Плата расширения с последовательным портом для Raspberry PI

В данном проекте создается односторонняя плата, которая соединяет последовательный порт RS-232 с микрокомпьютером Raspberry PI и позволяет подключить некоторые выводы PI для проведения экспериментов.

Разрабатываемая интерфейсная плата должна быть простой и использоваться для проведения первоначальных экспериментов. Ее можно собрать на односторонней печатной плате используя домашние методы изготовления плат.

Для проекта предоставляются исходные файлы KiCad, поэтому конструкцию можно модернизировать в любой момент.

Последовательный порт RS-232 позволяет запрограммировать микрокомпьютер Raspberry PI путем подсоединения к ПК без необходимости подключения дополнительной клавиатуры и экрана к PI.

Электрическая схема
Электрическая схема для распределительной платы последовательного порта Raspberry PI показана ниже.

Как видно на схеме, общая конструкция очень простая. Плата имеет один преобразователь уровня RS-232 и подключает 5 выводов GPIO микрокомпьютера Raspberry PI. К одному из выводов GPIO последовательно включен светодиод и резистор.

Создание платы и сборка
В схеме используются компоненты, монтируемые на поверхность, MAX3232 для RS-232 и конденсаторы емкостью 100 нФ, как показано на фото ниже. Данные компоненты можно заменить на стандартные компоненты, которые устанавливаются в сквозные отверстия. Для этого к проекту и прилагаются исходные файлы KiCad.

Мы сознательно выбрали MAX3232 с поверхностным монтажом, поскольку такая ИС намного дешевле и более доступна, чем эквивалент с установкой в сквозные отверстия.

Дизайн и конструкция печатной платы
Плата была разработана и сконструирована с помощью методов, описанных в книге Open Электроника для Linux с открытым исходным кодом. В книге подробно описывается среда KiCad и метод ЛУТ для конструкции печатных плат.

Пайка
Компоненты с поверхностным монтажом не очень тяжело паять. Их нужно припаять первыми. Их устанавливают со стороны печатной платы с медной поверхностью. Конденсаторы емкостью 100 нФ имеют размер 1206, поэтому с ними удобно работать.
Стандартный резистор, светодиод и конденсатор нужно припаять следующими и установить за коннекторами.

Коннекторы
J3 представляет собой гнездовой разъем для подключения выводов GPIO микрокомпьютера Raspberry PI.

J2 – это DB9 разъем типа мама. Он напрямую подключается к DB9 разъему типа папа на ПК или USB к конвертору RS-232 без перекрещивания.

Плоский кабель
Плоский кабель представляет собой 26-выводной кабель с двумя IDC коннекторами.

Вы можете использовать 40-выводной кабель и исключить лишние проводники, или купить готовый 26-выводной плоский кабель.

Схема и печатная плата
KiCad файлы проекта: rpi_serial_breakout.zip (15.8kB)
Печатная плата (PDF файл): rpi_serial_breakout-Back.pdf (13.0kB)
Макет платы (PDF файл):rpi_serial_breakout-PCB_Edges.pdf (2.6kB)

По материалам сайта