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CH32V003J4M6 で作る USB-GROVE アダプタ

たぶん、これを作るための数日間
PCはつひに"感覚"を手に入れた

概要

CH32V003J4M6 (SOP8 8ピン, 約10円) を USB コネクタに直付けし、
GROVE コネクタで外部デバイスと接続する超小型 USB アダプタです。

PC からは USB-HID デバイスとして認識されるため、ドライバ不要で使えます。

[PC] ----USB----> [CH32V003 SOP8] ----GROVE----> [外部デバイス]
                  (USB直付け)                    (センサー/IR等)

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ハードウェア

ピン配置

CH32V003J4M6 SOP8
      +-------+-------+
  PD6 |1             8| PD1/SWIO
  GND |2             7| PC4
  PA2 |3             6| PC2 --- USB D+ (緑)
  VCC |4             5| PC1 --- USB D- (白)
      +-------+-------+

GROVE コネクタ:
  Signal1 --- PD6 (Pin1) または PC4 (Pin7)
  Signal2 --- PD1 (Pin8) ※書き込み後は使用可
  5V      --- VCC (Pin4)
  GND     --- GND (Pin2)

USB 配線

PC1 (Pin5) ---[22Ω]--- USB D- (白)
PC2 (Pin6) ---[22Ω]--- USB D+ (緑)
PC2 (Pin6) ---[1.5kΩ]--- 3.3V (プルアップ)
VCC (Pin4) --- USB 5V (3.3Vレギュレータ経由)
GND (Pin2) --- USB GND

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ソフトウェア構成

• ライブラリ: rv003usb
• ビルド環境: WSL (Ubuntu 22.04) + make
• ツールチェーン: riscv64-unknown-elf-gcc
• PC側: Python + hidapi

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USB-HID プロトコル

送信 (PC -> CH32V003):
  Byte[0] = コマンド
    0x01 = GPIO 出力
    0x02 = UART 送信
    0x03 = I2C 送信
    ...

受信 (CH32V003 -> PC):
  Byte[0] = ステータス
  Byte[1..] = データ

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応用例

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ハマりポイント

1. USB ピンの制約

rv003usb は GPIO 0-4 のみ D+/D- に使用可能。
PD5-PD7 は使用不可。PC1/PC2 が最適。

2. DEBUGPRINTF の無効化

funconfig.h で FUNCONF_USE_DEBUGPRINTF 0 に設定。
そのままだと PC2 が UART に取られる。

3. VID/PID

• VID 0x1209 は pid.codes のオープンソース用
• 個人開発・OSS 公開は無料
• 販売時は正式取得が必要

4. 書き込み時の注意

PD1 (Pin8) を外部デバイスに使う場合、書き込み時は一時的に外す必要がある。

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コスト

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実機

まとめ

• 8ピン・約25円 のチップで USB-HID + GROVE インターフェース
• ドライバ不要、Python から簡単に制御可能
• USB コネクタ直付けで超コンパクト
• CH32V003J4M6 + USB-HID + GROVE の組み合わせは 世界初の可能性