bc10/Breakout

bc10

Breakout †

bc10の拡張コネクタに接続する Breakout基板の情報です。この基板は、標準添付の拡張基板と反対側の拡張コネクタに接続します。

• デザイン

• 回路図およびGerberデータ

  	OrCAD版	pdf版
  回路図	bc10-008-0001.dsn	bc10-008-0001.pdf
  Gerber	bc10-008-0001.zip	bc10-008-0001.pdf

• 部品表

  品名	仕様	メーカー	数量	備考
  コネクタ	14 5078 030 510 861+	京セラエルコ	1

サンプル その1 (気圧センサ) †

秋月電子さんで発売されています、気圧センサモジュール AE-SCP1000-D01 を実装してみました。

• 回路図

bc10-002-0003.pdf
回路図のみです。専用基板は製作していませんので、Gerberデータはありません。

• 説明
  気圧センサモジュールは 電源電圧 2.4〜3.3V (標準: 2.7V)で動作し、SPI経由で 測定値が読み取れるセンサモジュールになっています。ここでは、入手性の良い ものとして 2.85V出力を持つ LDO(Low Drop Output)タイプの電源IC (SI91841DT-285) を採用しました。出力電圧が (誤差を含む範囲が)2.4〜3.3Vであれば 他のものを 利用することもできます。(他のICを選択するときはドロップ電圧にも注意して ください)
  ※ bc10の 3.3V出力は誤差を含みます。このため、3.3Vを超える場合があります。 これが原因で気圧センサモジュールが誤動作する可能性は低いと考えますが、 データシートのスペックを満足させる目的で 電源ICを使って 2.85Vにしています。
  bc10のデジタルインターフェイスは 1.8Vレベルであるため、直接接続することは 出来ません。(直接接続すると bc10破損の原因になります) 接続するためには 1.8V と 2.85Vの間で信号の電圧変換が必要になります。ここでは変換には TXB0108を 利用しました。このICは、表面実装タイプしかありませんので、ピッチ変換基板を 利用して、実装しました。
  bc10と気圧センサモジュールは 電圧変換のICを介して接続します。接続は、SPIの 4本(CLK, MOSI, MISO, CS)、のほかに TRG、DRDY の 2本を接続します。後者は GPIOの 2本(GPIO_152, GPIO_153)に接続しました。
  
  サンプルでは、空きピンを開放しています。実験では問題ありませんが、より 安定して使う場合には プルアップするようにしてください。
  
  
• 材料

  品名	数量	仕様	備考
  bc10 Breakout基板	1
  気圧センサモジュール	1		http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-03468/
  ICソケット DIP-8	1	8ピン	http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00035/
  ピンヘッダ 2x40	1		2x5 に分割して使用。 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-00082/
  電圧変換IC	1	TXB0108	http://focus.tij.co.jp/jp/docs/prod/folders/print/txb0108.html
  ピッチ変換基板	1		http://www.sunhayato.co.jp/products/details.php?u=203&id=07012
  電源IC 2.85V	1	SI91841DT-285	http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01334/
  セラミックコンデンサ	1	0.01uF	使用する電源ICに依存
  セラミックコンデンサ	2	0.1uF
  セラミックコンデンサ	2	1uF	使用する電源ICに依存

• セラミックコンデンサの 0.01uF と 1uFは、電源IC SI91841DT-285を使用する場合です。 他のICを使用するときは、ICの推奨回路を参考に変更してください。
• ピンヘッダは 2x5 (2個)のサイズに分割して使用します。

• 製作
  一通り、内容を確認し、製作方法を確認してから行ってください。
  • 各部品の仮置きなどを行い、部品の配置や配線手順を確認します。
  • 電源IC (SI91841DT-285) を ユニバーサル基板の空きスペースを利用して、 配線します。ICのピン間隔が狭いので、ショートや断線に注意してください。 ここでは使用しませんでしたが、ピッチ変換基板等を利用すると配線しやすくなります。
  • 気圧センサモジュールを取り付けるためのICソケットを実装します。各ピンから 配線用のワイヤを長めにだしておきます。
  • 電圧変換用ICをピッチ変換基板に実装し、ピンヘッダを使って実装します。
  • 各端子をワイヤで配線します。

• 実装面 1
  
  
• 実装面 2
  
  
• 気圧センサモジュール搭載
  
  
  

• 動作確認
  動作確認用の shell script です。 このshell scriptでは、SPIをGPIOで制御しています。
  • scp1000_test.sh

サンプル その2 (温度センサ) †

秋月電子さんで発売されています、温度センサと ADコンバータ を実装してみました。

• 回路図
  

bc10-002-0006.pdf
回路図のみです。専用基板は製作していませんので、Gerberデータはありません。

• 説明
  温度センサーは、温度に比例した電圧を出力するアナログ出力タイプのセンサー です。1度につき 10.0mV を出力し 0〜70度の範囲で(精度 4度)使用することが 出来ます。
  bc10の拡張コネクタ側にはアナログ値の入力インターフェイスがありませんので、 アナログ・デジタルコンバータで デジタル値に変換してから読み込みます。
  温度センサー、アナログ・デジタルコンバータともに 2.7〜5.5Vの範囲で動作し ますので、これらの電源は bc10の拡張コネクタより 3.3Vを供給します。
  一方bc10のデジタルインターフェイスは 1.8Vであるため、直接接続することは 出来ません。(直接接続すると bc10破損の原因になります) 接続するためには 1.8V と 3.3Vの間で信号の電圧変換が必要になります。ここでは変換には TXB0108を 利用しました。このICは、表面実装タイプしかありませんので、ピッチ変換基板を 利用して、実装しました。
  A1〜A8 および B1〜B8 はペアを保ったまま 他のペアと入れ替えることができます。 但し、1.8V側は A*側、3.3V側は B*側でなければなりません。
  
  bc10とアナログ・デジタルコンバータは 電圧変換のICを介して接続します。 接続は、SPIの4本(CLK, MOSI, MISO, CS)を接続します。
  
  サンプルでは、空きピンを開放しています。実験では問題ありませんが、より 安定して使う場合には プルアップするようにしてください。

• 材料

  品名	数量	仕様	備考
  bc10 Breakout基板	1
  温度センサ	2	MCP9700-E/TO	http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-03286/ (8個入)
  アナログ・デジタルコンバータ	1	MCP3204	http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00239/
  ICソケット DIP-14	1	14ピン	http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00006/ (10個入) アナログ・デジタルコンバータに付属のもので可
  ピンヘッダ 2x40	1		2x5 に分割して使用。 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-00082/
  電圧変換IC	1	TXB0108	http://focus.tij.co.jp/jp/docs/prod/folders/print/txb0108.html
  ピッチ変換基板	1		http://www.sunhayato.co.jp/products/details.php?u=203&id=07012
  セラミックコンデンサ	5	0.1uF

• 温度センサーは 8個入りです。基板のスペースに余裕があったため 2個実装していますが、1個でもかまいません。(この場合 0.1uFのセラミックコンデンサの必要数は 4個になります)
• 作例ではセラミックコンデンサは、ラジアル部品とチップ部品が混在しています。
• ピンヘッダは 2x5 (2個)のサイズに分割して使用します。
• アナログ・デジタルコンバータのデータシートは 米国Microchip社のサイト(英語) http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010533 を利用する ことをお勧めします。

• 製作
  一通り、内容を確認し、製作方法を確認してから行ってください。
  • 各部品の仮置きなどを行い、部品の配置や配線手順を確認します。
  • アナログ・デジタルコンバータ用のICソケット、セラミックコンデンサを配置します
  • 温度センサとセラミックコンデンサを配置します
  • あとで電圧変換用ICを実装したピッチ変換基板を実装することを配慮しながら、各部品の配線を行います。アナログ・デジタルコンバータを配線するワイヤは長めにICソケットに配線しておきます。
  • 電圧変換用ICをピッチ変換基板に実装します。ピッチ変換基板とbc10 Breakout基板をピンヘッダを使って接続します。
  • 各端子をワイヤで配線します。

• 実装面 1
  
  
• 実装面 2