Motherboard per Orange Pi Zero

Da La cantina di Gvf.
Versione del 2 apr 2024 alle 18:33 di Gvf (discussione | contributi) (+ immagini)
Jump to navigation Jump to search

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 da 7 a 28 V con modulo 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 alternativa 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

gvf2303 v2c.pdf

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]


  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 amplificatore BF
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 ingresso microfonico
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 RTC sulla motherboard
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Power Over Ethernet
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 Ingresso optoisolato
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 prese USB
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 ripetizione LED status della scheda Orange Pi Zero
  8. ↑ 8,0 8,1 interfaccia 1W
  9. ↑ 9,0 9,1 pulsante di reset
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 Buzzer

Circuito stampato

Link per il file zip contente i file Gerber dello stampato.

Questa versione contiene un errore nel posizionamento di Q1 che va saldato come riportato nella foto.

Per saldare il DS3231 (U8) conviene eliminare i ponti verso massa laterali e centrali lasciando solo quelli alle estremità.

  • Render lato superiore circuito stampato

    Render lato superiore circuito stampato

  • Render lato inferiore circuito stampato

    Render lato inferiore circuito stampato

  • Circuito stampato

    Circuito stampato

  • Posizionamento corretto di Q1

    Posizionamento corretto di Q1

  • Modifiche per il collegamento del reset (filo rosso) e del POE (fili verde e blu)

    Modifiche per il collegamento del reset (filo rosso) e del POE (fili verde e blu)

Estratto da "https://cantina.gvf.ve.it/index.php?title=Motherboard_per_Orange_Pi_Zero&oldid=1269"