ESP32 ポンプがGPIO3.3v出力で起動しない理由

Question

現在IOTプロダクトデザインを進めている電子工作初心者です。ESP32 devkitでバッテリーで動く自動灌水装置を作成中です。

前提・実現したいこと

Gpio33からポンプに一定時間毎に出力するコードを書きましたが、
ポンプが起動しません。
ポンプ本体は3.3V動作確認（下記）しており、GPIOの電圧がポンプ動作に足りていないのかとも思いましたが、とくにピン毎の電圧差は無いようですので、理由が不明のままです。
なおGPIO33以外も試しましたが、同様の結果でした。

該当の回路図

試したこと

・GPIO33から出力していることは、LED点灯で確認。33番以外も同様。
・ポンプが3.3vで起動することは、GPIOの代わりに3v3接続で起動することで確認。
・9V乾電池で電流が不足しているかと考え、USB給電としましたが、状況は変わらず。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

・ポンプ“JT-DC3Vー4.5V
WayinTop-JPにて購入のセット商品の一つとなります
https://www.amazon.co.jp/dp/B07VKSTF78/ref=cm_sw_em_r_mt_dp_W8QN38BGSN6892MZ91RD?_encoding=UTF8&psc=1

良いアドバイスを頂けますと幸いです。よろしくお願いいたします。

Answer 1

GPIOから取り出してもよい電流値を調べてみてください。
データシートの43ページにはとりあえず40mAという値が見えます。

出力ピンの等価回路(内部回路という意味ではなく)は、例えばこんなようなものです(描くのが面倒なので適当にググったところを参照しています)。電圧源に、内部抵抗rを通して出力端子に繋がり、デバイスの外部ではRの抵抗が負荷となって電流が流れます。データシートの読み方としては、平均的なrにおいて、40mAを流したときに端子の電圧VOHが2.64V以上を保てる、と読みます。そんなに線形かどうかというとわかりませんが、線形だと仮定すればrは16.5Ω。もし120mA流せば電圧降下は1.98Vで、端子電圧は1.22Vということになります。いかにもモーターがまわらなそうです。
もちろん、そこまで電圧が下がる前に電流が流れなくなるでしょうけれど。あるいは、その前にマイコンの内部回路が壊れることもあるかも知れませんね。

つまり、無茶をしている、ということです。

なお、モーターの仕様では普通平均電流で表記されますが、最大瞬時電流はその数倍以上になったりします。

一層、無茶をしている、ということです。