Motherboard per Orange Pi Zero

I Single-board computer sono bellissimi ma quando andiamo ad utilizzare i connettori di espansione possono essere problemi: necessità di collegare più componenti allo stesso bus, più fili allo stesso terminale e così via. Per i miei progetti ho realizzato una motherboard che mi fornisce una serie di connettori per collegare le varie periferiche.

Requisiti

• Orange PI Zero (con connettore modificato se si vuole usare la parte relativa ad audio e usb)

Caratteristiche

• Alimentazione fino a 24 volt con dc/dc converter
• In alternativa alimentazione via Power over Ethernet (richiede modifiche alla scheda OPi Zero)
• RTC DS3231
• Cicalino comandato da GPIO
• Amplificatore BF (monofonico)
• Ingresso per modulo microfonico per interfono
• Ingresso digitale optoisolato (collegabile a vari GPIO)
• Led di stato e pulsante di reset (richiedono modifiche alla scheda OPi Zero)
• Tre connettori su I²C0 di cui uno compatibile con i moduli RTC reperibili in rete
• Un connettore su I²C1 (bus a cui è collegato anche il RTC presente sulla scheda)
• Connettore seriale 1 (/dev/ttyS1)
• Connettore seriale 2 (/dev/ttyS2) con il segnale RTS (utile per il comando di interfacce RS485) e alimentazione 3,3 e 5 V
• Connettore SPI out per collegamento moduli display a led (facilmente modificabile per avere disponibile un'interfaccia completa), utilizzabile in alternatica come per seriale 3 (/dev/ttyS3) con segnale RTS
• Connettore per 1Wire (per esempio sensori temperatura DS18B20)
• Connettore per ricevitore IR
• Tre connettori USB con protezione su alimentazione e linee segnale

Quasi tutti i connettori prevedono linee di alimentazione a 3,3 o 5V

Schema elettrico

Elenco componenti

• C1 = Condensatore elettrolitico 220 µF, 10V verticale, interasse 2,5mm, diametro 6,3 mm
• C2,C3 = Condensatori ceramici SMD 0603 100nF (2 pezzi - solo se montato amplificatore BF)
• C6,C7 = Condensatori ceramici SMD 0603 100nF (2 pezzi - solo se usato ingresso microfonico)
• C4 = Condensatore ceramico SMD 1206 47nF (solo se montato amplificatore BF)
• C5 = Condensatore elettrolitico 220 µF, 10V verticale, interasse 2,5mm, diametro 6,3 mm (solo se montato amplificatore BF)
• C8 = Condensatori ceramici SMD 0603 100nF (solo se montato RTC)
• C9 = Condensatore ceramico SMD 1206 10µF (solo se montato POE)
• D1 = LED blu SMD 1206 indicatore di presenza alimentazione
• D2 = LED rosso SMD 1206 microfono collegato (solo se usato ingresso microfonico)
• D3 = LED giallo SMD 1206 ingresso optoisolato alimentato
• D4 = LED verde SMD 1206 presenza alimentazione prese su USB
• D5 = LED 3mm ripetizione lLED status della scheda Orange Pi Zero
• D6 = Ponte a diodi SMD (solo se montato POE)
• F1,F2= Fusibili SMD 1210

J1 ,1,"Conn_02x13_Odd_Even","Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_2x13_P2.54mm_Vertical","~" J11 J22 ,2,"Conn_01x05","Connector_JST:JST_XH_B5B-XH-A_1x05_P2.50mm_Vertical","~" J14 ,1,"Conn_01x06","Connector_JST:JST_XH_B6B-XH-A_1x06_P2.50mm_Vertical","~" J17 ,1,"Conn_02x05_Odd_Even","Connector_IDC:IDC-Header_2x05_P2.54mm_Vertical","~" J18 J13 ,2,"Conn_01x03_Male","Connector_JST:JST_XH_B3B-XH-A_1x03_P2.50mm_Vertical","~" J19 J21 ,2,"Conn_01x02","Connector_JST:JST_PH_S2B-PH-K_1x02_P2.00mm_Horizontal","~" J2 ,1,"Conn_01x13","Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x13_P2.54mm_Vertical","~" J20 ,1,"Conn_01x02","Connector_Molex:Molex_PicoBlade_53047-0210_1x02_P1.25mm_Vertical","~" J3 ,1,"Screw_Terminal_01x06","Connector_Phoenix_MSTB:PhoenixContact_MSTBVA_2,5_6-G-5,08_1x06_P5.08mm_Vertical","~"

• J4,J5,J6 ,3,"USB_A","gvf:USB_A_Vertical"," ~"

J8 J7 ,2,"Conn_01x02","Connector_JST:JST_XH_B2B-XH-A_1x02_P2.50mm_Vertical","~" J9 J10 J15 J16 J12 ,5,"Conn_01x04","Connector_JST:JST_XH_B4B-XH-A_1x04_P2.50mm_Vertical","~" JP1 ,1,"SolderJumper_2_Bridged","Jumper:SolderJumper-2_P1.3mm_Bridged_RoundedPad1.0x1.5mm","~" JP2 JP3 ,2,"SolderJumper_2_Open","Jumper:SolderJumper-2_P1.3mm_Open_RoundedPad1.0x1.5mm","~" JP4 ,1,"SolderJumper_3_Bridged12","Jumper:SolderJumper-3_P1.3mm_Bridged12_RoundedPad1.0x1.5mm_NumberLabels","~" Q1 ,1,"BC807 (PNP)","Package_TO_SOT_SMD:SOT-23_Handsoldering","~" R10 R1 ,2,"22 KΩ","Resistor_SMD:R_1206_3216Metric_Pad1.42x1.75mm_HandSolder","~" R11 R9 ,2,"4.7 KΩ","Resistor_SMD:R_1206_3216Metric_Pad1.42x1.75mm_HandSolder","~" R2 ,1,"10 Ω","Resistor_SMD:R_1206_3216Metric_Pad1.42x1.75mm_HandSolder","~" R3 R4 R8 R5 ,4,"2,2 KΩ","Resistor_SMD:R_1206_3216Metric_Pad1.42x1.75mm_HandSolder","~" R6 ,1,"10 KΩ","Resistor_SMD:R_1206_3216Metric_Pad1.42x1.75mm_HandSolder","~" R7 ,1,"4,7 KΩ","Resistor_SMD:R_1206_3216Metric_Pad1.42x1.75mm_HandSolder","~" SW1 ,1,"Reset","Button_Switch_SMD:SW_Push_1P1T_NO_6x6mm_H9.5mm","~" TP4 TP2 TP1 TP3 ,4,"TestPoint","TestPoint:TestPoint_THTPad_2.0x2.0mm_Drill1.0mm","~" U1 ,1,"dc_dc_mp1584","gvf:dc_dc_mp1584","" U2 U3 U4 ,3,"USBLC6-2SC6","Package_TO_SOT_SMD:SOT-23-6","http://www2.st.com/resource/en/datasheet/CD00050750.pdf" U5 ,1,"LM386","Package_DIP:DIP-8_W7.62mm_Socket_LongPads","http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm386.pdf" U6 ,1,"SFH618A-1","Package_DIP:DIP-4_W7.62mm_Socket_LongPads","http://www.vishay.com/docs/83740/sfh617a.pdf" U7 ,1,"H11L1","Package_DIP:DIP-6_W7.62mm_Socket_LongPads","https://www.fairchildsemi.com/datasheets/H1/H11L1M.pdf" U8 ,1,"DS3231M","gvf:SOIC-16W_7.5x10.3mm_P1.27mm-hand","http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS3231.pdf" U9 ,1,"Ag9905LP","gvf:ag9900","" BZ1 ,1,"Buzzer","Buzzer_Beeper:Buzzer_12x9.5RM7.6","~"