます。STM32マイコンは安くないし、WCH CH32Vマイコンは取り扱いがありません。
| 項目 | ATmega32U4 | SAMD21 | RP2040 |
| アーキテクチャ | 8ビット AVR | 32ビット ARM Cortex-M0+ | 32ビット ARM Cortex-M0+ |
| 動作周波数 | 16 MHz | 48 MHz | 133 MHz |
| フラッシュメモリ | 32 KB | 256 KB | 2 MB (外部) |
| SRAM | 2.5 KB | 32 KB | 264 KB |
| EEPROM | 1 KB | なし | なし |
| USB | あり (フルスピード) | あり (フルスピード) | あり (フルスピード) |
| Arduino IDE対応 | ネイティブ対応 | 対応 (追加ボードマネージャ必要) | 対応 (追加ボードマネージャ必要) |
| 搭載ボード例 | Arduino Leonardo | Arduino Zero | Raspberry Pi Pico |
マウザーでの価格
https://www.mouser.jp/c/?q=ATmega32U4
@850円
https://www.mouser.jp/c/?processor%20series=SAMD21G
@130円
価格的にRP2040が圧倒的に安いので、RP2040でマイコンボードを設計します。
また、基板外形サイズはラズピコに準拠します。(キーホルダー的にも使えそうなサイズ感。)
秋月電子のフレキシブルLEDを光らせてみた
こんにちは、スーザンです。
秋月電子で売ってるフレキシブルLEDがどんなものか気になったので、光らせて電圧電流も測ったのでまとめます。
秋月での取り扱いは全6色です。赤、ピンク、白、黄、緑、青
最初はボタン電池で光らせて、照明としては暗くて「こんなもんか」と思ってました。
光るミサンガ笑#電子工作 #秋月 pic.twitter.com/ELGxN5g1gw
— スーザン＠子育てエンジニア (@suzan_works) 2023年6月6日
安定化電源で光らせてみたら明るくてビックリ！ボタン電池では電流不足！
秋月のフレキシブルLED、安定化電源で光らせたらめっちゃ明るいし600mAも流れててビビった#秋月電子 #電子工作 #フレキシブルLED #フレキシブルフィラメントLED #ネオン風LED pic.twitter.com/zB7qGuZTc8
— スーザン＠子育てエンジニア (@suzan_works) 2023年6月10日
電流、温度の測定結果
| 色 | 3.0V電流(mA) | 3.3V電流(mA) |
| 赤 | 600 | 1050 |
| ピンク | 610 | 1070 |
| 緑 | 590 | 1030 |
| 青 | 630 | 1100 |
| 白 | 640 | 1110 |
| 黄 | 610 | 1060 |
電力最大だった白色で温度上昇を確認しました。
周囲温度：29℃ 3.0V：40℃(Δt=11℃) 3.3V：46℃(Δt=17℃)
それぞれの色味
動画で見てみてください。
赤とピンクを点灯させました！ピンクはちょっと紫感あるかも#秋月電子 #電子工作 #フレキシブルLED #フレキシブルフィラメントLED #ネオン風LED pic.twitter.com/LbNJ1hyE4q
— スーザン＠子育てエンジニア (@suzan_works) 2023年6月10日
緑と青を点灯させました！緑は測定中ずっと黄色だと思ってた#秋月電子 #電子工作 #フレキシブルLED #フレキシブルフィラメントLED #ネオン風LED pic.twitter.com/1Op94WkoUu
— スーザン＠子育てエンジニア (@suzan_works) 2023年6月10日
白と黄色を点灯させました！白はwebに書いてある通りウォームホワイトで、黄色は白熱電球みたいな色味です#秋月電子 #電子工作 #フレキシブルLED #フレキシブルフィラメントLED #ネオン風LED pic.twitter.com/BhDzUgM9kP
— スーザン＠子育てエンジニア (@suzan_works) 2023年6月10日
まとめ
明るくてネオンっぽく使えそうだけど、けっこう電流大きくて注意が必要だと思いました。5Vかけたら壊れちゃう気がします、やってないけど。
赤、緑、青でネオンっぽいもの作ってみました。黄色は白熱灯みたいに照明として使えるかもって思いました。
どこのご家庭にもある(？)スイッチサイエンスの箱でプロトタイプしてみました！色によって明るさの差は感じるので、複数色組合せるなら抵抗とかで調整要るかも。#秋月電子 #電子工作 #フレキシブルLED #フレキシブルフィラメントLED #ネオン風LED pic.twitter.com/4zFLG9Qdmj
— スーザン＠子育てエンジニア (@suzan_works) 2023年6月10日
設計進捗報告 第0回
こんにちは、スーザンです。
普段は仕事で電気設計エンジニアやってますが、プライベートでしっかり設計していきたいと思ってて、随時進捗報告をしていこうと思います。今回は第0回ってことで設計の全体的な部分を報告していきます。
テーマ「オープンソースでおむつセンサーを作りたい」
「オープンソース」
OSSとかOSHWは詳しくないですけど、ざっくり言うと色んなことを公開していきたいです。自分の知識、経験、ノウハウ、学びとかを公開していこうと思います。
仕事でもプライベートでもArduino等のマイコンボードを使わせてもらって、困った時はググったら先人の情報に助けてもらっています。今の自分にできることは、自分の最大限できることに挑戦して、成功しても失敗してもそれを公開、共有していくことが誰かへの恩返しになるような気がしてます。
「おむつセンサー」
2人の子供を絶賛育児中ですが、「おむつ交換のタイミングが分かったらいいな」と思って(寝てる子をおむつ確認して起こしちゃったり)、市販のセンサーで温度湿度においを検出すれば作れそうな気がしています。
余談になっちゃうけど、子供が生まれてから本当に周囲の助けとか気遣いを実感することが多くて、今回の設計もどこかで誰かの役に立って恩返しになるよう頑張ります。
プロジェクト方針
設計全体を自分でやっていく。
電気、メカ、ソフトで自分の限界に挑戦したいと思っています。
設計情報はできるだけ公開する。
Githubにまとめてこうと思います。
https://github.com/suzan-works/diaperSensorProject
販売目指す。
OMMF2022でいしかわきょーすけさんとお話しさせてもらったり、帰ってからプレゼン動画を見たりして、販売までたどり着きたいと思いました。そのクオリティまで頑張ります。
動画はこちら
設計概要
センサー部
おむつに取り付ける、または、赤ちゃんの近くに設置して、温度、湿度、におい等を検出して、通知部に無線送信します。
通知部
無線を受信してブザーやLEDで通知します。「おむつセンサー」で検索すると、スマホとBluetoothペアリングの製品はあるみたいですけど、スマホ必須って逆に不便になると感じています。
以上が今回の報告です。
まだまだセンサーどうするとかマイコンどれよ、とか設計項目山積みですが、やるだけやってみます。よろしくお願いします。
Pixel 6 買いました
こんにちは、スーザンです。
Google Pixel 6aが発表されたばっかですけど、自分はPixel 6使って満足してるので紹介してきます。ちまみに今はセールでオトクになってるみたい。
特別セール - Pixel スマホや Nest デバイスがお得 - Google ストア
ざっくり概要
なんでPixel 6にしたの？
10年以上androidスマホ使ってますけど、頭のどっかでメインのツールはパソコン、サブがスマホって考えてました。
けど最近の生活考えると「調べるのも買物もなんでもスマホだな」と思って、日常で使うツールはスマホ、クリエイティブに使うのはパソコンってことに決めました。
あと、子供の写真撮る機会が多くて、各社のハイエンドスマホで写真がキレイそうなのでPixel 6にしました。(Proは値段高すぎ)
実際1,2カ月使ってみて、一瞬の良い表情の写真が撮れるので満足してます。
2022年3月にパソコンもスマホも買い換えました。
ベンチマーク
Pixel 6の前は1年強Xiaomi Mi Note 10 Lite使ってました。
ベンチマークでスコア比較してPixel 6が圧勝、サクサクですわ。
外観
「めちゃくちゃ未来感ある」とか「ギラギラかっけー」じゃなくて、ポップでかわいいですよね。
黒帯レンズとかツートンカラーとか賛否両論だと思うけど、自分はけっこう気に入ってます。
好きです、AOD(Always On Display)
android 13も発表されたり、いろいろ新機能試してきたいですねー。
