Raspberry Pi専用の USB-HUBを作ってみました。
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2012.11.3
→Raspberry Pi拡張基板と microSDカードアダプタ
→Raspberry Pi用 7inch液晶モニタの作成
→Raspberry Pi用 10inch液晶モニタの作成
→Raspberry Pi PC化基板
Raspberry Pi専用の USB-HUBを作ってみました。
USB 2.0 HUB専用チップ CY7C65632を使っています。USB-HUB回路についてはデータシートの回路ほぼそのまま。更に以前作った拡張基板と同等の電源 ON/OFF回路を追加しています。左下のボタンで電源が入り、画面の「シャットダウン」で電源が切れます(要スクリプト変更)。
部品が未実装の部分はリアルタイムクロックICを載せるエリアです。秋月の RTCモジュールか DS1307(+)が載せられるようにしてありますが、ちょっと本業が忙しいので試せていません。
2013.6.9 DS1307+を追加してみました。
裏側。Raspberry Piの GPIOコネクタ P1と JTAGコネクタ P2で固定します。Raspberry Pi Version 2.0の場合は P2が実装されないようなので、中央付近のネジ穴で固定することになると思います。
チップコンデンサがなんか余計についていますが、これは USBの電源ラインに入れてあります。基板のアートワークがほぼ完成した後、USBの規格では電源ラインに 120μF以上のコンデンサが必要ということを知ったので急遽追加したもの。
発注後に回路ミスが見つかったので基板のパターンカットが１ヶ所あったりします。
Raspberry Piにセットしたところ。基板の形状はコネクタをうまく避けるようになっています。
前に作った microSDカードアダプタと共にコンパクトにまとまっています。
電源以外の USB-HUBの回路は独立しているので、使う場合は Raspberry Piとつなぐための USBケーブルが必要です。
自分で使うのが前提なので、USBの電源ラインのリセッタブルヒューズは 0.9Aの物を使って多少は余計に電流をとれるようにしてあります。ただし、Raspberry Piを含めた全体用に 2.5Aのリセッタブルヒューズを入れてあるので欲張りすぎると電源が落ちますけど。
動作中。もちろん問題なく動作しています。後ろのディスプレイは前に作った 7inchモニター。
この画像ではイーサネットケーブルをつないでいないのでネットからの時刻補正(NTP)が動作せず、時計が狂っていますね。早くリアルタイムクロックを実装しなくては。
コードがなんか大変なことになっています。
Raspberry Pi Version 2 来ました。プラケース付き。そのままでも使えます。
USB-HUB基板を取り付けたところ。Version 2は P2コネクタが実装されていませんが、代わりに基板中央付近にネジ穴が追加されたのでそれを使います。φ2.6mm x 11mmのスペーサを使うときちんと固定されます。
全体像。microSDカードアダプタも新バージョンを使ってみました。
Version 2 基板を作ってみました。不具合修正が主で、基本的に大きな変更はありません。RTCは DS1307専用になっています。
Maker Faire Tokyo 2013に向けて量産中。会場限定特価で販売します。ただ、手作りなので 10枚程度となります。
2013.11.7
Maker Faire Tokyo 2013販売分が少々残っています。ご希望の方には実費でお分け致します。メールフォームからお問い合わせください。
2014.2.19
在庫分が無くなりましたので配布終了致します。どうもありがとうございました。
この USB-HUB基板は POWERボタンを押すと電源が入ります。スクリプトを変更しておけば、切る時もパソコンと同様に GUIの操作で切れるようになります。
左の画面では「シャットダウン」を押すと処理終了後に自動的に電源が切れます。
Raspbianや XBMCの GUIから電源を切れるようにするには、/etc/default/halt の末尾に以下の記述を追加します。
# GPIO25 out setting echo "25" > /sys/class/gpio/export echo "out" > /sys/class/gpio/gpio25/direction # GPIO25 Low echo "0" > /sys/class/gpio/gpio25/value sleep 1 # GPIO25 High echo "1" > /sys/class/gpio/gpio25/value
なお、この機能は Rapberry Piの GPIO25を使っています。他の用途と共用できません。
上記内容に書き換える時に間違えたり、あるいは暴走するなどして電源が切れない場合は POWERボタンを 10秒以上長押ししてください。強制的に電源が切れます。ACアダプタを抜いてもいいですけど。
2013.6.9
当初から RTC(リアルタイムクロック)は搭載予定だったのですが、ソフトウェア側を作るのが面倒なので放置していました。
Real Time Clock on the Raspberry Pi：こちらの記事を見つけたので DS1307+を実装してみました。フラットタイプを購入したので変換基板をかませ、周辺の部品を追加。ところが動きません。orz
よくよく調べてみたら DS1307+って 5Vを与える必要があるのですね。3.3Vだと全く動きません。しかたがないので電源ラインに入っていたダイオード(D2)を取り去ってジャンパー線で 5Vを供給することにしました。I2Cは 3.3Vのままですが、データシートだと DS1307+の ViHが 2.2Vなので問題なかろうと、レベル変換無しでやってみましたが大丈夫でした。
時計としての精度は使う水晶の精度に依存するわけですが、今回のは時計用じゃないのでかなり不正確になりそう。
RTC DS1307+のバックアップには通常、画像左のようにコイン電池を使いますが、今回の基板は電気二重層キャパシタを使っています。電源ON時は +3.3Vラインで電源を供給し、電源OFFにも AC アダプタから 5Vが供給されていればそこから 680kΩの抵抗を通して電源供給を続けるようにしてあります。
DS1307+の VBATの電圧は +3.5Vmaxですし、今回使った電気二重層キャパシタの耐圧も +3.3Vmaxなので。