לוח מיקרו-בקר של Raspberry Pi Pico 2 W

מפרטים:

• שם מוצר: Raspberry Pi Pico 2 W
• ספק כוח: 5V DC
• זרם מינימלי מדורג: 1A

הוראות שימוש במוצר

מידע בטיחות:
על Raspberry Pi Pico 2 W לעמוד בתקנות ובתקנים הרלוונטיים החלים במדינת השימוש המיועד. ספק הכוח המסופק צריך להיות 5V DC עם זרם מינימלי של 1A.

תעודות תאימות:
לכל אישורי התאימות והמספרים, אנא בקרו באתר  www.raspberrypi.com/compliance.

מידע על אינטגרציה עבור יצרן הציוד המקורי (OEM):
יצרן המוצר המארח/OEM צריך להבטיח עמידה מתמשכת בדרישות ההסמכה של ה-FCC וה-ISED של קנדה לאחר שילוב המודול במוצר המארח. עיין ב-FCC KDB 996369 D04 למידע נוסף.

ציות לתקנות:
עבור מוצרים הזמינים בשוק ארה"ב/קנדה, רק ערוצים 1 עד 11 זמינים עבור WLAN 2.4GHz. אין למקם את המכשיר ואת האנטנה/ות שלו יחד או להפעיל אותו יחד עם אנטנה או משדר אחרים, אלא בהתאם להליכי המשדרים הרבים של ה-FCC.

חלקי כלל FCC:
המודול כפוף לחלקי הכללים הבאים של ה-FCC: 15.207, 15.209, 15.247, 15.401 ו-15.407.

גיליון נתונים של Raspberry Pi Pico 2 W
לוח מיקרו-בקר מבוסס RP2350 עם אלחוטי.

קולופון

• © 2024 רספברי פאי בע"מ
• תיעוד זה מורשה תחת רישיון Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-ND).
• תאריך בנייה: 2024-11-26
• גרסת בנייה: d912d5f-clean

הודעת כתב ויתור משפטי

• נתונים טכניים ואמינות עבור מוצרי RASPBERRY PI (כולל גליונות נתונים) כפי ששונו מעת לעת ("משאבים") מסופקים על ידי RASPBERRY PI LTD ("RPL") "כפי שהם" וכל מפורש או משתמע, לא משתמע אל, האחריות המשתמעת של סחירות והתאמה למטרה מסוימת נדחתות. במידה המקסימלית המותרת על פי החוק הרלוונטי בשום מקרה, RPL לא תהיה אחראית לכל נזק ישיר, עקיף, מקרי, מיוחד, למופת או תוצאתי (כולל, אך לא מוגבל לשירות, של שירות רכש; נתונים , או רווחים או הפרעה עסקית) הנגרמת ולפי כל תיאוריה של אחריות, בין אם בחוזה, באחריות קפדנית, או בעוולה (כולל רשלנות או אחרת) הנובעת מכל דרך שהיא כתוצאה מהשימוש, של נזק כזה.
• RPL שומרת לעצמה את הזכות לבצע כל שיפורים, שיפורים, תיקונים או כל שינוי אחר במשאבים או בכל מוצר המתואר בהם בכל עת וללא הודעה נוספת.
• המשאבים מיועדים למשתמשים מיומנים עם רמות מתאימות של ידע עיצובי. המשתמשים הם האחראים הבלעדיים לבחירתם ולשימוש במשאבים ולכל יישום של המוצרים המתוארים בהם. המשתמש מסכים לשפות ולחזק את RPL מפני כל התחייבויות, עלויות, נזקים או הפסדים אחרים הנובעים מהשימוש שלהם במשאבים.
• RPL מעניק למשתמשים הרשאה להשתמש במשאבים אך ורק בשילוב עם מוצרי Raspberry Pi. כל שימוש אחר במשאבים אסור. לא ניתן רישיון לכל RPL אחר או זכות קניין רוחני אחרת של צד שלישי.
• פעילויות בסיכון גבוה. מוצרי Raspberry Pi אינם מתוכננים, מיוצרים או מיועדים לשימוש בסביבות מסוכנות הדורשות ביצועים בטוחים מפני כשל, כגון הפעלת מתקנים גרעיניים, מערכות ניווט או תקשורת של מטוסים, בקרת תנועה אווירית, מערכות נשק או יישומים קריטיים לבטיחות (כולל מערכות תמיכה בחיים ומכשירים רפואיים אחרים), שבהם כשל של המוצרים עלול להוביל ישירות למוות, פגיעה גופנית או נזק פיזי או סביבתי חמור ("פעילויות בסיכון גבוה"). RPL מתנערת במפורש מכל אחריות מפורשת או משתמעת להתאמה לפעילויות בסיכון גבוה ואינה מקבלת על עצמה כל אחריות לשימוש או הכללה של מוצרי Raspberry Pi בפעילויות בסיכון גבוה.
• מוצרי Raspberry Pi מסופקים בכפוף לתנאים הסטנדרטיים של RPL. אספקת המשאבים של RPL אינה מרחיבה או משנה אחרת את התנאים הסטנדרטיים של RPL, לרבות אך לא מוגבלת לכתבי הוויתור והאחריות המובעים בהם.

פרק 1. אודות פיקו 2 מערב
Raspberry Pi Pico 2 W הוא לוח מיקרו-בקר המבוסס על שבב המיקרו-בקר Raspberry Pi RP2350.

ה-Raspberry Pi Pico 2 W תוכנן להיות פלטפורמת פיתוח גמישה אך זולה עבור RP2350, עם ממשק אלחוטי 2.4GHz והתכונות העיקריות הבאות:

• מיקרו-בקר RP2350 עם זיכרון פלאש של 4 מגה-בייט
• ממשקים אלחוטיים חד-פסיים מובנים של 2.4GHz (802.11n, Bluetooth 5.2)
  • תמיכה בתפקידי Bluetooth LE מרכזיים וציוד היקפי
  • תמיכה ב-Bluetooth Classic
• יציאת Micro USB B לחשמל ונתונים (ולתכנות מחדש של הפלאש)
• לוח מעגל מודפס (PCB) בעל 40 פינים, בגודל 21 מ"מ × 51 מ"מ, בסגנון 'DIP', בעובי 1 מ"מ, עם פינים עם חור עובר בגודל 0.1 אינץ', וגם עם קסטלציות בקצה.
  • חושף 26 כניסות/פלטים רב-תכליתיות 3.3V לשימוש כללי (GPIO)
  • 23 GPIO דיגיטליים בלבד, כאשר שלושה מהם גם בעלי יכולת ADC
  • ניתן להתקנה על גבי המכשיר כמודול
• יציאת ניפוי שגיאות טורית (SWD) בעלת 3 פינים של Arm
• ארכיטקטורת ספק כוח פשוטה אך גמישה ביותר
  • אפשרויות שונות להפעלת היחידה בקלות ממיקרו USB, מקורות חיצוניים או סוללות
• איכות גבוהה, עלות נמוכה, זמינות גבוהה
• ערכת פיתוח תוכנה מקיפה, דוגמה לתוכנהampקבצים ותיעוד

לפרטים מלאים על המיקרו-בקר RP2350 אנא עיינו בספר גיליון הנתונים של RP2350. המאפיינים העיקריים כוללים:

• ליבות כפולות Cortex-M33 או RISC-V Hazard3 במהירות שעון של עד 150 מגה-הרץ
  • שני PLLs על השבב מאפשרים תדרי ליבה ותדרי היקפיים משתנים
• SRAM רב-בנקאי בעל ביצועים גבוהים בנפח 520 kB
• זיכרון פלאש חיצוני Quad-SPI עם eXecute In Place (XIP) ומטמון על-שבב של 16kB
• בד אוטובוס בעל ביצועים גבוהים עם מוטות רוחב מלאים
• USB1.1 מובנה (התקן או מארח)
• 30 כניסות/פלטים רב-תכליתיות למטרות כלליות (ניתן להשתמש בארבעה עבור ADC)
  • 1.8-3.3VI/O נפחtage
• ממיר אנלוגי לדיגיטלי (ADC) של 12 סיביות 500ksps
• ציוד היקפי דיגיטלי מגוון
  • 2 × UART, 2 × I2C, 2 × SPI, 24 × ערוצי PWM, ציוד היקפי HSTX אחד
  • טיימר אחד עם 4 אזעקות, טיימר אחד של AON
• 3 × בלוקי קלט/פלט (PIO) ניתנים לתכנות, 12 מכונות מצב בסך הכל
  • קלט/פלט גמיש וניתן לתכנות על ידי המשתמש במהירות גבוהה
  • יכול לחקות ממשקים כגון כרטיס SD ו-VGA

פֶּתֶק

• רספברי פאי פיקו 2 WI/O voltage קבוע על 3.3V
• ה-Raspberry Pi Pico 2 W מספק מעגל חיצוני מינימליסטי אך גמיש לתמיכה בשבב RP2350: זיכרון פלאש (Winbond W25Q16JV), גביש (Abracon ABM8-272-T3), ספקי כוח וניתוק, ומחבר USB. רוב פיני המיקרו-בקר RP2350 מחוברים לפיני קלט/פלט של המשתמש בקצה השמאלי והימני של הלוח. ארבעה קלט/פלט RP2350 משמשים לפונקציות פנימיות: הנעת LED, בקרת חשמל באמצעות ספק כוח ממותג (SMPS) מובנה וחישת עוצמת המערכת.tages.
• ל-Pico 2 W יש ממשק אלחוטי מובנה בתדר 2.4GHz המשתמש ב-Infineon CYW43439. האנטנה היא אנטנה מובנית ברישיון של Abracon (לשעבר ProAnt). הממשק האלחוטי מחובר דרך SPI ל-RP2350.
• ה-Pico 2 W תוכנן להשתמש בכותרות פינים מולחמות בגודל 0.1 אינץ' (הן רחבות יותר ב-0.1 אינץ' ממארז DIP סטנדרטי בן 40 פינים), או להיות ממוקם כ"מודול" הניתן להרכבה על פני השטח, מכיוון שגם פיני ה-I/O של המשתמש הם בעלי צורה קסטלרית.
• ישנם פדי SMT מתחת למחבר ה-USB ולכפתור BOOTSEL, המאפשרים גישה לאותות אלה אם משתמשים בהם כמודול SMT מולחם מחדש.

• ה-Raspberry Pi Pico 2 W משתמש ב-SMPS buck-boost מובנה המסוגל לייצר את 3.3V הנדרש (להפעלת RP2350 ומעגלים חיצוניים) ממגוון רחב של עוצמות קלט.tages (~1.8 עד 5.5V). זה מאפשר גמישות משמעותית בהפעלת היחידה ממקורות שונים, כגון תא ליתיום-יון יחיד, או שלושה תאי AA בטור. ניתן גם לשלב בקלות מטעני סוללות עם שרשרת הכוח Pico 2 W.
• ניתן לתכנת מחדש את פלאש ה-Pico 2 W באמצעות USB (פשוט גרור ושחרר file אל ה-Pico 2 W, המופיע כהתקן אחסון בנפח גדול), או שפורט ניפוי שגיאות טורי (SWD) סטנדרטי יכול לאפס את המערכת ולטעון ולהריץ קוד ללא לחיצות כפתור. ניתן להשתמש בפורט SWD גם לאיתור שגיאות אינטראקטיבי בקוד הפועל על ה-RP2350.

תחילת העבודה עם פיקו 2 W

• הספר "תחילת העבודה עם Raspberry Pi Pico" מסביר כיצד לטעון תוכניות על הלוח, ומראה כיצד להתקין את ערכת פיתוח התוכנה C/C++ ולבנות את המערכת.ampתוכניות le C. עיין בספר ערכת פיתוח התוכנה Python מסדרת Pico של Raspberry Pi כדי להתחיל עם MicroPython, שהיא הדרך המהירה ביותר להריץ קוד על Pico 2 W.

עיצוב Raspberry Pi Pico 2 W files
עיצוב המקור file, כולל הסכימה ופריסת המעגל המודפס, זמינים באופן פתוח למעט האנטנה. אנטנת Niche™ היא טכנולוגיית אנטנה רשומה כפטנט של Abracon/Proant. אנא צרו קשר עם niche@abracon.com לקבלת מידע על רישוי.

• מַעֲרָך ה-CAD files, כולל פריסת PCB, ניתן למצוא כאן. שימו לב ש-Pico 2 W תוכנן בעורך PCB Cadence Allegro, ופתיחה בחבילות CAD אחרות של PCB תדרוש סקריפט או תוסף ייבוא.
• שלב תלת מימד מודל תלת-ממדי STEP של ה-Raspberry Pi Pico 2 W, להדמיה תלת-ממדית ובדיקת התאמה של עיצובים הכוללים את ה-Pico 2 W כמודול, ניתן למצוא כאן.
• פריצינג חלק של Fritzing לשימוש, למשל, בפריסות של לוחות ניסוי, ניתן למצוא כאן.
• בזאת ניתנת רשות להשתמש, להעתיק, לשנות ו/או להפיץ עיצוב זה לכל מטרה, עם או ללא תשלום.
• העיצוב מסופק "כפי שהוא" והמחבר מתנער מכל אחריות בנוגע לעיצוב זה, לרבות כל האחריות המשתמעת לסחירות ולהתאמה. בשום מקרה לא יהיה המחבר אחראי לכל נזק מיוחד, ישיר, עקיף או תוצאתי או כל נזק שהוא הנובע מאובדן שימוש, נתונים או רווחים, בין אם בפעולה חוזית, רשלנות או עוולה אחרת, הנובעים או בקשר לשימוש או לביצוע של עיצוב זה.

פרק 2. מפרט מכני
ה-Pico 2 W הוא לוח מודפס חד-צדדי בגודל 51 מ"מ × 21 מ"מ × 1 מ"מ עם יציאת micro USB הבולטת מעל הקצה העליון, ופינים כפולים עם חורים עוברים מסביב לשני הקצוות הארוכים. האנטנה האלחוטית המובנית ממוקמת בקצה התחתון. כדי למנוע פגיעה בכוונון האנטנה, אסור שחומר יפרוץ לחלל זה. ה-Pico 2 W מתוכנן לשימוש כמודול להרכבה משטחית וכן להציג פורמט DIP (package inline dual), כאשר 40 פיני המשתמש העיקריים נמצאים על רשת פסיעה של 2.54 מ"מ (0.1 אינץ') עם חורים של 1 מ"מ, תואמים ל-Veroboard ול-Breadboard. ל-Pico 2 W יש גם ארבעה חורי הרכבה קדוחים של 2.1 מ"מ (± 0.05 מ"מ) כדי לאפשר קיבוע מכני (ראה איור 3).

חיבור פינים של פיקו 2 וואט
פיני ה-Pico 2 W תוכננו להוציא ישירות כמה שיותר מתפקודי ה-GPIO והמעגלים הפנימיים של RP2350, תוך מתן מספר מתאים של פיני הארקה כדי להפחית הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) וערב-דיבור. RP2350 בנוי על תהליך סיליקון מודרני של 40 ננומטר, כך שקצבי הקצה הדיגיטליים של קלט/פלט מהירים מאוד.

פֶּתֶק

• מספור הפינים הפיזי מוצג באיור 4. להקצאת פינים ראה איור 2.

כמה פיני GPIO של RP2350 משמשים לפונקציות פנימיות של הלוח:

• GPIO29 מצב SPI CLK/ADC אלחוטי OP/IP (ADC3) למדידת VSYS/3
• GPIO25 OP אלחוטי SPI CS – כאשר גבוה מאפשר גם לפין ADC של GPIO29 לקרוא VSYS
• GPIO24 נתוני SPI/IRQ אלחוטיים של OP/IP
• GPIO23 אות הפעלה אלחוטי של OP
• WL_GPIO2 חישת IP VBUS – גבוהה אם VBUS קיים, אחרת נמוכה
• WL_GPIO1 OP שולט בפין חיסכון בחשמל של SMPS המובנה (סעיף 3.4)
• WL_GPIO0 פתח הפעלה מחובר לנורית המשתמש

מלבד פיני GPIO ופיני הארקה, ישנם שבעה פינים נוספים בממשק הראשי בן 40 הפינים:

• PIN40 V-BUS
• PIN39 VSYS
• PIN37 3V3_EN
• PIN36 3V3
• PIN35 ADC_VREF
• PIN33 AGND
• PIN30 לָרוּץ

VBUS הוא עוצמת הקלט micro-USBtagה. מחובר לפין 1 של יציאת micro-USB. מתח זה הוא נומינלי 5V (או 0V אם ה-USB אינו מחובר או אינו מופעל).

• VSYS הוא נפח הקלט הראשי של המערכתtage, שיכול לנוע בטווח המותר שבין 1.8V ל-5.5V, ומשמש את ה-SMPS המובנה כדי לייצר את ה-3.3V עבור ה-RP2350 וה-GPIO שלו.
• ‏3V3_EN מתחבר לפין ההפעלה של SMPS המובנה, ומועבר לגובה (ל-VSYS) דרך נגד של 100kΩ. כדי להשבית את ה-3.3V (אשר גם מנתק את ה-RP2350), קצר את הפין הזה לגובה.
• 3V3 הוא ספק הכוח העיקרי של 3.3V ל-RP2350 ולקלט/פלט שלו, המופק על ידי ה-SMPS המובנה. ניתן להשתמש בפין זה כדי להפעיל מעגלים חיצוניים (זרם המוצא המרבי יהיה תלוי בעומס של RP2350 ובנפח VSYS).tagה; מומלץ לשמור על העומס על פין זה מתחת ל-300mA).
• ADC_VREF הוא נפח אספקת החשמל (והייחוס) של ה-ADCtage, והוא נוצר על פיקו 2 וואט על ידי סינון ספק הכוח של 3.3 וולט. ניתן להשתמש בפין זה עם ייחוס חיצוני אם נדרשים ביצועי ADC טובים יותר.
• AGND הוא ייחוס הארקה עבור GPIO26-29. ישנו מישור הארקה אנלוגי נפרד הפועל תחת אותות אלה ומסתיים בפין זה. אם ה-ADC אינו בשימוש או שביצועי ה-ADC אינם קריטיים, ניתן לחבר פין זה להארקה דיגיטלית.
• RUN הוא פין ההפעלה של RP2350, ויש לו נגד מתח פנימי (על-שבב) ל-3.3V של כ-~50kΩ. כדי לאפס את RP2350, קצר את הפין הזה נמוך.
• לבסוף, ישנן גם שש נקודות בדיקה (TP1-TP6), אליהן ניתן לגשת במידת הצורך, לדוגמהampאם משתמשים בו כמודול להרכבה משטחית. אלה הם:
  • הארקה TP1 (האקה צמודה לאותות USB דיפרנציאליים)
  • TP2 USB DM
  • TP3 USB DP
  • פין PS TP4 WL_GPIO1/SMPS (אין להשתמש)
  • TP5 WL_GPIO0/LED (לא מומלץ להשתמש בו)
  • TP6 בוטסל
• ניתן להשתמש ב-TP1, TP2 ו-TP3 כדי לגשת לאותות USB במקום להשתמש ביציאת המיקרו-USB. ניתן להשתמש ב-TP6 כדי להכניס את המערכת למצב תכנות USB לאחסון בנפח גדול (על ידי קצר קצר בעת ההפעלה). שימו לב ש-TP4 אינו מיועד לשימוש חיצוני, ו-TP5 אינו מומלץ במיוחד מכיוון שהוא ינוע רק מ-0V לעוצמת הקול קדימה של נורית ה-LED.tage (ולכן ניתן להשתמש בו כפלט רק בזהירות מיוחדת).

טביעת רגל של הרכבה משטחית
טביעת הרגל הבאה (איור 5) מומלצת עבור מערכות אשר יעבדו עם הלחמת חוזרת של יחידות Pico 2 W כמודולים.

• השטח מציג את מיקומי נקודות הבדיקה וגדלי הפדים, כמו גם את 4 פדי ההארקה של מעטפת מחבר ה-USB (A,B,C,D). מחבר ה-USB ב-Pico 2 W הוא חלק בעל חור עובר, המספק לו חוזק מכני. פיני שקע ה-USB אינם בולטים עד הסוף דרך הלוח, אולם הלחמה אכן מצטברת על פדים אלה במהלך הייצור ויכולה למנוע מהמודול לשבת שטוח לחלוטין. לכן אנו מספקים פדים על שטח מודול ה-SMT כדי לאפשר להלחמה זו לזרום מחדש בצורה מבוקרת כאשר Pico 2 W עובר הזרמה מחדש.
• עבור נקודות בדיקה שאינן בשימוש, מקובל לפנות כל נחושת מתחתיהן (עם מרווח מתאים) על גבי לוח הגליל.
• באמצעות ניסויים עם לקוחות, קבענו שסטנסיל ההדבקה חייב להיות גדול יותר משטח החימום. הדבקת יתר על המידה של הפדים מבטיחה את התוצאות הטובות ביותר בעת ההלחמה. סטנסיל ההדבקה הבא (איור 6) מציין את מידות אזורי משחת ההלחמה ב-Pico 2 W. אנו ממליצים על אזורי משחה גדולים ב-163% משטח החימום.

אזור שמירה בחוץ
ישנו פתח לאנטנה (14 מ"מ × 9 מ"מ). אם משהו ממוקם קרוב לאנטנה (בכל ממד שהוא), יעילות האנטנה פוחתת. יש להניח את Raspberry Pi Pico W על קצה לוח ולא לכסות אותו במתכת כדי למנוע יצירת כלוב פאראדיי. הוספת הארקה לצידי האנטנה משפרת מעט את הביצועים.

תנאי הפעלה מומלצים
תנאי ההפעלה של ה-Pico 2 W תלויים במידה רבה בתנאי ההפעלה שצוינו על ידי רכיביו.

• טמפרטורת פעולה מקסימלית 70°C (כולל חימום עצמי)
• טמפרטורת פעולה מינימלית -20°C
• VBUS 5V ± 10%.
• VSYS מינימום 1.8V
• VSYS מקסימום 5.5V
• שימו לב שזרם VBUS ו-VSYS יהיה תלוי במקרה השימוש, לדוגמהampניתן למצוא בסעיף הבא.
• טמפרטורת הסביבה המקסימלית המומלצת להפעלה היא 70°C.

פרק 3. מידע על יישומים

תכנות הפלאש

• ניתן לתכנת מחדש את זיכרון הבזק QSPI המובנה בנפח 2MB באמצעות יציאת ניפוי שגיאות טורית או באמצעות מצב התקן אחסון בנפח USB מיוחד.
• הדרך הפשוטה ביותר לתכנת מחדש את הפלאש של ה-Pico 2 W היא להשתמש במצב USB. לשם כך, כבו את הלוח, ולאחר מכן החזיקו את כפתור BOOTSEL לחוץ במהלך הפעלת הלוח (לדוגמה, החזיקו את כפתור BOOTSEL לחוץ בזמן חיבור ה-USB).
• לאחר מכן, ה-Pico 2 W יופיע כהתקן אחסון בנפח USB. גרירת '.uf2' מיוחד file על הדיסק יכתוב את זה file לפלאש והפעל מחדש את ה-Pico 2 W.
• קוד האתחול של ה-USB מאוחסן ב-ROM ב-RP2350, כך שלא ניתן לדרוס אותו בטעות.
• כדי להתחיל להשתמש ביציאת SWD, עיין בסעיף ניפוי שגיאות עם SWD בספר תחילת העבודה עם סדרת Raspberry Pi Pico.

I/O למטרות כלליות

• ה-GPIO של ה-Pico 2 W מופעל מפס 3.3V המובנה, והוא קבוע על 3.3V.
• Pico 2 W חושף 26 מתוך 30 פיני GPIO אפשריים של RP2350 על ידי ניתובם ישירות לפיני ה-header של Pico 2 W. GPIO0 עד GPIO22 הם דיגיטליים בלבד, ו-GPIO 26-28 יכולים לשמש כ-GPIO דיגיטלי או ככניסות ADC (ניתנות לבחירה בתוכנה).

פֶּתֶק

• GPIO 26-29 תומכים ב-ADC ויש להם דיודה הפוכה פנימית לפס VDDIO (3.3V), כך שעוצמת הקלטtagאסור שמתח העוצמה יעלה על VDDIO ועוד כ-300mV. אם ה-RP2350 אינו מחובר לחשמל, הפעלת מתחtagחיבור לפיני GPIO אלה "ידלף" דרך הדיודה אל פס ה-VDDIO. לפיני GPIO 0-25 (ולפיני ניפוי השגיאות) אין הגבלה זו ולכן הם...tagניתן להפעיל בבטחה את ה-e על פינים אלה כאשר ה-RP2350 אינו מופעל עד 3.3V.

שימוש ב-ADC
ל-ADC RP2350 אין ייחוס על השבב; הוא משתמש באספקת חשמל משלו כייחוס. ב-Pico 2 W, פין ADC_AVDD (אספקת ה-ADC) נוצר מה-SMPS 3.3V באמצעות מסנן RC (201Ω לתוך 2.2μF).

1. פתרון זה מסתמך על דיוק פלט SMPS של 3.3V
2. חלק מרעשי ספק הכוח לא יסוננו
3. ה-ADC צורך זרם (כ-150 מיקרו-אמפר אם דיודת חישת הטמפרטורה מושבתת, דבר שיכול להשתנות בין שבבים שונים); יהיה קיזוז מובנה של כ-150 מיקרו-אמפר * 200 = ~30 מיליוולט. יש הבדל קטן בצריכת הזרם כאשר ה-ADC מושבת.ampling (בערך +20μA), כך שגם ההיסט ישתנה עם sampling כמו גם טמפרטורת הפעלה.

שינוי ההתנגדות בין ה-ADC_VREF לפין 3.3V יכול להפחית את ההיסט על חשבון רעש רב יותר, וזה מועיל אם מקרה השימוש יכול לתמוך בממוצע על פני מספר שניות.amples.

• דחיפה של פין מצב ה-SMPS (WL_GPIO1) למצב גבוה מאלצת את ספק הכוח להיכנס למצב PWM. זה יכול להפחית משמעותית את הרפלות הטבועות ב-SMPS בעומס קל, ולכן מפחית את הרפלות על ספק הכוח ADC. זה אכן מפחית את יעילות ההספק של ה-Pico 2 W בעומס קל, כך שבסוף המרת ADC ניתן להפעיל מחדש את מצב PFM על ידי דחיפה נוספת של WL_GPIO1 למצב נמוך. ראה סעיף 3.4.
• ניתן להפחית את קיזוז ה-ADC על ידי חיבור ערוץ שני של ה-ADC לאדמה, ושימוש במדידת אפס זו כקירוב לקיזוז.
• לשיפור משמעותי בביצועי ADC, ניתן לחבר ממיר חיצוני של 3.0V, כגון LM4040, מפין ADC_VREF לאדמה. שימו לב שאם עושים זאת, טווח הממיר מוגבל לאותות 0V – 3.0V (ולא 0V – 3.3V), וממיר ה-shunt ימשוך זרם רציף דרך נגד המסנן 200Ω (3.3V – 3.0V)/200 = ~1.5mA.
• שימו לב שנגד ה-1Ω ב-Pico 2 W (R9) נועד לסייע בהתייחסויות שאנט שהיו הופכות לבלתי יציבות כאשר הן מחוברות ישירות ל-2.2μF. הוא גם מבטיח סינון גם במקרה ש-3.3V ו-ADC_VREF מקוצרים יחד (מה שמשתמשים הסובלניים לרעש ורוצים להפחית את ההיסט הטמון עשויים לרצות לעשות).
• R7 הוא נגד מארז גדול פיזית של 1608 מטרי (0603), כך שניתן להסירו בקלות אם משתמש רוצה לבודד את ADC_VREF ולבצע שינויים משלו בנפח ה-ADC.tagה, למשלampלהפעיל אותו מנפח נפרד לחלוטיןtagה (למשל 2.5V). שים לב שה-ADC ב-RP2350 הוסמך רק ל-3.0/3.3V, אך אמור לעבוד עד כ-2V.

Powerchain
ה-Pico 2 W תוכנן עם ארכיטקטורת ספק כוח פשוטה אך גמישה וניתן להפעיל אותו בקלות ממקורות אחרים כגון סוללות או ספקים חיצוניים. שילוב ה-Pico 2 W עם מעגלי טעינה חיצוניים הוא גם פשוט. איור 8 מציג את מעגלי ספק הכוח.

• VBUS הוא קלט 5V מיציאת המיקרו-USB, המוזנת דרך דיודת Schottky כדי לייצר VSYS. דיודת VBUS ל-VSYS (D1) מוסיפה גמישות בכך שהיא מאפשרת הזנת מתח של ספקי כוח שונים לתוך VSYS.
• VSYS הוא נפח הקלט הראשי של המערכתtage' ומזין את SMPS buck-boost RT6154, אשר מייצר פלט קבוע של 3.3V עבור התקן RP2350 והקלט/פלט שלו (וניתן להשתמש בו כדי להפעיל מעגלים חיצוניים). VSYS מחולק ב-3 (על ידי R5, R6 בסכמת Pico 2 W) וניתן לנטר אותו בערוץ ADC 3 כאשר שידור אלחוטי אינו מתבצע. ניתן להשתמש בו לדוגמהampכמו נפח סוללה גולמיtagצג e.
• מכשיר ה-SMPS buck-boost, כפי ששמו מרמז, יכול לעבור בצורה חלקה ממצב buck למצב boost, ולכן יכול לשמור על עוצמת פלט.tage של 3.3V ממגוון רחב של עוצמות קלטtages, ~1.8V עד 5.5V, מה שמאפשר גמישות רבה בבחירת מקור הכוח.
• WL_GPIO2 מנטר את קיומו של VBUS, בעוד ש-R10 ו-R1 פועלים כדי למשוך את VBUS למטה כדי לוודא שהוא 0V אם VBUS אינו קיים.
• WL_GPIO1 שולט על פין PS (חיסכון באנרגיה) של RT6154. כאשר PS נמוך (ברירת המחדל ב-Pico 2 W) הרגולטור נמצא במצב אפנון תדר פולסים (PFM), אשר, בעומסים קלים, חוסך הספק ניכר על ידי הפעלת טרנזיסטורי MOSFET הממותגים רק מדי פעם כדי לשמור על קבל המוצא טעון. הגדרת PS גבוה מאלצת את הרגולטור למצב אפנון רוחב פולסים (PWM). מצב PWM מאלץ את ה-SMPS לעבור ברציפות, מה שמפחית את אדוות המוצא באופן משמעותי בעומסים קלים (מה שיכול להיות טוב עבור מקרי שימוש מסוימים) אך על חשבון יעילות גרועה בהרבה. שימו לב שתחת עומס כבד ה-SMPS יהיה במצב PWM ללא קשר למצב פין ה-PS.
• פין ה-SMPS EN נמשך ל-VSYS על ידי נגד של 100kΩ וזמין על פין 37 של Pico 2 W. קיצור פין זה לאדמה יבטל את ה-SMPS ויעביר אותו למצב צריכת חשמל נמוכה.

פֶּתֶק 
ל-RP2350 יש וסת ליניארי (LDO) על השבב שמפעיל את הליבה הדיגיטלית ב-1.1V (נומינלי) מאספקת החשמל של 3.3V, שאינה מוצגת באיור 8.

הפעלת Raspberry Pi Pico 2 W

• הדרך הפשוטה ביותר להפעיל את Pico 2 W היא לחבר את ה-micro-USB, אשר יפעיל את VSYS (ולכן את המערכת) מעוצמת הקול USB VBUS של 5V.tagכלומר, דרך D1 (כך ש-VSYS הופך ל-VBUS פחות ירידת דיודת שוטקי).
• אם יציאת ה-USB היא מקור החשמל היחיד, ניתן לקצר בבטחה את VSYS ואת VBUS כדי למנוע את נפילת דיודת Schottky (מה שמשפר את היעילות ומפחית את האדווה ב-VSYS).
• אם יציאת ה-USB אינה בשימוש, ניתן להפעיל את Pico 2 W בבטחה על ידי חיבור VSYS למקור הכוח המועדף עליך (בטווח של ~1.8V עד 5.5V).

חָשׁוּב
אם אתם משתמשים ב-Pico 2 W במצב מארח USB (למשל, באמצעות אחד מדגמי מארח TinyUSB)amples) אז עליך להפעיל את ה-Pico ב-2 וואט על ידי אספקת 5 וולט לפין ה-VBUS.

הדרך הפשוטה ביותר להוסיף מקור כוח שני בבטחה ל-Pico 2 W היא להזין אותו ל-VSYS דרך דיודת Schottky נוספת (ראה איור 9). פעולה זו תיצור 'או' את שני המתחים.tages, המאפשרים את הגבוה מבין הנפח החיצוניtage או VBUS להפעלת VSYS, כאשר הדיודות מונעות מכל ספק כוח להפעיל את השני. לדוגמהampתא ליתיום-יון יחיד* (נפח תאtage (במרחק של ~3.0V עד ~4.2V) יעבדו היטב, וכך גם שלושה תאי AA מסדרה (במרחק של ~3.0V עד ~4.8V) וכל ספק כוח קבוע אחר בטווח של ~2.3V עד 5.5V. החיסרון של גישה זו הוא שספק הכוח השני יסבול מירידה בדיודה באותו אופן כמו VBUS, וייתכן שזה לא רצוי מנקודת מבט של יעילות או אם המקור כבר קרוב לטווח התחתון של עוצמת הקלט.tagמותר עבור ה-RT6154.

דרך משופרת לספק חשמל ממקור שני היא שימוש ב-MOSFET בעל ערוץ P (P-FET) כדי להחליף את דיודת Schottky כפי שמוצג באיור 10. כאן, שער ה-FET נשלט על ידי VBUS, וינתק את המקור המשני כאשר VBUS קיים. יש לבחור את ה-P-FET כך שיהיה בעל התנגדות נמוכה, ולכן הוא מתגבר על היעילות והנפח.tagבעיות נפילת אלקטרונית עם פתרון דיודה בלבד.

• שים לב ש-Vt (נפח סף)tagה) של ה-P-FET יש לבחור כך שיהיה נמוך בהרבה מעוצמת הקלט החיצונית המינימליתtagלדוגמה, כדי לוודא שה-P-FET מופעל במהירות ובהתנגדות נמוכה. כאשר מתח הקלט VBUS מוסר, ה-P-FET לא יתחיל להידלק עד ש-VBUS יירד מתחת למתח המתח (Vt) של ה-P-FET, ובמקביל, דיודת הגוף של ה-P-FET עשויה להתחיל להוליך (בהתאם לשאלה האם מתח המתח (Vt) קטן מירידה של הדיודה). עבור כניסות בעלות מתח קלט מינימלי נמוךtagלדוגמה, או אם צפוי ששער ה-P-FET ישתנה באיטיות (למשל, אם מתווסף קיבול כלשהו ל-VBUS), מומלץ להשתמש בדיודת שוטקי משנית על פני ה-P-FET (באותו כיוון כמו דיודת הגוף). פעולה זו תפחית את עוצמת הקול.tagטיפה e על פני דיודת גוף ה-P-FET.
• אקסampדוגמה לדיודה P-MOSFET מתאימה לרוב המצבים היא דיודה DMG2305UX בעלת מתח מקסימלי של 0.9V ומתח רדיקלי של 100mΩ (ב-2.5V Vgs).

זְהִירוּת
אם משתמשים בסוללות ליתיום-יון, עליהן להיות מצוידות בהגנה נאותה מפני פריקת יתר, טעינת יתר, טעינה מחוץ לטווח הטמפרטורות המותר וזרם יתר. תאים חשופים ולא מוגנים מסוכנים ועלולים להתלקח או להתפוצץ אם הם נפרקים יתר על המידה, נטענים יתר על המידה או נטענים/פרוקים מחוץ לטווח הטמפרטורות ו/או הזרם המותר.

שימוש במטען סוללות
ניתן להשתמש ב-Pico 2 W גם עם מטען סוללות. למרות שזהו מקרה שימוש מורכב מעט יותר, הוא עדיין פשוט. איור 11 מציג דוגמהampלדוגמה, שימוש במטען מסוג 'נתיב חשמל' (כאשר המטען מנהל בצורה חלקה את המעבר בין הפעלה מסוללה או הפעלה ממקור קלט וטעינת הסוללה, לפי הצורך).

באקסampאנו מזינים את VBUS לכניסה של המטען, ואת VSYS עם הפלט דרך סידור ה-P-FET שהוזכר קודם לכן. בהתאם למקרה השימוש שלך, ייתכן שתרצה גם להוסיף דיודת Schottky על פני ה-P-FET כמתואר בסעיף הקודם.

USB

• ל-RP2350 יש PHY ובקר משולבים מסוג USB1.1 שניתן להשתמש בהם הן במצב התקן והן במצב מארח. ‏Pico 2 W מוסיף את שני נגדי ה-27Ω החיצוניים הנדרשים ומחבר את הממשק הזה ליציאת micro-USB סטנדרטית.
• ניתן להשתמש ביציאת ה-USB כדי לגשת למנהל האתחול של ה-USB (מצב BOOTSEL) המאוחסן ב-ROM האתחול של ה-RP2350. ניתן להשתמש בה גם באמצעות קוד משתמש, כדי לגשת להתקן USB חיצוני או למארח.

ממשק אלחוטי
ה-Pico 2 W מכיל ממשק אלחוטי מובנה בתדר 2.4GHz המשתמש ב-Infineon CYW43439, הכולל את התכונות הבאות:

• WiFi 4 (802.11n), פס יחיד (2.4 GHz)
• WPA3
• SoftAP (עד 4 לקוחות)
• בלוטות' 5.2
  • תמיכה בתפקידי Bluetooth LE מרכזיים וציוד היקפי
  • תמיכה ב-Bluetooth Classic

האנטנה היא אנטנה מובנית ברישיון מ-ABRACON (לשעבר ProAnt). הממשק האלחוטי מחובר דרך SPI ל-RP2350.

• עקב מגבלות פינים, חלק מפיני הממשק האלחוטי משותפים. ה-CLK משותף עם צג VSYS, כך שרק כאשר אין עסקת SPI בתהליך ניתן לקרוא את VSYS דרך ה-ADC. ה-Infineon CYW43439 DIN/DOUT וה-IRQ חולקים כולם פין אחד ב-RP2350. רק כאשר אין עסקת SPI בתהליך מתאים לבדוק IRQs. הממשק פועל בדרך כלל בתדר של 33MHz.
• לקבלת ביצועים אלחוטיים מיטביים, האנטנה צריכה להיות במקום פנוי. לדוגמה, הנחת מתכת מתחת לאנטנה או בקרבתה עלולה להפחית את ביצועיה הן מבחינת הגבר והן מבחינת רוחב הפס. הוספת מתכת מוארקת לצדי האנטנה יכולה לשפר את רוחב הפס של האנטנה.
• ישנם שלושה פיני GPIO מה-CYW43439 המשמשים לפונקציות אחרות של הלוח וניתן לגשת אליהם בקלות דרך ה-SDK:
  • WL_GPIO2
  • חישת IP VBUS – גבוהה אם VBUS קיים, אחרת נמוכה
  • WL_GPIO1
  • OP שולט בפין חיסכון בחשמל של SMPS המובנה (סעיף 3.4)
  • WL_GPIO0
• פתח הפעלה מחובר לנורית המשתמש

פֶּתֶק 
פרטים מלאים על ה-Infineon CYW43439 ניתן למצוא באתר Infineon. webאֲתַר.

איתור באגים
ה-Pico 2 W מביא את ממשק ניפוי השגיאות (SWD) הטורי של RP2350 לראש ניפוי שגיאות בעל שלושה פינים. כדי להתחיל להשתמש ביציאת ניפוי השגיאות, עיינו בסעיף ניפוי שגיאות עם SWD בספר תחילת העבודה עם סדרת Raspberry Pi Pico.

פֶּתֶק 
לשבב RP2350 יש נגדי Pull-up פנימיים על פיני SWDIO ו-SWCLK, שניהם בעלי מתח נומינלי של 60kΩ.

נספח א': זמינות
מבטיחים ש-Raspberry Pi Pico 2 W יהיה זמין לפחות עד ינואר 2028.

תְמִיכָה
לתמיכה עיינו בסעיף פיקו של ה-Raspberry Pi. webאתר, ולפרסם שאלות בפורום של Raspberry Pi.

נספח ב': מיקומי רכיבי Pico 2 W

נספח ג': זמן ממוצע בין כשל (MTBF)

טבלה 1. זמן ממוצע בין כשל עבור Raspberry Pi Pico 2 W

דֶגֶם	זמן ממוצע בין כשל הארקה שפיר (שעות)	זמן ממוצע בין כשל קרקע נייד (שעות)
פיקו 2 מערב	182 000	11 000

קרקעית, שפיר 
חל על סביבות לא ניידות, בעלות בקרת טמפרטורה ולחות, הנגישות בקלות לתחזוקה; כולל מכשירי מעבדה וציוד בדיקה, ציוד אלקטרוני רפואי, מתחמי מחשבים עסקיים ומדעיים.

קרקע, נייד 
מניח רמות של עומס תפעולי גבוהות בהרבה משימוש ביתי או תעשייתי קל רגיל, ללא בקרת טמפרטורה, לחות או רעידות: חל על ציוד המותקן על כלי רכב עם גלגלים או זחלים ועל ציוד המועבר ידנית; כולל ציוד תקשורת נייד ונייד.

היסטוריית פרסום תיעוד

• 25 בנובמבר 2024
• שחרור ראשוני.

שאלות נפוצות

ש: מה צריך להיות ספק הכוח עבור Raspberry Pi Pico 2W?
א: ספק הכוח צריך לספק 5V DC וזרם מדורג מינימלי של 1A.

ש: היכן אוכל למצוא אישורי תאימות ומספרים?
א: לקבלת כל אישורי התאימות והמספרים, אנא בקרו באתר www.raspberrypi.com/compliance.

מסמכים / משאבים

לוח מיקרו-בקר של Raspberry Pi Pico 2 W [pdfמדריך למשתמש PICO2W, 2ABCB-PICO2W, 2ABCBPICO2W, לוח מיקרו-בקר פיקו 2 W, פיקו 2 W, לוח מיקרו-בקר, לוח

הפניות

• מדריך למשתמש