OnStepXが完成しました。
最小限の機能でよくてコンパクトにしたかったので、基板はMiniPCB2。ステッパードライバーはTMC5160。ファームウェアはOnStepX v10.24c。
とりあえず無負荷ではSLEW_RATE_BASE_DESIRED 3.0で脱調なし。モーターは定格0.9Aで400steps/revの17HM15-0904S、プラネタリギアボックスは減速比10:1のEG17-G10。このギアボックスはお高いだけあって極めてスムーズで静か。
オリジナルのMiniPCB2からのカスタマイズ点は2点。
①WeMos D1 miniの代わりにD1 miniサイズのESP32-WROOM-32Eを取付
②32KBのFRAMモジュールを追加実装
①のESP32について、Amazonなどで「D1 mini ESP32」を検索すると、ピンヘッダが2列でD1 miniのフォームファクタよりやや大きいやつが出てきます。しかし、OnStepの公式Wikiによると「MiniPCB2はWeMosソケット周りのスペースに余裕がないのでESP32は取付できません。」と書いてあります（試してはいない）。私はAndroidユーザーかつ現地でのPCとの接続でもWiFiよりBluetoothの方が使い勝手がいいので、このD1 miniソケットにはBluetooth SPP用のチップを付けたいのです。
一応、秋月のRN-42ピッチ変換モジュールは工夫すれば付けられなくもなさそうでしたが、今更Bluetooth 2.1はちょっとな…（しかも高いし）ということでネットサーフィンの結果、「ESP32 in true D1 Mini form factor」を謳うパブリックドメイン基板を発見、これを使ってESP32を取り付けました。JLCPCBAで裏面の表面実装部品の実装込みで注文できて助かります。
USBシリアルは載ってないので、5ピンピンヘッダからの書き込みになります。なおこの基板の3.3VレギュレータはLDOタイプではないので、MiniPCB2のD5はバイパスしないと（多分）電源電圧が足りない。
あとは以下のプログラムを書き込んでD1 miniのソケットに刺せばBluetooth SPP対応OK、後日WiFiにしたくなった時もSmart Web Serverを書き込めば対応可能。
ちなみに以下のコードはSerialToSerialBTのサンプルコードをちょっと書き換えただけ。
#include "BluetoothSerial.h"
String device_name = "OnStepX-HARMONIC";
// Check if Bluetooth is available
#if !defined(CONFIG_BT_ENABLED) || !defined(CONFIG_BLUEDROID_ENABLED)
#error Bluetooth is not enabled! Please run `make menuconfig` to and enable it
#endif
// Check Serial Port Profile
#if !defined(CONFIG_BT_SPP_ENABLED)
#error Serial Port Profile for Bluetooth is not available or not enabled. It is only available for the ESP32 chip.
#endif
BluetoothSerial SerialBT;
void setup() {
Serial1.begin(9600, SERIAL_8N1, 16, 4);
SerialBT.begin(device_name); //Bluetooth device name
}
void loop() {
if (Serial1.available()) {
SerialBT.write(Serial1.read());
}
if (SerialBT.available()) {
Serial1.write(SerialBT.read());
}
delay(20);
}②のFRAMについては興味本位。Teensy 4.0はエミュレートされたEEPROMの容量が小さく、PECバッファの容量を増やそうとしたときにエラーが出るという情報があったのでその対策でもあります。使ったのはたぶんAdafruit用であろうと思われるI2C 32KB FRAM MB85RC256Vモジュール。アリエクで600円くらい。パスコンとSCL・SDAのプルアップ抵抗も載ってるので使い勝手がよいです。別に32KBもいらないのですが、8KBのMB85RC64モジュールは売ってませんでした。
そのままだとデカいので、A1とA2の間で基板をカット。あとFRAMチップの右側4端子（上からVSS (GND)、A2、A1、A0）およびピンヘッダ部分のGNDとWPを短絡。これでVDD、SCL、SDA以外がすべてGNDに落ちます（データシートによれば内部プルダウンがあるみたいなので、この短絡加工は必要ないかもしれません）。MiniPCB2の右下、本来はPECセンサーコネクタを取り付けるスペースがありますが、ここには3.3Vも来てて上記基板カットしたモジュールがぴったり収まります（VCC～SDAまでの5ピンにピンヘッダを実装）。あとはTeensy 4.0裏面のGPIO24（SCL）、25（SDA）にワイヤーをはんだ付けして引き出し、モジュールのSCL、SDAと接続します。
OnStepX側では、Config.hに以下を追記。
#define HAL_Wire Wire2またNV_DRIVERをNV_DEFAULTからNV_MB85RC256に変更。
#define NV_DRIVER NV_MB85RC256これで問題なくFRAMを認識しました。なお初回起動時はFRAM初期化のためかなり時間がかかります。Extended.config.hでDEBUGをVERBOSEに設定するとシリアルモニタで経過状況が確認できます。
私はFRAMにしましたが、同じI2CバスにZS-042モジュールを接続すれば、RTC追加とEEPROMの拡張が両方できるみたいですね。
その他、MiniPCB2製作にあたっては、DCジャックが鬼門でした…
DCジャックの取付パターンは丸穴3か所のJP1なんですが、この丸穴が絶妙に小さくて一般的な基板取付用DCジャック（例えばマル信無線電機のMJ-179PHとか）が刺さりません。秋月で売ってるDCジャックで取り付け可能なのはこれです。
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