Motherboard per Orange Pi Zero
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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 [1]
- C6,C7 = Condensatori ceramici SMD 0603 100nF [2]
- C4 = Condensatore ceramico SMD 1206 47nF [1]
- C5 = Condensatore elettrolitico 220 µF, 10V verticale, interasse 2,5mm, diametro 6,3 mm [1]
- C8 = Condensatori ceramici SMD 0603 100nF [3]
- C9 = Condensatore ceramico SMD 1206 10µF [4]
- D1 = LED blu SMD 1206 indicatore di presenza alimentazione
- D2 = LED rosso SMD 1206 microfono collegato [2]
- D3 = LED giallo SMD 1206 ingresso optoisolato alimentato [5]
- D4 = LED verde SMD 1206 presenza alimentazione prese su USB [6]
- D5 = LED 3mm [7]
- D6 = Ponte a diodi SMD [4]
- F1 = Fusibile SMD 1210
- F2 = Fusibile SMD 1210 [6]
- J1 = Pin header verticale 2x13 passo 2,54 mm
- J2 = Pin header verticale 1x13 passo 2,54 mm
- J3 = Morsettiera 1x6 passo 5,08 mm Phoenix Contact MSTBVA_2,5-6-G-5,08 sito web Phoenix Contact
- J4,J5,J6 = Connettori USB-A femmina verticali da stampato [6]
- J7 = Connettore JST XH (passo 2,5 mm) 1x02 verticale
- J8 = Connettore JST XH (passo 2,5 mm) 1x02 verticale [5]
- J9,J10,J12,J15,J16 = Connettori JST XH (passo 2,5 mm) 1x04 verticali
- J11 = Connettori JST XH (passo 2,5 mm) 1x05 verticali
- J13 = Connettore JST XH (passo 2,5 mm) 1x03 verticale
- J14 = Connettore JST XH (passo 2,5 mm) 1x06 verticale
- J17 = Header IDC 2x05 passo 2,54 mm verticale
- J18 = Connettore JST XH (passo 2,5 mm) 1x03 verticale [8]
- J19 = Connettore JST PH (passo 2) 1x02 orizzontale [7][9]
- J20 = Connettore Molex PicoBlade 53047-0210_1x02 (passo 1,25mm) verticale [3]
- J21 = Connettore JST PH (passo 2) 1x02 orizzontale [4]
- J22 = Connettori JST XH (passo 2,5 mm) 1x05 verticali (alternativo a J17)
- JP1,JP2,JP3 = Selezione pin per ingresso optoisolato (default GPIO 6)
- JP4 = Selezione alimentazione LED power (default 24V)
- Q1 = Transistor BC807 (PNP) SOT-23 [10]
- R1 = 22 KΩ SMD 1206
- R2 = 10 Ω SMD 1206 [1]
- R3,R4,R5 = 2,2 KΩ SMD 1206 [2]
- R6 = 10 KΩ SMD 1206 [10]
- R7 = 4,7 KΩ SMD 1206 [5]
- R8 = 2,2 KΩ SMD 1206 [5]
- R9 = 4,7 KΩ SMD 1206 [8]
- R10 = 22 KΩ SMD 1206 [6]
- R11 = 4,7 KΩ SMD 1206 [7]
- SW1 = pulsante da stampato normalmente aperto SMD 6x6mm [9]
- U1 = modulo alimentazione DC/DC MP1584 datasheet integrato possibile fornitore
- U2, U3, U4 = USBLC6-2SC6 (protezione disturbi USB) [6] datasheet
- U5 = LM386 DIL [1] datasheet
- U6 = SFH618A-1 [2] datasheet
- U7 = H11L1 [5] datasheet
- U8 = DS3231M SOIC-16W [3] datasheet
- U9 = Ag9905LP [4] (alternativo a U1) datasheet
- BZ1 = Buzzer 12x9.5 passo 7.6 [10]
- ↑ Salta a: 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 amplificatore BF
- ↑ Salta a: 2,0 2,1 2,2 2,3 ingresso microfonico
- ↑ Salta a: 3,0 3,1 3,2 RTC sulla motherboard
- ↑ Salta a: 4,0 4,1 4,2 4,3 Power Over Ethernet
- ↑ Salta a: 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 Ingresso optoisolato
- ↑ Salta a: 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 prese USB
- ↑ Salta a: 7,0 7,1 7,2 ripetizione LED status della scheda Orange Pi Zero
- ↑ Salta a: 8,0 8,1 interfaccia 1W
- ↑ Salta a: 9,0 9,1 pulsante di reset
- ↑ Salta a: 10,0 10,1 10,2 Buzzer