ボクにもわかるブレッドボードによるMixJuice互換ボードの製作方法

IchigoJam+MixJuiceボードをブレッドボードで製作し、ボクにもわかる for MixJuiceにアクセスしてみましょう。

本ページでは、ブレッドボード上にIoTモジュールESP-WROOM-02を実装し、MixJuiceのファームウェアを書き込み、ネットワークボードMixJuiceの互換ボードを製作する方法について説明します。

本ページで使用する用語

IchigoJam （jig.jp社が開発した、BASICが動作する「こどもパソコン」）
http://ichigojam.net/
MixJuice （Natural Style社が開発したIchigoJam用ネットワークボード）
http://mixjuice.shizentai.jp/
ESPモジュール、ESP-WROOM-02 (Espressif Systems社が開発したWi-Fiモジュール)
https://espressif.com/

マイコンボードの互換機の製作

まずは、マイコンボードを製作します。ブレッドボードを使ったIchigoJamマイコンボードの互換ボードの作り方は、下記を参照してください。

ブレッドボード版IchigoJamマイコンボードの互換ボード

https://bokunimo.net/blog/ichigojam/136/

（ご注意）マイコンボードの互換ボードです。互換マイコンではありません。

IchigoJamはjig.jpの登録商標です。ここでは同社製品を示しています。

ただし、MixJuiceの互換ボードと通信を通信を行うには12MHzの水晶振動子が必要です（上図には含まれていません）。IchigoJamマイコンの19番ピンと20番ピン（IchigoJam by jig.jpと書かれたピン。ブレッドボードに書かれている数字も、たままた18番と19番）へ水晶振動子を実装してください。

なお、マイコンボードのほかに、表示用のテレビ、PS2端子付きのキーボード、micro USBコネクタに対応したACアダプタ、無線LANアクセスポイントなどの周辺機器や、インターネット回線が必要です。

電源をパソコンのUSBから供給した場合、パソコンの能力によっては、IchigoJamを搭載したマイコンの動作が不安定になる場合があります。

（参考情報）　もしくは、純正IchigoJam U マイコンボードと接続することも可能

本ページで製作するMixJuice互換ボードを、純正のIchigoJam U マイコンボードに接続して動作させることもできます。その場合は、IchigoJam Uのシリアル（CN3のRXDとTXD）と、電源（CN5の1番ピンと5番ピン）をMixJuice互換ボードに接続します。

MixJuice互換ボード用の部品リスト

部品を集めます。IoTモジュールには秋月電子通商で売られているESP-WROOM-02 DIP化キットを使用します。他の部品についても、秋月電子通商で揃えれることができるでしょう。

ESP-WROOM-02 DIP化キット(650円)
USBシリアル変換アダプタ AE-FT234X(600円)
レギュレータ 3.3V500mA TA48M033F(100円)
電解コンデンサ　1000μF （耐圧6.3V以上。製作例では16V品を使用）
電解コンデンサ　470μF または OS-CON 470μF
積層セラミックコンデンサ 0.1μF
タクト・スイッチ　 2個
抵抗器(1/4W) 1kΩ 3個　LED用
抵抗器(1/4W) 10kΩ 2個　ESPモジュールの信号プルアップ用
LED、赤、黄、緑、各1個
ブレッドボード E-CALL EIC-801
ブレッドボード用ジャンパ EIC-J-L
ピン端子（オス）付きのブレッドボード用ワイヤー 4本（赤、黒、青、緑）

ブレッドボードに配線する

次にブレッドボードへモジュール以外の部品の実装と配線を行います。下図を参照しながら製作してください。

ジャンパ線の色は長さによって色分けされています。図の色に合わせて選びましょう。赤、橙、茶が不明確ですが、長いものは見た目で区別できると思います。約5mmの短い赤いジャンパーは、 h 列の2本だけです。その他は橙色の約7.5mmのジャンパー線です。

左下の電解コンデンサは1000uFです。側面にある帯状のマーカーをブレッドボードのマイナス線に接続してください。上側の電解コンデンサについてもマーカーがマイナス側です。ただし、マーキングが部品の天面のみに表示されている場合は、マーカー側がプラスです。少し、紛らわしいので、ご注意ください。

レギュレータは金属面がボードの内側を向くようにします。LEDは、リード線の長い方がアノードです。赤色と黄色のLEDのアノードをボードの f 列に、緑のアノードを e 列に接続してください。これらLEDに接続する抵抗は1kΩです。抵抗の片側をLEDのカソードへ、反対側をブレッドボードのマイナスライン（GND）へ接続します。

ESPモジュールに接続するプルアップ抵抗は10kΩです。ESPモジュールの8番ピンと15番ピンに接続します。15番ピン側はタクトスイッチの配線を渡って写真のボード上方 a 列11番の抵抗に接続されています。これら10kの抵抗はプルアップ抵抗です。反対側の抵抗のリード線を、電源ラインに接続します。写真の場合、上側の電源（3.3V）に接続してください。（下側の電源ラインは5V）

製作後は、必ず配線をチェックしてください。慣れている人でも、配線ミスをします。

問題が無ければ、ESPモジュールを実装します。これで、ハ�
��ドウェアの完成です。

ファームウェアを書き込もう

ファームウェアを書き込むためにUSBシリアル変換アダプタをi列の14～17番に接続します。16番に「RX」のシールを貼ってありますが、これはESPモジュール側のRXです。ここに、USBシリアル側のTX端子がきます。

USBシリアル変換アダプタをWindows 7～10を搭載したパソコンに接続すると、自動的にドライバのインストールが開始されます。インストールには、5分くらいの時間を要する場合があります。インストール中に警告マークなどが表示されたとしても、辛抱強く待てば、適切にインストールされるでしょう。

無事にドライバのインストールが完了したら、Windows のデバイスマネージャを開き、一覧の中から「ポート（COMとLPT）」の「＋」をクリックしてください。下図のようにCOMポート番号が表示されます。

もし、警告マークが表示された場合は、ドライバのインストール中です。5分以上、待ってください。途中でUSB端子を外すとインストールに失敗します。

複数のCOMポートが表示された場合は、USBシリアル変換アダプタをUSB端子から抜き、その時にデバイスマネージャから消えたCOMポート番号を確認します。

ファームウェアは、MixJuiceのウェブサイトからダウンロードすることができます。また、書き込みソフトウェアは、Espressifのホームページから「ESP8266 Flash Download Tools v2.3」または「v2.4」をダウンロードします。本ESP-WROOM-02は、バージョン v3以降には対応していません。ダウンロードするバージョンを間違わないようにしてください。

MixJuiceホームページ

http://mixjuice.shizentai.jp/

（ご注意）MixJuiceファームウェアの無断配布は禁止されています。詳細は

開発元（NaturalStyle Co. Ltd.　http://na-s.jp/）にご確認ください。

Espressifダウンロードページ

https://espressif.com/en/support/download/overview?keys=&field_type_tid%5B%5D=16

FLASH_DOWNLOAD_TOOLSをダウンロードしたら、デスクトップなどにZIPを展開し、「ESP_DOWNLOAD_TOOL_V2.3.exe」（または ESP_DOWNLOAD_TOOL_V2.4.exe）を起動します。起動するとコンソール画面（CLI画面）と以下のようなGUI画面が開きます。

ウィンドウの一番上の欄へ、MixJuiceのホームページからダウンロードしたファームウェアの保存場所を入力し、その他の欄を空欄にしてください。また、ADDRは「0x00000」を入力してください。

画面左下のCOM PORTにはUSBシリアル変換アダプタのCOMポート番号を入力します。

その他の設定については、秋月電子通商から購入したESP-WROOM-02の場合は、今のところデフォルトのままで大丈夫です。秋月電子通商以外から購入した場合は、設定を変更する必要があるかもしれません。適切に動作しない場合は、販売店などに購入した商品の仕様を問い合わせるか、色々と試してください。

（購入したモジュールに内蔵されているFLASHメモリの仕様に合わせて、SPI SPEED、SPI MODE、FLASH SIZEなどを変更する）。

ファームウェアを書き込むには、ブレッドボード上のタクトスイッチの操作が必要です。以下の手順でファームウェア書き込みモードへ設定してください。慣れるまでは少し難しいかもしれません。

IO0ボタン（黄色）を押した状態のまま
RSTボタン（茶色）を押し、
RSTボタンのみを離します。
その後、IO0ボタン（黄色）を離します。

ファームウエア書き込みモードに設定したら、ESP FLASH DOWNLOAD TOOLの「START」ボタンをクリックしてください。ステータスバーが進行し、書き込みに成功したら、その旨が表示されます。

「START」ボタンのすぐ横のインジケータが「赤色」になった場合は書き込み失敗です。電源を切り、始めからやり直してください。

その他のファームウェア書き込みツールについては、イチゴジャム　レシピに詳しく紹介されていますので、そちらを参照してください。

その他のファームウェア書き込みツール

http://15jamrecipe.jimdo.com/mixjuice/　（イチゴジャム　レシピ）

IchigoJamとの接続

ファームウェアの書き込みが完了したら、IchigoJamとの接続を行います。

シリアル信号については、IchigoJamマイコンのTXDをESPモジュールのRXDへ、IchigoJamマイコンのRXDをESPモジュールのTXDへ、互いに信号名が交差するように接続します。上図では、緑色の線が左側、青色の線が右側に接続されています。

IchigoJam TXD(図の左側) ⇒ ESP RXD (図の左側)

IchigoJam RXD(図の右側) ⇒ ESP TXD (図の右側)

電源はUSBから供給します。MixJuiceに大きな電流が必要なので、なるべくMicoro ＵＳＢコネクタ変換キット（AE-USB-MICRO-B-D 200円）の近くから引き出してください。また、ポリスイッチの働きで適切に起動しない場合があります。一度、USBを抜き、一息ついてから差し�
��すと起動すると思います。

図中の黒色のジャンパー線はGNDです。接続を忘れないようにしてください。

ボクにもわかる for MixJuice へのアクセス方法

それぞれの機器を接続し、電源を入れ、IchigoJamに接続したキーボードの[F1]キーを押して画面を消去してから、以下のコマンドを入力してください。<SSID>と<PASS>の部分には、お使いの無線LANアクセスポイントのSSIDとパスワードを入力します。

?"MJ APC <SSID> <PASS>⏎

正しく接続されるとIPアドレスが表示されます。以上の作業は、次回からは不要です（自動的に接続される）。

次に、「ボクにもわかる for MixJuice」のページへアクセスしてみましょう。以下を入力してください。

?"MJ GET bokunimowakaru.github.io/MJ/⏎

ボクにもわかる for MixJuiceでは、メニュー番号の数字を押して、「⏎」を押すと指定したページにアクセスすることが出来ます。番号を間違えてエラーが出た場合は、「INPUT」と書かれている行までカーソルを戻して、「⏎」を押し、数字を修正してから、再度、「⏎」を押してください。

最初のページ「ホーム」で「1」「0」「⏎」を押して「ボータル　トウロク」を選択すると、IchigoJamマイコンのファイル番号0に、「ボクにもわかる for MixJuice」へのアクセス用のプログラムを保存することが出来ます。

また、IchigoJamマイコンの「BTN」信号（13番ピン）を、ジャンパー線でGND（マイナスライン）に接続しておくと、電源を入れた時に自動的に、「ボクにもわかる for MixJuice」へアクセスできるようになります。

コンテンツを配信してみよう

ひととおり、楽しんだら、こんどはコンテンツの配信にも挑戦してみましょう。下記のブログの後半に、GitHubを使用した配信方法の概略を記載しています。

https://bokunimo.net/blog/ichigojam/131/

おわりに

このページは、長期間、公開を保留にしていました。今日、ちょっとしたきっかけがあったので、内容の補足や、一部の写真の撮り直しなどを行い、公開することにしました。

なお、ここで製作した回路には、若干のハードウェア設計不良があることを確認していますが、その一方で、十分な検証を行ったうえで、公開しています。

異常が発生したり、万が一、部品が壊れたとしても、一切、責任は負いません。公開情報については改善いたします。何かありましたら、お知らせください。

不具合の多くは、起動時に発生します。起動時の問題は、再起動で直ります。その点はご容赦ください。

USBコネクタを取り外し、電源を切り、何秒か息をついてから、再び電源を入れてください。電源電圧の降下に余裕がありません。なるべく、USB出力のACアダプタで電源を供給してください。

by ボクにもわかるIchigoJam用マイコンボード

https://bokunimo.net/ichigojam/