ボタン電池でESP３２を動かそう！KiCadで回路基板も作り、リセットICでESP32の破損保護も！

# 背景：ボタン電池でESP32を動かしたい理由
　Raspberry PiやArduino、ESP32を使ったプロトタイピングの場合、
　　・電源ケーブルが必要 
　　・設置時の配線の取り回しの工夫が必要
　　・バッテリーのサイズが大きくなる

　上記が原因で、機能・見た目の両方がスマートな実験が行えない場合がある。
　　・微妙な隙間に設置したい
　　・人/動物が持つor取り付ける上で重さも十分軽い方が良い
　　・ハードウェア（回路全体）を小型化したい
　
　上記のような条件・要望の時、ボタン電池でESP32を動かす手段があると、
　開発の自由度がグンと上がりそうだったので実施いたしました。

# 回路図
　主に３つのパートに分けて作図しております。
  　以下に各部の説明をそれぞれ簡単に記載します。
　※代替パーツや実現法を本記事の末尾に記載しております。
　　ぜひ最後までご覧いただけますと幸いです。。
![回路図.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1643143/993d9724-e4b1-f004-8e25-6975051b5b90.png)
#### Coincell Battery Unit
　コイン電池はLIR2032の充電可能な電池を使用。
　※画像クリックでリンク先が新規ウィンドウで開きます。
<a href="https://www.amazon.co.jp/eemb-%E3%83%AA%E3%83%81%E3%82%A6%E3%83%A0%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%B3%E9%9B%BB%E6%B1%A0-%E4%BA%8C%E6%AC%A1%E9%9B%BB%E6%B1%A0-%E5%85%85%E9%9B%BB%E5%BC%8F-LIR2032%EF%BC%883-6V-40mAh%EF%BC%89/dp/B01G2YQ236?&linkCode=li2&tag=yyoshinaga202-22&linkId=fdc095c9016501db2dc48aa014d965f0&language=ja_JP&ref_=as_li_ss_il" target="_blank"><img border="0" src="//ws-fe.amazon-adsystem.com/widgets/q?_encoding=UTF8&ASIN=B01G2YQ236&Format=_SL160_&ID=AsinImage&MarketPlace=JP&ServiceVersion=20070822&WS=1&tag=yyoshinaga202-22&language=ja_JP" ></a><img src="https://ir-jp.amazon-adsystem.com/e/ir?t=yyoshinaga202-22&language=ja_JP&l=li2&o=9&a=B01G2YQ236" width="1" height="1" border="0" alt="" style="border:none !important; margin:0px !important;" />
　コイン電池の電圧（充電時4.2V）を、ESP32用（3.3V）に変換する
  　レギュレーターHT7333（表面実装用）
　※画像クリックでリンク先が新規ウィンドウで開きます。
<a href="https://www.amazon.co.jp/N-C-HT7333A-1-7333-1-SMDSOT89%E4%BD%8E%E9%9B%BB%E5%8A%9B3%E7%AB%AF%E5%AD%90%E3%83%AC%E3%82%AE%E3%83%A5%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%81%E3%83%83%E3%83%97HT7333/dp/B0926X8MT4?dchild=1&keywords=HT7333&qid=1623583984&sr=8-4&linkCode=li2&tag=yyoshinaga202-22&linkId=2a9f9c4ae3511b2519d2dc5ae3a409f7&language=ja_JP&ref_=as_li_ss_il" target="_blank"><img border="0" src="//ws-fe.amazon-adsystem.com/widgets/q?_encoding=UTF8&ASIN=B0926X8MT4&Format=_SL160_&ID=AsinImage&MarketPlace=JP&ServiceVersion=20070822&WS=1&tag=yyoshinaga202-22&language=ja_JP" ></a><img src="https://ir-jp.amazon-adsystem.com/e/ir?t=yyoshinaga202-22&language=ja_JP&l=li2&o=9&a=B0926X8MT4" width="1" height="1" border="0" alt="" style="border:none !important; margin:0px !important;" />
　コンデンサは電圧の規格が5V(≒3.3V×1.5倍)で3Fを活用
　リセットICを使用しないとき、容量は1Fでも安定動作した。
　※画像クリックでリンク先が新規ウィンドウで開きます。
<a href="https://www.amazon.co.jp/Cooper-Bussmann-%E3%82%B9%E3%83%BC%E3%83%91%E3%83%BC%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5-EDLC-PHB-5R0V305-R/dp/B091B9Y4KX?__mk_ja_JP=%E3%82%AB%E3%82%BF%E3%82%AB%E3%83%8A&dchild=1&keywords=%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5+3F&qid=1623584693&sr=8-50&linkCode=li2&tag=yyoshinaga202-22&linkId=2102a9b44d0640f09ee2d8ab026c549e&language=ja_JP&ref_=as_li_ss_il" target="_blank"><img border="0" src="//ws-fe.amazon-adsystem.com/widgets/q?_encoding=UTF8&ASIN=B091B9Y4KX&Format=_SL160_&ID=AsinImage&MarketPlace=JP&ServiceVersion=20070822&WS=1&tag=yyoshinaga202-22&language=ja_JP" ></a><img src="https://ir-jp.amazon-adsystem.com/e/ir?t=yyoshinaga202-22&language=ja_JP&l=li2&o=9&a=B091B9Y4KX" width="1" height="1" border="0" alt="" style="border:none !important; margin:0px !important;" />
#### Reset Unit
　 電源電圧の監視とリセットによる保護にはPST9330を使用。
　コイン電池の電圧が、使用に応じて降下し、
　電池及びレギュレータからの出力電圧が3.0V以下になったとき、
　リセットIC(PST9330)からESP32のリセットピンにLOWを入れ続け、
　微妙な電圧の領域で何度も再起動をしESP32が壊れることを防ぐ。

https://suzushoweb.shop-pro.jp/?pid=101169176
#### ESP32 Main Unit
　傾きスイッチを使って、自宅郵便ポストのフタが開けられたら、
　ESP32の省電力モードである、Deep Sleepモードから起動して
　Gmailに郵便物投函メールを送信する内容をArduino IDEで実装した。
<a href="https://www.amazon.co.jp/NITIUMI-%E6%B0%B4%E9%8A%80%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81-3%E3%83%9F%E3%83%AA%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%AB-%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%83%BC-10%E5%80%8B%E3%82%BB%E3%83%83%E3%83%88/dp/B07L3RZLTS?__mk_ja_JP=%E3%82%AB%E3%82%BF%E3%82%AB%E3%83%8A&dchild=1&keywords=%E6%B0%B4%E9%8A%80%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81&qid=1623588892&sr=8-4&linkCode=li2&tag=yyoshinaga202-22&linkId=a03d15f0b687cb0035e5ef19f103480d&language=ja_JP&ref_=as_li_ss_il" target="_blank"><img border="0" src="//ws-fe.amazon-adsystem.com/widgets/q?_encoding=UTF8&ASIN=B07L3RZLTS&Format=_SL160_&ID=AsinImage&MarketPlace=JP&ServiceVersion=20070822&WS=1&tag=yyoshinaga202-22&language=ja_JP" ></a><img src="https://ir-jp.amazon-adsystem.com/e/ir?t=yyoshinaga202-22&language=ja_JP&l=li2&o=9&a=B07L3RZLTS" width="1" height="1" border="0" alt="" style="border:none !important; margin:0px !important;" />
　ESP32はチップを購入し、KiCadを使って自作したPCBボードに表面実装した。
　（※詳細は以下を参照）
<a href="https://www.amazon.co.jp/%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B9-ESP32-WROOM-32D-Wi-Fi-BLE%E3%83%A2%E3%82%B8%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%AB/dp/B07CRW99N8?__mk_ja_JP=%E3%82%AB%E3%82%BF%E3%82%AB%E3%83%8A&dchild=1&keywords=ESP32+chip&qid=1623589234&sr=8-34&linkCode=li2&tag=yyoshinaga202-22&linkId=21738936e249995154bf6d6075e4b86b&language=ja_JP&ref_=as_li_ss_il" target="_blank"><img border="0" src="//ws-fe.amazon-adsystem.com/widgets/q?_encoding=UTF8&ASIN=B07CRW99N8&Format=_SL160_&ID=AsinImage&MarketPlace=JP&ServiceVersion=20070822&WS=1&tag=yyoshinaga202-22&language=ja_JP" ></a><img src="https://ir-jp.amazon-adsystem.com/e/ir?t=yyoshinaga202-22&language=ja_JP&l=li2&o=9&a=B07CRW99N8" width="1" height="1" border="0" alt="" style="border:none !important; margin:0px !important;" />

# 実際に作った物の外観
　実際に作った物の外観は以下の写真の通りです。
　（KiCadを用いて自作した回路基板の裏面にボタン電池を実装しています。）
![IMG_0825 (1).JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1643143/98264c41-820b-b35a-eb97-b20718704130.jpeg)

# Udemy講座のご紹介（※91%offクーポン付リンク）
　Udemy講座上にて詳細（図面・コード）を公開中。
https://www.udemy.com/course/iotkicadesp32/?couponCode=AB1FE0A49F57C5269436

　リンクから進んでいただくとクーポンが適用されます。是非ご覧を！
【講座内容】
  　・KiCadを使った電子回路基板（PCBボード）の作成方法
　・ご家庭にある料理用のホットプレートを使った安価な表面実装方法
　・ボタン電池とESP32を使った小型IoTセンサー（郵便投函メール通知機能）

https://www.udemy.com/course/iotkicadesp32/?couponCode=AB1FE0A49F57C5269436

# その他補足
　上記クーポン付きリンクが切れている際はご連絡いただけますと幸いです。
　yyoshinaga2021udemy@gmail.com
　ご意見ご要望、「こういうの作って！」等ございましたら、ご連絡ください！

#### YouTube 動画（Udemy講座での実施内容の概要を動画でご覧いただけます。）
https://www.youtube.com/watch?v=oEfXG3VgdKU

　●コイン電池の充電器
　　※画像クリックでリンク先が新規ウィンドウで開きます。
<a href="https://www.amazon.co.jp/limitpower-2032-000-%E3%83%9C%E3%82%BF%E3%83%B3%E3%83%BB%E3%82%B3%E3%82%A4%E3%83%B3%E9%9B%BB%E6%B1%A0%E5%85%85%E9%9B%BB%E5%99%A8-%E3%82%A2%E3%82%A6%E3%83%88%E3%83%AC%E3%83%83%E3%83%88%EF%BC%89%EF%BC%8B%EF%BC%AC%EF%BC%A9%EF%BC%B2%EF%BC%92%EF%BC%90%EF%BC%93%EF%BC%92-%EF%BC%883-6%EF%BC%B6%EF%BC%89%C3%97%EF%BC%95%E5%80%8B%E4%BB%98%E3%83%BB%E4%BA%A4%E6%8F%9B%E3%81%8C%E5%A4%9A%E3%81%84%E3%80%81%EF%BC%A5%EF%BC%AD%EF%BC%B3%E3%83%BB%E3%82%B9%E3%83%9E%E3%83%BC%E3%83%88%E3%82%AD%E3%83%BC%E3%83%BB%E3%82%AD%E3%83%BC%E3%83%AC%E3%82%B9%E3%82%AD%E3%83%BC%E3%83%BB%E3%83%AA%E3%83%A2%E3%82%B3%E3%83%B3%E7%AD%89%E3%81%AE%E9%9B%BB%E6%B1%A0%E4%BA%A4%E6%8F%9B%E3%81%AB-%E6%B1%8E%E7%94%A8%E5%A4%9A%E6%95%B0/dp/B07D9D7B1Y?pd_rd_i=B07D9D7B1Y&psc=1&linkCode=li2&tag=yyoshinaga202-22&linkId=a1eb282461df1170a50c67764b84e93e&language=ja_JP&ref_=as_li_ss_il" target="_blank"><img border="0" src="//ws-fe.amazon-adsystem.com/widgets/q?_encoding=UTF8&ASIN=B07D9D7B1Y&Format=_SL160_&ID=AsinImage&MarketPlace=JP&ServiceVersion=20070822&WS=1&tag=yyoshinaga202-22&language=ja_JP" ></a><img src="https://ir-jp.amazon-adsystem.com/e/ir?t=yyoshinaga202-22&language=ja_JP&l=li2&o=9&a=B07D9D7B1Y" width="1" height="1" border="0" alt="" style="border:none !important; margin:0px !important;" />


　●コイン電池の電圧（充電時4.2V）を、ESP32用（3.3V）に変換する
　　レギュレーターHT7333
　　※表面実装せず、はんだ付けやブレッドボードの場合用
<a href="https://www.amazon.co.jp/%E3%83%94%E3%83%BC%E3%82%B9-HT7333-HT7333-1-HT7333-%E9%9B%BB%E5%9C%A7%E3%83%AC%E3%82%AE%E3%83%A5%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%BF%E6%96%B0%E3%82%AA%E3%83%AA%E3%82%B8%E3%83%8A%E3%83%AB/dp/B07RDBWHN9?dchild=1&keywords=HT7333&qid=1623583984&sr=8-2&linkCode=li2&tag=yyoshinaga202-22&linkId=fb6fcaeb4491b7a1351dd78c6c4122cd&language=ja_JP&ref_=as_li_ss_il" target="_blank"><img border="0" src="//ws-fe.amazon-adsystem.com/widgets/q?_encoding=UTF8&ASIN=B07RDBWHN9&Format=_SL160_&ID=AsinImage&MarketPlace=JP&ServiceVersion=20070822&WS=1&tag=yyoshinaga202-22&language=ja_JP" ></a><img src="https://ir-jp.amazon-adsystem.com/e/ir?t=yyoshinaga202-22&language=ja_JP&l=li2&o=9&a=B07RDBWHN9" width="1" height="1" border="0" alt="" style="border:none !important; margin:0px !important;" />
　●コンデンサ規格電圧3.0V, 7.0F　（要２個）
　　コンデンサは直列に接続すると容量は減る。
　　（同じコンデンサを２つ直列に接続すると、容量は1/2に）
　　ただし、直列の場合、１つ１つのコンデンサにかかる電圧は小さくなる。
　　レギュレーターの出力電圧3.3Vに対して安全に利用できるように、
　　同じコンデンサを2つ直列に接続し実現する方法も考えられる。
　　※自宅にある規格電圧3.0V,容量3.3Fのコンデンサ1つでも動作したが、
　　　安全上非推奨。（製造側にも安全率があるとの事だが、、、）
<a href="https://www.amazon.co.jp/3V%E3%82%B9%E3%83%BC%E3%83%91%E3%83%BC%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B51F-3-0V10F-3-0V4F-%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5-Capacitance/dp/B09695CYQP?__mk_ja_JP=%E3%82%AB%E3%82%BF%E3%82%AB%E3%83%8A&dchild=1&keywords=%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5%2B3F&qid=1623584693&sr=8-4&th=1&linkCode=li2&tag=yyoshinaga202-22&linkId=518d0978f3d150a6a056587c6cd168c2&language=ja_JP&ref_=as_li_ss_il" target="_blank"><img border="0" src="//ws-fe.amazon-adsystem.com/widgets/q?_encoding=UTF8&ASIN=B09695CYQP&Format=_SL160_&ID=AsinImage&MarketPlace=JP&ServiceVersion=20070822&WS=1&tag=yyoshinaga202-22&language=ja_JP" ></a><img src="https://ir-jp.amazon-adsystem.com/e/ir?t=yyoshinaga202-22&language=ja_JP&l=li2&o=9&a=B09695CYQP" width="1" height="1" border="0" alt="" style="border:none !important; margin:0px !important;" />