【ESP32】開発ボードから自作プリント基板を設計し製品化するまで
猫型おしゃべりロボット「ミーア」は、ESP32 Wi-Fi Bluetooth モジュールを利用した自作基板で開発している。ESP32の開発ボードを用いた初期開発から、自作基板を作成し製品用に何回か変更を繰り返した経緯を備忘録的にまとめておく。
ESP32
【電子回路編】ESP32+SPH0645LM4H-B（I2S）で双方向音声の自作基板を作成しElecrowで発注
INMP441の代替I2SマイクとしてSPH0645LM4H-Bを使って、ESP32と配線をして自作基板を作成し、Elecrowで発注する方法。Elecrowの方がJLCPCBと比較してPCBA costが安い？
【電子回路編】ESP32にINMP441を追加した自作基板を作成しようとしたところ、INMP441が在庫切れ？
猫型ロボット「ミーア」の双方向音声開発に向け、INMP441を使ったESP32自作基板を作成しようとしたが、まさかの部品が在庫切れ。Pre-orderやConsign Partの対応、JLCPCBとのやり取り、代替案の検討などを詳しく解説。
ESP32 + I2Sマイクロフォン（INMP441）で音声認識を実装
ESP32とINMP441を利用して、音声認識の実装を行う。今回はI2Sマイクから信号処理できているかどうかのみをクイックに検証したいので、「I2Sマイクからの信号受信 → 音量レベルやサンプル統計をリアルタイム表示」までを行う。
【ESP32】スリープモード（Deep / Light sleep）選択基準。消費電力の最適化と実装
ESP32は高度な省電力機能を備えており、その中心となるのがスリープモード。主にDeep-sleep modeとLight-sleep modeの2つのスリープモードがある。特筆すべきは、Light-sleep modeとDeep-sleep modeで消費電力がアクティブモートの時と比較すると、ほとんど誤差みたいな差であること。
【ESP32】リポバッテリー駆動もできる自作基板の電子回路
USB Type-Cとリポバッテリーの両方に対応できる自作ESP32基板の制作過程を記載。充電電流はPROGで調整し、電圧レギュレーターをAMS1117からME6211シリーズに切り替え。PMOSFETを用いて、自動切り替え回路を実装する。
【ESP32】自動ブートローダー（書き込み）の仕組みと真理表を理解する
ESP32の自動ブートローダーとは、手動でENピンやBOOTピン（IO0ピン）を押さなくても、PCからプログラム書き込みを指示する（PlatformIOでUploadボタンを押す）と自動でプログラム書き込みできるようになる機能のこと。
【ESP32自作基板】配線エラーによるスピーカー音割れ・再生されない原因の調査（拡大鏡・オシロスコープ）
クラスDアンプのICパッケージをTQFNからWLPに変更したところ、25個のうち4個がスピーカー周りで下記不良品だった。音割れ・音声が再生されない原因調査をする。アプリでまず音量を下げて音割れが解消されるか検証。次に拡大鏡を使って、配線不備がないか目視確認
【ESP32自作基板】オシロスコープで電圧測定による基板不良原因調査をした結果
配線の電圧を測定したい場合は、基板上の配線がレジスト（絶縁層）で覆われていることが多いので、そのまま配線の上からプローブを当てても電圧は測定できないので、測定したい箇所にカッターで軽く傷をつけ、銅箔部分を剥き出しにしてから電圧を測定する。
【ESP32自作基板】表面実装エラーを起こさないように、電源ノイズ対策を加味した回路に修正
MAX98357 自体は、ESP32 WROOM 32Eの25,26,22ピンとつなぐ必要がある。I2S信号（BCLK、LRCLK、DIN）の配線は短く保つことで、信号の劣化やクロストークのリスクを低減できるので、ESP32の25, 26ピンにできるだけ近接させる。電源周辺の回路で電源ノイズ削減のためにデカップリングコンデンサの最適化を試みる。