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デバイス編#12 ~ハードウェア戦の終幕を迎えたい~

スマートカーテン

あの、、今年梅雨長くないですか??

洗濯したい気持ちと洗濯物は日々積もっていくんですが一向に晴れにならないので心もブルーです。

ベランダで日光浴しながら本でも読みたいな、と思ってるんですがこれまた叶わず。なんとか夏に訪れてほしいものです。


こんにちは、ポニ丸です!

注文していたパーツが届き、ようやく作業再開です。

復習&目標設定

前回はVer1.0の回路から改善点を挙げ、それらを反映した回路図V1.2を設計しました。

残念ながらボツとなっているVer1.1の影響で追加購入が必要なパーツがあり、そこで作業中断となっていました。

んで、今回はパーツがそろったので一旦ブレッドボード上で動作確認を行い、問題がなければユニバーサル基板へのはんだ付けを試みます。

今回の作業

はーい、ドンドコやっていきましょー!

回路図Ver1.2をブレッドボード上で再現し、動作確認やっていきます。ファームに関しては構成が変わる都合で多少の修正が入りますが、今回は本筋でないので割愛します。

1.ブレッドボード上で接続

ブレッドボード上で回路を作ろうとした矢先、早速問題発生!!

省スペース化を図って導入したKP-ESP32CというESP32のマイコンボードですが、2.54mmピッチではあるもののブレッドボードに刺さらない計上のピンヘッダの出方をしていました。これでは作業が進められない。。

ということでICクリップを大量にパーツ屋さんに買いに走り、各ピンをICクリップで挟み、必要なものをそこからブレッドボードに刺して、、ほんと手間でした笑

ようやくできたのがこちら。

配線がごちゃごちゃしててわかりずらいでしょ?笑

ここにたどり着くまでにいくつもの困難があったので投稿までが遅くなっちゃいましたが、ショートだけは気を付けて配線が完了しました。動作が確認できればOKなので、見た目は気にしません!

2.動作確認

ざっくり説明すると、画像右に写っているスイッチを動かすことで左側のモータが回るようになります。

今回はデバッグ用LEDも付けたのでスイッチがON状態(正回転、逆回転)で点灯するようにしました。

ファームの書き込みは無事できたので、いざ!

はいー、問題発生してますね。

心折れてたんで一気にはんだ付けしようと思ってましたが、ちゃんと確認しててよかったです。

問題としては、モータ回転開始時に電圧降下が発生してマイコンの電源電圧が足りなくなったようです。SerialからBrownoutという表記が出るのがこれが原因らしい。

前回、すでに電圧降下を見越したパスコンの容量設計をしたものの甘かったということですね。

3.Brownout解消

再計算するよりは実際にやった方が早いなとおもい、とりあえずコンデンサの数を増やしてBrownoutが発生しなくなるまでチェック。

結果的に300[uF]のパスコンをつければBrownoutが発生せず動作するようになりました。

コンデンサの容量を増やすことによる弊害もあって、電源供給してからマイコンへ電源が行くまでタイムラグが大きくなるんですよ。コンデンサに充電するまで時間がかかるから。

ただ、今回は電源供給してからすぐ動かないとダメっていう運用上のルールはないので、極論際限なしに増やしてもOKだと思います!

4.動作確認 Part.2

ここまでできればはんだ付けしたいところではあるんですが、電圧降下問題が表面化してきたのでもう少し確認を深めていきます。

今現在のファームってハードの動作確認ができるレベルの実装しかしてないんですね。

これからデバイスとしてBLEやWi-Fiを使うことが見えていて、それらの機能は動作開始時に発生する電圧降下がヤバイという情報を事前調査によって知ってたんですよ。

これはもしかすると機能ONにすると足りない問題発生しそうだな。。ということで追加確認です。

そう、追加確認したんです。

予想通りBrownoutが発生しました。

コンデンサを追加!

Brownoutが発生しました。

さらにコンデンサ追加!

Brownoutが発生しました。

もっとコンデンサ追加!

Brownoutが発生しました。

おおおおおおおおおおおおぉぉぉぉぉぉぉんんっっっっ!!

発狂ですよ、ほんと。

600[uF]まで追加しても状況の好転はありませんでした。

なんかここまでくるとESP32が諸悪の根源な気がしてきました。

色んなブログ見ましたがBLEだったりWi-Fiを使っただけでBlownoutが発生する問題を抱えてるようで、ハード的な改良が何かしら必要だそうです。物売るっていうレベルじゃねーぞ!笑

んで、手持ちのコンデンサとブレッドボードのスペース的な問題から今日はここまでが限界でした。心も折れたし。

ちょっと大きめのコンデンサを買ってくる、であったり、パーツ屋の店員さんに回路図見せて相談する、っていう手段をとろうと思います。

まとめ

はんだ付けする前に必ずブレッドボードで動作確認を行う

ESP32のBrownout問題は厄介

心が折れてもやさぐれてはいけない


ちょっと心を癒してから電子パーツ屋さんに行ってきます。

早くハードを完了させて本格的にファーム開発やりたいんで頑張ります!

ではでは!

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