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SONY SPRESENSE 拡張ボード CXD5602PWBEXT1 (M-14585)

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データ番号

1627

区 分

部品

分 類

マイコン

品 名

SONY SPRESENSE 拡張ボード CXD5602PWBEXT1 (M-14585)

発売元

入手先

 

秋月電子通商

製 造

 

ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社(Sony Semiconductor Solutions)

価 格

3,780円(8%税込)

主要部品

電 源

5Vdc

概略仕様

   

概要

 「SONY SPRESENSE メインボード CXD5602PWBMAIN1」をArduino UNO R3相当に変換する基板です。 Arduino IDEでプログラム開発が可能となります。

電源

 「メインボード」からの給電、もしくは、CN 6(マイクロUSB Type−B)給電(5Vdc)。

 注意 CN6側からはArduino IDE環境のシリアルモニタを使用できません。

Arduino

との互換性

 Spresenseハードウェアドキュメントの「2.SprensenとArduino Unoの違い」を参照 願います。

 https://developer.sony.com/develop/spresense/docs/hw_docs_ja.html#_spresense_%E3%81%A8_arduino_uno_%E3%81%AE%E9%81%95%E3%81%84

GPIO信号
レベル

JP1 : 5Vもしくは3.3Vをジャンパーピンで選択できます。

GPIO信号
点数

ピンソケットJP2、JP13のGPIO信号 : 16点

注意 : レベルシフタ回路の信号ラインは1kΩの抵抗を介して電源ライン(3.3Vもしくは5V)にプルアップされています。 そのため、GPIO信号の 入力インピーダンスが比較的低い場合、出力インピーダンスが比較的高い場合はバッファが必要です。

アナログ信号

ピンソケットJP4のアナログ信号 : 6点

 入力電圧範囲 : 0〜5V

 分解能 : 10bits

 A0〜A3 入力インピーダンス : 72kΩ
 A4〜A5 入力インピーダンス : 32kΩ

I2C

1系統を「メインボード」(1.8V)と拡張ボード(3.3Vもしくは5V)で利用可能 です。

UART

1系統を「メインボード」(1.8V)もしくは拡張ボード(3.3Vもしくは5V)のいずれかで利用可能 です。 (「メインボード」のUSBコネクタ(CN2)のシリアルモニタとは別系統です。)

 デフォルトでは拡張ボード選択となり、調歩同期UARTとして使用できます。

 改造をすることでメインボード選択となり、フロー制御付きUARTとして使用でき ます。

注意 : レベルシフタ回路の信号ラインは1kΩの抵抗を介して電源ライン(3.3Vもしくは5V)にプルアップされてい ます。 そのため、UART信号の入力インピーダンスが比較的低い場合、出力インピーダンスが比較的高い場合はバッファが必要です。

SPI

メインボード」(1.8V)と拡張ボード(3.3Vもしくは5V)のそれぞれで1系統有り、同時利用可能 です。

通信速度はメインボードが最大13Mbps、拡張ボードは最大39Mbpsですが、レベルシフタの影響で約20Mbps程度となります。

注意 : レベルシフタ回路の信号ラインは1kΩの抵抗を介して電源ライン(3.3Vもしくは5V)にプルアップされてい ます。 そのため、SPI信号の入力インピーダンスが比較的低い場合、出力インピーダンスが比較的高い場合はバッファが必要です。

PWM

PWM出力可能出力4点

信号レベルは3.3Vもしくは5V、周波数は最大6.5MHz、分解能15bit。

注意 : レベルシフタ回路の信号ラインは1kΩの抵抗を介して電源ライン(3.3Vもしくは5V)にプルアップされてい ます。 そのため、PWM信号の出力インピーダンスが比較的高い場合はバッファが必要です。

SDcard

マイクロSDカード対応。

最大データ転送21MB/s。

4bitまたは1bitSDモード対応インターフェース。

マイク入力

最大4チャンネル

 アナログマイク、もしくは、デジタルマイクを混在接続可能です。 ただし、入力音質性能を得るため、全てのチャンネルを同一種類にすることを推奨してい ます。

アナログマイク

 ダイナミックマイク(改造不要)

 2線式エレクトリックマイク(コンデンサマイク)(改造必要)

 アナログMEMSマイク(電源はJP10ピンヘッダのマイクバイアス端子接続を利用)

デジタルマイク

 改造必要(製作例参照)

スピーカ出力

メインボード」のCXD5247のステレオD級アンプへの3.3V電源を供給して2台のスピーカーを有効にでき ます。(改造必要)

     

付属基板

付属ケース

外形寸法

本体 W 54.2mm D 70.5mm H 11.9mm (コネクタ含む)

追加購入
部品

コメント

  •  「Arduino IDE で手軽にマルチコアプログラミング」と記載されていますが、「Arduino UNO R3互換」ではありません。
      

  •  「メインボード」を確実に接続していることを確認しましょう。 当初、スケッチの動作がとても不安定でした。 スケッチの問題と思っていましたが、結構時間が経過した後に「メインボード」が少し浮いていることに気付きました。 スペーサがしっかり挿入されているので気付きませんでした。 「メインボード」を拡張ボードにしっかり押し付けてBtoBコネクタを確実に接触する必要があります。(目視確認は困難です。)

改 造

その他

(製作例)

   

【 パッケージ外観 】

 

【 パッケージ開封時外観 】

 

【 構成品 】

 

【 付属文書 重要なお知らせ(日本語) 】

 

【 付属文書 重要なお知らせ(英語) 】

 

【 拡張ボードパッケージ外観 】

 

【 拡張ボード A面外観1 】

 

【 拡張ボード A面外観2 】

 

【 拡張ボード A面外観3 】

 

【 拡張ボード A面外観4 】

 

【 拡張ボード A面外観5 】

 

【 拡張ボード A面外観6 】

 

【 拡張ボード A面外観7(BtoBコネクタ) 】

 

【 拡張ボード B面外観1 】

 

【 拡張ボード B面外観2 】

 

【 拡張ボード B面外観3 】

 

【 拡張ボード B面外観3 】

.

【 付属品 スペーサパッケージ 】

 

【 付属品 スペーサ 】

 

洒落た?パッケージとなっていました。

【 パッケージ 外面 】

 

内面も印刷されています。

【 パッケージ 内面 】

 


動 作 確 認

 

 動作確認としてハードウエア変更無しに確認できる「gnss_traker」を選択して動作を確認しました。

【 gnss_tracker.ino書き込み 】

 

LED0〜LED3の点灯で測位状態がわかります。

【 動作時外観 】

 

WebページにLEDの説明が記載されています。

【 抜粋:LED仕様 】

 

【 動作時シリアルモニタ例 】

 

SDカード ファイル構造(サンプル)

ファイル/フォルダ名                                         バイト数   作成日付
--------------------------------------------------------------------------------
Gドライブ                                                             1980/01/01
|- 00000001.txt                                                18,930 1980/01/01
|- index.ini                                                        8 1980/01/01
+- tracker.ini                                                    480 1980/01/01
--------------------------------------------------------------------------------
1 個のフォルダと 3 個 19,418 Byte のファイルがあります。

(注意:タイムスタンプは書き込まれていません。)

 


動 作 確 認

 

 デジタルマイク「SPH0641LU4H使用 超音波対応マイクモジュールキット (K-15577)」 を2個準備してスケッチ例「recoder」と「recorder_wav」を試してみました。 デジタル信号のマイクを利用する場合は拡張ボードの改造が必要になります。 改造は2ヶ所あり、チップ抵抗(0Ω抵抗)の 取外し取付け、および、アナログマイク用のカップリングキャパシタをショートするためのパターンショートです。

(1) チップ抵抗(0Ω抵抗)の取外し取付け

 R50(0Ω抵抗)を取外します。 こて先温度を高めにしたハンダごてでR50を熱して取外します。 R50はとても小さいため、周辺のパターンを痛めないように注意(接触場所を凝視!)して作業をしました。 鉛フリーハンダのためか、いつものようには簡単には 取外せませんでした。 次に取外したR50をR49に取付けようとしましたが、作業中にピンセットで挟んでいたR50が飛び跳ねてどこかへ行ってしまい行方不明となりました。 ピンヘッダ近傍のハンダ付けとなり、我が身には無理な作業でした。 ここは素直にジャンパー線でショートすることにしました。 その際、リード線を長めにして位置決めしやすいように折り曲げた後にハンダ付け作業をしました。 その後、余分な部分をカットしましたが、取付け取外しをしやすいようにリード線を長め残しました。

 

【 リード線取付け作業(作業途中) 】

 アナログマイクに戻す際にはまたR50をショート、R49をオープンにするようになります。 R49とR50の切替えはマイク用バイアス(もしくは電源)電圧を1.8Vにするか2Vにするかの違いのようですので、この変更作業 が必須とは判断しませんでした。(1.8Vのままだとノイズの影響などはあるかもしれません。) よって、デジタル、アナログともに今回の改造のまま利用することする予定です。

 

(2) JP14ランドパターンのショート

 JP14のランド間4ヶ所をリード線で短絡します 。 この部位はアナログ/デジタル切替えでジャンパー未接続/短絡を切り替える必要があります。 そのため、用意に変更できるようにジャンパーピンもしくはディップスイッチを設置しようと判断しました。
 過去に秋月電子通商で購入していたハーフピッチ4bitのディップスイッチ(EHS104LD:P−05064)をストックしていたのですが、残念ながらリード線間隔が8.3mmもあり、リード線を折り曲げてもJP14のランドをはみ出てしまいました。 そのためハーフピッチのピンヘッダ・ピンソケット(P−01151:1.27mm(ハーフ)ピッチコネクタセット)を改造して利用することにしました。

 

 Web公開時点では販売終了しているようです。 そのかわり、ハーフピッチ用ピンヘッダが各種販売されていますので、それを利用するのがベストだと思います。

 

【  P−01151:1.27mm(ハーフ)ピッチコネクタセット 】

 

パターンにハンダ付けしやすいようにピンヘッダを加工しました。

【 ピンヘッダ・ピンソケット 加工前外観 】

 

【 ピンソケット・ピンヘッダ 加工後外観 】

 

【 改造部位外観 】

 

【 「SPH0641LU4H使用 超音波対応マイクモジュールキット (K-15577)」 ブレッドボード取付け前外観 】

 

【 実行時外観1 】

 

【 実行時外観2 】

 

【 実行時外観3 】

 

(3) スケッチ動作

 Arduino IDEからSpresenseのスケッチ例「recoder」と「recorder_wav」を試行しました。 そのままではアナログ入力になっているようで、アナログ入力のピンを指で触るとハム音が録音されていました。 しかし、デジタル入力ができないのでスケッチ例の「setRecorderMode」の文字を頼りにスケッチを探しまわり、「Audio.cpp」に参考情報があることがやっとわかりました。 「Audio.cpp」のソースプログラムを紐といて「setRecorderMode」の引数を変える必要がありそうだと判断しました。

 

https://github.com/sonydevworld/spresense-arduino-compatible/blob/master/Arduino15/packages/SPRESENSE/hardware/spresense/1.0.0/libraries/Audio/Audio.cpp

【 Audio.cpp 】

 

 「Audio.cpp」のソースコードより、「setRecorderMode」の引数を下記のように変更することでデジタル入力ができるようになりました。 なお、引数の3項目「0x10000」はSDカード用のバッファサイズです。 この値は利用するSDカードによって調整する必要があります。 特に「recorder_wav」ではこの値が小さいとSDカードに書き込みできない症状が何回かありました。 「0x10000」は大きめの値になっていますが、手持ちSDカード(class10)で問題なく書き込めていますのでこのまま触らずに利用しています。

 

スケッチ例 記載コード (スケッチ例「recoder」「recorder_wav」共通)

theAudio->setRecorderMode(AS_SETRECDR_STS_INPUTDEVICE_MIC);

 

変更後コード (スケッチ例「recoder」「recorder_wav」共通)

theAudio->setRecorderMode(AS_SETRECDR_STS_INPUTDEVICE_MIC,0,0x10000,true);

 

SDカード書き込みエラー時のシリアルモニタメッセージ例

Attention: module[4][0] attention id[1]/code[6] (objects/media_recorder/audio_recorder_sink.cpp L84)

 

 

 この変更を加えることで、デジタル入力(PDMデータ入力)可能なスケッチの書込みと実行ができるようになりました。 下記実行例ではスケッチ名および音声ファイル名を変更しています。

 

【 wavファイル用スケッチ書込み 】

 

【 wavファイル用スケッチ実行例 】

 

【 mp3ファイル用スケッチ書込み 】

 

【 mp3ファイル用スケッチ実行例 】

 

ファイル/フォルダ名                                         バイト数   作成日付
--------------------------------------------------------------------------------
Gドライブ                                                             1980/01/01
|- BIN                                                     < Folder > 1980/01/01
|  |- MP3DEC                                                   62,100 1980/01/01
|  |- MP3ENC                                                  112,988 1980/01/01
|  |- SRC                                                      21,244 1980/01/01
|  +- WAVDEC                                                   31,816 1980/01/01
|- Sound2.mp3                                                 121,536 1980/01/01
+- Sound2.wav                                               1,935,404 1980/01/01
--------------------------------------------------------------------------------
2 個のフォルダと 6 個 2,285,088 Byte のファイルがあります。

(注意:タイムスタンプは書き込まれていません。)

【 SDカード ファイル状態 】

  

データ作成者 CBA

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注意事項


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