Ekspander HAT dla CM3+

Środa, 01 Lipiec 2020

Płytka uruchomieniowa IO Board dla Compute Module opracowana przez fundację, posiada wyprowadzenia GPIO w postaci złącz BANK0 i BANK1, które w żaden sposób nie są zgodne z nakładkami HAT stosowanymi w pozostałych modelach Raspberry. Jest to sytuacja dosyć dziwna i irytująca, gdyż naturalną i najszybszą drogą podczas nauki i prototypowania wydaje się wykorzystanie przeważnie już posiadanych nakładek z „dużego” Raspberry.

Podstawowe parametry:

udostępnia standardowe 40-pinowe złącze HAT dla modułow CM3+
posiada dodatkowe złącza UART i I2C,
przycisk RUN umożliwiający restart dołączonego modułu SoM.

Budowa i działanie

Ekspander HAT, jest prostym układem krosującym sygnały i zasilanie ze złącza GPIO CM3 IO Board na standardowe 40-pinowe złącze HAT. Schemat ideowy nakładki pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Schemat ideowy nakładki

Oprócz wyprowadzenia GPIO0-27 dla zapewnienia zgodności z HAT, posiada dodatkowe złącza UART i I2C. Złącza te są przydatne do szybkiego podłączenia modułów I2C lub realizacji transmisji szeregowej dla potrzeb SSH. Jest szczególnie pomocne, bo CM IO Board nie posiada wbudowanego interfejsu Ethernet i ma tylko jeden port USB.

Należy pamiętać o zgodności sygnałów z standardem napięciowym 3,3 V. GPIO0/1 z J5IO wyprowadza sygnały I2C ID dla zewnętrznej pamięci konfiguracji EEPROM, dla nakładek zgodnych z HAT. Interfejs ID może zostać odłączony zworami IDSCL/IDSCA, gdy powoduje konflikty, np. gdy używamy kilku nakładek HAT. Układ uzupełnia przycisk RUN umożliwiający restart SoM, złącze RC umożliwia wyprowadzenie sygnału do układów zewnętrznych np. watchdog lub BOD/POR.

Montaż i uruchomienie

Układ zmontowany jest na niewielkiej dwustronnej płytce drukowanej, której schemat wraz z rozmieszczeniem elementów pokazano na rysunku 2. Sposób montażu jest klasyczny i nie wymaga opisu.

Rysunek 2. Schemat płytki PCB

Złącze J5IO 2×30 pin, nie jest elementem łatwo dostępnym i należy przygotować je z typowego złącza żeńskiego 2×40 typu DS1023-2*40S21, przez docięcie do wymaganej długości. Płytka ekspandera montowana jest do modułu CM3 IO Board przy pomocy tulejek dystansowych M2.5 o długości 11 mm. Podobnie montowany jest współpracujący moduł HAT, zapewnia to podstawową stabilność połączeń mechanicznych.

UWAGA: przed podłączeniem modułu ekspandera należy ustawić zworę J3 VGO SELECT CM3 IO Board w pozycji 3,3 V, dla zapewnienia zgodności poziomów napięć HAT i CM3.

Adam Tatuś
adam.tatus@ep.com.pl

Wykaz elementów:

Rezystory:

Kondensatory: