Raspberry Pi 用の USB serial 基盤を作成
Raspberry Pi 向けの USB serial 基盤を作成したので書いておきます。
動機
Raspberry Pi を扱っているときに(OS 入れ替えた後など)、稀に動作が不安に感じることがあります。そんな時はUART 接続で Boot 時の出力を見ます。ジャンパーピンを接続して出力を確認するのですが、いつもこのピンアウトを調べるのが面倒だと感じていたので作ってしまおうと思います。
USB 用の IC に FTDI を使用したいと思っていたので丁度良い題材でした。基盤はJLCPCB で発注します
作成
UART Single channel の FT230XQ-R を選定して Schematics を作成しました。
![](/2020/11/raspberry-pi-usb-serial/schematics_ftdi.png)
今作るなら USB TYPE-C コネクタを使用したかったので組んでみましたが 0.2mm pitch 最小幅が怪しいので断念。micro USB に変更しました。
そのうち TYPE-C コネクタはリベンジします。
![](/2020/11/raspberry-pi-usb-serial/pcb.png)
![](/2020/11/raspberry-pi-usb-serial/rasp_usb.png)
機能的には、
micro USB 接続の USB Serial Dongle USB 5V (500mAまで)給電でそのまま Raspberry Pi も動作 Sheild 40本すべて繋がなくても良いコンパクトサイズ となりました。
JLCPCB で扱っていない部材は調達しハンダ付け予定です。
- Micro USB Connector
- Pin Socket 2x5
発注
とここで発注操作中にFTDIの在庫がないことに気づくという痛恨のミスをしてしまった。
いくつかあるハマりポイントの一つですかね。在庫有り無し、部品扱い単位が1つじゃなかったり。。。
![](/2020/11/raspberry-pi-usb-serial/Screenshot_20201125_213000.png)
FAQ にもありましたが、在庫がないものがいつ入荷されるかはわからないとのことで同じ機能の別のものを使って作り直す方が良いそうです。
5.When the components will be restocked?
Usually our purchasing department will have their own purchasing plan, they will evaluate the purchase time based on the remaining inventory. However, since the delivery date is unpredictable, we don't know the specific arrival time either, but you can check it on the website regularly. If you are in a hurry to place an order, it is recommended that you first check whether the component is in stock or not.
Reference
https://support.jlcpcb.com/article/99-does-the-red-dot-means-pin-1-in-the-placement-previewer
ということで、CP210x 系で CP2104 が在庫もあって値段も安いので良さそうです。
![](/2020/11/raspberry-pi-usb-serial/Screenshot_20201125_225719.png)
造り直しました。
![](/2020/11/raspberry-pi-usb-serial/rasp_usb_cp2104.png)
細かい点も修正しています。
角をR 変更 Logo 入れた TX,RX LED 追加
再度、発注操作へ。
PCBA x 10 の場合
![](/2020/11/raspberry-pi-usb-serial/Screenshot_20201125_232232.png)
5975円 / 10 = 597.5円/ PCB
PCBA x 20 の場合
![](/2020/11/raspberry-pi-usb-serial/Screenshot_20201125_232616.png)
7404円 / 20 = 370.2円/PCB
これは 20 台作った方が一枚あたり 227 円お得ですね。ただこの値段は Digikey、秋月で購入する部品と送料は含まれていないです。また一枚あたりが安くても個人で 20 個も要らないですね。5個でも十分足りそうです。
10枚を発注することにします。 基盤が届いたらまた記事にしてみます。以上です。
追記
Digikey の USB Micro コネクタが欠品でした。 別のコネクタを選定したところ以下のもので代用します。 https://www.digikey.jp/product-detail/ja/amphenol-icc-fci/10104110-0001LF/609-4052-1-ND/2350358
![](/2020/11/raspberry-pi-usb-serial/Screenshot_20201126_004416.png)
PCBの footprint を変更し再度配線
![](/2020/11/raspberry-pi-usb-serial/Screenshot_20201126_004633.png)
発注かけて終わり。