はじめに
様々な方言を話すおしゃべり猫型ロボット『ミーア』を開発中。
今までは一方向の音声出力しか提供していなかったが、いよいよ双方向の開発に取り掛かりたいと思う。
前回こちらの記事でI2SマイクとESP32を、ブレッドボード上で接続して音声認識を検証する記事を書いた。
今回はこの配線を実際に自作基板として乗せようと思う。
INMP441の回路を追加しようと思ったら
まさかの在庫切れ
EasyEDA上でINMP441（I2Sマイク）の回路を追加する
https://jlcpcb.com/partdetail/-INMP441/C9900078338
追加しようと思って、LCSCでINMP441モジュールの型番調べようとしたところ、まさかの在庫ぎれ。I2Sマイクなんて標準で使うものだから、普通にあるでしょと思っていたのだが。。。
https://www.lcsc.com/search?q=inmp441&s_z=n_inmp441
Consign PartとPre-orderの違い
JLCPCBでは部品が在庫切れの場合にConsign PartとPre-orderという2つをサポートしている。
- Consign Part：Consignは委託するという意味。自分で買った部品をJLCPCBに送って、表面実装をJLCPCBに依頼する方式。INMP441モジュールを別途購入して国際配送しなければならず、時間とお金がかかる
- Pre-order：JLCPCBに取り寄せ依頼し前もって部品料金だけ支払っておく。部品にもよると思うが数日〜1週間程度取り寄せにかかる
基本的には国際郵送を考えると、Pre-orderが良いと思うので、Pre-orderできるパーツを探す。
https://jlcpcb.com/parts/componentSearch?searchTxt=inmp441
いくつかpre-orderできるものが見つかったが、minimum1個からのものは単価が10,000円くらいとありえないほど高く、逆にminmum 458個のものは単価が0.0188ドルと異様に安い（こちらが本来のパーツ価格に近いが）
単価が安いINMP441ACEZ-R7 は、INMP441モジュールで使われている中身そのものであることを確認した。適切にフットプリント設計・配線すればI2Sマイクとして機能するはず。
https://jlcpcb.com/partdetail/TdkInvensense-INMP441ACEZR7/C22379536
今回は、まだ試作の段階で実際に最低ロットのPCBA2個だけを注文して、実際に双方向の音声対話ができるかどうかを検証するだけなので、458個pre-orderしたとしてもすぐには使わない。PCBA2個と同時に残りのINMP441 456個送られてきても困るので、pre-orderしたものを取り置きしておいてくれるのかどうかをJLCPCBに事前に問い合わせることに。
JLCPCBにPre-orderの取り扱いについて問い合わせ
下記のように記載して問い合わせた。
Subject: INMP441 Pre-order and PCBA Questions
Dear JLCPCB Support Team,
I hope this message finds you well.
I am planning to place a PCBA order using the INMP441 microphone (Part Number: C22379536), and I would like to clarify a few points before proceeding:
1. If I pre-order 458 units of INMP441ACEZ-R7 (C22379536) and use only 2 units in my initial PCBA order, will the remaining 456 units be securely stored in my personal parts library for future PCBA orders?
Please note that I intend to repeat small-scale prototype orders before moving to mass production. Once functionality is confirmed, I plan to order several hundred fully assembled boards using the remaining parts.
2. Is there any storage time limit or expiration period for unused pre-ordered parts?
3. How long does it typically take for JLCPCB to receive and prepare pre-ordered parts like INMP441ACEZ-R7 before PCB assembly can begin?
4. As of now, I understand that the INMP441 microphone module (assembled module) is out of stock. Could you please confirm?
5. In case INMP441 cannot be used, are there any available **I2S output MEMS microphone modules or chips** in your parts library that are suitable for ESP32-based audio recording or voice communication?
6. Since I would like to avoid the cost and delay of international consignment shipping, I would prefer to use the pre-order option instead of consigned parts. Does this sound like the most practical approach in my case?
Thank you very much for your support, and I look forward to your response.
Best regards,
[Your Name]
たくさん質問したにも関わらず、30分足らずで返信きた。 今、使わない、予約注文したpartsは取り置きしてもらえるとのこと。気前良い。
Dear customer,
Thanks for reaching out.
1 Yes, after the pre-order is completed, you will then see it in My Inventory---JLCPCB Parts page, the remaining pieces will be stored in your private part lib for later PCBA use. It is so wise of you to first place prototype orders before mass production, that is also what we advise customers to do, testing the samples before mass production would help to reduce the risk of wrong design, part selection, etc.
2 This is no storage time limit from JLC side. As for expiration period, I would suggest you to kindly refer to the datasheet.
3 For most parts, the estimated lead time is 8-15 days, but this is only for reference. For some special part which is difficult to purchase, the lead time may be longer, you can arrange the pre-order a little bit beforehand.
4 Yes, the available stock is 0, you can place a pre-order, and you will get the final quotation and exact lead time after placing the pre-order.
5 For the replacement for INMP441, sorry but we do not provide customers with exact alternative part numbers since we cannot recommend a very suitable one. And we advise you to search in our Assembly Parts Lib to see if there is a part has the same function and can replace it perfectly.
6 Yes, it seems that pre-order is less time and cost consuming compared with consignment. But it is hard to say, let us first see how the pre-order goes.
Any other question, please feel free to let us know.
Best regards,
一旦これはこれで進めようと思ったので、pre-orderしておく。
決済画面に進んだら下記の表記が。なるほど
注文した結果、このように表示された。見積もり待ち。
INMP441の回路図作成
INMP441ACEZ-R7のデータシートを見てみる。
Supply Voltageが1.62-3.63Vとなっており、ESP32経由の3.3V供給でも動くことがわかる。
というわけで、下記のような配線になる。 ESP32ではI²SのGPIOは 比較的自由に設定可能なので、SCK, SD, WSは空いているGPIOピンで配線で混戦しなさそうなGPIOを選択。
// INMP441ACEZ-R7 配線 U1: INMP441ACEZ-R7
Pin 1 (SCK) —> GPIO19 (ESP32 I2S_CLK)
Pin 2 (SD) —> 100kΩプルダウン抵抗 –> GND –> GPIO17 (ESP32 I2S_DATA_IN)
Pin 3 (WS) —> GPIO16 (ESP32 I2S_WS)
Pin 4 (L/R) —> GND // Lチャンネル固定
Pin 5 (GND) —> GND
Pin 6 (GND) —> GND
Pin 7 (VDD) —> 3.3V // ESP32と共通電源
Pin 8 (CHIPEN) —> 3.3V // 常時ONで良い（10kΩプルアップでも可）
Pin 9 (GND) —> GND
// 電源フィルタ部品
C1: 0.1uF セラミックコンデンサ（VDD-GND間）
今回のMEMSマイクは基板背面に配置して筐体背面からMEMSマイクに向けて穴を開けて、音を取り込めるようにする。実際に配置してauto routingしたら一発でできた。
これでPCB layout作成して、試作検証用として2つPCBAオーダーしつつ、INMP441モジュール入荷リードタイムの見積もり次第では、代替のI2Sマイクモジュールを探す感じか。
ちなみにINMP441モジュールを販売しているTDK InvenSenseの日本支社に問い合わせしたところ、INMP441は7年前にEOLになっており、今ではあるとしたらDigikeyやMouserが小口購入していたものを販売している程度とのこと。
I2SマイクだとINMP441が検索で引っかかるので標準だと思っていたが、すでに違うとのことなのでINMP441の代替のI2Sマイクモジュールで実装するように切り替えた方が良さそう。
基板背面中央にINMP441マイクを配置
INMP441は在庫ない
その後、1,2日してJLCPCBから下記のメールが来た。
Mfr.Part # INMP441ACEZ-R7 Quotation failed
Thank you for ordering at JLCPCB. We are sorry to inform you that the below parts are out of stock and unable to get quotation, so the parts have to be cancelled. The refund has been returned to your original payment method. It usually takesseveral days for the money to arrive.
やっぱり、INMP441はないらしい。というわけで他のI2Sマイクを使うしかないので探すことにする。
