ひっこーし！ひっこーし！さっさとひっこーし！しましたー！
わたくし新居に引っ越しました。やぎ星人に手伝ってもらいながら。
いやー、まだ越して日が経っていないので環境がわかってないですが控えめに言って最高！
これが俗にいう「閑静な住宅街」なのねと感動しました。
こんにちは、ポニ丸です。
引っ越し前後バタバタしてて進捗がよろしくないですが見ていってください。
復習＆目標設定
前回、ブレッドボード上に組んだ回路に問題がないかをチェックするため、ファームウェアを組んで動作確認をしました。
回路自体に問題はないことがわかりましたが、ちょこちょこ改善したい欲が出てきて回路設計の修正を検討したくなったというところでおしまいでした。
今回の目標としては、そんな改善点を全部洗い出して回路図に反映することです。
できればはんだ付けまでしたいですが、果たしてそこまでたどり着くのでしょうか！
今回の作業
さてさて改造したい点をポイントごとにまとめておきましたー。
１．バイパスコンデンサを追加
バイパスコンデンサっていうのは、電源-GND間をつないだコンデンサのことを指すらしいです。
このバイパスコンデンサはどんな役割をするかというと、ICに流れる電源に乗ったノイズをフィルタリングしてくれたり、急な消費電流増加に伴う電圧低下の抑制をしてくれるらしいです。
普通の回路ではいれなきゃいけないらしいから入れるっていうのが理由の一つではあるんですが、主な目的は今回の回路は消費電流の増減幅が大きいために電圧低下を抑えることです。
↑↑このサイトを見る限り、以下の手順でバイパスコンデンサの容量を決めることができるようです。
バイパスコンデンサの容量Cresult[F]の求め方
１．消費電流I[A]とその継続時間T[s]から必要な電荷Q[C]を算出
Q[C] = I[A] * T[s]
２．必要な電荷Q[C]と電源電圧E[V]から必要な静電容量C[F]を算出
C[F] = Q[C] / E[V]
３．電圧降下の限界降下率R[%]から余裕を持たせた静電容量Cmargin[F]を算出
Cmargin[F] = C[F] / (R[%] / 100)
４．実際問題Cmargin[F]の1/10で十分なので1/10を算出
Cresult[F] = Cmargin[F] / 10
よくわかんない部分もありますが、オシロを持っていないのでところどころ雰囲気でやっていきます。いままでバイパスコンデンサがなくても問題なく動いていた実績から考えると蓄電用としての必要性は低いと思われるので大丈夫なはず！笑
１．必要な電荷Q[C]算出
モータが全開で停止から全開で回転し始めるとざっくり1[A]程度消費するため消費電流が1[A]、AC電源の供給電流量が2[A]あるので電圧降下後にすぐ電圧が戻ると考え500[us]くらいの継続時間かな、と。
Q = 1[A] * 500[us] = 500[uC]
２．必要な静電容量C[F]算出
電源電圧は3.3[V]で計算。
C = 500[uC] / 3.3[V] = 151.5[uF]
３．余裕を持たせた静電容量Cmargin[F]算出
ESP32マイコンの動作電圧の下限は2.3[V]あたりだけど余裕を持たせて2.6[V]までとして、限界降下率はR = (3.3 – 2.6) / 3.3 * 100 = 21.2[%]とする。
Cmargin = 151.5[uF] / (21.2 / 100) = 714.6[uF]
４．実際問題を考慮しCresult[F]算出
Cresult = 714.6[uF] / 10 = 71.46[uF]
ここにさらに余裕を持たせて100[uF]のコンデンサつければOKかな。OKでしょう。うん。
２．半固定抵抗を削除
これに関しては感覚の部分が大きいです。
前回ブレッドボード上で動作させたときに結構なonDutyにしないとトルクの関係でモータが回転しないこと、そして運用時にはさらにロールカーテンの負荷が加わるため特に問題が起きない限り100％出力で大丈夫かな、という考えです。
３．デバッグ用にLEDを追加
この先BLEやWi-Fiのデバッグを行うにあたってprintデバッグが頼れない状況が出てくることが想定されており、その代わりにまではならないまでもLEDでデバッグできれば良いな、という思惑があり追加することにします。
４．リセットとモード切替用のスイッチを追加
いままで書き込みボード側にリセットとモード切替のスイッチを取り付けており、毎度配線しないといけませんでした。少なくともリセットスイッチはあった方がデバッグやらで使い勝手がいいのでオンボードとします。
５．モータ、昇降スイッチはピンヘッダで対応
モータと昇降用のスイッチは設置時に調整が必要になる上、ボードにくっつけると使い勝手が悪いなと気づきました。そこでボード上ではピンヘッダを立てるだけにして、モータと昇降用スイッチのI/Fはピンソケットにすることで着脱可能にします。
ここまでの要改造ポイントを回路図に反映すると、こんな感じになりました！
smart_curtain_device_ver1_2追加スイッチとユニバーサル基板上の省スペース化を加味し、ESP32マイコンボードをES-WROOM-32-DIPからKP-ESP32Cに変更しています。
KP-ESP32Cというボード上にRESETスイッチ、MODEスイッチ、RXD/TXDピンヘッダがついているためこの回路図上ではわかりませんがファーム書き込みやデバッグなどの利便性は格段に上昇しました。
回路図書く人には冗長に見えるかもしれませんが、半田付けのことフェーズを考慮してわざとこんな感じにしてます。
急な幕切れですが、今回はここまで！
理由としては、このブログ上で触れていない幻の回路Ver1.1のはんだ付けでミスをしてひとつひとつのはんだを取ったり、壊れてしまったパーツの替えを注文したりという無駄な手間が増えてしまったからです。
そういった失敗からはんだ付けのフェーズもしっかり意識したVer1.2にバージョンアップしています。ただでは転びませんよ！笑
とりあえずパーツが届くまでは荷ほどきをしながらはんだ吸い取り器と格闘していきます。
ではでは。
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