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DXHAT mini :: Besttechnology

knowledge:DXHAT mini

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E212_3D.png
ページ内コンテンツ
    • 概要
    • 仕様
      • 同梱内容
      • 内部簡略ブロック
      • 外観・レイアウト
      • 回路図
      • 各部詳細
        • CN1
        • CN2
        • CN3
        • CN4
        • CN5~6
        • CN7
        • CN8~9
        • PB1
        • LED1
        • JP1
        • TP1
        • TP2
        • TP3
        • TP4
    • 使用方法
      • Raspberry Pi Zero 2 Wへの装着
    • 注意事項

概要 anchor.png[2]

DXHAT mini(仮称)はRaspberry Pi Zero W[3]/Zero 2 W[4]用のHATで、装備した主な機能は以下の通りです。

  • DC6.5~24Vの入力電源電圧範囲
  • Raspberry Piへ接続したUSB機器への電力供給を想定した大電流5V DCDCコンバータ(最大6A)
  • PCライクな電源スイッチ
  • バックアップ電源付RTC
  • Dynamixelシリーズ向けRS-485 I/F
  • Qwiicコネクタ装備
  • Pmodコネクタ装備(Type 1/2のみ)
  • USB Type-Aコネクタ装備(OTG)

※Raspberry Pi 3/4/5シリーズとの接続は想定していません。
※Dynamixel用TTL I/Fは装備していません。
※本品とRaspberry Pi Zeroをスタックさせる高さと表裏は決まっているため自由度はありません。

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仕様 anchor.png[5]

Page Top

同梱内容 anchor.png[6]

品名数量型番・その他
DXHAT mini1個E212
スペーサ・ネジ類1式
コネクタ1個XT30U-F
Page Top

内部簡略ブロック anchor.png[7]

[添付]
Page Top

外観・レイアウト anchor.png[8]

topbottom
front
3D
3D pdf[12]
3D pdf(Combination with Zero2W)[13]
※ダウンロードした上でAcrobat Readerで閲覧の事
fileE212_Layout.pdf[14]
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各部詳細 anchor.png[17]

E212_Layout.png[18]
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CN1 anchor.png[19]
png, E212_CN1.png[20]
  • 2x20ピン パススルーソケット
  • Raspberry Pi Zeroのヘッダと接続
  • 以下の表のうち端子名が明記されている端子はHAT内で使用
    No.端子名称I/ONo.端子名称I/O
    13V3I25VO
    3GPIO2(SDA1)I/O45VO
    5GPIO3(SCL1)I/O6GNDO
    7GPIO4(KILL)O8GPIO14(TXD0/1)I
    9GNDO10GPIO15(RXD0/1)O
    11GPIO17(INT)I12-
    13-14GNDO
    15-16-
    173V3I18-
    19-20GNDO
    21GPIO9(RXD4)O22-
    23-24GPIO8(TXD4)I
    25GNDO26-
    27GPIO0(TXD2)I28GPIO1(RXD2)O
    29I/O30GNDO
    31-32GPIO12I/O
    33GPIO13I/O34GNDO
    35GPIO19(FAN)I/O36GPIO16I/O
    37GPIO26I/O38GPIO20I/O
    39GNDO40-
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CN2 anchor.png[21]
E212_CN2.png
  • XT30PW-M
  • DC6.5~24Vの外部電源を接続
    端子番号信号名
    1(P)VIN
    2(N)GND
  • 外部電源はFETを介した後に内部電源として5V DCDCコンバータ及びCN5~6(電流制限等の保護措置なし)へ供給
  • CN3に接続されるプッシュスイッチもしくはPB1の操作によりFETを制御し内部電源の供給をON/OFFする事が可能
  • 外部電源OFF時の待機電流は1.2uA
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CN3 anchor.png[22]
E212_CN3.png
  • プッシュボタン信号接続用
    端子番号信号名
    1PB
    2GND
  • PB1と並列接続
  • 基板用ヘッダー装着可
    Pats NameJST Parts Number
    基板用ヘッダーB3B-ZR[23]
    ハウジングZHR-3[23]
    ターミナルSZH-002x-P0.5[23]
    圧接コネクタ03ZR-8M-P[24]
  • CN2に外部電源が供給された状態でCN3-1とCN3-2間が短絡されるとHAT内の電源スイッチ回路がプッシュボタンが押下されたと認識
    • CN2に外部電源が供給された直後の内部電源はOFF
    • CN2に外部電源が供給されており、かつ内部電源がOFFの時にプッシュボタンが数十ms程度の間押下されると内部電源がON
    • CN2に外部電源が供給されており、かつ内部電源がONの時にプッシュボタンが押下されるとその間INT信号(LOW)をRaspberry Pi ZeroのGPIO17へ出力
    • CN2に外部電源が供給されており、かつ内部電源がONの時にRaspberry Pi ZeroのGPIO4からKILL信号(LOW)を受け取ると内部電源がOFF
    • CN2に電源が供給されており、かつ内部電源がONの時にプッシュボタンを約4秒以上押下し続けると内部電源が強制的にOFF
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CN4 anchor.png[25]
E212_CN4.png
  • 2.54mmピッチ2x6ピン
  • ランド穴径 0.9mm
  • 必要に応じてDigilent Pmod[26]に対応したコネクタを装着可
    [添付]
  • 端子名 (端子番号はPmodの仕様に準拠)
    No.端子名称 (Zero)No.端子名称 (Zero)
    1GP8(SPI0_CE0)7GP19(PWM1)
    2GP10(SPI0_MOSI)8GP21(GPCLK1)
    3GP9(SPI0_MISO)9GP20(GPCLK0)
    4GP11(SPI0_SCLK)10GP18(PWM0)
    5GND11GND
    63.3V (OUT)123.3V (OUT)
  • 各GPIOはDC3.3Vロジックレベル、5Vトレラント非対応
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CN5~6 anchor.png[27]
E212_CN5-6.png[28]
  • RS-485 I/F
    RS485_IF.png
  • D+端子とD-端子間には120Ωのターミネータ(R16)を装備
  • D+端子は5V、D-端子はGNDへ680Ωのバイアス抵抗(R14,R15)を介して接続
  • シグナルGNDと通信用信号ラインが接続
    Pats NameJST Parts Number
    基板用ヘッダーB4B-EH[29]
    ハウジングEHR-4[29]
    ターミナルSEH-00x[29]
    B4B-EH.png
    端子番号信号名
    1GND
    2VDD (OUT)
    3RS-485 D+
    4RS-485 D-
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CN7 anchor.png[30]
E212_CN7.png[31]
Page Top
CN8~9 anchor.png[32]
E212_CN8-9.png
  • SparkFun Qwiic[33]に対応したコネクタ
  • 電源と通信用信号ラインが接続
    Pats NameJST Parts Number
    基板用ヘッダーSM04B-SRSS-TB[34]
    ハウジングSHR-04V-S[35]
    ターミナルSSH-003T-P0.2-H[34]

    No.端子名称 (Pico)
    1GND
    23.3V (OUT)
    3R_SDA
    4R_SCL
  • I2Cバスリピータを介してGPIO3(SCL1)がR_SCL、GPIO2(SDA1)がR_SCLとして接続
  • R_SDAとR_SCLは2.2kΩの抵抗(R17/R18)で3.3Vに接続
  • 電流制限措置は講じられていない
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PB1 anchor.png[36]
png, E212_PB1.png
  • CN3と並列接続、挙動はCN3に接続したプッシュボタンの操作と同等
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LED1 anchor.png[37]
E212_LED1.png
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JP1 anchor.png[38]
E212_JP1.png
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TP1 anchor.png[39]
  • ポゴピン
  • Raspberry Pi Zero W/Zero 2 Wのテストパッドに接触させる事で、USBのDM信号をDXHATへバイパス
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TP2 anchor.png[40]
  • ポゴピン
  • Raspberry Pi Zero W/Zero 2 Wのテストパッドに接触させる事で、USBのDP信号をDXHATへバイパス
Page Top
TP3 anchor.png[41]
  • ポゴピン
  • Raspberry Pi Zero 2 Wのテストパッドに接触させる事で、USBのID信号をDXHATへバイパス
Page Top
TP4 anchor.png[42]
  • ポゴピン
  • 未実装
  • Raspberry Pi Zero Wのテストパッドに接触させる事で、USBのID信号をDXHATへバイパス
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使用方法 anchor.png[43]

Raspberry Piに適用するOSや環境の構築状況によって設定方法や挙動が変わります。ここではそれらの詳説を省略しますので、公式サイト[44]等などから情報を補完して下さい。

HATの各機能は主にconfig.txt[45]に必要な情報を追記する事で活性化されます。なおconfig.txtから別のファイルをincludeしている場合もありますので、それらも含めて全ての設定ファイルを精査する必要があります。

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Raspberry Pi Zero 2 Wへの装着 anchor.png[46]

CN1と四隅の取り付け穴の位置をRaspberry Piのピンヘッダと取り付け穴に一致させ装着します。取り付けねじは必ずM2.6を使用します。

E212_RPiZero2.png[47]

ポゴピンを安定してRaspberry Pi Zero 2 Wへ接触させるために、3mmの高さのスペーサを使用します。

E212_RPiZero2_asm_gap.png
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注意事項 anchor.png[48]

:idea:記載された事項以外にも、経験を踏まえた危険回避方策を講じる事。
安全に配慮しない場合は人命や財産を失う恐れがある。
また従わない場合は保証対象外となる。
  • 保存や移動の際は外部電源を全て取り外す事。
  • ペリフェラルの負荷にもよるが、Raspberry Pi Zero 2 Wにおいて2Mbpsを超える通信を行うと、経験的に受信データのドロップが生じ易い。
  • Raspberry Pi本体やLinuxに関しては無償サポート対象外である。
  • 本製品にかかるいかなる損害が生じても、本製品の単価を超える保障は行わない。
Last-modified: 2024-04-23 (火) 10:30:02 (JST) (16d) by takaboo
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  3. https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-zero-w/
  4. https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-zero-2-w/
  5. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#r6af8fed
  6. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#nbce2d3a
  7. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#ja23f9e5
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  10. (This host)/modules/knowledge/gate.php?way=ref&_nodos&_noumb&page=DXHAT%20mini&src=E212_btm.png
  11. (This host)/modules/knowledge/gate.php?way=ref&_nodos&_noumb&page=DXHAT%20mini&src=E212_front.png
  12. (This host)/download/3D/E212_3D.pdf
  13. (This host)/download/3D/E212_ASM_3D.pdf
  14. (This host)/modules/knowledge/gate.php/E212_Layout.pdf?way=attach&_noumb&refer=DXHAT%20mini&openfile=E212_Layout.pdf
  15. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#sb0467ff
  16. (This host)/modules/knowledge/gate.php/E212_SCH.pdf?way=attach&_noumb&refer=DXHAT%20mini&openfile=E212_SCH.pdf
  17. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#r071b4b9
  18. (This host)/modules/knowledge/gate.php?way=ref&_nodos&_noumb&page=DXHAT%20mini&src=E212_Layout.png
  19. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#l952625c
  20. (This host)/modules/knowledge/gate.php?way=ref&_nodos&_noumb&page=DXHAT%20mini&src=E212_CN1
  21. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#ta248d8d
  22. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#y3e66ed4
  23. https://www.jst-mfg.com/product/detail.php?series=287
  24. https://www.jst-mfg.com/product/detail.php?series=290
  25. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#l21036e9
  26. https://digilent.com/reference/pmod/start
  27. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#pddc1456
  28. (This host)/modules/knowledge/gate.php?way=ref&_nodos&_noumb&page=DXHAT%20mini&src=E212_CN5-6.png
  29. https://www.jst-mfg.com/product/detail.php?series=58
  30. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#k3170f57
  31. (This host)/modules/knowledge/gate.php?way=ref&_nodos&_noumb&page=DXHAT%20mini&src=E212_CN7.png
  32. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#eca9f476
  33. https://www.sparkfun.com/qwiic
  34. https://www.jst-mfg.com/product/index.php?series=231
  35. https://https://www.jst-mfg.com/product/index.php?series=231
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  37. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#ga3a8cbc
  38. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#q2d783b7
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  43. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#v522a6c0
  44. https://www.raspberrypi.org/documentation/computers/raspberry-pi.html
  45. https://www.raspberrypi.org/documentation/computers/config_txt.html
  46. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#wdc35a19
  47. (This host)/modules/knowledge/gate.php?way=ref&_nodos&_noumb&page=DXHAT%20mini&src=E212_RPiZero2_asm
  48. (This host)/modules/knowledge/?DXHAT%20mini#yd5f2ed3