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基板の中で完結!WioNodeで5V系のGroveモジュールを使えるように改造してみた

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Qiitaは眺める側でしたが、アドベントカレンダーというものを書いてみたくなったので初投稿です。

今回は、Seeedさんのお手軽IoTボード「WioNode」の話題。
このWioNodeにはGroveモジュールを繋いでお手軽にIoTな何かを作れるんですが、モジュールへの電源出力が3.3Vなので5V系のモジュールが使えない問題があります。

そんな問題を解決すべく、WioNode基板をちょっと改造しちゃおう!というお話です ;-)

ちょっと振り返り。WioNodeって何?

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Seeedさんのアドベントカレンダーを読まれている方ならご存知かと思いますが、念のためにサクッと振り返り。

ESP8266ベースで、ファームの開発不要!Groveのコネクタが2個付き。
モバイルアプリから繋ぐセンサ・アクチュエータをサクッとセットすると、自動で繋いだモジュールへアクセスできちゃうREST APIがセットアップされちゃうスゴイやつ。

Groveモジュールを繋ぐ前提なので回路を作らなくて良いし、ファームウェアも開発しなくて良いのでマイコンや回路周りが不得手な人でもサクッとIoTな何かを作れちゃう便利な製品です。
詳しくはSeeedさんのWikiを見てくれよな!

ちなみに、スイッチサイエンスさんで1231円、秋月電子さんで1100円で販売中。お手頃価格で良い感じ。
- スイッチサイエンス | Wio Node
- 秋月電子 | Grove WIO NODE

物足りなくなったらArduino化して遊ぶもよし、そのままにRESTで叩けるWebIOみたいな感覚で遊ぶも良しな子です :-)

5V系のGroveモジュール使えない問題

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そんなWioNodeを扱う上でたまに出てくるのが5V系のGroveモジュール使えない問題。「マイコンあるなる」な話ですね。

WioNodeのGroveコネクタのVccピンには3.3Vが繋がってます。
大抵のGroveモジュールは3.3V電源でも動くんですが、中には5V電源でないと動かないモジュールもチラホラ。

信号線は3.3Vでも大体大丈夫なんですけどね。Vcc(電源電圧)は何とかならないモノがちょいちょいあります。

WioNode基板だけで完結!GroveコネクタのVccを5V出力にしてみた

別電源で5V引っ張ってきてGroveコネクタとモジュールの間でレベル変換するとか、方法はあると思うんですが、それやりだすと面倒臭い。
WioNodeをUSB給電で動かす場合には、USBから5Vとれるし基板内だけで完結させたいよね。

ってことで、やってみました!
// J2(Battery)コネクタからの給電には対応してません。あしからず。

必要なモノ・あると良いモノ

まず最初に5V出力に改造する為に必要なものを列挙します。

必要なモノ

  • WioNode
  • ジャンパに使う線材(より線を推奨)
  • 半田ごて
  • はんだ
  • テスター
  • 5V駆動のGroveモジュール
    • 今回は「RGBバックライト液晶モジュール」を使用
  • 頑張るぞ!という気持ち

あると良いモノ

  • グルーガン
  • 絶縁用途の紙切れ

改造箇所の確認

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基板の実際のレイアウトから以下を特定します。

  • 基板上から5Vが出ているPADなど
  • GroveコネクタのVccピン

はい、御覧の図の通りですね。5Vを拾えそうな場所は他にもあるかと思いますが、PADが一番はんだ付けがしやすそうなので、こちらをセレクト。

Let's はんだづけ

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まずは、ニッパーで図の当たりをバチンとカットしたのち、半田ごてで表面実装のランドに残ったピンの残りを除去します。

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続いて、5Vのパッドに半田付け。パッドにも線材にも予備半田をしてからやると、半田付けしやすいです。

最後に、Groveコネクタへの半田付け。5Vのパッド以上に半田付けできる面積が少なくなりがちなのでココは頑張りどころ。
私は修行不足から被覆に小手先を当ててしまって少々溶けちゃいました(^^;)

[memo] 線材は単線よりもヨリ線がオススメ。今回の改造は半田付けできる面積が小さいので、単線だとちょっとした衝撃やテンションのかかりかたでポロっと取れやすいです。

導通チェック・ショートチェックを忘れずに

電源系を弄ったので、導通チェックとショートチェックは忘れずに.
特に5Vラインと3.3Vラインがショートしてないかは要チェック。

[推奨]絶縁とホットメルトによるジャンパ線の固定

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Groveコネクタ部分への線材の半田付けですが、非常にもろそうな点と、万が一半田が取れてしまった時に線材が元々ついてた3.3Vのパッドとショートして欲しくないので、紙を千切って絶縁用途に間に入れてみました。

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最後はグルーガンで固定。グルーガンお手軽で良いんだけど、見た目はややイマイチ。
まあ、WioNodeを活用する場面ってプロトタイピングやPoCが主だと思うので気にしない。どうしても気になるなら、基板を箱の中に突っ込みましょう。

動作確認:RGBバックライト液晶モジュール

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最後にRGBバックライト液晶モジュールを繋いで動かしてみました。
バッチリ動作!というわけで、嬉しい限りです(^q^)

というわけで、WioNodeのGroveコネクタのVcc出力を5Vにする方法でした。
半田付けがやや面倒ですが、頑張れば割と出来ちゃうのでLCDなど動かしたい人は挑戦してみると良いかもです。

今回の方法以外にも、よりスマートな改造方法があったら是非是非おしえてくださーい!

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