Ekspander modułów dla RPi Pico

Piątek, 01 Kwiecień 2022

Raspberry Pi Pico powoli zyskuje popularność i pojawiają się nakładki rozszerzające funkcjonalność tej niewielkiej płytki. Aby w prosty i wygodny sposób łączyć je z RPi Pico, nie używając trudnodostępnych złączy kanapkowych, można użyć opisanego w artykule ekspandera.

Podstawowe parametry:

umożliwia podłączenie do RPi Pico do dwóch modułów rozszerzających,
dodatkowe wejście zasilania,
opcjonalny układ napięcia odniesienia typu LM4040 umożliwia zwiększenie dokładności przetwarzania wbudowanego w RPi Pico przetwornika ADC.

Moduł Raspberry Pi Pico jest wykonany w formie płytki z wyprowadzeniami 2×20 o rozstawie 700 milsów. Funkcje wyprowadzeń zostały pokazane na rysunku 1. Dzięki typowemu rastrowi 100 milsów możliwe jest bezpośrednie zastosowanie Pico m.in. w płytkach stykowych lub używanie go z modułami rozszerzeń ułożonych w piętrową kanapkę. Nie zawsze jest to jednak wygodne m.in. poprzez ograniczony dostęp do punków pomiarowych. Podczas uruchamiania łatwiej moduły umieścić obok siebie. Zaprezentowana płytka umożliwia podłączenie do RPi Pico do dwóch modułów rozszerzających.

Rysunek 1. Opis wyprowadzeń Pi Pico

Budowa i działanie

Schemat modułu został pokazany na rysunku 2. RPi Pico umieszczone jest w gnieździe M1 (2×listwa żeńska SIP20), moduły rozszerzeń podłączone są do złączy IO1, IO2 (4×listwa męska SIP20). Złącze PS dubluje zasilanie VBUS (bezpośrednio z gniazda USB) oraz VSYS (z wbudowanych przetwornic). Jeżeli używamy tylko i wyłącznie zasilania z USB, możliwe jest zwarcie wbudowanej diody poprzez założenie zwory na wyprowadzenia VBUS/VSYS złącza PS, co podniesie nieco sprawność układu zasilania RPi Pico. Dopuszczalne jest także zasilanie bateryjne (napięcie 1,8...5,5 V) po doprowadzeniu napięcia baterii do wyprowadzeń VSYS/GND złącza PS.

Rysunek 2. Schemat ekspandera

Opcjonalny układ napięcia odniesienia U1 typu LM4040, umożliwia zwiększenie dokładności przetwarzania wbudowanego przetwornika ADC.

Montaż i uruchomienie

Moduł zmontowany jest na niewielkiej dwustronnej płytce drukowanej, której schemat został pokazany na rysunku 3.

Rysunek 3. Schemat płytki PCB

Montaż przebiega zgodnie z ogólnymi zasadami, gotowa płytka wygląda tak, jak na fotografii 1. Moduł nie wymaga uruchamiania.

Fotografia 1. Zmontowana płytka ekspandera

Jeżeli zamontujemy tylko jeden moduł, pozostałe złącza można zastosować do wyprowadzenia sygnałów typowymi przewodami SIP. Podczas używania modułów, szczególnie tych, które nie wykorzystują złącza Debug, należy zwrócić uwagę na położenie wyprowadzenia VBUS, odwrotne włożenie modułu może zakończyć się awarią zarówno modułu, jak i RPi Pico.

Adam Tatuś, EP

Wykaz elementów:

Rezystory:

Kondensatory: