CH9102F, CH9329, MT3608... 最近気になってるICとかメモ【電子工作】
最近は電子工作はてんで出来ていないのですが、 「ほえ～こんな部品があるとな！」って感じで部品の情報はちょくちょく調べたりしていて、そろそろ型番とかごちゃごちゃして覚えきれなくなってきたので、現状の調査結果をここにメモしておくことにします。
CH9102F
概要
ArduinoやESP32にプログラムを書き込むための、USBシリアル変換IC。CH340シリーズと同じ中国のICメーカーであるWCH製。4mmのQFN-24パッケージ。
CP2102NとCH9102Fそれぞれのデータシートより抜粋。左がCP2102N(QFN-24)。ピンに互換性がある。
立ち位置としてはSILICON LABSのCP2102Nのジェネリック品的な感じで、CP2102NのQFN-24版とピン配置に互換がありフットプリントそのまま代替品として使用できる模様。ただしCP2102Nのデータ転送スピードが12Mbpsなのに対し、CH9102Fは4Mbpsまでとなっている。
CP2102Nの在庫不足を受けて、各種ESP32の開発キットで使われたり、M5StackではCore2からCP9102Fが使われているようだ。流石にPC側のドライバはSILICON LABSのものは使えず、専用のものが用意されている。
ドライバのインストール方法はスイッチサイエンスの記事にあった。
M5Stack v2.6の変更点とCH9102Fのドライバについて – スイッチサイエンス マガジン
https://mag.switch-science.com/2021/11/01/m5stack-v2-6-changes/
2022/06/13現在、秋月にCH9102F単体の取り扱いはないが、CP2102またはCH9102Fが搭載されたESP32ダウンローダキットというものが売られている。
CP2102NとCH9102Xそれぞれのデータシートより抜粋。左がCP2102N(QFN-28)。こちらもピンに互換性がある。
5mmのQFN-28パッケージであるCH9102XというICもあり、こちらはQFN-28版のCP2102Nとピン互換が保たれているように見える。
3本ほどGPIOピンが増えているが、GPIOピンで具体的に何ができるのかというのが残念ながら今の小生にはさっぱりわからない。無念。
CH9102F - A replacement for CP2104 USB to UART bridge - CNX Software
https://www.cnx-software.com/2021/09/14/ch9102f-a-replacement-for-cp2104-usb-to-uart-bridge/
入手前の所感
自分はCP2102Nはではプログラムの書き込みが成功しなかったという辛い過去があるので（完全に自分の実力不足でありICは全く悪くないです）、軸の秤のシリアル変換ICには現在CH340Gを使ってます。
CH340Gは手ハンダしやすいSOP16パッケージで、さらに小さい方が良ければMSOP-10パッケージのCH340Eなどもあります。MSOP-10となると4mm四方のQFN-24と専有面積は殆ど変わらないので、大きさ的なメリットは少ないかもしれませんが、CH340はどうも新しいMacとの相性が良くないらしくて（使えないことはないみたい）、転送スピードも2Mbpsまで。
これからを意識するとCH9102Fも使えるようになりたいですねー。ご自宅リフロースキルを解放したので、今はもうQFNパッケージも怖くないですしおすし。
CH340やCP2102などについては下記に少し調べたので良ければどうぞ。
USB-シリアル変換モジュールについて調べたメモ
https://romly.com/blog/usb_to_serial_ic_note
CH9328 / CH9329
概要
これらもUSB-シリアル変換ICの一種だろうが、ProMicroのように、PC接続時にHIDキーボードデバイスとして認識すると思われる。ESP32などのマイクロコントローラーを使ってこのICのTXD/RXDピンへ所定のプロトコルを送信する事で、PCへキーコードを送信できるようだ。要するに自作キーボード（有線）が作れるのではないか！
CH9328はキーボードとしてのみ、CH9329はキーボードの他にマウスやカスタムHIDデバイスとして振る舞えるとある。
基本的にCH9329はCH9328の機能を内包したアップグレード版と考えて良いようだ。ではなぜCH9328が存在するかだが、AliExpressで見たところCH9329はCH9328の倍ぐらいの価格になっている。確かにキーボードだけで良い場合はCH9328を選ぶ十分な理由になろう。
両者ともに手ハンダに優しいSOP-16パッケージだが、ピン互換はない。
CH9328とCH9329のピンアウト。それぞれのデータシートより。
入手前の所感
ESP32はBluetoothで接続すればBLE HIDデバイスとして振る舞えるので、無線接続のカスタムキーボードは作れるんだけど、逆に言えばワイヤレスキーボードしか作れないわけで。CH9329/
無線の方が取り回しは圧倒的に楽だけど、いざという時には有線でも使えるに越したことはないよね！ BIOSもいじれるし！！
軸の秤も今後のファームウェアでBluetooth接続のマクロパッドとして使えるようにする予定なんだけど、電源用にUSBケーブルは繋いでおかないと動かないので、それならパソコンと繋いだ時はめんどくさいペアリングを省いてそのままマクロパッドとして使えるようにしたいのだ。
しかしそうなると、プログラム書き込み用のUSBとは配線を分けないといけない…… 思いつくのはUSBコネクタを用途別に2つ付けちゃうか、トグルスイッチか何かで切り替えられるようするか。後者の方が楽かな？
MT3608（昇圧コンバーター）
軸の秤はUSBからの5V電源でステッパーも動かしちゃってる。しかもダイオード挟んだりで実測は4.7Vくらい。28BYJ-48なので問題ないとはいえ、出来ればしっかりと5Vを供給したいし、USBから電源を取っているので電流を多く消費するステッパーを動かすのは避けたい。
そうすると次のステップとして電池で動かしたいけど、乾電池の1.5Vを5Vに変換する必要があって、その為には昇圧コンバーターというものを使うらしい。軸の秤でUSBの5VをESP32用に3.3Vに落とす降圧はやったことあるんだけど、昇圧は初挑戦。
というわけで電圧を上げるための昇圧コンバーターはどれを使えば良いのか調べた。
HT7750A（電流不足）
どうもHT7750Aというのがめちゃくちゃポピュラーで使用例も多く簡単に使えそうだけど、最大出力電流が200mA(0.2A)らしく、ステッピングモーターには心許《こころもと》ない感じ（28BYJ-48はちょうど200mAくらいかかる）。
データシートより。スルーホールのTO-92の他に表面実装で3種類のパッケージが用意されている。
MT3608（本命）
更に調べると、MT3608というのがよく出てくる。Amazonでも1個100円以下、出力電圧は可変抵抗で調整できる昇圧モジュール。入力ソースとしてUSB電源を使えるMicro USBコネクタ付きのものも多い。
これはその名の通りMT3608というステップアップコンバーターを使っていて、出力は26Vまで、最大電流は2Aなので28BYJ-48なら余裕を持って動かせそう。
入力は2Vからなので、HT7750Aのように乾電池1本からというのは難しそうだけど、まあ2本直列にすればいいかな。
Amazonにもたくさん売ってるので超絶入手しやすい。入手しやすいと情報も手に入りやすく、初心者に優しい。
モジュールだとコイルやら可変抵抗やらで大きく見えるけど、MT3608そのものは6ピンのSOT-23なのでかなり小さい。
XL6009 / XL6019（オーバーキル）
さらに電流が必要な場合、XL6009またはXL6019というモジュールが大量に出回っている事がわかった。XL6009というのは古いモデルで、XL6019がアップグレード版の現行品の模様。
これらはMT3608よりもより高圧・高電流を扱えるDCDCコンバーターで、入力電圧は5V～40V（XL6009は32Vまで）、出力は5V～45V、5A（XL6009は4Aまで）になっている。
モジュール版はどうも壊れやすいらしく、出力電圧が入力電圧と同じになってしまうというのが典型的な壊れ方らしい。
まあここまで大きな電圧や電流は今のところ必要ないので、こんなのがあるよと記憶の片隅に留めておく事にする。
MT3608と比べると、大きなコンデンサが付いてたり入出力がターミナルブロックになってたりで高い電圧使えるぞーって感じがかっこ良さげ。
XL6009と比べると、XL6019は倍くらいの値段になってしまう。
あとみんな大好きNeoPixel、もといWS2812BとSK6812についても調べたんだけど、そっちはそっちでだいぶ長くなってしまいそうなので別の記事にまとめることにするー。
というわけでいじょ！
この記事はここで終わりです。
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