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ESP32の書き込み用にCH340Kを使った回路を作ってみました(失敗)

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CH340K

ESP32をArduino IDEから書き込むためには、USBシリアル変換ICが必要になります。今回USBシリアル変換ICにCH340Kを使った回路を作ってみたいと思います。

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NodeMCU方式

書き込み回路

こちらはESP32-DevKitCの書き込み用の回路です。CP2102のUSBシリアル変換ICと、DTR,RTSの信号線を利用した書き込みモードに入るための信号を生成する、トランジスタで構成されたNodeMCU方式の回路となっています。

CP2102は、信頼性が高く高速に通信もできるのですが、パッケージが小さく、部品点数も多いため、もっとチープで簡単な部品がないか調べてみました。

CH340K

安価なArduinoの互換品のUSBシリアル変換によく使われている、CH340シリーズの中に、ESP32で書き込みに使用するDTRとRTS信号が出ているCH340Kという部品を見つけました。

10ピンのESSOPパッケージと聞いたことない1mmピッチのパッケージです。早速購入してみました。

CH340K

左がよく使われているCH340Cで、右が今回購入したCH340Kです。16ピンSOPの半分くらいのサイズになっていて、小型です。

CH340Kの書き込み回路

とてもシンプルです。SUBシリアル変換にCH340Kを使い、書き込み信号生成の回路はトランジスタではなく低電圧でON-OFFできるMOS-FET、BSS138を使ってみます。MOS-FETにすることで、トランジスタのベースに入っている抵抗を不要になるので、小型化のため試してみることにしました。

これであれば、CH340KとBSS138だけで書き込み回路が実現できます。

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はんだ付け

両面ユニバーサル基板に、USBコネクタの基板と、CH340K、BSS138を実装していきます。

程なくして回路が完成しました。

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組み込み

ESP32-DevKitCの書き込み回路を、今回作った回路に置き換えます。そのためには、元々ついているCP2102を取り外さないといけません。

そこで、ホットエアーを使ってCP2102にだけ局所的に加熱し、ピンセットで取り外しました。

ホットエアーは、多ピンデバイスを簡単に取り外すことができるので、よく修理されることがある方にはおすすめの工具です。

ESP32-DevKitCの書き込み回路を、CH340Kの回路で置き換えることができました。

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問題発生

認識しない

通常、USBを接続するとすぐに認識され、リストに表示されるはずです。macの場合、ターミナルで

ls -l /dev/tty.*

を実行すると、認識されているUSBシリアルポートが表示されます。しかし、CH340Kが表示されません。試しに別のESP32-DevKitCを接続すると、

/dev/tty.usbserial-0001

と正常に認識されています。CH340Kだけが認識できません。

ドライバーのインストール

公式のサイトから、ドライバーをダウンロードしてセットアップしてみます。

セットアップが完了し再起動してみました。しかし、症状は同じで全く認識されません。

システム情報のUSBを見てみると接続はされてはいるようです。

Windowsではどうか

Windowsではドライバーを入れなくても、正常に認識しました。Arduino IDEで書き込みを試してみたところ、接続のところでタイムアウトのエラーが発生してしまいます。

テラタームでデータの送受信をしてみたのですが、全くデータが送受されませんでした。認識はされているのですが、正常に動作していないようです。

mac同様、公式サイトからドライバーのインストーラをダウンロードし、セットアップしてみました。しかし、効果はありませんでした。

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CH340Kはダメかも

CH340K

残念ですが、CH340Kはmacでもwindowsでも正常に動作させることができませんでした。仕方がないのでCH340Cで書き込み回路を作ろうかなと思っています。

電池2,3本で動作するESP32-DevKitC互換機ができました👇👇!!
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コメント

  1. はじめまして。こちらの記事と同じことを試してみたら、特に問題なく書き込みができました。失敗されていた原因がわからなかったのですが、情報共有させていただきます。
    https://note.com/akita11/n/n353c79309ccb

    • 秋田さんコメントありがとうございます。
      正常に動作したんですか。それはいい情報ありがとうございます。
      私のICが不良だったのかも知れません。
      またはドライバーがよくなかったのか...
      秋月電子でもICが販売されるようになったので、いつか買って試してみたいと思います。
      いい情報ありがとうございました。