Deska mikrokontroléru Raspberry Pi Pico 2 W

Specifikace:

• Název produktu: Raspberry Pi Pico 2 W
• Napájení: 5V DC
• Minimální jmenovitý proud: 1A

Návod k použití produktu

Bezpečnostní informace:
Raspberry Pi Pico 2 W by měl splňovat příslušné předpisy a normy platné v zemi zamýšleného použití. Dodávaný napájecí zdroj by měl být 5V DC s minimálním jmenovitým proudem 1A.

Certifikáty shody:
Všechny certifikáty a čísla shody naleznete na  www.raspberrypi.com/compliance.

Informace o integraci pro výrobce OEM:
Výrobce OEM/hostitelského produktu by měl po integraci modulu do hostitelského produktu zajistit trvalý soulad s certifikačními požadavky FCC a ISED Canada. Další informace naleznete v dokumentu FCC KDB 996369 D04.

Soulad s předpisy:
U produktů dostupných na trhu v USA/Kanadě jsou pro 2.4GHz WLAN k dispozici pouze kanály 1 až 11. Zařízení a jeho anténa (antény) nesmí být umístěny na stejném místě ani provozovány ve spojení s žádnou jinou anténou nebo vysílačem, s výjimkou případů, kdy je to v souladu s postupy FCC pro více vysílačů.

Části pravidel FCC:
Modul podléhá následujícím částem pravidel FCC: 15.207, 15.209, 15.247, 15.401 a 15.407.

Datový list Raspberry Pi Pico 2W
Deska mikrokontroléru založená na RP2350 s bezdrátovým připojením.

Tiráž

• © 2024 Raspberry Pi Ltd
• Tato dokumentace je licencována pod licencí Creative Commons Uveďte autora-Neodvozujte 4.0 International (CC BY-ND).
• datum sestavení: 2024. 11. 26
• verze buildu: d912d5f-clean

Právní upozornění

• TECHNICKÁ A SPOLEHLIVOSTNÍ ÚDAJE PRO PRODUKTY RASPBERRY PI (VČETNĚ DATOVÝCH LISTŮ), JAK JSOU ČAS OD ČASU MODIFIKOVANÉ („ZDROJE“), POSKYTUJE RASPBERRY PI LTD („RPL“) „TAK JAK JSOU“ A JAKÉKOLI VÝSLOVNÉ NEBO OMEZENÉ, BEZ ZÁRUK ODPOVÍDAJÍCÍ ZÁRUKY PRODEJNOSTI A VHODNOSTI PRO KONKRÉTNÍ ÚČEL. V MAXIMÁLNÍM ROZSAHU POVOLENÉM PŘÍSLUŠNÝM ZÁKONEM V ŽÁDNÉM PŘÍPADĚ NEBUDE RPL ODPOVĚDNÁ ZA JAKÉKOLI PŘÍMÉ, NEPŘÍMÉ, NÁHODNÉ, ZVLÁŠTNÍ, EXEMPLÁRNÍ NEBO NÁSLEDNÉ ŠKODY (VČETNĚ, ALE NEOMEZENO NA POSKYTNUTÍ POSKYTOVÁNÍ NÁHRADNÍCH DATA; , NEBO ZISKY NEBO PŘERUŠENÍ OBCHODNÍ ČINNOSTI), JAK JSOU ZPŮSOBENÉ A NA JAKÉKOLI TEorii ODPOVĚDNOSTI, AŤ VE SMLOUVĚ, PŘÍMÉ ODPOVĚDNOSTI NEBO deliktu (VČETNĚ NEDBALOSTI ČI JINAK), VZNIKLÉM JAKÝKOLI ZPŮSOB JAK JAK NAVYŠLI TOHOTO POUŽITÍ. TAKOVÉ ŠKODY.
• Společnost RPL si vyhrazuje právo kdykoli a bez dalšího upozornění provádět jakákoli vylepšení, vylepšení, opravy nebo jakékoli jiné úpravy ZDROJŮ nebo jakýchkoli produktů v nich popsaných.
• ZDROJE jsou určeny pro zkušené uživatele s odpovídající úrovní znalostí návrhu. Uživatelé jsou výhradně zodpovědní za svůj výběr a použití ZDROJŮ a jakékoli použití produktů v nich popsaných. Uživatel souhlasí s tím, že odškodní a ochrání RPL vůči veškerým závazkům, nákladům, škodám nebo jiným ztrátám vyplývajícím z používání ZDROJŮ.
• RPL uděluje uživatelům oprávnění používat ZDROJE výhradně ve spojení s produkty Raspberry Pi. Jakékoli jiné použití ZDROJŮ je zakázáno. Žádná licence není udělena žádnému jinému RPL nebo jinému právu duševního vlastnictví třetí strany.
• VYSOCE RIZIKOVÉ AKTIVITY. Produkty Raspberry Pi nejsou navrženy, vyrobeny ani určeny pro použití v nebezpečných prostředích vyžadujících bezpečný provoz, jako je provoz jaderných zařízení, navigační nebo komunikační systémy letadel, řízení letového provozu, zbraňové systémy nebo bezpečnostní aplikace (včetně systémů podpory života a dalších zdravotnických prostředků), u kterých by selhání produktů mohlo přímo vést k úmrtí, zranění osob nebo vážnému fyzickému poškození či poškození životního prostředí („Vysoce rizikové aktivity“). RPL se výslovně zříká jakékoli výslovné nebo implicitní záruky vhodnosti pro vysoce rizikové aktivity a nepřebírá žádnou odpovědnost za použití nebo zařazení produktů Raspberry Pi do vysoce rizikových aktivit.
• Produkty Raspberry Pi jsou poskytovány v souladu se standardními podmínkami RPL. Poskytování ZDROJŮ společností RPL nerozšiřuje ani jinak neupravuje Standardní podmínky společnosti RPL, včetně, nikoli však výhradně, vyloučení odpovědnosti a záruk v nich vyjádřených.

Kapitola 1. O Pico 2 W
Raspberry Pi Pico 2 W je deska mikrokontroléru založená na čipu mikrokontroléru Raspberry Pi RP2350.

Raspberry Pi Pico 2 W byl navržen jako nízkonákladová a zároveň flexibilní vývojová platforma pro RP2350 s bezdrátovým rozhraním 2.4 GHz a následujícími klíčovými vlastnostmi:

• Mikrokontrolér RP2350 se 4 MB flash paměti
• Integrovaná jednopásmová bezdrátová rozhraní 2.4 GHz (802.11n, Bluetooth 5.2)
  • Podpora pro centrální a periferní role Bluetooth LE
  • Podpora pro Bluetooth Classic
• Port Micro USB B pro napájení a data (a pro přeprogramování blesku)
• 40pinová deska plošných spojů typu „DIP“ o rozměrech 21 mm × 51 mm a tloušťce 1 mm s piny o průměru 0.1″, také s okrajovými prolisy
  • Nabízí 26 multifunkčních 3.3V univerzálních I/O (GPIO)
  • 23 GPIO je pouze digitálních, přičemž tři jsou také kompatibilní s ADC
  • Lze namontovat na povrch jako modul
• 3pinový port pro ladění sériového vodiče Arm (SWD)
• Jednoduchá, ale vysoce flexibilní architektura napájecího zdroje
  • Různé možnosti pro snadné napájení jednotky z micro USB, externích zdrojů nebo baterií
• Vysoká kvalita, nízké náklady, vysoká dostupnost
• Komplexní SDK, software exampsoubory a dokumentace

Úplné informace o mikrokontroléru RP2350 naleznete v katalogovém listu RP2350. Mezi klíčové vlastnosti patří:

• Dvě jádra Cortex-M33 nebo RISC-V Hazard3 taktovaná až na 150 MHz
  • Dva PLL na čipu umožňují variabilní frekvence jádra a periferie
• 520 kB vícebanková vysoce výkonná SRAM
• Externí Quad-SPI flash s eXecute In Place (XIP) a 16kB mezipamětí na čipu
• Vysoce výkonná tkanina s celou příčkou pro autobusy
• Integrovaný USB 1.1 (zařízení nebo hostitel)
• 30 multifunkčních univerzálních I/O (čtyři lze použít pro ADC)
  • 1.8–3.3 VI/O obj.tage
• 12bitový analogově-digitální převodník (ADC) s rychlostí 500 ksps
• Různé digitální periferie
  • 2 × UART, 2 × I2C, 2 × SPI, 24 × PWM kanálů, 1× periferie HSTX
  • 1 × časovač se 4 budíky, 1 × časovač AON
• 3 × programovatelné I/O (PIO) bloky, celkem 12 stavových automatů
  • Flexibilní, uživatelsky programovatelné vysokorychlostní I/O
  • Může emulovat rozhraní, jako je SD karta a VGA

POZNÁMKA

• Raspberry Pi Pico 2 s Wi-Fi, vol.tage je pevně nastaveno na 3.3 V
• Raspberry Pi Pico 2 W nabízí minimální, ale flexibilní externí obvody pro podporu čipu RP2350: flash paměť (Winbond W25Q16JV), krystal (Abracon ABM8-272-T3), napájecí a oddělovací zdroje a USB konektor. Většina pinů mikrokontroléru RP2350 je vyvedena na uživatelské I/O piny na levém a pravém okraji desky. Čtyři I/O RP2350 se používají pro interní funkce: řízení LED, řízení napájení integrovaného spínaného zdroje (SMPS) a snímání napětí systému.tages.
• Pico 2 W má integrované bezdrátové rozhraní 2.4 GHz využívající čip Infineon CYW43439. Anténa je integrovaná anténa licencovaná od společnosti Abracon (dříve ProAnt). Bezdrátové rozhraní je připojeno k RP2350 přes SPI.
• Pico 2 W byl navržen buď pro použití pájených 0.1palcových pinových konektorů (je o jeden 0.1palcový konektor širší než standardní 40pinový DIP pouzdro), nebo pro umístění jako povrchově montovatelný „modul“, protože uživatelské I/O piny jsou také zakončené.
• Pod USB konektorem a tlačítkem BOOTSEL se nacházejí SMT kontakty, které umožňují přístup k těmto signálům, pokud se modul používá jako SMT modul pájený přetavením.

• Raspberry Pi Pico 2 W používá integrovaný snižující a zvyšující zdroj SMPS, který je schopen generovat požadovaných 3.3 V (pro napájení RP2350 a externích obvodů) z širokého rozsahu vstupního napětí.tages (~1.8 až 5.5 V). To umožňuje značnou flexibilitu při napájení jednotky z různých zdrojů, například z jednoho lithium-iontového článku nebo tří AA článků zapojených do série. Nabíječky baterií lze také velmi snadno integrovat s powerchainem Pico 2 W.
• Přeprogramování flash paměti Pico 2 W lze provést pomocí USB (jednoduše přetáhněte file na Pico 2 W, které se jeví jako velkokapacitní paměťové zařízení), nebo standardní port sériového vodiče pro ladění (SWD) může resetovat systém a načíst a spustit kód bez stisknutí tlačítka. Port SWD lze také použít k interaktivnímu ladění kódu běžícího na RP2350.

Začínáme s Pico 2 W

• Kniha Začínáme s Raspberry Pi řady Pico vás provede načítáním programů na desku a ukazuje, jak nainstalovat C/C++ SDK a sestavit expanzní nádobu.ampprogramy v jazyce C. Pro začátek práce s MicroPythonem, což je nejrychlejší způsob, jak spustit kód na Pico 2 W, se podívejte do knihy Python SDK pro Raspberry Pi Pico-series.

Design Raspberry Pi Pico 2W files
Návrh zdroje fileVýkresy, včetně schématu zapojení a rozvržení desky plošných spojů, jsou volně dostupné s výjimkou antény. Anténa Niche™ je patentovaná technologie antén společností Abracon/Proant. Informace o licencování získáte na adrese niche@abracon.com.

• Rozložení CAD fileVýkresy, včetně rozvržení plošných spojů, naleznete zde. Upozorňujeme, že Pico 2 W byl navržen v editoru plošných spojů Cadence Allegro a otevření v jiných programech pro plošné spoje bude vyžadovat importní skript nebo plugin.
• 3D KROK 3D model Raspberry Pi Pico 2 W ve formátu STEP pro 3D vizualizaci a kontrolu fitování návrhů, které obsahují Pico 2 W jako modul, naleznete zde.
• Fritzing Díl Fritzing pro použití např. v rozvržení nepájivých desek naleznete zde.
• Tímto se uděluje povolení používat, kopírovat, upravovat a/nebo distribuovat tento návrh pro jakýkoli účel, a to s poplatkem či bez něj.
• DESIGN JE POSKYTOVÁN „TAK, JAK JE“ A AUTOR SE ZŘÍKÁ VEŠKERÝCH ZÁRUK OHLEDNĚ TOHOTO DESIGNU, VČETNĚ VŠECH PŘEDPOKLÁDANÝCH ZÁRUK OBCHODOVATELNOSTI A VHODNOSTI. AUTOR V ŽÁDNÉM PŘÍPADĚ NEBUDE ODPOVĚDNÝ ZA ŽÁDNÉ ZVLÁŠTNÍ, PŘÍMÉ, NEPŘÍMÉ NEBO NÁSLEDNÉ ŠKODY ANI ZA JAKÉKOLI ŠKODY VYPLÝVAJÍCÍ ZE ZTRÁTY MOŽNOSTI POUŽITÍ, DAT NEBO ZISKŮ, AŤ UŽ V DŮSLEDKU SMLOUVY, NEDBALOSTI NEBO JINÉHO PROTIPRÁVNÍHO ČINU, KTERÉ VYPLÝVÁ Z NEBO V SOUVISLOSTI S POUŽITÍM NEBO PROVÁDĚNÍM TOHOTO DESIGNU.

Kapitola 2. Mechanické specifikace
Pico 2 W je jednostranná deska plošných spojů o rozměrech 51 mm × 21 mm × 1 mm s portem micro USB přesahujícím horní hranu a dvěma piny s průchozími otvory po obou dlouhých okrajích. Integrovaná bezdrátová anténa je umístěna na spodní hraně. Aby se zabránilo rozladění antény, neměl by do tohoto prostoru zasahovat žádný materiál. Pico 2 W je navržen tak, aby byl použitelný jako modul pro povrchovou montáž, a také v pouzdře s dvojitým inline (DIP) formátem se 40 hlavními uživatelskými piny na mřížce s roztečí 2.54 mm (0.1") a otvory po 1 mm, kompatibilní s deskami VeroBoard a nepájivými deskami. Pico 2 W má také čtyři vyvrtané montážní otvory o průměru 2.1 mm (± 0.05 mm) pro mechanické upevnění (viz obrázek 3).

Zapojení pinů Pico 2 W
Rozložení pinů Pico 2 W bylo navrženo tak, aby přímo využilo co nejvíce funkcí GPIO a interních obvodů RP2350 a zároveň poskytlo vhodný počet zemnících pinů pro snížení elektromagnetického rušení (EMI) a přeslechů signálu. RP2350 je vyroben moderním 40nm křemíkovým procesem, takže jeho digitální I/O přenosové rychlosti jsou velmi rychlé.

POZNÁMKA

• Číslování fyzických pinů je znázorněno na obrázku 4. Rozmístění pinů viz obrázek 2.

Několik pinů GPIO RP2350 se používá pro interní funkce desky:

• GPIO29 Bezdrátový SPI CLK/ADC režim OP/IP (ADC3) pro měření VSYS/3
• GPIO25 Bezdrátový OP SPI CS – při vysoké hodnotě také umožňuje čtení VSYS z pinu GPIO29 ADC
• GPIO24 Bezdrátový OP/IP SPI data/IRQ
• GPIO23 Signál zapnutí bezdrátového připojení OP
• WL_GPIO2 IP VBUS sense – vysoká, pokud je VBUS přítomna, jinak nízká
• WL_GPIO1 OP ovládá pin pro úsporu energie integrovaného SMPS (kapitola 3.4)
• WL_GPIO0 OP připojen k uživatelské LED

Kromě GPIO a zemních pinů je na hlavním 40pinovém rozhraní dalších sedm pinů:

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

VBUS je micro-USB vstup pro hlasitosttage, připojeno k pinu 1 portu micro-USB. Jde o nominální napětí 5 V (nebo 0 V, pokud USB není připojeno nebo není napájeno).

• VSYS je hlavní vstupní objem systémutage, které se může pohybovat v povoleném rozsahu 1.8 V až 5.5 V a je používáno integrovaným SMPS ke generování 3.3 V pro RP2350 a jeho GPIO.
• 3V3_EN se připojuje k pinu aktivace integrovaného SMPS a je přiveden na vysokou úroveň (k VSYS) přes rezistor 100kΩ. Chcete-li deaktivovat 3.3 V (které také odpojí napájení RP2350), zkratujte tento pin na nízkou úroveň.
• 3V3 je hlavní 3.3V zdroj pro RP2350 a jeho I/O, generovaný integrovaným SMPS. Tento pin lze použít k napájení externích obvodů (maximální výstupní proud bude záviset na zátěži RP2350 a napětí VSYS).tage; doporučuje se udržovat zátěž na tomto pinu pod 300 mA).
• ADC_VREF je hlasitost napájecího (a referenčního) zdroje ADC.tage a je generován na Pico 2 W filtrováním 3.3V napájení. Tento pin lze použít s externím referenčním zdrojem, pokud je vyžadován lepší výkon ADC.
• AGND je referenční zem pro GPIO26-29. Pod těmito signály prochází samostatná analogová zemnící rovina, která končí na tomto pinu. Pokud se ADC nepoužívá nebo výkon ADC není kritický, lze tento pin připojit k digitální zemi.
• RUN je pin pro povolení RP2350 a má interní (na čipu) pull-up rezistor na 3.3 V s hodnotou přibližně ~50 kΩ. Pro resetování RP2350 zkratujte tento pin na nízkou úroveň.
• Nakonec je zde také šest testovacích bodů (TP1-TP6), ke kterým lze v případě potřeby přistupovat, napříkladamppokud se používá jako modul pro povrchovou montáž. Jedná se o:
  • Uzemnění TP1 (úzce propojené uzemnění pro diferenciální signály USB)
  • TP2 USB DM
  • TP3 USB DP
  • Pin PS TP4 WL_GPIO1/SMPS (nepoužívejte)
  • TP5 WL_GPIO0/LED (nedoporučuje se používat)
  • TP6 BOOTSEL
• TP1, TP2 a TP3 lze použít pro přístup k USB signálům namísto použití micro-USB portu. TP6 lze použít k přepnutí systému do režimu programování velkokapacitního USB úložiště (zkratováním na nízkou úroveň při zapnutí). Upozorňujeme, že TP4 není určen k externímu použití a použití TP5 se nedoporučuje, protože se bude pohybovat pouze od 0V k napětí LED v propustném směru.tage (a proto jej lze jako výstup skutečně použít pouze se zvláštní opatrností).

Pro povrchovou montáž
Pro systémy, které budou pájet jednotky Pico 2 W jako moduly reflow, se doporučuje následující rozměr (obrázek 5).

• Stopa ukazuje umístění testovacích bodů a velikosti plošek a také 4 zemnicí plošky pouzdra USB konektoru (A, B, C, D). USB konektor na Pico 2 W je součástka s průchozím otvorem, což mu dodává mechanickou pevnost. Piny USB zásuvky nevyčnívají celou deskou, nicméně během výroby se na těchto ploškách hromadí pájka, která může zabránit tomu, aby modul stál zcela vodorovně. Proto na stopě SMT modulu opatřeme plošky, které umožňují kontrolované přetavování pájky, když Pico 2 W prochází přetavováním.
• U nepoužívaných měřicích bodů je přijatelné umístit na nosnou desku (s vhodnou mezerou) měď pod nimi.
• Na základě zkoušek se zákazníky jsme zjistili, že šablona pasty musí být větší než zastavěná plocha. Překrytí plošek pastou zajišťuje nejlepší možné výsledky při pájení. Následující šablona pasty (obrázek 6) ukazuje rozměry zón pájecí pasty na Pico 2 W. Doporučujeme zóny pasty o 163 % větší než zastavěná plocha.

Oblast mimo dosah
Je zde výřez pro anténu (14 mm × 9 mm). Pokud je cokoli umístěno blízko antény (v jakémkoli rozměru), účinnost antény se sníží. Raspberry Pi Pico W by měl být umístěn na okraji desky a neměl by být uzavřen v kovu, aby se zabránilo vzniku Faradayovy klece. Přidání uzemnění po stranách antény výkon mírně zlepšuje.

Doporučené provozní podmínky
Provozní podmínky pro Pico 2 W jsou do značné míry funkcí provozních podmínek specifikovaných jeho komponenty.

• Provozní teplota Max. 70 °C (včetně samoohřevu)
• Provozní teplota Min. -20°C
• VBUS 5V ± 10%.
• VSYS Min. 1.8 V
• Max. VSYS 5.5 V
• Upozorňujeme, že proud VBUS a VSYS bude záviset na případu použití, některé např.ampjsou uvedeny v další části.
• Doporučená maximální provozní teplota okolí je 70 °C.

Kapitola 3. Informace o aplikacích

Programování blesku

• Integrovanou 2MB QSPI flash paměť lze (pře)programovat buď pomocí sériového ladicího portu, nebo pomocí speciálního režimu velkokapacitního paměťového zařízení USB.
• Nejjednodušší způsob, jak přeprogramovat flash paměť Pico 2 W, je použít režim USB. Chcete-li to provést, vypněte desku a poté během zapínání desky podržte stisknuté tlačítko BOOTSEL (např. podržte stisknuté tlačítko BOOTSEL při připojování USB).
• Pico 2 W se poté zobrazí jako velkokapacitní paměťové zařízení USB. Přetažením speciálního souboru '.uf2' file na disk se to zapíše file do blesku a restartujte Pico 2 W.
• Bootovací kód z USB je uložen v ROM na RP2350, takže jej nelze nechtěně přepsat.
• Chcete-li začít používat port SWD, podívejte se do části Ladění s SWD v knize Začínáme s Raspberry Pi řady Pico.

I/O pro všeobecné použití

• GPIO Pico 2 W je napájeno z integrované 3.3V sběrnice a je pevně nastaveno na 3.3V.
• Pico 2 W zpřístupňuje 26 z 30 možných GPIO pinů RP2350 tím, že je přímo vyvádí na piny konektoru Pico 2 W. GPIO0 až GPIO22 jsou pouze digitální a GPIO 26-28 lze použít buď jako digitální GPIO, nebo jako ADC vstupy (softwarově volitelné).

POZNÁMKA

• GPIO 26-29 jsou schopné ADC a mají interní reverzní diodu na sběrnici VDDIO (3.3 V), takže vstupní napětítagNapětí nesmí překročit VDDIO plus cca 300 mV. Pokud je RP2350 bez napájení, přivedení napětítagNapětí přivedené k těmto GPIO pinům bude „protékat“ přes diodu do kolejnice VDDIO. GPIO piny 0–25 (a ladicí piny) toto omezení nemají, a proto...tagNa tyto piny lze bezpečně připojit e, když je RP2350 bez napájení až do 3.3 V.

Použití ADC
ADC RP2350 nemá referenční zdroj na čipu; jako referenci používá vlastní napájení. Na Pico 2 W je pin ADC_AVDD (napájení ADC) generován z SMPS 3.3 V pomocí RC filtru (201 Ω na 2.2 μF).

1. Toto řešení se spoléhá na přesnost výstupu 3.3V SMPS.
2. Některý šum zdroje nebude filtrován
3. ADC odebírá proud (asi 150 μA, pokud je teplotní dioda vypnutá, což se může u jednotlivých čipů lišit); dojde k inherentní ofsetu asi 150 μA*200 = ~30 mV. Existuje malý rozdíl v odběru proudu, když je ADC vypnutý.ampling (asi +20μA), takže se tento offset bude také měnit s sampi provozní teplota.

Změna odporu mezi ADC_VREF a pinem 3.3 V může snížit offset na úkor většího šumu, což je užitečné, pokud daný případ použití podporuje průměrování v průběhu více sekund.amples.

• Přivedení pinu režimu SMPS (WL_GPIO1) na vysokou úroveň přepne napájecí zdroj do režimu PWM. To může výrazně snížit inherentní zvlnění SMPS při nízkém zatížení, a tím i zvlnění napájení ADC. To snižuje energetickou účinnost Pico 2 W při nízkém zatížení, takže na konci ADC převodu lze režim PFM znovu aktivovat opětovným přivedením WL_GPIO1 na nízkou úroveň. Viz kapitola 3.4.
• Offset ADC lze snížit připojením druhého kanálu ADC k zemi a použitím tohoto nulového měření jako aproximace ofsetu.
• Pro výrazně lepší výkon ADC lze z pinu ADC_VREF k zemi připojit externí 3.0V referenční obvod s paralelním napětím, například LM4040. V takovém případě je rozsah ADC omezen na signály 0 V – 3.0 V (spíše než 0 V – 3.3 V) a paralelní referenční napětí bude odebírat nepřetržitý proud přes filtrační rezistor 200 Ω (3.3 V – 3.0 V)/200 = ~1.5 mA.
• Všimněte si, že rezistor 1Ω na Pico 2 W (R9) je navržen tak, aby pomáhal s lateralizovanými referencemi, které by se jinak staly nestabilními při přímém připojení k 2.2 μF. Zajišťuje také filtrování i v případě, že jsou 3.3 V a ADC_VREF zkratovány (což mohou chtít uživatelé, kteří jsou tolerantní k šumu a chtějí snížit inherentní ofset).
• R7 je fyzicky velký rezistor v pouzdře s metrickou hodnotou 1608 (0603), takže jej lze snadno odstranit, pokud chce uživatel izolovat ADC_VREF a provést vlastní změny v nastavení hlasitosti ADC.tage, napřampnapájí ho ze zcela samostatného zdrojetage (např. 2.5 V). Upozorňujeme, že ADC na RP2350 byl kvalifikován pouze pro 3.0/3.3 V, ale měl by fungovat až do přibližně 2 V.

Powerchain
Pico 2 W byl navržen s jednoduchou, ale flexibilní architekturou napájecího zdroje a lze jej snadno napájet z jiných zdrojů, jako jsou baterie nebo externí zdroje. Integrace Pico 2 W s externími nabíjecími obvody je také jednoduchá. Obrázek 8 znázorňuje zapojení napájecího zdroje.

• VBUS je 5V vstup z micro-USB portu, který je přiváděn přes Schottkyho diodu pro generování VSYS. Dioda VBUS-VSYS (D1) zvyšuje flexibilitu tím, že umožňuje zapojení napájení různých zdrojů do VSYS pomocí součinitele OR.
• VSYS je hlavní systémový 'vstupní objem'tage' a napájí snižující a zvyšující SMPS RT6154, který generuje pevný výstup 3.3 V pro zařízení RP2350 a jeho I/O (a lze jej použít k napájení externích obvodů). VSYS děleno 3 (rezervy R5 a R6 ve schématu Pico 2 W) lze monitorovat na kanálu 3 ADC, když neprobíhá bezdrátový přenos. To lze použít např.ample jako hrubý objem baterietage monitor.
• Jak název napovídá, snižující a zvyšující SMPS dokáže plynule přepínat z režimu snižování do režimu zvyšování, a proto si může udržovat výstupní hlasitost.tag3.3 V z širokého rozsahu vstupního napětítages, ~1.8 V až 5.5 V, což umožňuje velkou flexibilitu při výběru zdroje napájení.
• WL_GPIO2 monitoruje přítomnost VBUS, zatímco R10 a R1 snižují napětí VBUS, aby se ujistili, že je 0V, pokud VBUS není přítomen.
• WL_GPIO1 ovládá pin PS (úspora energie) RT6154. Když je PS nízké (výchozí nastavení u Pico 2 W), regulátor je v režimu pulzně frekvenční modulace (PFM), který při nízkém zatížení šetří značnou energii tím, že spínací MOSFETy zapíná pouze občas, aby se výstupní kondenzátor dobíjel. Nastavení PS na vysokou hodnotu vynutí přepnutí regulátoru do režimu pulzně šířkové modulace (PWM). Režim PWM nutí SMPS spínat nepřetržitě, což při nízkém zatížení značně snižuje zvlnění výstupu (což může být pro některé případy použití dobré), ale na úkor mnohem horší účinnosti. Všimněte si, že při vysokém zatížení bude SMPS v režimu PWM bez ohledu na stav pinu PS.
• Pin EN SMPS je přitažen k VSYS rezistorem 100 kΩ a je k dispozici na pinu 37 Pico 2 W. Zkratováním tohoto pinu se zemí se SMPS deaktivuje a přepne do stavu nízké spotřeby.

POZNÁMKA 
RP2350 má integrovaný lineární regulátor (LDO), který napájí digitální jádro napětím 1.1 V (nominální) z 3.3V zdroje, které není na obrázku 8 znázorněno.

Napájení Raspberry Pi Pico 2 W

• Nejjednodušší způsob, jak napájet Pico 2 W, je zapojit micro-USB, který bude napájet VSYS (a tedy i systém) z 5V USB VBUS volt.tagnapř. přes D1 (takže VSYS se stane VBUS bez poklesu na Schottkyho diodě).
• Pokud je port USB jediným zdrojem napájení, lze VSYS a VBUS bezpečně zkratovat, aby se eliminoval pokles napětí na Schottkyho diodě (což zlepšuje účinnost a snižuje zvlnění na VSYS).
• Pokud se USB port nebude používat, je bezpečné napájet Pico 2 W připojením VSYS k vámi preferovanému zdroji napájení (v rozsahu ~1.8 V až 5.5 V).

DŮLEŽITÉ
Pokud používáte Pico 2 W v režimu USB host (např. pomocí jednoho z hostitelských zařízení TinyUSB, např.amples), pak musíte napájet Pico 2 W přivedením 5V na pin VBUS.

Nejjednodušší způsob, jak bezpečně přidat druhý zdroj napájení k Pico 2 W, je přivést jej do VSYS přes další Schottkyho diodu (viz obrázek 9). Tím se propojí soustava „OR“ mezi oběma volty.tages, což umožňuje vyšší z obou externích objemůtage nebo VBUS pro napájení VSYS, přičemž diody zabraňují tomu, aby jeden ze zdrojů zpětně napájel druhý. Např.ampjeden lithium-iontový článek* (objem článkutagnapř. ~3.0 V až 4.2 V) bude fungovat dobře, stejně jako tři články řady AA (~3.0 V až ~4.8 V) a jakýkoli jiný pevný zdroj v rozsahu ~2.3 V až 5.5 V. Nevýhodou tohoto přístupu je, že druhý zdroj bude trpět poklesem napětí na diodě stejným způsobem jako VBUS, což nemusí být žádoucí z hlediska účinnosti nebo pokud je zdroj již blízko spodního rozsahu vstupního napětí.tage povoleno pro RT6154.

Vylepšený způsob napájení z druhého zdroje spočívá v použití P-kanálového MOSFETu (P-FET) jako náhrady Schottkyho diody, jak je znázorněno na obrázku 10. Zde je hradlo FETu řízeno sběrnicí VBUS a při přítomnosti sběrnice VBUS odpojí sekundární zdroj. P-FET by měl být zvolen tak, aby měl nízký odpor, a tím překonal problémy s účinností a hlasitostí.tagproblémy s úbytkem proudu u řešení s pouze diodou.

• Všimněte si, že Vt (prahová hodnota hlasitostitage) P-FETu musí být zvolen tak, aby byl výrazně nižší než minimální externí vstupní hlasitosttagnapř. aby se zajistilo rychlé a nízké zapnutí P-FETu. Po odstranění vstupního napětí VBUS se P-FET nezačne zapínat, dokud napětí VBUS neklesne pod úbytek napětí na P-FETu (Vt), přičemž dioda v těle P-FETu může začít vést (v závislosti na tom, zda je napětí Vt menší než úbytek napětí na diodě). Pro vstupy s nízkým minimálním vstupním napětím...tage, nebo pokud se očekává pomalá změna na hradle P-FET (např. pokud je k VBUS přidána jakákoli kapacita), doporučuje se sekundární Schottkyho dioda přes P-FET (ve stejném směru jako těleso diody). Tím se sníží hlasitost.tagpokles napětí na diodě v těle P-FETu.
• BývalýampJedním z vhodných P-MOSFETů pro většinu situací jsou diody DMG2305UX, které mají maximální Vt 0.9 V a Ron 100 mΩ (při 2.5 V Vgs).

POZOR
Pokud se používají lithium-iontové články, musí mít nebo být opatřeny odpovídající ochranou proti nadměrnému vybití, přebití, nabíjení mimo povolený teplotní rozsah a nadproudu. Holé, nechráněné články jsou nebezpečné a mohou se při nadměrném vybití, přebití nebo nabití/vybití mimo povolený teplotní a/nebo proudový rozsah vznítit nebo explodovat.

Použití nabíječky baterií
Pico 2 W lze také použít s nabíječkou baterií. I když se jedná o o něco složitější případ použití, je stále jednoduchý. Obrázek 11 ukazuje příkladamppoužití nabíječky typu „napájecí cesta“ (kde nabíječka bezproblémově zvládá přepínání mezi napájením z baterie nebo napájením ze vstupního zdroje a nabíjením baterie podle potřeby).

V exampNapříklad napájíme VBUS na vstup nabíječky a výstup VSYS napájíme přes dříve zmíněné uspořádání P-FET. V závislosti na vašem případě použití můžete také chtít přidat Schottkyho diodu přes P-FET, jak je popsáno v předchozí části.

USB

• RP2350 má integrovaný USB 1.1 PHY a řadič, které lze použít jak v režimu zařízení, tak v režimu hostitele. Pico 2 W přidává dva potřebné externí rezistory 27Ω a přenáší toto rozhraní na standardní port micro-USB.
• USB port lze použít pro přístup k USB bootloaderu (režim BOOTSEL) uloženému v bootovací ROM RP2350. Může být také použit uživatelským kódem pro přístup k externímu USB zařízení nebo hostiteli.

Bezdrátové rozhraní
Pico 2 W obsahuje integrované bezdrátové rozhraní 2.4 GHz využívající čip Infineon CYW43439, které má následující vlastnosti:

• WiFi 4 (802.11n), jednopásmové (2.4 GHz)
• WPA3
• SoftAP (až 4 klienti)
• Bluetooth 5.2
  • Podpora pro centrální a periferní role Bluetooth LE
  • Podpora pro Bluetooth Classic

Anténa je integrovaná anténa s licencí od společnosti ABRACON (dříve ProAnt). Bezdrátové rozhraní je připojeno k RP2350 přes SPI.

• Kvůli omezením pinů jsou některé piny bezdrátového rozhraní sdíleny. CLK je sdílen s monitorem VSYS, takže VSYS lze číst prostřednictvím ADC pouze tehdy, když neprobíhá transakce SPI. Infineon CYW43439 DIN/DOUT a IRQ sdílejí jeden pin na RP2350. Pouze tehdy, když neprobíhá transakce SPI, je vhodné kontrolovat IRQ. Rozhraní obvykle běží na 33 MHz.
• Pro dosažení nejlepšího bezdrátového výkonu by anténa měla být ve volném prostoru. Například umístění kovu pod anténu nebo do její blízkosti může snížit její výkon, a to jak z hlediska zisku, tak šířky pásma. Přidání uzemněného kovu po stranách antény může zlepšit šířku pásma antény.
• CYW43439 má tři GPIO piny, které se používají pro další funkce desky a lze k nim snadno přistupovat prostřednictvím SDK:
  • WL_GPIO2
  • IP VBUS sense – vysoká, pokud je VBUS přítomna, jinak nízká
  • WL_GPIO1
  • OP ovládá pin pro úsporu energie integrovaného SMPS (kapitola 3.4)
  • WL_GPIO0
• OP připojen k uživatelské LED

POZNÁMKA 
Veškeré podrobnosti o čipu Infineon CYW43439 naleznete na webu Infineon. webmísto.

Ladění
Pico 2 W přenáší rozhraní sériového vodiče pro ladění (SWD) RP2350 do třípinového ladicího konektoru. Chcete-li začít používat ladicí port, přečtěte si část Ladění s SWD v knize Začínáme s Raspberry Pi řady Pico.

POZNÁMKA 
Čip RP2350 má na pinech SWDIO a SWCLK interní pull-up rezistory, oba nominálně 60kΩ.

Dodatek A: Dostupnost
Raspberry Pi zaručuje dostupnost produktu Raspberry Pi Pico 2 W minimálně do ledna 2028.

Podpora
Pro podporu se podívejte do sekce Pico na Raspberry Pi. weba zveřejňujte otázky na fóru Raspberry Pi.

Dodatek B: Umístění komponent Pico 2 W

Dodatek C: Střední doba mezi poruchami (MTBF)

Tabulka 1. Průměrná doba mezi poruchami pro Raspberry Pi Pico 2 W

Model	Průměrná doba mezi poruchami uzemnění, neškodné (hodiny)	Průměrná doba mezi poruchami Ground Mobile (hodiny)
Pico 2 W	182	11

Přízemní, neškodné 
Platí pro nemobilní prostředí s regulovanou teplotou a vlhkostí, která jsou snadno přístupná pro údržbu; zahrnuje laboratorní přístroje a testovací zařízení, lékařská elektronická zařízení, obchodní a vědecké počítačové komplexy.

Pozemní, mobilní 
Předpokládá úrovně provozního namáhání výrazně překračující běžné domácí nebo lehké průmyslové použití, bez regulace teploty, vlhkosti nebo vibrací: vztahuje se na zařízení instalovaná na kolových nebo pásových vozidlech a zařízení přepravovaná ručně; zahrnuje mobilní a ruční komunikační zařízení.

Historie vydání dokumentace

• 25. listopadu 2024
• Počáteční vydání.

Nejčastější dotazy

Otázka: Jaký by měl být napájecí zdroj pro Raspberry Pi Pico 2W?
A: Napájecí zdroj by měl poskytovat stejnosměrné napětí 5 V a minimální jmenovitý proud 1 A.

Otázka: Kde najdu certifikáty a čísla shody?
A: Veškeré certifikáty a čísla shody naleznete na www.raspberrypi.com/compliance.

Dokumenty / zdroje

Deska mikrokontroléru Raspberry Pi Pico 2 W [pdfUživatelská příručka PICO2W, 2ABCB-PICO2W, 2ABCBPICO2W, Deska mikrokontroléru Pico 2 W, Pico 2 W, Deska mikrokontroléru, Deska

Reference

• Uživatelská příručka