Guide de branchement Pi Wedge 40 broches pré-assemblé

Introduction

Le Pi Wedge à 40 broches préassemblé est le plus récent membre de notre famille Pi Wedge. C'est un excellent moyen de répartir ces broches Pi embêtantes sur une planche à pain afin qu'elles puissent être facilement utilisées.

Le Pi Wedge dans une planche à pain

Ce Pi Wedge est compatible avec les membres de la famille Pi avec des en-têtes GPIO à 40 broches, y compris

• Le Raspberry Pi modèle A+
• Le Raspberry Pi modèle B+
• Le Raspberry Pi 2 modèle B

Il adapte le connecteur GPIO à 40 broches des Pis récents à un facteur de forme convivial pour les maquettes et réorganise les broches selon une fonction similaire. De plus, les broches GPIO sont classées par ordre croissant.

Cette version est également livrée entièrement assemblée - aucune soudure n'est requise !

Le Pi Wedge, illustré avec un Pi B+.

Abordé dans ce didacticiel

• Contexte – Comment est né le Pi Wedge
• Assemblage – Comment connecter le FTDI, le câble plat et la maquette
• Pin Mapping – Ce que représente la sérigraphie sur le coin
• Niveaux logiques et puissance – Informations électriques sur la connexion au Pi
• Quelques ressources supplémentaires

Contexte

Au cours du développement de projets tels que Twitter Monitor et Great American Tweet Race autour du Raspberry Pi, nous avons constaté que nous éprouvions des difficultés de croissance lorsque nous essayions d'étendre le Pi en un prototype impliquant du matériel externe.

Il y a un Pi quelque part dans ce nid à rats

Le Raspberry Pi modèle B+ dispose d'un connecteur à 40 broches qui donne accès à plusieurs interfaces de communication, ainsi qu'à GPIO et à l'alimentation. Mais le connecteur n'a pas d'étiquetage détaillé et la disposition des broches natives est quelque peu dispersée. Les broches utilisées pour des fonctions similaires ne sont pas toujours regroupées, et les broches d'alimentation et de terre sont intercalées sans motif évident.

Les broches ne se traduisent pas non plus très facilement par une planche à pain sans soudure. Nos premiers projets utilisaient un tas de cavaliers F-M que nous venons de brancher sur l'en-tête. Ils impliquaient beaucoup de « remuements de nid de rats » lorsque les choses ont cessé de fonctionner.

Amorçage

En plus des problèmes physiques liés à l'utilisation du connecteur d'E/S, démarrer avec un tout nouveau Raspberry Pi B+ semble toujours impliquer une situation de poule et d'œuf. Nous voulons juste y entrer en SSH, donc nous pouvons utiliser la ligne de commande. Mais pour y accéder en SSH, nous devons connaître son adresse IP... et bien sûr, l'adresse IP est plus facilement apprise en exécutant ifconfig sur la ligne de commande.

La solution

Découvrez le coin Pi à 40 broches

Le Pi Wedge B+ se connecte au connecteur GPIO à 40 broches et sépare les broches dans un agencement et un espacement adaptés à la planche à pain. Il ajoute une paire de condensateurs de découplage sur les lignes d'alimentation et facilite le processus de mise en route initial :vous pouvez brancher un module FTDI Basic sur le port série.

Assemblage

Contenu

Le Pi Wedge préassemblé est livré avec le PCB Wedge et un câble plat à 40 broches.

Connexion

Le câble plat à 40 broches est utilisé pour connecter la cale au Pi. Ce câble est polarisé. À l'extrémité du circuit imprimé Pi Wedge, la dent du câble s'interfacera avec l'encoche dans l'en-tête enveloppé.

Insertion de la limande

L'en-tête sur le Pi B+ lui-même n'a rien pour aider à garantir l'alignement. Vous devrez veiller à ce qu'il soit correctement connecté. La broche 1 sur le Pi est marquée d'un coin corné sur le rectangle sérigraphié. Le connecteur du câble plat est estampé d'un petit triangle (à peine visible) qui marque la broche 1. La première broche est également codée sur le fil, comme les marques rouges sur la photo ci-dessous (bien qu'il puisse aussi s'agir d'une autre couleur, comme le noir ou bleu foncé).

Orientation correcte de la broche 1

Le connecteur FTDI doit également être correctement aligné. Assurez-vous de faire correspondre les marques « grn » et « blk » sur les deux cartes.

Bonne orientation FTDI 3,3 V

Dans la section suivante, nous explorerons comment les signaux du Pi sont mappés sur le Wedge.

Mappage des broches

Changements avec le B+

Lorsque la fondation Raspberry Pi a introduit le B+, elle a étendu l'en-tête GPIO de 26 à 40 broches. Ces modifications ont été reportées sur les modèles A+ et Pi 2 B. Le connecteur ajoute neuf broches GPIO supplémentaires ainsi que les broches ID_SC et ID_SD pour identifier les périphériques externes, sur lesquels vous pouvez en savoir plus dans notre didacticiel SPI et I2C.

Emplacement du signal

Le Pi Wedge réorganise les broches d'E/S sur le Pi, en mettant des fonctions similaires sur les broches adjacentes. Les signaux SPI, I2C et UART sont tous regroupés les uns à côté des autres.

Groupes fonctionnels

Les broches sont étiquetées, bien que les étiquettes soient courtes, pour s'adapter à l'espace disponible sur le PCB. Les broches UART, SPI et I2C sont marquées avec leurs fonctions de bus de communication, mais elles sont également disponibles en tant que broches GPIO lorsqu'elles sont configurées dans ce mode.

Le tableau suivant indique l'affectation des signaux sur le Pi Wedge, y compris les affectations périphériques et GPIO alternatives, le cas échéant.

Soie compensée	Python (BCM)	WiringPi GPIO	Nom	Nom	WiringPi GPIO	Python (BCM)	Soie compensée
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	(pas de travail 14)	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
5V	5V
3,3 V	3,3 V
SOL	SOL

Mapping Pi Wedge B+ Pin-Function

Attention ! Le brochage est par rapport au Pi Wedge. Si vous recherchez le brochage par rapport à l'en-tête du Pi, consultez le tableau du tutoriel Raspberry gPIo.

Niveaux logiques et puissance

Niveaux logiques

Le Pi utilise des niveaux logiques de 3,3 V, qui ne tolèrent pas 5 V. De nombreux périphériques sont capables de fonctionner à 3,3 V, mais dans le cas où vous devez vous connecter à des périphériques 5 V, utilisez un décaleur de niveau, tel que le TXB0104.

Communications

Les signaux sur l'en-tête FTDI à 6 broches sont également limités à des niveaux logiques de 3,3 V. Assurez-vous de l'utiliser avec un module FTDI de 3,3 V et non de 5 V.

Puissance

Comprendre l'alimentation du Pi est essentiel pour l'utiliser avec succès, en particulier lors de son intégration dans un système plus vaste.

Le Raspberry Pi B+ est plus efficace que ses prédécesseurs, car il remplace l'ancienne chaîne de régulateurs de puissance linéaires par des régulateurs à découpage.

Les schémas les plus récemment publiés concernent le Raspberry Pi B+, et nous supposons que les modèles Pi2 B et A+ sont similaires. En inspectant ces schémas, nous voyons que 5V entre dans la carte via le connecteur J1 - c'est un connecteur micro USB, mais seules les broches d'alimentation et de terre sont connectées. Le 5V provenant de ce connecteur traverse un fusible et un circuit à transistor qui protège contre les aléas de polarité de l'alimentation, puis continue autour de la carte sans aucune autre régulation. Les connexions 5V sur le Pi Wedge viennent directement de cette ligne.

Sur le B+, le 5V va à un double régulateur à découpage qui le réduit encore à 3,3V et 1,8V. Le 3,3V régulé est présent sur le connecteur I/O.

Plusieurs stratégies d'alimentation peuvent être appliquées dans un déploiement Pi, en fonction des besoins généraux et de la disponibilité.

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