PCB-V3：設計方針

基本方針

実装ボリュームを大きめな基板を作りシステムを構築する。
その後実際の販売ターゲットに向けて簡易化させるための基板。
やや大型になると思われる。

PCBの構成

PCBはメインボード、サブボード構成とする。

サブボードには内蔵センサーSHT31、SGP40センサーを搭載し、これを内蔵センサーとする。

サブボードに設置することで、本体の熱の影響を受けにくくする。

フルカラーLEDを搭載

現状は2色LEDを使っているが、フルカラーLEDを搭載、制御できるようにする。

フルカラーLEDはサブボードに設置する予定。

フルカラーLEDの数は5つとし、配置はサイコロの5のような並び、ナイトライダーのような横配列を用意する。

フルカラーLEDは下記のPINで制御する

GPIO（現行のLED制御PINから拝借予定）
5V
GND（I2C端子と共有）

LEDチップの仕様

LEDの候補はWS2812BまたはSK6812MINI

下記はWS2812B、SK6812MINIのデータシートから引用（共通）
1 VDD = 電源プラス。基本は +5V
2 DOUT = データ出力。次のLEDの DIN へつなぐ
3 DIN = データ入力。ESP32のDATA、または前のLEDの DOUT から入れる
4 VSS = GND。電源マイナス
https://akizukidenshi.com/goodsaffix/WS2812B_20200225.pdf
https://akizukidenshi.com/goodsaffix/sk6812mini-e.pdf

フレキシブルケーブルを採用

メインボードと各種ボードはフレキシブルケーブルで接続させる。

外付けモジュールはフレキシブルケーブル2Pinヘッダ変換コネクタを開発する。

フレキシブルケーブルを採用する理由は、3Dプリンタやレーザー彫刻気などの内部へモジュールを仕込むときに、フラットケーブルだと厚みに問題がでてしまうから。

デメリットは、フレキシブルケーブルを使うためのソケットが必要でコストが上がる。

外付けモジュールは別売り扱いとするため、コストが上がっても良いと考えている。

ただし、コストによってはメインボードとサブボードに関しては従来の安価なフラットケーブルを使っても良い。

物理ボタン

APモードの起動など、物理操作に必要なボタンを用意する。

スタンドアロンモード（後述）のばあい、VOCのキャリブレーションは物理ボタンにて行えるようにする。

用途未定も含め、2-3ボタン用意し、最終的に何個必要かを判断する。

I2Cの数

I2CはESPの仕様上、2つまでしか取れない。
マルチプレクサを使うことで同一I2Cから同一ポートデバイスを複数利用できるが、ファームの対応が必要。

マルチプレクサ対応

ファームの修正点

- TCA9548A等のマルチプレクサ制御を追加
- EX scan時に各チャンネルを順番に開いてscan
- センサー情報に bus_id だけでなく mux_addr / mux_channel を持たせる
- 読み取り時も対象センサーのチャンネルを選んでから読む
- golden_state や送信payloadで、同じアドレスの同種センサーをslot別に区別する

スタンドアロンモード

このプロジェクトがオオゴケした場合、専用ファームを書き込むことでキットとして販売ができるようにする。

キットの場合、内蔵センサーのみ実装とし、他は各自頑張れの精神とする。

PCBレイアウト素案

USB端子はサイドへ
外付けセンサーのソケットをそれぞれ専用に
SubボードとOLEDボードはフラットケーブルで接続（費用を確認し決める）
SubBoardは２バージョン作成する
本体サイズは大きくなる