Guía de conexión de cuña Pi de 40 pines preensamblada

Introducción

El Pi Wedge de 40 pines preensamblado es el miembro más nuevo de nuestra familia Pi Wedge. Es una excelente manera de colocar esos molestos pines Pi en una placa de pruebas para que puedan usarse fácilmente.

Pi Wedge en una placa de pruebas

Este Pi Wedge es compatible con los miembros de la familia Pi con encabezados GPIO de 40 pines, incluidos

• El modelo A + de Raspberry Pi
• El modelo B + de Raspberry Pi
• El modelo B de Raspberry Pi 2

Adapta el conector GPIO de 40 pines en Pis reciente a un factor de forma compatible con la placa de pruebas y reorganiza los pines con una función similar. Además, los pines GPIO están dispuestos en orden ascendente.

Esta versión también viene completamente ensamblada, ¡no se requiere soldadura!

El Pi Wedge, que se muestra con un Pi B +.

Cubierto en este tutorial

• Antecedentes:cómo se creó Pi Wedge
• Ensamblaje:cómo conectar el FTDI, el cable plano y la placa de pruebas
• Asignación de pines:lo que representa la serigrafía en el Wedge
• Niveles lógicos y potencia:información eléctrica sobre la conexión al Pi
• Algunos recursos adicionales

​​Fondo

En el proceso de desarrollo de proyectos como Twitter Monitor y Great American Tweet Race alrededor de la Raspberry Pi, descubrimos que estábamos experimentando algunos problemas de crecimiento al intentar expandir la Pi en un prototipo que involucraba hardware externo.

Hay un Pi en algún lugar de este nido de ratas

La Raspberry Pi Model B + tiene un conector de 40 pines que brinda acceso a varias interfaces de comunicación, además de GPIO y alimentación. Pero el conector no tiene un etiquetado detallado y la disposición de los pines nativos es algo dispersa. Los pines que se utilizan para funciones similares no siempre se agrupan, y los pines de alimentación y de tierra se intercalan sin un patrón obvio.

Los pines tampoco se traducen fácilmente en una placa de pruebas sin soldadura. Nuestros primeros proyectos utilizaron un montón de limpiaparabrisas F-M que acabamos de conectar al cabezal. Involucraban mucho "jigging ratsnest" cuando las cosas dejaron de funcionar.

Bootstrapping

Además de los problemas físicos del uso del conector de E / S, comenzar con una nueva Raspberry Pi B + siempre parece implicar una situación de huevo y gallina. Solo queremos SSH en él, por lo que podemos usar la línea de comando. Pero para SSH a él, necesitamos saber su dirección IP ... y por supuesto, la dirección IP se aprende más fácilmente ejecutando ifconfig en la línea de comando.

La solución

Conozca la cuña Pi de 40 pines

El Pi Wedge B + se conecta al conector GPIO de 40 pines y separa los pines en una disposición y espaciado amigables con la placa de pruebas. Agrega un par de condensadores de desacoplamiento en las líneas de suministro de energía y facilita el proceso de activación inicial:puede conectar un módulo FTDI Basic en el puerto serie.

Ensamblado

Contenido

El Pi Wedge preensamblado viene con el PCB Wedge y un cable plano de 40 pines.

Conexión

El cable plano de 40 pines se utiliza para conectar la cuña al Pi. Este cable está polarizado. En el extremo de la PCB Pi Wedge, el diente del cable se conectará con la muesca en el cabezal envuelto.

Inserción del cable plano

El encabezado del Pi B + en sí no tiene nada que ayude a garantizar la alineación. Deberá tener cuidado de que se conecte correctamente. El pin 1 del Pi está marcado con una esquina con forma de orejas de perro en el rectángulo serigrafiado. El conector del cable plano está grabado con un pequeño triángulo (apenas visible) que marca el pin 1. El primer pin también está codificado en el cable, como las marcas rojas en la foto de abajo (aunque también puede ser de otro color, como negro o azul oscuro).

Orientación adecuada del pin-1

El conector FTDI también debe alinearse correctamente. Asegúrese de hacer coincidir las marcas "grn" y "blk" en ambas placas.

Orientación básica adecuada de 3.3V FTDI

En la siguiente sección, exploraremos cómo se asignan las señales del Pi al Wedge.

Asignación de pines

Cambios con B +

Cuando la fundación Raspberry Pi introdujo el B +, expandieron el encabezado GPIO de 26 a 40 pines. Estos cambios se han llevado a cabo con el modelo A + y Pi 2 B. El conector agrega nueve pines GPIO más más los pines ID_SC e ID_SD para identificar los periféricos externos, sobre los cuales puede obtener más información en nuestro tutorial de SPI e I2C.

Ubicación de la señal

El Pi Wedge reorganiza los pines de E / S en el Pi, poniendo funciones similares en los pines adyacentes. Las señales SPI, I2C y UART están todas agrupadas una cerca de la otra.

Agrupaciones funcionales

Los pines están etiquetados, aunque las etiquetas son cortas, para adaptarse al espacio disponible en la PCB. Los pines UART, SPI e I2C están marcados con sus funciones de bus de comunicación, pero también están disponibles como pines GPIO cuando se configuran en ese modo.

La siguiente tabla denota la asignación de señales en el Pi Wedge, incluidas las asignaciones de periféricos y GPIO alternativos cuando corresponda.

Seda de cuña	Python (BCM)	WiringPi GPIO	Nombre	Nombre	WiringPi GPIO	Python (BCM)	Seda de cuña
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	(no funciona 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
3.3V	3,3 V
TIERRA	TIERRA

Mapeo de función Pin Pi Wedge B +

¡Atención! El pinout es con respecto al Pi Wedge. Si está buscando el pinout con respecto al encabezado de Pi, consulte la tabla en el tutorial de Raspberry gPIo.

Niveles lógicos y potencia

Niveles lógicos

El Pi usa niveles lógicos de 3.3V, que no son tolerantes a 5V. Muchos dispositivos periféricos son capaces de funcionar a 3.3V, pero en el caso de que necesite interactuar con dispositivos de 5V, use un cambiador de nivel, como la ruptura TXB0104.

Comunicaciones

Las señales en el encabezado FTDI de 6 pines también están limitadas a niveles lógicos de 3.3V. Asegúrese de usarlo con un módulo FTDI de 3.3V y no con uno de 5V.

Energía

Comprender la fuente de alimentación de Pi es fundamental para usarla con éxito, especialmente cuando se integra en un sistema más grande.

La Raspberry Pi B + es más eficiente que sus predecesoras, ya que reemplaza la antigua cadena de reguladores de potencia lineales con reguladores de conmutación.

Los esquemas publicados más recientemente son para Raspberry Pi B +, y asumimos que el modelo Pi2 B y A + son similares. Al inspeccionar esos esquemas, vemos que entran 5 V en la placa a través del conector J1; es un conector micro USB, pero solo están conectados los pines de alimentación y tierra. Los 5 V provenientes de este conector pasan a través de un fusible y un circuito de transistor que protege contra percances de polaridad de energía, luego continúan alrededor de la placa sin ninguna otra regulación. Las conexiones de 5V en Pi Wedge provienen directamente de esta línea.

En el B +, el 5V va a un regulador de conmutación dual que lo reduce aún más a 3.3V y 1.8V. Los 3.3V regulados están presentes en el conector de E / S.

Hay varias estrategias de energía que se pueden aplicar en una implementación de Pi, según las necesidades generales y la disponibilidad.

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