Guia de conexão de cunha Pi de 40 pinos pré-montada

Introdução

O Pi Wedge de 40 pinos pré-montado é o mais novo membro de nossa família Pi Wedge. É uma excelente maneira de fazer com que os incômodos pinos do Pi quebrem em uma placa de ensaio para que possam ser usados ​​facilmente.





O Pi Wedge em uma placa de ensaio

Este Pi Wedge é compatível com membros da família Pi com cabeçalhos GPIO de 40 pinos, incluindo

• O Raspberry Pi Modelo A +
• O Raspberry Pi Modelo B +
• O Raspberry Pi 2 Modelo B

Ele adapta o conector GPIO de 40 pinos no Pis recente a um formato amigável para placa de ensaio e reorganiza os pinos por função semelhante. Além disso, os pinos GPIO são organizados em ordem crescente.

Esta versão também vem totalmente montada - nenhuma solda é necessária!

O Pi Wedge, mostrado com um Pi B +.

Abordado neste tutorial

• Histórico - Como o Pi Wedge surgiu
• Montagem - Como conectar o FTDI, cabo plano e placa de ensaio
• Mapeamento de pinos - O que a serigrafia na cunha representa
• Níveis lógicos e potência - informações elétricas sobre a conexão com o Pi
• Alguns recursos adicionais

​​Plano de fundo

No processo de desenvolvimento de projetos como o Twitter Monitor e o Great American Tweet Race em torno do Raspberry Pi, descobrimos que estávamos experimentando algumas dores de crescimento ao tentar expandir o Pi em um protótipo que envolvia hardware externo.

Há um Pi em algum lugar deste ninho de ratos

O Raspberry Pi Modelo B + possui um conector de 40 pinos que fornece acesso a várias interfaces de comunicação, além de GPIO e alimentação. Mas o conector não tem rotulagem detalhada e a disposição dos pinos nativos é um tanto dispersa. Os pinos usados ​​para funções semelhantes nem sempre são agrupados, e os pinos de alimentação e de aterramento são intercalados sem um padrão óbvio.

Os pinos também não se traduzem em uma placa de ensaio sem solda com muita facilidade. Nossos primeiros projetos usaram um monte de fios de jumper F-M que acabamos de conectar ao conector. Eles envolveram muito “ratsnest jiggling” quando as coisas pararam de funcionar.

Bootstrapping

Além dos problemas físicos de usar o conector de E / S, começar com um Raspberry Pi B + novo sempre parece envolver uma situação de galinha e ovo. Queremos apenas usar SSH nele, para que possamos usar a linha de comando. Mas para fazer SSH a ele, precisamos saber seu endereço IP ... e, claro, o endereço IP é mais facilmente aprendido executando ifconfig na linha de comando.

A solução

Conheça a cunha Pi de 40 pinos

O Pi Wedge B + se conecta ao conector GPIO de 40 pinos e quebra os pinos em um arranjo e espaçamento amigável à placa de ensaio. Ele adiciona um par de capacitores de desacoplamento nas linhas de fonte de alimentação e torna o processo inicial de ativação mais fácil - você pode conectar um módulo FTDI Basic na porta serial.

Montagem

Conteúdo

O Pi Wedge pré-montado vem com o Wedge PCB e um cabo de fita de 40 pinos.

Conexão

O cabo de fita de 40 pinos é usado para conectar a cunha ao Pi. Este cabo é polarizado. Na extremidade da placa de circuito impresso Pi Wedge, o dente no cabo fará interface com o entalhe no cabeçalho blindado.

Inserção do cabo plano

O cabeçalho no próprio Pi B + não tem nada para ajudar a garantir o alinhamento. Você precisará cuidar para que ele seja conectado corretamente. O pino 1 no Pi é marcado com um canto com orelhas no retângulo serigrafado. O conector do cabo de fita é gravado com um pequeno triângulo (quase invisível) que marca o pino 1. O primeiro pino também é codificado no fio, como as marcas vermelhas na foto abaixo (embora também possa ser de outra cor, como preto ou azul escuro).

Orientação adequada do pino 1

O conector FTDI também precisa ser alinhado corretamente. Certifique-se de combinar as marcações “grn” e “blk” em ambas as placas.

Orientação adequada de 3,3 V FTDI-Basic

Na próxima seção, exploraremos como os sinais do Pi são mapeados para a Cunha.

Mapeamento de pinos

Mudanças com o B +

Quando a base Raspberry Pi introduziu o B +, eles expandiram o cabeçalho GPIO de 26 para 40 pinos. Essas mudanças foram realizadas pelo A + e Pi 2 Modelo B. O conector adiciona mais nove pinos GPIO mais os pinos ID_SC e ID_SD para identificar periféricos externos, sobre os quais você pode aprender mais em nosso tutorial SPI e I2C.

Localização do sinal

O Pi Wedge reorganiza os pinos de I / O no Pi, colocando funções semelhantes nos pinos adjacentes. Os sinais SPI, I2C e UART estão todos agrupados próximos uns dos outros.

Agrupamentos funcionais

Os pinos são etiquetados, embora sejam curtos, para caber no espaço disponível no PCB. Os pinos UART, SPI e I2C são marcados com suas funções de barramento de comunicação, mas também estão disponíveis como pinos GPIO quando configurados nesse modo.

A tabela a seguir denota a atribuição de sinais no Pi Wedge, incluindo as atribuições GPIO periféricas e alternativas quando apropriado.

Seda em cunha	Python (BCM)	WiringPi GPIO	Nome	Nome	WiringPi GPIO	Python (BCM)	Seda em cunha
G17	17	0	GPIO17 (GPIO_GEN0)	GPIO18 (GPIO_GEN1)	1	18	G18
G16	16	27	GPIO16	GPIO19	24	19	G19
G13	13	23	GPIO13	GPIO20	28	20	G20
G12	12	26	GPIO12	GPIO21	29	21	G21
G6	6	22	GPIO06	GPIO22 (GPIO_GEN3)	3	22	G22
G5	5	21	GPIO05	GPIO23 (GPIO_GEN4)	4	23	G23
G4	4	7	GPIO04 (GPIO_GCLK)	GPIO24 (GPIO_GEN5)	5	24	G24
CE1	11	GPIO7 (SPI_CE1_N)	GPIO25 (GPIO_GEN6)	6	25	G25
CE0	10	GPIO8 (SPI_CE0_N)	GPIO26	25	26	G26
MOSI	12	GPIO10 (SPI_MOSI)	GPIO27 (GPIO_GEN2)	2	27	G27
MISO	13	GPIO09 (SPI_MISO)	GPIO03 (SCL1, I2C)	9	SCL
SCK	(sem 14 funcional)	GPIO11 (SPI_CLK)	GPIO02 (SDA1, I2C)	8	SDA
RXI	16	GPIO15 (UART_RXD0)	GPIO0, ID_SC (I2C ID SC EEPROM)	31	IDSC
TXO	15	GPIO14 (UART_TXDO)	GPIO1, ID_SD (I2C ID SD EEPROM)	30	IDSD
5 V	5 V
3,3 V	3,3 V
TERRENO	TERRENO

Mapeamento da função Pi Wedge B + Pin
Atenção! A pinagem é em relação ao Pi Wedge. Se você está procurando a pinagem em relação ao cabeçalho do Pi, verifique a tabela no tutorial do Raspberry gPIo.

Níveis lógicos e potência

Níveis lógicos

O Pi usa níveis lógicos de 3,3 V, que não são tolerantes a 5 V. Muitos dispositivos periféricos são capazes de funcionar a 3,3 V, mas no caso de você precisar fazer interface com dispositivos de 5 V, use um deslocador de nível, como o breakout TXB0104.

Comunicações

Os sinais no cabeçalho FTDI de 6 pinos também são limitados a níveis lógicos de 3,3 V. Certifique-se de usá-lo com um módulo FTDI de 3,3 V, e não de 5 V.

Poder

Compreender a fonte de alimentação do Pi é fundamental para usá-lo com sucesso, especialmente ao integrá-lo em um sistema maior.

O Raspberry Pi B + é mais eficiente do que seus predecessores, pois substitui a antiga cadeia de reguladores de potência linear por reguladores de comutação.

Os esquemas publicados mais recentemente são para o Raspberry Pi B +, e estamos assumindo que o Pi2 modelo B e A + são semelhantes. Inspecionando esses esquemas, vemos que 5 V entra na placa através do conector J1 - é um conector micro USB, mas apenas os pinos de alimentação e aterramento estão conectados. Os 5V que saem deste conector passam por um fusível e um circuito de transistor que protege contra contratempos de polaridade de energia, então continua ao redor da placa sem qualquer regulamentação adicional. As conexões de 5 V no Pi Wedge vêm direto desta linha.

No B +, o 5V vai para um regulador de chaveamento duplo que o reduz ainda mais para 3,3V e 1,8V. O 3,3 V regulado está presente no conector de E / S.





Existem várias estratégias de energia que podem ser aplicadas em uma implantação de Pi, dependendo das necessidades gerais e da disponibilidade.
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