전문가용 40핀 라즈베리 파이 웨지 설정 가이드

소개

사전 조립된 40핀 파이 웨지는 우리 파이 웨지 제품군의 최신 멤버입니다. 성가신 파이 핀들을 브레드보드로 브레이크아웃하여 쉽게 사용할 수 있게 하는 훌륭한 방법입니다.

브레드보드에 장착된 파이 웨지

이 파이 웨지는 40핀 GPIO 헤더를 가진 파이 제품군과 호환됩니다:

• 라즈베리 파이 모델 A+
• 라즈베리 파이 모델 B+
• 라즈베리 파이 2 모델 B

최근 파이의 40핀 GPIO 커넥터를 브레드보드 친화적인 폼 팩터와 간격으로 변환하고, 유사한 기능별로 핀을 재배열합니다. 또한 GPIO 핀들이 오름차순으로 정렬됩니다.

이 버전은 완전 조립품으로 제공되어 납땜이 필요 없습니다!

파이 B+와 함께한 파이 웨지.

이 튜토리얼에서 다룰 내용

• 배경 - 파이 웨지가 탄생한 이유
• 조립 - FTDI, 리본 케이블, 브레드보드 연결 방법
• 핀 매핑 - 웨지의 실크스크린이 나타내는 것
• 로직 레벨과 전원 - 파이 연결 시 전기적 정보
• 추가 리소스

배경

트위터 모니터와 그레이트 아메리칸 트윗 레이스 같은 라즈베리 파이 프로젝트 개발 과정에서, 외부 하드웨어가 포함된 프로토타입으로 파이를 확장하려 할 때 성장통을 겪었습니다.

이 쥐의 둥지 어딘가에 파이가 있다

라즈베리 파이 모델 B+는 여러 통신 인터페이스와 GPIO, 전원에 접근할 수 있는 40핀 커넥터를 가집니다. 하지만 커넥터에 상세한 라벨링이 없고, 기본 핀 배열이 다소 산만합니다. 유사한 기능의 핀들이 항상 함께 그룹화되지 않고, 전원과 그라운드 핀이 뚜렷한 패턴 없이 섞여 있습니다.

핀들이 솔더리스 브레드보드로 쉽게 변환되지도 않습니다. 초기 프로젝트들은 그냥 헤더에 꽂는 F-M 점퍼 와이어들을 잔뜩 사용했습니다. 작동이 멈출 때마다 "쥐의 둥지 흔들기"가 많이 필요했습니다.

부트스트래핑

I/O 커넥터의 물리적 문제 외에도, 새 라즈베리 파이 B+로 시작하는 건 항상 닭과 달걀 상황을 동반합니다. 그냥 SSH로 접속해 명령줄 쓰고 싶은데, 그러려면 IP 주소 알아야 하고... 물론 IP 주소는 명령줄에서 ifconfig 실행으로 가장 쉽게 알 수 있죠.

해결책

40핀 파이 웨지 만나보기

파이 웨지 B+는 40핀 GPIO 커넥터에 연결되어 핀들을 브레드보드 친화적인 배열과 간격으로 브레이크아웃합니다. 전원 라인에 디커플링 커패시터 한 쌍 추가, FTDI 베이직 모듈을 시리얼 포트에 꽂을 수 있게 해 초기 구동 과정 단순화.

조립

구성품

사전 조립된 파이 웨지는 웨지 PCB와 40핀 리본 케이블과 함께 제공.

연결

40핀 리본 케이블로 웨지를 파이에 연결. 이 케이블은 극성이 있습니다. 파이 웨지 PCB 쪽에서 케이블의 돌기가 슈라우드 헤더의 노치와 결합.

리본 케이블 삽입

파이 B+의 헤더에는 정렬을 보장하는 장치가 없습니다. 제대로 연결되도록 주의해야 합니다. 파이의 핀 1은 실크스크린된 직사각형의 강아지 귀 모양 모서리로 표시. 리본 케이블 커넥터에는 (거의 보이지 않는) 작은 삼각형이 핀 1을 표시. 첫 번째 핀은 와이어에도 코딩되어 있어(아래 사진의 빨간 표시, 검정 또는 진한 파랑일 수도 있음).

올바른 핀-1 방향

FTDI 커넥터도 올바르게 정렬되어야 합니다. 양쪽 보드의 "grn"과 "blk" 표시가 일치하는지 확인하세요.

올바른 3.3V FTDI-Basic 방향

다음 섹션에서 파이의 신호가 웨지에 어떻게 매핑되는지 탐색하겠습니다.

핀 매핑

B+와의 변경사항

라즈베리 파이 재단이 B+를 도입할 때 GPIO 헤더를 26핀에서 40핀으로 확장했습니다. 이 변경사항은 A+와 파이 2 모델 B로 이어졌습니다. 커넥터는 9개 더 많은 GPIO 핀과 외부 주변장치 식별용 ID_SC, ID_SD 핀을 추가합니다. 이에 대한 자세한 내용은 SPI와 I2C 튜토리얼 참조.

신호 위치

파이 웨지는 파이의 I/O 핀을 재구성하여 유사한 기능을 인접 핀에 배치합니다. SPI, I2C, UART 신호가 모두 서로 근처에 그룹화됩니다.

기능별 그룹화

핀들에 라벨이 붙어 있으나, PCB의 가용 공간에 맞게 짧습니다. UART, SPI, I2C 핀들은 통신 버스 기능으로 표시되지만, 해당 모드로 구성 시 GPIO 핀로도 사용 가능.

다음 표는 적절한 주변장치와 대체 GPIO 할당을 포함하여 파이 웨지의 신호 할당을 나타냅니다.

Wedge Silk	Python (BCM)	WiringPi GPIO	Name	Name	WiringPi GPIO	Python (BCM)	Wedge Silk
G17	17	0	GPIO17 (GPIO_GEN0)	GPIO18 (GPIO_GEN1)	1	18	G18
G16	16	27	GPIO16	GPIO19	24	19	G19
G13	13	23	GPIO13	GPIO20	28	20	G20
G12	12	26	GPIO12	GPIO21	29	21	G21
G6	6	22	GPIO06	GPIO22 (GPIO_GEN3)	3	22	G22
G5	5	21	GPIO05	GPIO23 (GPIO_GEN4)	4	23	G23
G4	4	7	GPIO04 (GPIO_GCLK)	GPIO24 (GPIO_GEN5)	5	24	G24
CE1	11	GPIO7 (SPI_CE1_N)	GPIO25 (GPIO_GEN6)	6	25	G25
CE0	10	GPIO8 (SPI_CE0_N)	GPIO26	25	26	G26
MOSI	12	GPIO10 (SPI_MOSI)	GPIO27 (GPIO_GEN2)	2	27	G27
MISO	13	GPIO09 (SPI_MISO)	GPIO03 (SCL1, I2C)	9	SCL
SCK	(no worky 14)	GPIO11 (SPI_CLK)	GPIO02 (SDA1, I2C)	8	SDA
RXI	16	GPIO15 (UART_RXD0)	GPIO0, ID_SC (I2C ID SC EEPROM)	31	IDSC
TXO	15	GPIO14 (UART_TXDO)	GPIO1, ID_SD (I2C ID SD EEPROM)	30	IDSD
5V	5V
3.3V	3.3V
GROUND	GROUND

파이 웨지 B+ 핀-기능 매핑

주의! 핀아웃은 파이 웨지 기준입니다. 파이 헤더 기준 핀아웃이 필요하면 라즈베리 GPIO 튜토리얼의 표 참조.

로직 레벨과 전원

로직 레벨

파이는 3.3V 로직 레벨을 사용하며 5V 내성이 없습니다. 많은 주변장치가 3.3V에서 작동 가능하지만, 5V 장치와 인터페이스해야 하는 경우 TXB0104 브레이크아웃 같은 레벨 시프터 사용.

통신

6핀 FTDI 헤더의 신호들도 3.3V 로직 레벨로 제한. 3.3V FTDI 모듈과 함께 사용하고 5V 모듈은 사용하지 마세요.

전원

파이의 전원 공급 이해는 특히 큰 시스템에 통합할 때 성공적으로 사용하는 데 중요합니다.

라즈베리 파이 B+는 선형 전원 레귤레이터 체인을 스위칭 레귤레이터로 대체하여 이전 모델보다 효율적입니다.

최근 공개된 회로도는 라즈베리 파이 B+용이며, 파이 2 모델 B와 A+도 비슷하다고 가정. 해당 회로도 검토 시 5V가 커넥터 J1(마이크로 USB 커넥터이나 전원과 그라운드 핀만 연결)을 통해 보드로 들어옴. 이 커넥터에서 오는 5V는 퓨즈와 트랜지스터 회로를 거쳐 극성 사고 방지, 이후 추가 레귤레이션 없이 보드 전체로 계속됨. 파이 웨지의 5V 연결은 이 라인에서 바로 나옴.

B+에서 5V는 듀얼 스위칭 레귤레이터로 가서 3.3V와 1.8V로 추가 강하. 레귤레이트된 3.3V가 I/O 커넥터에 존재.

전체 필요와 가용성에 따라 파이 배포에 적용 가능한 여러 전원 전략이 있습니다.

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