2024年の趣味の電子工作の制作などを振り返ってみます。
- まず、商業誌『改訂新版Visual Studio Code実践ガイド』上梓
- 技術書典16、17の新刊
- 電子工作の制作物 - ナンバー付き制作物
- ESP32C3 IoT Server [74TH-G035]
- USB 2.0 Type-C ソケット実装テスタ v2 [74TH-G043]
- RP2040手はんだ実装位置合わせ治具 [74th-G044]
- USB Switch Adapter [74TH-G053]
- キーボード、マウスエミュレータ Grove Key Mouse [74TH-G054]
- 7セグLED Grove I2Cモジュール 7Seg Grove [74TH-G060]
- Grove/Qwiicブレッドボードブリッジアダプタキット[74TH-G048]
- Groveデバイスにロジアナを繋げられるデバッグモジュール [74TH-G049]
- ESP32 Writer、UPDIプログラマ化機能付き [74TH-G045]
- ESP32 Writer Pro CH9102F [74TH-G058]
- ESP32-C6開発ボード [74TH-G046]
- ESP32-H2開発ボード [74TH-G047]
- ケーブルチェッカー [74TH-G057]
- RP2350A開発ボード [74TH-G056]
- Groveデバイスを作る小型ユニバーサル基板 [74TH-G050]
- Grove 赤外線LED [74TH-G051]
- 電子工作の製作・楽しみ - 頒布はしてない、トライしたキット編
- イベントへの参加
- その他
- さいごに
2023年も記事にしています。
電子工作のうち、自作キーボードに関することは既に記事にしています。
まず、商業誌『改訂新版Visual Studio Code実践ガイド』上梓
電子工作ではないですが最初に、今年の私の出した成果で大きかったものは、商業誌『改訂新版Visual Studio Code実践ガイド』を上梓しました！ 2024年1月25日に発売です。改訂新版による更新点は以下の記事にまとめています。
Amazon等ネットショップ他、多数の書店でも置いていただいています。
技術書典16、17の新刊
技術同人誌のイベント技術書典への参加は、技術書典3から続けて14、15回目になります。 今年は電子工作に関する書籍を2つ執筆しました。
『USB完全に理解した -通信仕様とコントローラ編-』（技術書典16）
USBを実装してみたいけれど、コントローラのデータシートの意味が全く分かりませんでした。 それを克服するため、USBの仕様について理解を深めた書籍を執筆しました。 USBの物理層、パケットなどプロトコル仕様から始まり、MCUのコントローラの機能と、扱いやすくするライブラリTinyUSBの役割に進んでいくものになっています。 この書籍を通して、コントローラとTinyUSBがどのような役割を果たすのか理解することができました。
詳細は以下に記事にしています。
現在でもBoothにて電子/物理書籍を販売しております。
『自宅IoTリモコン全部作る』（技術書典17）
自宅のエアコン、TVなどを、IoT化してスマホから扱えるようにする取り組みを行ってきました。 ESP32を使って、これらをWiFi経由で使えるREST方式のAPIにして、Webアプリから便利に操作しようというアプローチです。 ファームウェア、基板、ケース、Webアプリを構築しましたが、この一連の制作を再現可能な形でまとめたのが本書です。
詳細は以下に記事にしています。
現在でもBoothにて電子/物理書籍を販売しております。
電子工作の制作物 - ナンバー付き制作物
多くの電子工作で制作をしました。去年から始めた制作物の通し番号の番号は、未発表のものもありますが、74TH-036から74TH-060へと増えました。それらを紹介します。
ESP32C3 IoT Server [74TH-G035]
同人誌『自宅IoTリモコン全部作る』で扱ったモジュールです。今でも、自宅4箇所にこのモジュールが設置されており、活用しています。 WiFi付きマイコンESP32-C3を使用し、Groveポートが3ポート伸びており、場所に応じて必要なGroveデバイスを接続しています。 3Dプリンタで、お家インテリアとしても許容されるレベルの姿になったのではと自負しています。
ESP32-C3は、機能や性能はESP32/ESP32-S3に比べると低いですが、私の用途では充分であり、そしてお安いので家中にばらまいて、活用しています。
詳しくは同人誌『自宅IoTリモコン全部作る』を見てみてください。 以下の記事にも記載があります。
こちらのキットは、Boothでも販売中です。
つくまた、技術書典17では、このキットを展示、販売しておりました。
なお、この基板やファームウェア自体はオープンソースとして公開中です。
USB 2.0 Type-C ソケット実装テスタ v2 [74TH-G043]
以前USB-Cソケット実装後の、ブリッジチェックのために作ったテスタのバージョン2を作りました。 私にとって、USB-Cを持った電子工作の制作にはなくては成らない物になっています。 実際に使用している動画をTwitterに上げています。
USBソケット実装後にブリッジや実装不良な以下確認する治具、USB Type-C全ピンプラグにした改良版がちゃんと動いた。
— 74th (@74th) June 6, 2024
両面のピンの疎通を一気に確認できる。治具自体も両面にLED完備で見やすい。 pic.twitter.com/qBIzwc7xfy
変更点としては以下となります。
- USB-Cプラグを採用し、別途ケーブルが不要に
- USB-Cの両面を同時にチャックできるようにした（v1では片面ずつだった）
- モジュールの両面にLEDを搭載し、裏返しての確認が不要に
現在でも、Boothにて販売中です。
RP2040手はんだ実装位置合わせ治具 [74th-G044]
自作キーボード基板のRP2040の実装、位置決め治具のおかげで不安なく実装できる pic.twitter.com/WTmta0ZSIk
— 74th (@74th) December 21, 2024
自作キーボードキットの制作では、私がマイコンRP2040を予め基板に実装した状態で出荷していました。手はんだで実装していたのですが、0.4mmピッチの実装にはとても神経を使います。これを基板に穴を開けておくことで、位置決めができる治具を作成しました。多くの穴を開けてあることで、汎用的に使うことができます。とても便利です。
これについては記事にしています。
使ってもらえるようにBoothでも販売中です。
また、これ自体はオープンソースハードウェアとして、KiCadファイル等を公開しています。
USB Switch Adapter [74TH-G053]
押しやすいスイッチで電源断するアダプタ、アイディア聞いて作ってみたくなり製作、動作した。電源スイッチにはCH217を使い、短いプッシュでの電源断だけでなく、長押しすると電源断を保つ機能をCH32V003で実現。CH217のフューズが働いている時にLED点滅する機能付けたけど、それは夜動作確認しよう。 pic.twitter.com/NnYETbc3CY
— 74th (@74th) August 12, 2024
USBで給電している装置を、プッシュボタンで電源遮断によるリセットをおこなうアダプタを作りました。 ブレッドボード上で実験しているときに、繋ぎ替える前にはこれで遮断するなど、私にとって活用の場が多いです。
この制作については記事にしています。
モジュールはBoothにて販売中です。
また、KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
キーボード、マウスエミュレータ Grove Key Mouse [74TH-G054]
REST APIでPCをキーボード経由で操作できるようにしたいと思い、UARTでUSBキーボードの入力を与えるCH9329をGroveデバイスにしました。
実際にスマホ経由でPCのスリープを解除するのに活用しています。
USBキーボードエミュレータCH9329をGroveデバイス化するやつ（上）を作った。これでWiFi接続したESP32-C3からキーボードの入力を送れる。お家Streamlit(PythonWebUI)のTV操作盤に、TV横PCのCtrl-W（動画見た後にタブ閉じる）、Esc（全画面終了）、Enter（Sleep復帰）のボタンを付けた。 pic.twitter.com/TJFVvuUbgv
— 74th (@74th) August 18, 2024
モジュールはBoothにて販売中です。
また、KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
7セグLED Grove I2Cモジュール 7Seg Grove [74TH-G060]
秋月でセールしていた7セグLEDを購入し、これを使おうと7セグLEDのGrove I2Cデバイスを作りました。I2Cで、整数値を送ると、そのまま表示してくれます。
秋葉秋月2階にて、一生で使い切れないくらいの7セグLEDを買ってしまった pic.twitter.com/T66uVJv52w
— 74th (@74th) December 7, 2024
Grove I2C仕様の7セグLEDモジュール、残像取り除けた！！
— 74th (@74th) December 20, 2024
小数点のところが点灯させなくても若干ちらつくが、暗いところでないとわからんレベル。しかし、点灯シグナルなしでこれだけちらつくの謎。 https://t.co/bhzjJi20Ux pic.twitter.com/oOQGotgODz
この制作についてはブログ記事にしています。
このモジュールはBoothにて販売中です。
また、KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
Grove/Qwiicブレッドボードブリッジアダプタキット[74TH-G048]
Grove、Qwiicデバイスをブレッドボードで使うために、簡単にブレッドボードに繋ぐためのモジュールを作りました。非常に便利です。
ブレッドボードからGrove端子生やすやつできた。
— 74th (@74th) June 13, 2024
VCC、GNDはブレッドボードの端から取り、ジャンパを差し替えて信号線を入れ替えられる。Qwiicでも使えたり、信号線にはI2Cの3V3プルアップ付き。
左右の差し間違えだけ（VCC、GNDが逆）注意が必要。 pic.twitter.com/042kBnGnCs
このモジュールはBoothにて販売中です。
また、KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
Groveデバイスにロジアナを繋げられるデバッグモジュール [74TH-G049]
Groveデバイスを作ることが多いため、その間の通信を見たいことは多くあります。 そのための中間に差し込むデバイスを作りました。
Grove/Qwiicソケットを仲介してロジアナで覗けるようにしたやつ作った pic.twitter.com/k7KwuepCCd
— 74th (@74th) July 13, 2024
販売は今のところしていませんが、KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
ESP32 Writer、UPDIプログラマ化機能付き [74TH-G045]
ESP32への自動ダウンロード機能付きUSBシリアル変換である、ESP32 WriterをCH340Cを使って作っていました。 この改良版を作っていました。
ESP32Writerのアップグレード版を試作中。
— 74th (@74th) May 19, 2024
3.3V、5Vの切り替えを追加して、CH340Cから外部水晶発振器を使うCH340Gに置き換えたやつの、動作を確認してた。
しかし、どうにもESP32にTXが届いてなさそうで、https://t.co/at0MH0btbh… pic.twitter.com/ThfH3lko9n
これに、UPDIプログラマ化する機能を付けておきました。
CH340CのESP32-Writerに、おまけで配線しておいたSerialUPDI化、ちゃんと動いて、ATTiny202がPingに応答した。
— 74th (@74th) May 20, 2024
これで頂き物のATTiny使用基板を楽しもう（だいぶ時間が経ってしまった） pic.twitter.com/v46SVP7GZV
結局小さいモジュールの方が使いやすいため、販売には至りませんでした。
また、KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
ESP32 Writer Pro CH9102F [74TH-G058]
今までのESP32の自動ダウンロード機能はMOSFETを2個使ったダウンロード設定回路を作っていました。 これに失敗することがあるため、確実に行えるようにCH32V003を使って作りました。
USBシリアル変換ICには、CH340より性能が良いらしいCH9102を使いました。
CH9102Fを使った自動ダウンロード機能を持ったESP32 Writer、頒布版基板も無事動いた。
— 74th (@74th) October 31, 2024
CH32V003に、余裕を持った自動ダウンロードの制御をさせている。
CH9102Fの実装が、キットにするにはそこそこしんどいので、完成品販売にするかーって思ってる。 pic.twitter.com/nYphrtPLC1
こちらの制作についてはブログ記事にしています。
Boothで販売中です。
また、KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
ESP32-C6開発ボード [74TH-G046]
秋月電子通商でESP32-C6-WROOM-1の取り扱いが始まりました。WiFi6に対応したESP32で遊んで見るべく、開発ボード化しました。
ESP32-C6-WROOM-1の開発基板組み立てた。わりとコンパクトで、USB使えて便利。ESP-Prog互換ポートで、ESP32-Writerで書き込める。
— 74th (@74th) May 20, 2024
KiCadファイルは公開済みだけど、後ほどBoothにもキットとして出す予定。https://t.co/AmdGHR8AKK pic.twitter.com/zgMvkqNr8Y
こちらはBoothで販売中です。
また、KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
ESP32-H2開発ボード [74TH-G047]
秋月電子通商でESP32-H2-MINI-1の取り扱いが始まりました。これで遊んで見るべく、開発ボード化しました。 手はんだだけでは実装できず、ステンシルが必要なモジュールです。 ステンシルはESP32-C3-MINI-1と同じ物が使えます。既に作っていたステンシルをそのまま使えました。 ProMicroと同じ横幅になりました。
ESP32-H2-MINI-1の開発ボード、2つ目はちゃんと動いた！！
— 74th (@74th) May 27, 2024
が、IO3だけ動かなかった。両面実装なので、再リフローして修正はできないが、ひとまず遊べることがわかった。 pic.twitter.com/3IYnYdrja4
こちらはBoothにて販売中です。
また、KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
ケーブルチェッカー [74TH-G057]
1.27mmボックスピンヘッダのケーブルを自作することがあり、このケーブルチェッカーを作りました。
よくある電子工作用のケーブルチェッカー作った。自分のよく使うQwiic、Grove、ハーフピッチ2x3/2x5のボックスピンヘッダ。
— 74th (@74th) November 11, 2024
テストに普段使っている2x5リボンケーブルを繋いでみたらブリッジしているのが見つかった。 pic.twitter.com/ZXlhfi5DOD
KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
RP2350A開発ボード [74TH-G056]
RP2040の開発ボードキットを作っていましたが、RP2350でも同様に作ってみたいと思い、Raspberry Pi Pico 2からMCUを剥がして作ってみました。
自作 RP2350A ボード、Picoサイズのできた！
— 74th (@74th) September 11, 2024
Lチカまで確認できた pic.twitter.com/cNyR1anPmn
RP2350AのMCU単体がまだ手に入らないため、キットの販売はできていません。購入できるようになったら、またキットを販売したいと思っています。
この制作についてはブログ記事にしています。
KiCad設計ファイル自体はオープンソースハードウェアとして公開しています。
Groveデバイスを作る小型ユニバーサル基板 [74TH-G050]
センサーなどを手軽にGroveデバイス化して、ESP32C3 IoT Severで使えるように、Groveデバイスを作るための小型ユニバーサル基板を作りました。実際に、SHT31基板付きモジュールをGroveデバイス化するにに使っています。 私の使うユニバーサル基板は、スルーホール3つごとに接続されたユニバーサル基板を作っています。これにより、配線がスルーホールへの差込で行えるので、使いやすく思っています。 最初は、スルーホールのみの基板としていたのですが、レギュレータやI2C用プルアップを実装可能なバージョンも作成しました。
赤外線リモコン信号飛ばすGroveモジュール飛ばすやつ、Groveソケット付きユニバーサル基板に実装できた。これで手軽に増やせる。 pic.twitter.com/jnt0oKB96T
— 74th (@74th) June 30, 2024
こちらはBoothでも販売中です。
例によって、リポジトリでKiCadファイルを公開してあります。
Grove 赤外線LED [74TH-G051]
赤外線LEDのGroveデバイスとしてM5 IRを使っていましたが、数が欲しかったので自作してみることにしたものです。
赤外線LEDを繋いだ小型モジュール作った。手元にあった赤外線LEDのどれでもTVの電源入れられた。 pic.twitter.com/YwYgLlnuig
— 74th (@74th) July 7, 2024
特にBoothで販売はしていません（今後、何かのおまけでつけることはあるかも）が、オープンソースハードウェアとしてKiCadファイルはGitHub上で公開しています。
電子工作の製作・楽しみ - 頒布はしてない、トライしたキット編
アナログCPUメーター
ヘッドレスで利用しているシングルボードコンピュータOrangePi5+のCPU、メモリ利用率を表示するデバイスを、アナログ電圧計を使ってつくりました。アナログな動作は見ていて面白いです。
アナログ電圧計を使ったCPU使用率表示の作成、ブレッドボードで2週間ほど運用して、針さえ動けばLEDとか要らないという結論になった。メモリの表示を追加してユニバーサル基板に移して完成とした！
— 74th (@74th) June 15, 2024
これで机の下でサーバになっているOrangePi5+の様子がよくわかる。 https://t.co/jBATt3m5cU pic.twitter.com/dqxLjSSevx
こちらの制作をブログ記事にしています。
ｽﾀｯｸﾁｬﾝ
会社のメンバーとｽﾀｯｸﾁｬﾝをつくってみたいという話になり、まず自分でｽﾀｯｸﾁｬﾝを作ってみていました。
M5StackCore2を、タカヲ版ボディと基板に載せ替えて、AIｽﾀｯｸﾁｬﾝ誕生した！ pic.twitter.com/kqjH0q56SB
— 74th (@74th) June 16, 2024
制作にあたって躓いた点などをまとめたブログ記事を書いています。
dominoTECHさんのSMD Challenge Badge
dominoTECHさんの頒布するM0604のSMDパーツを実装に挑戦するキットを購入し、挑戦してみました。 最初はLEDが付かず失敗しましたが、秋月で追加部品を購入し、再トライし、うまくいきました。
#SMD_Challenge で一度失敗したのを、秋月で代わりのLEDを買ってきて再チャレンジ。無事動かすことができました！
— 74th (@74th) November 9, 2024
↓ こちらの商品ですhttps://t.co/HyLPIwMh0T
機材
はんだごて: Pinecil
こてさき: JL02 pic.twitter.com/m1w97qkHV6
執筆時点では品切れでしたが、こちらで販売されています。
うたたねこさんのCH552T Lチカボードキット
うたたねこさんのCH552T Lチカボードキットを、理系フリマにて購入し組み立ててみました。
理系フリマで買わせていただいたうたたねこさん @rFINVdiE73BiQrm のCH552 Ｌチカボードキット、組み立てて無事動いた！
— 74th (@74th) December 20, 2024
コイン電池CR2032でも動くの良い。 pic.twitter.com/uOTR492c7T
Lipoバッテリー充電回路とDCDCコンバータの検証基板
Lipoバッテリーをいつか使いたいと思い、検証基板を作ってみていました。 また、DCDCコンバータの検証も行っていました。
次Lipoバッテリ充電側回路の検証
— 74th (@74th) June 8, 2024
負荷なしで、500mA吸い上げられてるから、充電してるっぽい pic.twitter.com/MJhHfXzsBt
KiCadファイルはこちらで公開しております。
白Groveケーブル
お家インテリアに白色のケーブルのGroveケーブルが欲しくなりました。 ケーブルの端子の圧着が苦手なため、端子付きケーブルを購入し、ハウジングに差し込むことで作成しました！
お家インテリアに合う電子工作用Groveケーブル探し、タオバオでHYコンタクトピン付き白色ワイヤを購入して、自分でハウジングに差し込んで、作った。
— 74th (@74th) October 27, 2024
苦手な皮剥きとコンタクトピンの圧着はしなくて良く、順番さえ間違えずに差し込めば良いので、簡単で、かつ安くすむ。
黒色もゲット！ pic.twitter.com/aG3IYsS5Pj
AppleMagicTrackpadバッテリーレス化
Magic Trackpadのバッテリーが膨張してしまいました。このMagic Trackpadのバッテリーを取り外して動作することに成功しました。
やった、バッテリーレスで動いた！！ pic.twitter.com/DQR2Xwi6UM
— 74th (@74th) September 7, 2024
こちらの記事を参考にしました。
イベントへの参加
つくまた出展
つくまたに出展しました！ これについて記事にしています。
Suzuno32RV発売記念パーティー
三峰スズさんの作成するCH32V203開発ボードSuzuno32RVが発売されました。 CH32V系にトライする機会が増えますね。
この発売記念パーティーにて、招待トークをさせていただきました。
こちらでスライドを公開しております。
その他
チラシを作る
Boothで電子工作グッズを販売しておりますが、販売しているものが増えてきました。 これを一覧できるチラシを作りました。購入された場合にはこのチラシを同梱させていただいています。
以下のリンクを見てみてください。
https://showcase.74th.tech/paper.pdf
ショーケースサイトを作った
制作物の一覧のショーケースサイトを作りました。 チラシの[74TH-G050]の番号から簡単に販売物のサイトに辿り着くことができます。
さいごに
今年も多くの製作をして、電子工作を楽しんできました。今年は、JLCPCBに72のPCB注文を行っていました。 まだやってみたいこともあり、来年も楽しみたいと思います。
