RaspberryPi用アドオンボードRaspberryHabuの組み立て方

Version20130513の一部の機能を使って簡単にフィジカルコンピューティングが試せるBASICセットを作りました。フルセットはこれに電源回路、リアルタイムカレンダクロックなどが付きます。今回はBASICセットの組み立て方に絞りまとめました。
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nanbuwks @nanbuwks

RaspberryHabuのVersion20130513の基板が仕上がりました。BASICセットを組み立てたところ。BASICセットはデジタルOUTx8,デジタルINx6,スピーカ,LEDx4,ADコンバータとリレーx1等。 http://t.co/2o4fHYo7ao

2013-05-26 23:38:30
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nanbuwks @nanbuwks

RaspberryHabuはRaspberryPiとこのようにジョイントします。サイズ的にも使い勝手の点でも真上にスタックできそうですが、RaspberryPiの放熱のためにあえてこの配置にしています。 #fablib http://t.co/FAv48LSXuJ

2013-05-26 23:40:54
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nanbuwks @nanbuwks

BASICセットの内訳です。左上のソケットコネクタと中央上部にあるピンコネクタは実は2列コネクタです。1/6Wの小さい抵抗は2kΩx7、左下にある1/4Wの抵抗は330Ωx10。実はこれに更にリレーx1があるのですが忘れてました http://t.co/MgGFBvRIF6

2013-05-26 23:44:20
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nanbuwks @nanbuwks

では、BASICセットの解説を組み立てと共にしていきます。まずは写真上側のRaspberryPiジョイントコネクタをはんだづけ。その後に電源コンフィグレーションジャンパーピンを3ヶ所はんだづけします。#fablib http://t.co/xR7olJ15IN

2013-05-26 23:47:32
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nanbuwks @nanbuwks

ジャンパーピンをこのように取り付けます。ピンの向きに注意。その後LEDと抵抗2kΩ(赤黒赤金)を取り付けます。写真では赤LEDですがキットでは緑LEDが入っています。足の長い方が手前側です。このLEDの足はまだ切りません。 http://t.co/h5zDXBb8v4

2013-05-26 23:53:14
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nanbuwks @nanbuwks

基板のパターン忘れのために、LEDの足をこのようにうまく伸ばしてはんだづけしてください。(てへっ) #FABLIB http://t.co/dnCYRuKyPO

2013-05-26 23:54:50
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nanbuwks @nanbuwks

ICソケットx3とバイパスコンデンサー(パスコン)x2を取り付けます。ICソケットは向きに注意。青いのがパスコン。パスコンはICの速度に電気の供給速度が追いつかないため、一時的な供給源としてICの近くに設置します。#fablib http://t.co/xxvQn43v7W

2013-05-26 23:58:56
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nanbuwks @nanbuwks

LEDを4つ取り付けます。足の短い方が手前側。抵抗は先ほどと同じ2kΩ(赤黒赤金)。こちらは左から右へD0,D1,D2,D3ポートのモニター用です。ちなみに先ほど取り付けた左上のLEDは電源モニター用です。 #fablib http://t.co/qe7JMQ04yh

2013-05-27 00:02:48
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nanbuwks @nanbuwks

トランジスタアレイTD62783APGを取り付けます。これによってD0~D7の8ポートのデジタルアウトが利用できるようになります。出力電圧は5V。瞬間的なら500mA/ポート流せますがその場合は電源部品を追加する必要があります。 http://t.co/greHN66Ufw

2013-05-27 00:17:27
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nanbuwks @nanbuwks

動作試験。ここではwiringPiを使って説明をします。HabuとPiをジョイントして電源ON、wiringPiをインストールし、このように実行するとD0のLEDが点灯し画面でも0ポートがHighになっているのが確認できます。 http://t.co/2D0t9R9So1

2013-05-27 00:35:25
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nanbuwks @nanbuwks

圧電スピーカと抵抗を取り付けます。圧電スピーカはそれ自体で電気を発生するので、悪影響を避けるため2kΩの抵抗を介してD1ポートにつながっています。用途によっては音が小さくなりますがこの抵抗を10kΩ程度に変更してください。 http://t.co/57ZWHYNyQ0

2013-05-27 00:46:06
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nanbuwks @nanbuwks

D4~D7ポートはこちらにつながるようになっています。リレーが最大4つ、あるいはリレーの代わりにLEDアレイが搭載できます。リレーを使う場合は手前からD4,D5,D6,D7。LEDアレイの場合は5つが直列でD4に接続されます。 http://t.co/Xe5V3egwdJ

2013-05-27 00:49:16
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nanbuwks @nanbuwks

BASICセットに入っているのはリレー1ch分のみです。またRaspberryHabuはPiとは別系統の電源で動かすこともでき、5Vではなくて例えば12Vで動かすこともできますがその時にはリレーも変更しないといけません。 http://t.co/ZAWSbi0A1h

2013-05-27 00:52:54
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nanbuwks @nanbuwks

リレーが取り付け終わったら、次はデジタルIN回路に進みます。黒い9ピンの集合抵抗を取り付けます。右側にマークが来るように取り付けてください。これによってデジタル入力はプルダウンされています。Piバス保護用抵抗x6も取り付けます。 http://t.co/yx3ydjLO74

2013-05-27 00:56:24
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nanbuwks @nanbuwks

Piバス用保護抵抗は330Ωで橙橙茶金です。テスト用スイッチと2kΩも取り付けます。この抵抗は信号衝突回避用で、スイッチ以外の信号を優先します。レベルシフトIC、74HC4050を取り付けます。向きに注意。#fablib http://t.co/FZGwzJ9JQN

2013-05-27 01:02:17
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nanbuwks @nanbuwks

デジタルINのテストをしましょう。ジョイントして電源を入れ、このようにコマンドを実行します。スイッチを押すと0ポートがHighになるのがわかります。デジタル入力とデジタル出力を直結しているので、D0モニター用のLEDも光ります。 http://t.co/PIxa2A78Op

2013-05-27 01:05:03
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nanbuwks @nanbuwks

動作確認できたらアナログIN回路を組み立てます。330Ω(橙橙茶金)を4つ、取り付けます。はんだづけしてもまだ足は切らないでください。ADコンバータMCP3008を取り付けます。これだけ向きが逆向きです。これでアナログ値を取得。 http://t.co/Ew3gDfzmlB

2013-05-27 01:11:42
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nanbuwks @nanbuwks

裏っ側の抵抗の足は1本だけこのように伸ばして別のところにはんだづけしてください。配線パターン忘れのためです(汗 #fablib http://t.co/JJBG9GkzCs

2013-05-27 01:26:34
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nanbuwks @nanbuwks

ピンソケット2x8を3ヶ所にはんだ付けします。これができたらBASICセットの完成! #openforce #fablib http://t.co/G0jmEfhXUK

2013-05-27 01:28:29
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nanbuwks @nanbuwks

ピンソケットの解説です。一番手前のピンソケットはDIN(デジタルイン)。2列ありますが信号は手前に入力します。左からD0~D5,GND,GND。奥側列はVCC(5V)。VCCとDxをショートするとHigh信号が入力されます。 http://t.co/gah9wbNN45

2013-05-27 01:32:28
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nanbuwks @nanbuwks

奥側左の8x2ソケットはDOUT(デジタルアウト)。2列奥の左からD0~D7。2列手前は全てGND(0V)。DxにHighを出力すると5Vに近い電圧になります。トランジスタアレイによって大きな電流が流せますのでショートに注意。 http://t.co/0gBTlTyMoW

2013-05-27 01:35:51
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nanbuwks @nanbuwks

奥側右の8x2コネクタはAIN(アナログイン)。奥列右からA0~A7で8チャンネルのアナログ入力。手前列は全てVCC(5V)。アナログセンサーは5V、信号、GNDを使うことが多くDOUTのGNDとあわせて接続してください。 http://t.co/6tN77FjzoF

2013-05-27 01:39:44
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