M5StickCを動かしてみようということで、加速度センサの各軸の数値とRGB LEDを連動させてみます。
目次
- 1. ブロック構成
- 2. M5StickCの外部接続端子
- 2-1. 拡張端子
- 3. M5StickC以外の部品
- 3-1. LED
- 3-2. 抵抗(電流制限抵抗)
- 3-3. コネクタと基板
- 4. 回路図
ブロック構成
- M5StickC の6軸IMUで、XYZ各軸の加速度を取得
- 加速度の値を参照して、PWM制御でGPIOから出力する(平均)電圧を制御
- GPIOで外部のLEDを制御 (GPIO出力がLのときにLEDが点灯する･･･負論理)
外部との接続はケーブルではなく、M5StickCの拡張端子に直接コネクタ付きの基板を挿す予定です。
回路図
一番最後にPDFの回路図もあります。
M5StickCの外部接続端子
M5StickCに外部ケーブルをつなげるコネクタは3つあります。
- USB Type-C・・・電源供給とPCで作ったプログラムのダウンロードに使用
- GROVE端子・・・GROVEシステムのモジュールを接続する4ピンの端子
- 拡張端子・・・2.54 mmピッチの汎用ピンソケット。これを使います
GROVEシステムについてはGROVEシステムのサイトへ。
拡張端子
今回使うのは汎用の拡張端子。
ピンの説明はM5StickC本体にシールが貼ってあるのに加えて、Webの Power structure block diagram (電源構成図) が意外とわかりやすい (Pin Mapのすぐ下) 。
M5Stack – A series of modular stackable development devices
M5Stack Documentations – Modular Rapid Product Development Toolkit, based on ESP32. ESP32 is a series of low cost, low power system on a chip microcontrollers with integrated Wi-Fi and dual-mode Bluetooth.
docs.m5stack.com拡張端子のピンは次のようになっています。
| No. | 名前 | 内容 |
|---|---|---|
| 1 | GND | グランド |
| 2 | 5V→ | 5V出力 |
| 3 | G26 | GPIO |
| 4 | G36 | GPIO |
| 5 | G0 | GPIO |
| 6 | BAT | 外部バッテリ？ |
| 7 | 3V3 | 3.3V出力 |
| 8 | 5V← | 5V入力 |
以下の端子が外部に出ているから問題は無さそうです。
- GPIOが3端子
- 電源(3.3Vと5V)
- GND
M5StickC以外の部品
LED
RGB LED(フルカラーLEDともいう)は手持ちの部品を探したらありました。
RODAN(ロダン)というメーカーの RT5-5818RGBW-B。Φ5の砲弾型LEDです。
アノードコモンなので、共通のアノードが1本、RGBそれぞれのカソード各1本で4本足のLEDです。
VFなどを確認
データシートで順方向電圧降下(VF)、順方向最大電流(IFM)などを確認します。IFM以上の電流を流すと壊れるので、先に確認しておきます。
| LEDの色 | VF (V) | IFM (mA) |
|---|---|---|
| RED | 1.8 | 25 |
| GREEN | 3.3 | 25 |
| BLUE | 3.3 | 25 |
緑と青のVFが3.3Vだったので、M5StickCからの5V電源を使うことにします。
仮に電源に3.3Vを使うと
- LED個体のVFのばらつきで光らない
- 電流制限抵抗にかかる電圧が低くなりすぎて、抵抗のばらつきの影響を大きく受ける
という可能性があるからやめておきます。
LED電流を決める
データシートの電流と光量の関係を示すグラフから、各色の光量が同じぐらいになるようにRGBそれぞれの電流(IF)を決めます。よくわからないので適当に25mcd狙いで電流値を決めました。
| LEDの色 | IF (mA) |
|---|---|
| RED | 3.5 |
| GREEN | 2 |
| BLUE | 5 |
抵抗(電流制限抵抗)
VFとIFがわかったので必要な抵抗値を計算しました。
僕は基本的に回路図の中に計算式を書いています。
| LEDの色 | 電源電圧 (V) | VF (V) | IF (mA) | 制限抵抗値 (Ω) |
|---|---|---|---|---|
| RED | 5 | 1.8 | 3.5 | 910 |
| GREEN | 5 | 3.3 | 2 | 820 |
| BLUE | 5 | 3.3 | 5 | 330 |
部品は、手元にディスクリートのカーボン抵抗がいろいろとあるので適当に探しときます。
コネクタと基板
コネクタは2.54mmの汎用のピンヘッダ、基板はユニバーサル基板です。
回路図
ということで、改めて回路図。
製作は明日か明後日。
コメントを残す