RP-5基板

最近XBeeの新型のS2Cが出たり、ATmega328も昨年からATmega328pbが出ていてRaspberryPi3も出るし、Kicadも最新版をbuildしたので、回路を見なおして基板を起こし直すことにしました。
これまで親機の方はアクリル板をレーザーカッターで切り抜いてケースを作っていましたが、曲げ加工とか手間がかかるのでTAKACHIのPF-15-3-10Wを使ってみることにしました。
赤外線を通す必要があるので、このケースの前後のパネル部分の代わりに乳白色の半透明アクリル板をレーザーカッターで加工して使ってみます。
赤外線LEDや受光部、RaspberryPiの各種コネクタの位置をパネルの範囲に入るように配置しながら高さ方向の適当な位置を考えていきます。
下の図の赤い線で書かれているのがRP-5基板とRaspberryPiの位置になります。

最初は基板固定用のM2.3用ボスで基板を固定することを考えたのですが、この高さで固定するとRaspberryPiのコネクタがパネルの高さ内に収まらないため3mm程度スペーサーで嵩上げする必要があります。
そこで、ケースの固定用の支柱部分に基板をいれて上側に適当なクッションを入れることでちょうどいい高さに収まらないかと考えています。

基板の回路はこれまでとほとんど変わってませんが、RaspberryPiと接続してIRリモコンの学習用の受光部と発光部、子機との通信用のXBeeと将来置き換えていけるようにESP8266用の回路を入れています。

RaspberryPiと接続して使う場合は下の回路だけ部品をのせることで親機としての機能になります。

Bee経由で子機として使う場合はATmega328pbでリモコン機能を中継する形になります。

回路はシンプルで電源とマイコン、XBee、赤外線受発光部だけになります。

この回路を丁度ケースに入るような形で設計したのが下の基板です。

それほど面積は要らないのですが、ケースに固定する部分の関係で10x15cmに入る位の大きさになってしまいました。
もう1つのFriskサイズの子機基板と一緒にElecrowに発注しました。
今月末くらいに届く予定です。

もう1枚の基板については次回書きます。

KiCad 4.0RC1でESP-WROOM-02用基板作成 その6

次はESP-WROOM-02版です。

RP-3基板

HA-4基板

こちらの基板はXBeeの裏面に書かれているアドレスを読み取れるようにXBeeの下のところに穴を開けてあるのですが、ESP-WROOM-02を載せると丁度放熱用のPadのところが穴に位置してしまってあまりよろしくないかもしれません。

まだ、ESP-WROOM-02をどう使うか悩み中です。ATコマンドのままでうまく使っていくのか、何らかの独自のバイナリのI/Fを定義してAVRと通信させるのか、とか考えてるところです。

KiCad 4.0RC1でESP-WROOM-02用基板作成 その5

基板が上がってきたので部品をマウントしてみます。
まずは従来通りのXBee版です。

RP-3基板

いい感じです。

HA-4基板

こちらもいい感じです。


RP-3基板をRaspberryPi2と組み合わせます。

あれ？

RP-3基板のHA-4基板書き込み用のコネクタがRaspberryPi2のHDMI、Audioコネクタと干渉しています。
CAD上で基板の板端をギリギリで避けたつもりだったのですが、コネクタの出っ張りを考慮するのを忘れてました。
実物確認しなかったためのミスです。
回路動作チェックをしてソフト書いたらもう一度出し直しです.......

KiCad 4.0RC1でESP-WROOM-02用基板作成 その4

日曜日に届きました。

速かったです。注文してから8日です。
10/10(土)の朝に出して10/14(水)の夕方には基板が上がってきてDHLに渡されています。
business day 4-7日となっていたのに土日も動いてくれてるんですね。
そのあと39時間後の10/16(金)の朝には国内についてますが、そこから配達されるまで49時間もかかってます。
実際の配達は佐川急便でした。
深センから成田のほうが成田から東京より近いようですね。

Wednesday, October 14, 2015
1 Shipment picked up SHENZHEN - CHINA             18:50
2 Processed at SHENZHEN - CHINA                      22:59
3 Departed Facility in SHENZHEN                      23:04
4 Clearance event SHENZHEN - CHINA, PEOPLES REPUBLIC 23:18

Thursday, October 15, 2015
5 Customs status updated HONG KONG            00:16
6 Clearance processing complete at SHENZHEN - CHINA  01:19
7 Arrived at Sort Facility HONG KONG                 03:17
8 Processed at HONG KONG                             06:37
9 Clearance processing complete at HONG KONG         06:37
10 Processed at HONG KONG                            19:15
11 Departed Facility in HONG KONG                    22:34

Friday, October 16, 2015
12 Customs status updated TOKYO - JAPAN        03:07
13 Transferred through TOKYO - JAPAN                 08:42
14 Arrived at Sort Facility TOKYO - JAPAN      10:00
15 Clearance event TOKYO - JAPAN                     10:37
16 Processed for clearance at TOKYO - JAPAN          10:37
17 Customs status updated TOKYO - JAPAN        22:42
18 Clearance processing complete at TOKYO - JAPAN    22:56

Saturday, October 17, 2015
19 Processed at TOKYO - JAPAN                        01:21
20 Departed Facility in TOKYO - JAPAN                01:45
21 Arrived at Delivery Facility in TOKYO - JAPAN     08:13
22 Forwarded for delivery TOKYO - JAPAN        09:33

Sunday, October 18, 2015
23 Delivery attempted; recipient not home            10:58
24 Delivered - Signed for by : DLVD BY AGNT          19:31

KiCad 4.0RC1でESP-WROOM-02用基板作成 その3

とくにパターン的におかしくなかったのでElecrowに出してみました。
Elecrowの注文のページは以前はクレジットカードもPayPalのシステム経由だったのでちゃんとしていたけど、今回は直接クレジットカードの番号を入れるように変わってました。
ただ、このページhttpで暗号化されていません。クレジットカードの入力が暗号化されてないのはちょっと不安なのでpaypalにしました。
送料は820gでShenzhen DHLが$20.44、Registerd Air Parcelが$17.02と$3位の差なのでDHLを選択。
片方はpanelize有りなので+1日かな。国慶節の連休明けなので注文が溜まってるから動きが遅そう。
10/10(土)に出したので月曜日から作業し始めてbusiness dayで10日くらいとすると10/26の週に到着ぐらいかな.....と思っていたら10/10の内に
10/10/2015 In production Dear Customer,
We have put your design into production, it will needs about 4-7 business days. Thank you!
Best Regards
Elecrow
と返ってきました。それでも混んでるから7business daysだろうと考えていたのですが10/15(木)の朝に写真付きで出荷の連絡がきました。

この辺がElecrowのいいところですね。深センは時差の関係で10/14(水)です。

DHLのTrackingを確認すると

Wednesday, October 14, 2015
1 Shipment picked up SHENZHEN - CHINA             18:50
2 Processed at SHENZHEN - CHINA                      22:59
3 Departed Facility in SHENZHEN                      23:04
4 Clearance event SHENZHEN - CHINA, PEOPLES REPUBLIC 23:18
Thursday, October 15, 2015
5 Customs status updated HONG KONG            00:16
6 Clearance processing complete at SHENZHEN - CHINA  01:19
7 Arrived at Sort Facility HONG KONG                 03:17
8 Processed at HONG KONG                             06:37
9 Clearance processing complete at HONG KONG         06:37
10 Processed at HONG KONG                            19:15
11 Departed Facility in HONG KONG                    22:34

Friday, October 16, 2015
12 Customs status updated TOKYO - JAPAN              03:07
13 Transferred through TOKYO - JAPAN                 08:42
14 Arrived at Sort Facility TOKYO - JAPAN            10:00
15 Clearance event TOKYO - JAPAN                     10:37
16 Processed for clearance at TOKYO - JAPAN          10:37

この調子だと週末か週明けには到着しそうです。

KiCad 4.0RC1でESP-WROOM-02用基板作成 その2

2つ目の基板を作成してみました。
HA端子、SW制御、赤外線リモコン送信、受信、GPIO、ADC機能の子基板で以前XBee用に設計したものをESP-WROOM-02対応とダイオード、FETが小さすぎてハンダ付けがしにくいのでひとまわり大きいものに変更したり、機能を変更したりしました。

回路図は以下のとおり

出来上がったパターンは以下のとおりです。

KiCADのバグでしょうか？

DRCの未配線は無いので大丈夫だと思うのですが、KiCADのpcbnewをOpenGLモードで見ていると下側のStatusのところの未配線が2になっています。

これが表示設定を標準にすると0になります。

KiCADのBZR5814とかで作った前回のパターンからいじったのでどこかにゴミデータでも残っているのかもしれませんが、よくわかりません。BZR5814で開くとOpenGLモードでも未配線が0になります。
最初から4.0RC1で作成したRP-3基板はOpenGLモードでも未配線0なので、この基板データ固有の問題かもしれません。

急いでも仕方が無いので週末にガーバーの確認をしてから出図しようかと思います。
Elecrowも国慶節明けで混んでそうなので、週明けくらいに出してもあまり変わらないかと。

今回の基板は10cm x 10cmに3枚面つけでV-Cutの予定です。
RP-3基板と今回の基板それぞれ10枚で、まとめると送料が安くなりそうです。

KiCad 4.0RC1でRaspberryPi2用のESP-WROOM-02用基板作成

KiCad 4.0RC1をせっかくbuildしたのでESP-WROOM-02用の基板を作成してみました。
RaspberryPi2用の基板ですがHAT規格ではありません。合わせられる所はHAT規格に合わせてますが、ACアダプタ用のコネクタを後ろ側から出すため基板外形を変更しています。
ケースは以前作成したRP-2基板用のものを流用する予定です。

回路は色々と余計なものがついていますが、基本的にはRaspberryPi2の電源をUSB-miniからではなくACアダプタ用のコネクタを背面側に出すための回路と、XBeeモジュール・ESP-WROOM-02のいずれか経由で子機と接続するための回路、RaspberryPi2に赤外線リモコンの送受信機能を追加するための回路、子機として使う時のためのAVRマイコン回路で必要に応じてマウント部品を変更して使うようにしています。

回路図は以下のとおり

で出来上がったパターンが以下のとおりです。

SWITCH-SCHIENCEがSeedStudioのPCB作成サービスの取り扱いを始めたのでこちらでお願いするか、以前出したElecrowに出すか、どちらが安いのか比較してみます。
今回は10cm x 10cm x 1.0mm panelizeなし、黒レジスト、10枚です。

SWITCH-SCHIENCEの場合
 Greenレジスト 10cmX10cm基板で3074円
 それ以外のレジスト 10cmX10cm基板で5882円
 +パブリックベータ期間なら送料324円、通常は1080円
で緑レジストの最安なら3398円
黒レジストにすると6206円

Elecrowの場合
 Greenレジスト 10cmX10cm基板$14
 それ以外のレジスト 10cmX10cm基板$15.9
 + 送料(Registerd Airmaailで$10.37,DHLで$16.37)
で緑レジストの最安で$24.37 = 2924円　($1=120円換算)
黒レジストにすると$26.27 = 3152円
DHLにすると+720円

価格は緑レジストにすればいい勝負ですが他の色の場合はElecrowの方が半額近いですね。
納期はSWITCH-SCHIENCEは14-21日、ElecrowはこれまでDHLでの経験では1回目14日、2回目v-cutありでも14日だったので、こちらもそれほどの違いはなさそう。
ということで今回は黒色にしたいのでElecrowでRegisterd Airmailを試してみます。
.........
ところが、注文しようとしたらElecrowは国慶節で10/7までお休みでした。
別に急いでないので、もう1つの基板も描いてまとめて注文しようかと思います。

OS-XでESP8266開発環境その2

前回作ったSDKの環境でbuildしていきます。
# cd ~/ESP8266/esp_iot_sdk_v1.2.0
# cp -r examples/at/ .
# cd at
scriptの属性を実行可能に修正
# chmod +x gen_misc.sh
# ./gen_misc.sh
gen_misc.sh version 20150511

Please follow below steps(1-5) to generate specific bin(s):
STEP 1: choose boot version(0=boot_v1.1, 1=boot_v1.2+, 2=none)
enter(0/1/2, default 2):
1 <---最初にfirmware updateで使用したイメージと同じものを選択
boot mode: new

STEP 2: choose bin generate(0=eagle.flash.bin+eagle.irom0text.bin, 1=user1.bin, 2=user2.bin)
enter (0/1/2, default 0):
1 <---ここも最初にfirmware updateで使用したイメージと同じものを選択
generate bin: user1.bin

STEP 3: choose spi speed(0=20MHz, 1=26.7MHz, 2=40MHz, 3=80MHz)
enter (0/1/2/3, default 2):
2 <---defaultを選択
spi speed: 40 MHz

STEP 4: choose spi mode(0=QIO, 1=QOUT, 2=DIO, 3=DOUT)
enter (0/1/2/3, default 0):
0 <---defaultを選択
spi mode: QIO

STEP 5: choose spi size and map
    0= 512KB( 256KB+ 256KB)
    2=1024KB( 512KB+ 512KB)
    3=2048KB( 512KB+ 512KB)
    4=4096KB( 512KB+ 512KB)
    5=2048KB(1024KB+1024KB)
    6=4096KB(1024KB+1024KB)
enter (0/2/3/4/5/6, default 0):
2 <---ここも最初にfirmware updateで使用したイメージと同じものを選択
spi size: 1024KB
spi ota map:  512KB + 512KB


start...

DEPEND: xtensa-lx106-elf-gcc -M -Os -g -O2 -Wpointer-arith -Wundef -Werror -Wl,-EL -fno-inline-functions -nostdlib -mlongcalls -mtext-section-literals -ffunction-sections -fdata-sections -DICACHE_FLASH -DAT_UPGRADE_SUPPORT -I include -I ./ -I ../../include/ets -I ../include -I ../../include -I ../../include/eagle user_main.c
xtensa-lx106-elf-gcc -Os -g -O2 -Wpointer-arith -Wundef -Werror -Wl,-EL -fno-inline-functions -nostdlib -mlongcalls -mtext-section-literals -ffunction-sections -fdata-sections  -DICACHE_FLASH -DAT_UPGRADE_SUPPORT   -I include -I ./ -I ../../include/ets -I ../include -I ../../include -I ../../include/eagle  -o .output/eagle/debug/obj/user_main.o -c user_main.c
xtensa-lx106-elf-ar ru .output/eagle/debug/lib/libuser.a .output/eagle/debug/obj/user_main.o 
xtensa-lx106-elf-gcc  -L../lib -nostdlib -T../ld/eagle.app.v6.new.1024.app1.ld -Wl,--no-check-sections -u call_user_start -Wl,-static -Wl,--start-group -lc -lgcc -lhal -lphy -lpp -lnet80211 -llwip -lwpa -lmain -ljson -lupgrade -lsmartconfig user/.output/eagle/debug/lib/libuser.a -lat -Wl,--end-group -o .output/eagle/debug/image/eagle.app.v6.out 

!!!
Support boot_v1.2 and +
Generate user1.1024.new.2.bin successully in folder bin/upgrade.
boot.bin------------>0x00000
user1.1024.new.2.bin--->0x01000
!!!

これで../bin/upgradeに
user1.4096.new.4.S 逆アセンブルコード
user1.4096.new.4.bin 書き込みイメージ
user1.4096.new.4.dump シンボル情報
が出来上がります。

# cd ../bin

基板のIO0のスイッチをUART書き込み側に倒してリセットします。

# esptool.py -p /dev/cu.usbserial-A101JG84 write_flash -fs 32m 0x00000 boot_v1.4\(b1\).bin 0x1000 upgrade/user1.1024.new.2.bin                                   
Connecting...
Erasing flash...
Writing at 0x00000800... (100 %)
Erasing flash...
Writing at 0x00040800... (100 %)

Leaving...

基板のIO0のスイッチを通常モードに戻してリセットします。
# jerm -b 115200 -r rntn /dev/cu.usbserial-A101JG84
を起動してATコマンドでバージョンを確認
AT+GMR
AT version:0.30.0.0(Jul  3 2015 19:35:49)
SDK version:1.2.0
compile time:Jul 25 2015 10:44:06
OK
ちゃんと更新されて動いているようです。

OS-XでESP8266開発環境その1

ともの技術メモさんを参考にArduinoIDE ESP8266の環境をinstallします。
linux版ですが非常にわかりやすく書いてくれています。
OS-Xでもほぼ同じ手順で行けます。

以下はOS-X yosemiteでの環境構築です。

Arduino IDE for ESP8266
のInstalling with Boards Managerに書かれているとおりの手順です。

Aruduino website
からARDUINO 1.6.5のMac OS X 10.7 Lion or newerをdownloadします。
ダウンロードしたzipファイルをダブルクリックして開くとArudiono.appが展開されます。
Arudiono.appをApplicationフォルダにコピーし、ファイルを右クリックで開きます。
メニューバーのArudino->Preferences...を開きます。
Additional Boards Manager URLs:に
    http://arduino.esp8266.com/package_esp8266com_index.json
を設定しOKボタンを押してPreferences...を閉じます。
メニューバーのツール->ボード->Board Manager..を開きます。
一番下にesp8266 by ESP8266 Communiyというものがあるので選択し、Installボタンを押します。
ダウンロードが完了したら閉じて、Aruduinoを終了します。

~/Library/Arduino15/packages/esp8266/tools/xtensa-lx106-elf-gcc/1.20.0-26-gb404fb9/
にxtensa-lx106のツール一式が出来上がっています。
このままでもいいのですが、diretoryが深すぎて使いにくいので
# cp -pr ~/Library/Arduino15/packages/esp8266/tools/xtensa-lx106-elf-gcc/1.20.0-26-gb404fb9 /usr/local/ESP8266
とします。(このへんは好みの問題です)
shellのPATH設定に/usr/local/ESP8266/binを追加します。

次にBRILLIANTSERVICE TECHNICAL BLOGさんを参考にESP8266のSDKとツール等を展開するためのdirectoryを掘ります。
まずは最新firmwareをbuild出来る環境を作って確認していきます。

# mkdir ~/ESP8266
# cd ~/ESP8266
# curl -o esp_iot_sdk_v1.2.0_15_07_03.zip https://raw.githubusercontent.com/esp8266/esp8266-wiki/master/sdk/esp_iot_sdk_v1.2.0_15_07_03.zip
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100 11.7M  100 11.7M    0     0  2088k      0  0:00:05  0:00:05 --:--:-- 2992k
# unzip esp_iot_sdk_v1.2.0_15_07_03.zip
Archive:  esp_iot_sdk_v1.2.0_15_07_03.zip
..............
  inflating: release_note.txt  

buildに必要なincludeファイルを入れます。
# curl -o includes.tgz https://raw.githubusercontent.com/esp8266/esp8266-wiki/master/include.tgz
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100  956k  100  956k    0     0   316k      0  0:00:03  0:00:03 --:--:--  316k
# cd esp_iot_sdk_v1.2.0
# tar zxvf ../includes.tgz
x include/
..........
x include/wctype.h

libc.a,libhal.aを入れます。
# curl -o lib/libc.a https://raw.githubusercontent.com/esp8266/esp8266-wiki/master/libs/libc.a
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100 2689k  100 2689k    0     0   854k      0  0:00:03  0:00:03 --:--:--  854k
# curl -o lib/libhal.a https://raw.githubusercontent.com/esp8266/esp8266-wiki/master/libs/libhal.a
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100  339k  100  339k    0     0   593k      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--  594k

書き込みのためのツールを入れます。
# cd ..
#  git clone https://github.com/themadinventor/esptool esptool-py 
Cloning into 'esptool-py'...
remote: Counting objects: 192, done.
remote: Total 192 (delta 0), reused 0 (delta 0), pack-reused 192
Receiving objects: 100% (192/192), 66.80 KiB | 0 bytes/s, done.
Resolving deltas: 100% (93/93), done.
Checking connectivity... done.
# cd esptool-py 
# python setup.py install
running install
.......
Installing esptool.py script to /usr/local/bin
......
Finished processing dependencies for esptool==0.1.0
# cd ..

ここまででbuild出来る環境が出来上がりました。
次回は実際にbuildして書き込んで確認します。

ESP-WROOM-02 WiFiモジュール firmware update

OS-X環境でESP-WROOM-02のfirmware version upをしようとしてちょっとハマったのでメモ。

最初に基板の改造です。
UART書き込み出来るようにIO0に切り替えスイッチを追加(pull-upしてあるのでGNDとショートするスイッチを追加)

上に出ているコネクタはUARTの通信を横から監視するためのdebug用コネクタです。

まず、書き込みツールのinstall
# git clone https://github.com/themadinventor/esptool.git
# cd esptool
# python setup.py install

次にfirmwareのイメージの準備
ESPRESSOのDownload BSSのTOPICSの中から最新のESP8266 SDKを選択
今回はESP8266 SDK (esp_iot_sdk_v1.2.0_mesh_v0.0.6_15_07_03)にAttachされている
esp_iot_sdk_v1.2.0_mesh_v0.0.6_15_07_03.zip
をダウンロードして解凍し、firmwareのイメージがあるdirectoryに移動
# cd esp_iot_sdk_v1/esp_iot_sdk_v1.2.0/bin

モジュールのIO0をLowに落としてリセットしUART書き込みモードに切り替えます。

最初に間違えて消してしまった時のためにMACアドレスを確認しておきます。
# esptool.py -p /dev/cu.usbserial-A101JG84 read_mac
Connecting...
MAC: xx:xx:xx:xx:xx:xx

次にイメージを書き込みます。
最初のときは
# esptool.py -p /dev/cu.usbserial-A101JG84 write_flash 0xfe000 blank.bin 0x00000 boot_v1.4\(b1\).bin 0x1000 at/user1.1024.new.2.bin 0xfc000 esp_init_data_default.bin
とやったら書き込みは完了したのですが、通常モードにして起動してuart terminalからアクセスするとゴミを大量に吐きまくってる状態になってしまいました。

これの解析のためにdebug用のコネクタを追加してUARTの通信をのぞいて色々調べてみると送信しているheaderの中のflash_size指定のbitが4Mbitになっているのがうまく書き込めていない原因のようです。これの解析に4〜5時間かかってしまいました。

esptoolのhelpをみるとwrite_flash用のoptionがあるようで
# esptool.py write_flash --help
で-ff -fm -fsのオプションをみつけて指定したところうまくいきました。

# esptool.py -p /dev/cu.usbserial-A101JG84 write_flash -ff 40m -fm qio -fs 32m 0xfe000 blank.bin 0x00000 boot_v1.4\(b1\).bin 0x1000 at/user1.1024.new.2.bin 0xfc000 esp_init_data_default.bin

Connecting...
Erasing flash...
Writing at 0x000fec00... (100 %)
Erasing flash...
Writing at 0x00000800... (100 %)
Erasing flash...
Writing at 0x00040c00... (100 %)
Erasing flash...
Writing at 0x000fc000... (100 %)

Leaving...

モジュールのIO0をHighに戻してリセットし通常モードにします。
terminalを接続しVersionを確認すると
AT+GMR
AT version:0.30.0.0(Jul  3 2015 19:35:49)
SDK version:1.2.0
compile time:Jul  3 2015 20:52:32
OK

無事Version upされてます。