勝手にM5StickC用のオリジナルHAT（勝手HAT）を作ってみた！

ガジェット・家電・グッズ
2019.12.09
この記事は約8分で読めます。
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ケース入りで小っちゃくてカワイイ「M5StickC」はスタバでドヤるには最高のデバイスですね♪

折角ドヤるなら、一緒にお気に入りのセンサーとかを組み合わせて遊びたいよね！？

M5社の公式HATで遊ぶも良いですが、欲しいHATが存在しない場合はどうしましょ？

ジャンパー紐出しで遊ぶ？　いやいや、折角のケース入りM5StickCが残念な感じになりますよ！？

と言う事で、無いモノは作ろう精神でオリジナルHAT（勝手HAT）を作ってみたお話しです。

【M5Stack Advent Calendar 2019の9日目の記事です】

M5StickCの拡張端子について

M5StickCには、拡張端子として「HAT」と「Grove」の２系統の口が用意されています。

 

親切にも説明書きシールも貼ってあるので、裏返して確認してみましょう。

ロットによってシールの内容が一部変わっている様ですが、Grove端子、HAT端子の内容は変わってない筈です。（2019年12/8時点）

 

Grove端子

写真の左側の端子です。

 

  • G　：GND
  • V OUT　：5V電源出力　※常時出力
  • G32　：G32ポート
  • G33　：G33ポート

の４ピン在ります。

 

端子形状は汎用のGrove端子そのものです。

ピンピッチは2mm。

 

HAT端子

写真の右側の端子です。

 

  • GND　：GND
  • 5V→（OUT）　：5V電源出力　※常時出力
  • G26　：G26ポート
  • G36　：G36ポート　※入力専用
  • G0　：G0ポート
  • BAT　：内蔵バッテリー出力端子　※常時出力
  • 3V3　：3.3V電源出力
  • 5V←（IN）　：5V電源入力　※入力！！

の８ピン在ります。

 

コンタクト長6mmの一般的な角型ピンヘッダーが挿せる様になってます。

ピンピッチは2.54mm。

 

HAT端子の方がGrove端子より使えるピンが多いです。　5V電源も3.3V電源も取れますし、IOもGroveより1ピン多く使えるのは有り難いですね。

 

制約事項も色々あるので、気にしとこう！

気にすべきこととして

  • 5V OUT・BAT端子が常時電圧出ている。（M5StickCの電源オフしてても出力される）
  • G36ポートは入力専用。
  • G0ポートをLowにしたままだとM5StickCが起動しない。

などが、HAT作りの基本的な要注意ポイントでしょうか。

 

他の有益な情報源

他にも色々制約在りますが、@tnkmasayukiさんが纏められてるM5StickC非公式日本語リファレンスにもっと詳しく情報が載ってますので、是非参考にして下さい。（凄く細かい情報まで纏められてるので、非公式なのが勿体ないくらい素晴らしいサイトです！！）

 

また、今月号のインターフェース誌は「ESP32特集」なので、こちらも必読でしょう。

Interface(インターフェース) 2020年 01 月号
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M5製品も大きく取り上げられてます。（M5社のオプション製品の解説まで載ってました）

 

勝手HATの作例をご紹介

手前味噌で恐縮ですが、私の作った勝手HATを幾つかご紹介します。

その１　「Wi-SUN HAT」

家庭用のスマートメーターから電力情報を取る為のHATです。

 

詳しくはコチラ↓を参照下さい。

M5StickCで家庭用スマートメーターをハックする！
皆さんは、うっかりブレーカー落とした経験ありませんか？ 「ドライヤー使う前に今の電気使用量が分かれば良いのに！」とか思ったことないですか？ 最近は、その希望が簡単に叶うって知ってますか！？ と言う事で、今回は、「スマートメーターから電力状況を取得して表示する」ことが出来る機械を作ってみたお話です。 もうブレーカー落とさずに済むよん♪
kitto-yakudatsu.com
2019.10.30

（GitHubでソースコード公開中です）

 

これを作ったのには、かなり切実な事情がありまして・・・

 

家族が頻繁にブレーカー落とすので、nasneが壊れたり、長時間の3Dプリントが失敗したりと、色々と困っていたのですよ。　NASやPCにはUPS付けてたけど、家の全ての機器にUPS付ける訳にも行きませんしね。(^_^;)

 

でも、今の電気使用状況がリアルタイムで見れないから予防し辛いという家族の意見もごもっとも。

なので、ドライヤーや電子レンジ等の大電力機器を使う場所で「今使うとヤバい！」と気付ける様に作りました。

このシステムは家族にはかなり好評で、「たまに役に立つものを作る」という有り難いご評価を賜りました。

 

なんだよ、スマートメーターとの通信用のHATじゃ、スタバでドヤれないじゃん！！

という冷静な方は次のを見て下さい！

 

その２　「Co2 HAT」

スタバでドヤる為に作りました。

・・・と言うのは半分冗談で、部屋や車内の換気が弱いと途端に体調悪くなる虚弱体質だったので、換気目安が欲しくて作った次第です。（「この値超えたら窓開けよう」とか周りを説得しやすい）

 

詳しくはコチラ↓を参照下さい。

M5StickCでCO2濃度を測定する！
やだぁ！？　ここ、空気悪くな～い！？ ・・・いや、人間関係が険悪とかでは無くて、部屋の空気の事でして・・・頭痛くなったり眠くなったりとかするんですよ～。 空気中のCO2（二酸化炭素）濃度によって、眠気や吐き気などの症状が出ることもあるらしいので、気のせい（人間関係のせい？）ではない事を証明すべく、CO2濃度を測定する装置を作ってみました。
kitto-yakudatsu.com
2019.11.13

（GitHubでソースコード公開中です）

 

このHATで採用したセンサーは5V電源を必要とする「MH-Z19B」だったので（センサー選定の背景理由は先のリンクをご覧ください）、簡単に取り外せるHATスタイルを維持したくて、細かい形状工夫を織り込んたりします。（無駄に凝り過ぎなのは性分）

 

小型モバイルバッテリーと組み合わせれば、どこでもCO2濃度が測れます。

 

コレならスタバでドヤれますよね。「このスタバ、空気悪い～！」みたいな。

 

CO2濃度なんかどうでも良いんじゃ！　私は他のセンサー使いたいんじゃ～！

という面倒な方は次のを見て下さい。

 

その３　「PinHeader HAT」

内部で全結線されてる信号モニター用のHATです。

 

全結線故に、色んなモジュールを幾つも組み合われる様になってます。（マルチHATが出来る！）

 

「PinHeader HAT」のBOOTH販売リンクはコチラ↓

M5StickC用「PinHeader HAT」と「Extend PCB （オスメスコネクタ含む）×２セット」のセット - きっと何かに役立つでしょ！？ - BOOTH
「M5StickC」用の「PinHeader HAT」と「Extend PCB ×２（オスメスコネクタ含む）」のセットです。 ※写真１枚目が本セットに含まれる商品一覧です。
kitto-yakudatsu.booth.pm

 

HATいっぱい作りたいマン向けの追加の「Extend PCB」の販売リンクはコチラ↓

M5StickC用「Extend PCB （オスメスコネクタ含む）」×２セット - きっと何かに役立つでしょ！？ - BOOTH
「M5StickC」用の「Extend PCB（オスメスコネクタ含む）」２セットです。 ※写真１枚目が本セットに含まれる商品一覧です。
kitto-yakudatsu.booth.pm

 

この「PinHeader HAT」を使うと、ピンヘッダーから信号をモニターしたり出来ますし、全結線されてるので、これを活用して作ったHATを重ねて装着したりも出来ます。

 

この「PinHeader HAT」には「Extend PCB」セットが２個付いてきますので、それを使えば、色んなモジュール基板を組み合わせて、多段HATを実現出来ます。（追加用に「Extend PCB」セットのみの別売も行っております）

多段HATにされる場合は、回路の電圧間違い・混線・ショート等が無い様にお気をつけ下さい。（I2Cデバイスを複数繋げる場合は、SDA・SCLのプルアップ抵抗を削除する必要があります）

 

こちら↓は、「Extend PCB」とスイッチサイエンスさんで販売されてる「CCS811搭載 空気品質センサモジュール」を組み合わせて作った「TVOC HAT」です。

「PinHeader HAT」をお買い上げ頂いた方向けに、この「TVOC HAT」の3Dプリント用3Dモデルを「おまけデータ」で配布しておりますので、興味のある方は是非参考にしてみて下さい。（3Dモデルは他にも順次追加していく予定です）

 

他にも「Extend PCB」を使って色んな勝手HATを作ってますので、興味のある方はTwitterをフォローして頂けると幸いです。

 

みんなで勝手HATを作ろう！

スイッチサイエンスさんを見てると色んなモジュールが販売されてますよね。

例えば「I2C」で検索すると山の様に出てきます。

 

M5社も意欲的に色んな公式HATを出してますが、どのデバイスをHAT化する予定があるのかは分かりません。というか、只待ってても普通は販売される保証はないです。

無いモノは自分で作るのがMaker精神です。

なら、自分で勝手に作れろう！と思い立って、KiCADのマニュアル片手に基板起こしから始めて作ったのが「Wi-SUN HAT」と「Co2 HAT」です。

 

次のHATを作ろうと思った際に、毎回基板起こしてると面倒だよな？と考えて、もっと簡単にHAT作れる様に＆色んなデバイスを同時に使える様にという思いを込めて「PinHeader HAT（Extend PCB）」を作りました。

 

と言う事で、折角ですし、皆さんにも活用して頂けると基板まで作った甲斐があって嬉しいです！！

 

最近は3Dプリンタでケースだって自分で作れる時代です。

好きなデバイスのモジュール基板を「M5StickC」と組みわせてスタバで華麗にドヤりましょう！

 

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