Xian DIY ESP32温湿度データロガーキット

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はじめに

温湿度データロガーキットを作ってみました。センサーはDHT11でマイコンはESP32です。液晶とmicroSDも搭載しています。DHT11の精度はイマイチですが、液晶もついているし、ネットにもつながるし、ストレージもついているので中々遊びがいのあるモジュールに仕上がったと思っています(自画自賛)。

もともと夏場にBambu のAMSの温度湿度をロギングしたくて作り始めたものなのですが、ずっと放置していて気がついたら年越していました。フィラメントがシケってしまうので3Dプリンタラーにとっては湿度が大敵なのです…(じつは部品が干渉してAMSにデータロガーモジュールが入らなかった、、、)

実は売る気満々で部品を買い込んでしまっていたので、売らないと大赤字なのです。理系フリマに参加するにあたり、思い切ってケースまで作って頒布することにしました。

回路図

組み立てのする際の注意点

J4 USB type-Cのとりつけ

USB Type-Cのとりつけは結構難しいです。テストポイント(TP)を用意しました。コネクタをはだした後の確認にご使用ください。

74thさんのUSB 2.0 Type-C ソケット実装テスタ v2[74TH-G043]を使うと簡単に確認できるのでおすすめです。 https://74th.booth.pm/items/5812941

U6 CH340Kの取り付け向き

シリアル変換IC CH340Kの取り付け向きです。
1ピンの丸ポチ印が写真のような向きに来るように配置してください。

D1 D2 ショットキーバリアダイオード

ショットキーダイオードは1個使用します。フットプリントとショットキーバリアダイオードの向きの関係を示しました。

https://akizukidenshi.com/goodsaffix/udzv3_6bj.pdf

D3 ショットキーバリアダイオード

ショットキーダイオードは1個使用します。フットプリントとショットキーバリアダイオードの向きの関係を示しました。 素子の写真も載せたので探してください。

https://akizukidenshi.com/goodsaffix/CUHS20S30_datasheet_ja_20190925.pdf

D4 電源LEDの向き

LEDはOSG8120641Eを使用しています。向きに注意してください。LEDを上から見た時、緑の印が https://akizukidenshi.com/goodsaffix/osxx120641e_vera4.pdf

SW1~5 スイッチの取り付け向き(裏につけるか、表につけるか)

SW1〜3はESP32や液晶と同じ側 SW4,5は裏側にとりつけしてください。

U3 液晶のとりつけ

ケースとの位置関係を確認しながら下の画像のように取り付けしてください。 ケースと干渉すると取り付けできないので注意です。

U2 DHT11のとりつけ

U2と書いてあるシルクスクリーンとは反対側に取り付けてください。向きを逆するとケースが取り付けできません。

https://akizukidenshi.com/goodsaffix/DHT11_20180119.pdf

9V電池接続ケーブル

電池ボックス付きのケースを取り付ける前に、ケーブルを予めケースに通した後J2に配線下ください。基板のシルクスクリーンにある表示のとおり「−」が黒色の配線、「+」赤色の配線です。

ケース組み立て手順

シリアル変換ICのドライバのインストールについて

ドライバのインストール

Windows

Windowsの場合はドライバをインストールする必要があります。 以下のリンクから最新バージョンをダウンロードしてドライバをインストールして下さい。

www.wch-ic.com ドライバをダウンロードしてきたら、SETUP.EXEをクリックしてインストール開始。

CH340kドライバのインストール
ドライバがインストールが無事インストールされれば、デバイスマネージャーで認識されるはずです。
CH340kがWindows11デバイスマネージャで認識されている

mac

macの場合は以下のリンクよりドライバをインストールして下さい。

www.wch-ic.com

zipファイルを解凍すると以下のスクリーンショットのように3つファイルがあります。pkgファイルをクリックしてインストールを進めてください。 pkgファイルをクリックすると以下のような画面が出てきます。 以下の画面が表示されたると、実行権限がない旨が表示されます。環境設定画面よりこのアプリケーションに権限を付与してください。権限を付与しinstallボタンをクリックすればドライバーのインストールは完了です。

Linux

Linuxの場合はドライバのインストールは必要ありません。 XrduinoをPCに接続してから、以下のコマンドでデバイスを認識しているか確認してください。

ls /dev/ttyUSB*

Arduino IDEの設定方法

ボードマネージャにESP32を追加してください。 下記リンクにインストール方法の詳細が載っていますので参考にしてください。 https://docs.espressif.com/projects/arduino-esp32/en/latest/installing.html

PreferencesのAdditional Boards Manager URLsに下記のURLを追記したのち、 ボードマネージャでesp32をインストールしてください。

https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json

スケッチの書き込み方法

ボードはESP32 Dev Moduleです。ボードの設定は下記のスクリーンショットを参考に設定してください。

書き込みをする際はDownload Bootモードにする必要があります。GPIO0番は通常プルアップ状態で、SW5を押すとLOWになります(回路を参照してください)。

データシートP5のTable4より抜粋 https://akizukidenshi.com/goodsaffix/esp_wroom_32_datasheet_en.pdf

つまりスケッチを書き込む際にSW5を押してDownload Bootモードに変更する必要があります。背面上のボタンです。 コインパイルを開始したのちSW5を押してください。1〜2秒程しっかり押してください。タイミングが重要です。 書き込みがうまく行くと、下記のスクリーンショットのような表示になります。