部品は少ないし、ICはSOP(1.27mmピッチ)なので 簡単に 組立後、USBケーブルを接続するが反応が無い。 Windows機に接続しているので、 ピロリロリンの音を期待するが鳴らない。 デバイス・マネージャーを開き、 USBケーブルを抜き差しするが変化がない。
USB-I2C基板 (組立編)電子工作
2020年5月3日日曜日
こんな簡単な回路なのに間違うはずはない。 部品か基板の製造不良を疑い 2枚めの基板にMCP2221AとUSBコネクタのみ 実装し USBケーブルを接続するが 現象変わらず。
改めて、回路を見直したところ、ミスを発見。 MCP2221Aの11番ピンVUSBを USBコネクタのVbusに 接続していた。 どうも、このピンはIC内部の電源(3.3V)で、 高品質なセラミック・コンデンサでバイパスしろ と書いてある。 Microchip製のbreakout boardの 回路図では 0.47uFのコンデンサ経由でGNDに接続されている。 名前がまぎわらしいんだよ。 ちなみに電源端子は別にあり、電源範囲は 3～5V。
パターン・カットで基板を修正しようと検討したが 11番ピンの下をガッチリ 5Vの配線が通っている。 パターンカットだと面倒だと判明したので 方針を変更。 11番ピンを浮かし、5Vとの間に 1610サイズ1uFの チップコンデンサを実装し、回路修正を行ったところ、 無事、PCにCOMポートとして認識されることになった。
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| 回路修正: 11ピンを浮かし、間にチップコンデンサをはんだ付け |
この先は、自分でプログラムを作る必要がある ... と思っていたが、念の為 「MCP2221A python」で検索 すると、いろいろあるようだ。
私のMCP2221A基板の特徴は４つ
- GROVEコネクタ装備
- I2C信号がピンヘッダにも出てる
- I2C動作LED
- GROVE Wrapper対応
GROVEコネクタ
GROVEは、 seeed社が提案する 4本線でマイコンとセンサー等の周辺回路を 接続する規格。 2本の電源ラインと2本の信号線からなる。 seeedはGROVEコネクタが搭載された マイコンボードやセンサーなどの基板をたくさん販売 している。 信号線の使い方はI2Cに限らないが、 I2Cのものが多い。
昔、自分の製作物のi2cのコネクタの規格を統一したいと 考え、適当な4ピン有極の入手製の良いコネクタを探した時、 Groveコネクタの存在を知り、使用するようになった。 Groveだとケーブルも各種安価で手に入るのも良い。
同様のものとして SparkFun の Qwiic があるが、 こちらはJSTのSHコネクタ(1mmピッチ)を 使っていて、小さすぎるし高そうで 食指が動かない。
I2C信号のピンヘッダ
GROVEコネクタが実装されていない基板への接続に 使用するかと思いきや、 GROVE-QIコネクタなどというケーブルがあるので必要ない。 このピンヘッダの目的は、オシロスコープでの観測用。
I2C動作のLED
MCP2221AのGP3にLEDを接続すると、 I2Cの通信時に点灯してくれる。 なかなか良いではないか。
GROVE Wrapper対応
Grove Wrapperは センサー等の小さい基板を固定する プラスチック製品で seeedが販売している。 固定方法はレゴブロック、ネジ等。 私はネジで磁石を固定し使用している。
私は、Grove Wrapperを知った時から 大変気に入って、大いに宣伝しているのだが、 まったく広がらない。 そもそも国内では売ってるところが無い。 共立エレショップは 在庫無しの入荷時期未定だし、 マルツは、納期お問い合わせ下さい。 ということで弊社で 販売を始めた。
小型基板は悲しい。 特に電池を内蔵せず、外部電源が必要だと悲しい。 接続するケーブルのほうが重いので、 ケーブルに引きずり落とされてしまう。 居場所が安定しない。
そこでGrove Wrapper+ネオジム磁石に に装着すると、バッチリ固定される。 USBケーブルなんて楽勝。 オシロのプローブを2本ぶら下げても平気である。 使わない時は適当なところに貼り付けておけば良いので 保管にも便利。
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| Grove Wrapperと皿穴付きネオジム磁石とM3x10のネジ | 磁石装着状態 | 装着した基板と割れた磁石 |
ということで、今回のUSB-I2C基板は Grove Wrapperに取り付けられる形状にしてある。 将来、3Dプリンタで専用ケースを作るつもりだったが、 Grove Wrapperで充分かもしれない。 専用ケースを作るとしても磁石は必須だ。
磁石は皿穴付きネオジム磁石。 国内製も買えるが、AliExpressで 安く買うこともできる。 ただし、Aliのやつは割れやすい印象がある。 今回も、近くにおいた磁石同士がくっ付いただけで 割れてしまった。製品として売るものには使えないが、 自分で使う分には問題ない。
Grove Wrapperが電子工作界に普及することを祈念し、 私がノギスで実測し作成した図面と、今回の基板の外形図を 公開する。 自己責任で御使用下さい。
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| 実測して描いたGrove Wrapper図面 | Grove Wrapperにハマル基板のサイズ |
