ESP32開発基板を作ってみた①

きっかけ

小学生のときキテレツ大百科（とくにキテレツの祖先のキテレツ斎さん）に感銘を受け、自分だけのロボットをいつかつくりたいと考えていました。
50歳を過ぎ、やり残したことを取り戻すために、自分の部屋を勝手に動き回る『ペット型ロボット』、『そうじロボット』、『ただの徘徊ロボット』を作ろうと思い、独学で勉強を開始しました。

今回やったこと

モーター・サーボ・センサー・ランプ・表示器などを制御するための頭脳部分となる、ESP32基板をKiCadで設計し、プリント基板の製作と部品実装をJLCPCBにしてもらいました。

調べたこと

ESP32の開発基板やモジュールが何を意味するのかわかっていなかったので、Geminiに調べてもらいました。

• ESP32開発基板→ESP32モジュール + USBコネクタ + 電源回路 + USB-to-UARTブリッジICで構成された基板。（ESP32-WROOM-32など）

• ESP32モジュール→ESP32チップ + フラッシュメモリ + 水晶発振器 + アンテナで構成されている。

• ESP32チップ→初代ESP32が2016年9月に発売され、ESP32-S2（2019/6）、ESP32-C3（2020/11）、ESP32-S3（2020/12）・・・と多くのモジュールが存在している。

設計の方針

自分の設計でちゃんと動く自信がないため、最も安価と思われる初代ESP32が搭載されたモジュール（ESP32-WROOM-32）を搭載した開発基板を制作し動くことを確認する。設計のミスか、部品実装のミスかを切り分けるために、製作するプリント基板の一部はJLCPCBで部品実装をしてもらう。

設計した回路図

参考にしたサイト
・ESPRESSIF公式：ESP32-DevKitC V4 Schematics 
「ESP32-DevKitC V4 Schematics (PDF)」からダウンロードできます

KiCadの3Dビューアー

製作費用

面付けと言うらしいのですが、複数の基板を１枚にまとめて作る方が単価が安くなるようだったので、基板６枚の面付けで発注しました。

・部品実装なし（6基板×5枚=30基板）：＄7.8
・部品実装あり（6基板×2枚=12基板）：＄141.76
・送料（UPS）：＄16.17
・合計：＄165.73（26,077円）

基板の到着

納品後に気がついたのですが、部品実装なしは５枚届くと思っていたところ、２枚は実装に使われて３枚しか届きませんでした。部品実装も自分でできるようになりたいのでもっと多く頼めばよかったと後悔しています。

最後に

素人でも、簡単に基板を設計することができ発注できた。到着した基板は動くことが確認できたため、今後この基板でモーター・サーボ・センサー・ランプ・表示器などの使い方を記録します。また、機会があれば基板設計から発注までの詳細手順も載せようと思います。