ED060SC4のデータシートには、Pin9 と Pin10 はNC とありますが、作者の手書きの図には つながっているようです。
作者のサイトに行くと、どうやらED060SC4のリビジョン違いでNCになっているものとそうでないものがあるようです。FPCケーブルを見ると、そのpin がつながっていないものは、NC でつながっているように見えるものは新しいものかもしれません。
この違いで、作者はロジックアナライザで解析したそうです。
コネクタの位置でいうと、以下の部分です。
とりあえず、PCB上では配線しておいて、E-ink のものを見て判断するしかないようです。NC のものであればカットすればよいはずです。
今のところの理解では、ED060SC4 のリビジョン２であればこのpin は作者のようにつなげば良いはずです。それにしても、このあたりの配線、via が多くなってしまいました。0.3mm 幅でもう少し綺麗に配線しないとですね。自動配線に頼りっぱなしで。
E-ink controller は CC BY-SA だったので、そのロゴと、オープンソース・ハードウェアのロゴも入れてみました。
これは、ミラーした状態にする必要があるのかわかりませんでしたが、ちょっとテストで入れてみることに。
横幅2000px くらいのビットマップ画像を白黒にして、黒いところだけチェックを入れるといいようです。
画像は、bmp 形式でインポートするとウィザードがあるようでした。係数に、0.4 を入れて縮小しておきました。レイヤーは、bPlace に入れておけばよいようです。
複数選択をして、レイヤーを変更する方法がなかなかわからず、操作に手惑いました。
・ポイント
グループ選択する
チェンジアイコンからレイヤーを指定。
その後、グループ選択してある対象をクリック
インターフェイスが悪いというか、ちょっとこのあたりは要改善してほしいですね。
画像でロゴが入れられるということは、JunkHack のロゴも何か作りたくなってきますね。
さて、次はソースコードでも見てみますか。
だいぶ、自動配線のコツもつかんで、Eagle の操作も少しづつ覚えてきました。Name の文字の大きさや位置を調整するのがわからなかったのですが、どうやら、smash してから文字を選択できる状態に分解して回転や、右クリックでプロパティーで文字の大きさやスタイルなどを調整するようです。
自動配線のコツは、ある程度配置を最善にして９０％くらいまで最初に配線。その後、部分的に消したり、一部手動で途中まで配線したりして、再度自動配線をすると、うまくいきます。
インダクタは、流通も多いTDK のこれを使うことに。接地する面が少なく、配線しやすい。
SLF7045T-220MR90-PF
ちょっと配置を変えて、今のところはこんな感じになっています。smd はリフローというつけ方が楽そうで、半田ペーストをステンシルで一気につけて、SMD 部品を置いてあとはホットプレートで230度まで加熱するという感じだそうです。
Eagle で、tCream というレイヤーが半田をつける面で、以下がそれです。
ステンシルを作る説明は、SWATCH SCIENCE さんの trac にありました。
動画を見ると、ほーなるほどとなります。
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=prjB_myCwSY]
なるほどー 。この方法なら、うまく半田付けできるかも。実際に紙に印刷してみたんですが、めちゃくちゃ細かいのでできるかちょっと心配ですが。
さて、全部の配線とパーツリストの選択が終わったので、PCB の自動配線を試してみたくなりました。作者の手本を参考にあれこれ置いてまだ試している最中ですが、そのスクリーンショットです。
これが、配置したところの図です。
こんな感じで簡単操作。
気に入るまで、配置しなおしたり、配線したりを繰り返して試しています。このときは、93.6% まで配線してくれたようです。
そして、これがオートルートの９３％完了のパターン。
こっちは、９１．７％ですが、スルーホールが80個と少なくなっているものです。
手で配線していたら、日が暮れそうなので自動配線助かりますね。
パーツを配置しなおしたり、回転させたりといろいろとやっていると、パーセンテージが上がっていきます。最高で93.7％くらいまで行きました。LT の IC 周りと、FPC コネクター周りの数本がどうしても配線できないようです。
このあたりは手作業ですかね。
配線のやり直しは、以下のコマンドを入力すると何回でもやり直せます。
ripup;
配置の微妙なグリッド調整は、osx だとオプションキーを押すと良いようです。
どうしても、このあたりが自動配線できないようです。
まだ手作業で修正する方法は知らないので、今度の休みにでもやり方を覚えてみようと思います。
下は、作業の流れをつかむため、Fusion PCB のcam ファイルから、ガーバーファイルを出力し、kikad の gerbview で見たところ。ドリルデータの穴の位置が大幅にずれるのはなにか設定でしょうかね？
まだ、シルク印刷の部分と、マスク面など手をつけていないので、そのあたりは手作業ですかね。
こんな配線は、ユニバーサル基盤では考えるだけでも面倒なので、自動配線ありがたいです。
結構綺麗に配線できてると思いますが、プロの方から見るともっとこうした方が良いっていう部分もあるのでしょうね。
とりあえず、なんにも知らずにポチぽちと部品を選択し、回路図を描いて、PCB の大きさの上に置いただけで、ここまでできます。偉大ですね。
一番面倒なのは、部品をパーツリストから選択するところと、その前段で、パーツリストのデータをいろいろなところから集めてくるのが面倒。逆に、使う部品がある程度決まっている場合、本当に楽です。
Eagle や kicad を使って設計し、プリントサービスに基盤を出して何か作るっていうステップは、ありかもなと思い出しているところです。エッチングして基盤を作るステップを思えば、ちょっと時間はかかるけど、金額はおこずかいの範囲なので、毎月1つ、プリントに出して遊べそうですね。設計が間に合わないとは思いますが。
回路図と、PCBの配置をして、E-ink の仕様書のpin と作者の配線が微妙に違う部分もあり、このあたりは、実際にトライエラーを繰り返さないと不明な部分も出てきていますが、問題も少しづつわかってきています。
次回は、ソフトウェア部分の検証と、それが行けそうかなと思えば、いよいよパーツ発注です。さて、本当に動くのでしょうかね。
電源回路がどうなっているのかなと調査しました。
E-ink に入る電源電圧は、-20V , +22v , –15V , +15V とあってLT1945でまず、-20V と +20V をスイッチングして生成しています。
bom.txt に載っているコンデンサの値がどうもおかしいようで、以下のように掲載されています。
—- bom.txt
::
C2, C4, C5, C6, C7, C8: 2U2 >25V! 490-10486-1-ND
::
最初見たとき、2u2 というのが？で2.2uF のことだろうと思っていましたが、回路を見ると、どうやら違うんじゃないのということで実際に調査しました。実際にeagle でパーツリストと、手書きの図から作者の回路をトレースしました。
なんか、おかしいなと思ったところは以下です。
bom.txt にあるのと手書きの図とは違うようです。
LTのシュミレーターがあるので、実際に値を入れてみると、
以下のようになり、-20V と +22V を出してくれません。これ便利です。
それぞれ、手書きの図にある値を入れると、生成されます。
また、その後の15V と –15V を出した後の C5 , C6 についても
データシートを見ると、１００ｎFで良いようです。
なので、
C2 100pF > 25V
C4 4.7pF > 25V
C5 C6 100nF > 15V
を用意すればよいようです。
BOM.TXTに載っている、IC4は良く見るとESP12への電源と、Pチャンネル Mos-FET を介して、E-inkディスプレイの4番ピンのVDDにつながっています。
型番は、TPS78230 とありますが、これは３Vの150mA出力です。たぶん、足りないと思うのでこのICは変更しようと思います。
候補は、300ma 出せるもの。形状は、SOT-23-5
MCP1802T-3302I/OT（3.3V）
MCP1802T-3002I/OT（3V）
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22053C.pdf
他は、ON Semiconductorの以下とか。
NCP603SN330T1G(3.3V)
たくさんあるので、以下あたりから候補を選ぶことに。3V と3.3V とどちらがいいでしょうかね？リチウム電池に直結しているので、3V のほうがいいのかもしれませんね。というか、これリチウム電池の電圧保護に頼っている形ですね。うーむ。
digikey Voltage Regulators – Linear
作者の手書きの図には、MCP1802T-3002I/OT（3V）だと思うものが載っているようです。
http://spritesmods.com/?art=einkdisplay&page=4
http://spritesmods.com/einkdisplay/schema_esp.png
E-ink の電源には、22V,15V,-15V,-20V と3V(3.3V)を必要としているようです。
確認してみると、データシートには、3.3V とあるようです。
http://essentialscrap.com/eink/ED060SC4V2.pdf
ここは本来、前回調査したバックブースト回路があるといいようです。
ソースコードを確認してみると、ADCから電圧をみているようです。
—- user_main.c
::
#define BAT_LOW_LVL_MV 3100
::
ioEinkEna(1);
os_delay_us(2000);
//Battery voltage is divided by an 4.7K/1K resistor divider.
//ADC: 1024 = 1V
batteryMeasMv=(system_adc_read()*9765*5.7)/10000;
if (batteryMeasMv<BAT_LOW_LVL_MV) {
//Crap, battery is dying.
if (batEmptyShown!=1) {
os_printf("Battery empty! Showing bat empty icon…\n");
batEmptyShown=1;
system_rtc_mem_write(128+4, &batEmptyShown, 4);
einkFile=espFsOpen("batempty.bm");
einkDisplay(2048, fileEinkNeedData, fileEinkDoneCb);
return;
} else {
os_printf("Battery empty! Sleeping…\n");
sleepmode();
}
} else {
batEmptyShown=0;
system_rtc_mem_write(128+4, &batEmptyShown, 4);
}
::
３．１V以下になると、以下の画像が出るようなチェックがあるようです。なるほど。ADC ピンは本来こういう使い方をする設計で作られているのかもしれませんね。
ということで、IC4は、以下にしました。
MCP1802T-3302I/OT（3.3V）
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