Bo mạch vi điều khiển Raspberry Pi Pico 2 W

Thông số kỹ thuật:

• Tên sản phẩm: Raspberry Pi Pico 2 W
• Nguồn điện: 5V DC
• Dòng điện định mức tối thiểu: 1A

Hướng dẫn sử dụng sản phẩm

Thông tin an toàn:
Raspberry Pi Pico 2 W phải tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn hiện hành tại quốc gia dự định sử dụng. Nguồn điện được cung cấp phải là 5V DC với dòng điện định mức tối thiểu là 1A.

Giấy chứng nhận tuân thủ:
Để biết tất cả các chứng chỉ và số tuân thủ, vui lòng truy cập  www.raspberrypi.com/compliance.

Thông tin tích hợp cho OEM:
Nhà sản xuất sản phẩm OEM/Host phải đảm bảo tuân thủ liên tục các yêu cầu chứng nhận của FCC và ISED Canada sau khi mô-đun được tích hợp vào sản phẩm Host. Tham khảo FCC KDB 996369 D04 để biết thêm thông tin.

Tuân thủ quy định:
Đối với các sản phẩm có sẵn trên thị trường Hoa Kỳ/Canada, chỉ các kênh từ 1 đến 11 mới khả dụng cho WLAN 2.4 GHz. Thiết bị và ăng-ten của nó không được đặt cùng vị trí hoặc vận hành kết hợp với bất kỳ ăng-ten hoặc máy phát nào khác, trừ khi tuân thủ theo quy trình đa máy phát của FCC.

Các bộ phận quy tắc của FCC:
Mô-đun này phải tuân theo các phần quy tắc FCC sau: 15.207, 15.209, 15.247, 15.401 và 15.407.

Bảng dữ liệu Raspberry Pi Pico 2 W
Bo mạch vi điều khiển dựa trên RP2350 có kết nối không dây.

Bản quyền

• © 2024 Raspberry Pi Ltd
• Tài liệu này được cấp phép theo giấy phép Creative Commons Ghi công-Không phái sinh 4.0 Quốc tế (CC BY-ND).
• ngày xây dựng: 2024-11-26
• phiên bản xây dựng: d912d5f-clean

Thông báo từ chối trách nhiệm pháp lý

• DỮ LIỆU KỸ THUẬT VÀ ĐỘ TIN CẬY CHO CÁC SẢN PHẨM RASPBERRY PI (BAO GỒM BẢNG DỮ LIỆU) ĐƯỢC SỬA ĐỔI THEO THỜI GIAN (“NGUỒN”) ĐƯỢC CUNG CẤP BỞI RASPBERRY PI LTD (“RPL”) “NGUYÊN TRẠNG” VÀ BẤT KỲ BẢO ĐẢM RÕ RÀNG HOẶC NGỤ Ý NÀO, BAO GỒM NHƯNG KHÔNG GIỚI HẠN ĐẾN, CÁC BẢO ĐẢM NGỤ Ý VỀ KHẢ NĂNG BÁN ĐƯỢC VÀ SỰ PHÙ HỢP CHO MỘT MỤC ĐÍCH CỤ THỂ ĐỀU KHÔNG ĐƯỢC TỪ CHỐI TRÁCH NHIỆM. TRONG PHẠM VI TỐI ĐA ĐƯỢC PHÁP LUẬT HIỆN HÀNH CHO PHÉP TRONG MỌI TRƯỜNG HỢP, RPL SẼ KHÔNG CHỊU TRÁCH NHIỆM PHÁP LÝ VỀ BẤT KỲ THIỆT HẠI TRỰC TIẾP, GIÁN TIẾP, NGẪU NHIÊN, ĐẶC BIỆT, ĐIỂN HÌNH HOẶC DỮ LIỆU (BAO GỒM NHƯNG KHÔNG GIỚI HẠN Ở VIỆC MUA HÀNG HÓA HOẶC DỊCH VỤ THAY THẾ; MẤT SỬ DỤNG, DỮ LIỆU , HOẶC LỢI NHUẬN; HOẶC GIÁN ĐOẠN KINH DOANH) TUY NHIÊN NGUYÊN NHÂN VÀ TRÊN BẤT KỲ LÝ THUYẾT VỀ TRÁCH NHIỆM PHÁP LÝ NÀO, DÙ TRONG HỢP ĐỒNG, TRÁCH NHIỆM PHÁP LÝ NGHIÊM NGẶT HOẶC NGOẠI TỆ (BAO GỒM SƠ SUẤT HAY CÁCH NÀO) PHÁT SINH TRONG BẤT KỲ CÁCH NÀO NGOÀI VIỆC SỬ DỤNG NGUỒN LỰC, NGAY CẢ KHI ĐƯỢC TƯ VẤN VỀ KHẢ NĂNG CỦA THIỆT HẠI NHƯ VẬY.
• RPL có quyền thực hiện bất kỳ cải tiến, sửa đổi, chỉnh sửa hoặc thay đổi nào đối với TÀI NGUYÊN hoặc bất kỳ sản phẩm nào được mô tả trong đó bất kỳ lúc nào và không cần thông báo thêm.
• TÀI NGUYÊN dành cho người dùng có kỹ năng với trình độ kiến ​​thức thiết kế phù hợp. Người dùng hoàn toàn chịu trách nhiệm về việc lựa chọn và sử dụng TÀI NGUYÊN và bất kỳ ứng dụng nào của các sản phẩm được mô tả trong đó. Người dùng đồng ý bồi thường và giữ cho RPL vô hại trước mọi trách nhiệm pháp lý, chi phí, thiệt hại hoặc tổn thất khác phát sinh do việc họ sử dụng TÀI NGUYÊN.
• RPL cấp cho người dùng quyền sử dụng TÀI NGUYÊN chỉ kết hợp với các sản phẩm Raspberry Pi. Mọi cách sử dụng TÀI NGUYÊN khác đều bị cấm. Không cấp phép cho bất kỳ RPL nào khác hoặc quyền sở hữu trí tuệ của bên thứ ba nào khác.
• HOẠT ĐỘNG CÓ RỦI RO CAO. Các sản phẩm Raspberry Pi không được thiết kế, sản xuất hoặc dự định sử dụng trong các môi trường nguy hiểm đòi hỏi hiệu suất an toàn cao, chẳng hạn như trong vận hành các cơ sở hạt nhân, hệ thống dẫn đường hoặc liên lạc hàng không, kiểm soát không lưu, hệ thống vũ khí hoặc các ứng dụng quan trọng về an toàn (bao gồm hệ thống hỗ trợ sự sống và các thiết bị y tế khác), trong đó sự cố của sản phẩm có thể dẫn trực tiếp đến tử vong, thương tích cá nhân hoặc thiệt hại nghiêm trọng về thể chất hoặc môi trường (“Hoạt động có Rủi ro Cao”). RPL đặc biệt từ chối mọi bảo đảm, dù rõ ràng hay ngụ ý, về tính phù hợp cho các Hoạt động có Rủi ro Cao và không chịu trách nhiệm pháp lý đối với việc sử dụng hoặc đưa các sản phẩm Raspberry Pi vào các Hoạt động có Rủi ro Cao.
• Các sản phẩm Raspberry Pi được cung cấp theo Điều khoản chuẩn của RPL. Việc RPL cung cấp TÀI NGUYÊN không mở rộng hoặc sửa đổi Điều khoản chuẩn của RPL bao gồm nhưng không giới hạn ở các tuyên bố từ chối trách nhiệm và bảo đảm được nêu trong đó.

Chương 1. Giới thiệu về Pico 2 W
Raspberry Pi Pico 2 W là bo mạch vi điều khiển dựa trên chip vi điều khiển Raspberry Pi RP2350.

Raspberry Pi Pico 2 W được thiết kế để trở thành nền tảng phát triển linh hoạt nhưng có chi phí thấp cho RP2350, với giao diện không dây 2.4 GHz và các tính năng chính sau:

• Vi điều khiển RP2350 với bộ nhớ flash 4 MB
• Giao diện không dây 2.4 GHz băng tần đơn tích hợp (802.11n, Bluetooth 5.2)
  • Hỗ trợ cho các vai trò Bluetooth LE Central và Peripheral
  • Hỗ trợ Bluetooth Classic
• Cổng Micro USB B để cấp nguồn và dữ liệu (và để lập trình lại đèn flash)
• PCB 40 chân 21mm×51mm kiểu 'DIP' dày 1mm với các chân xuyên lỗ 0.1″ cũng có các rãnh cạnh
  • Hiển thị 26 I/O đa năng 3.3V (GPIO)
  • 23 GPIO chỉ có kỹ thuật số, trong đó có ba GPIO có khả năng ADC
  • Có thể được gắn trên bề mặt như một mô-đun
• Cổng gỡ lỗi dây nối tiếp Arm 3 chân (SWD)
• Kiến trúc nguồn điện đơn giản nhưng rất linh hoạt
  • Nhiều tùy chọn để dễ dàng cấp nguồn cho thiết bị từ micro USB, nguồn điện bên ngoài hoặc pin
• Chất lượng cao, chi phí thấp, tính khả dụng cao
• SDK toàn diện, phần mềm examptập tin và tài liệu

Để biết thông tin chi tiết về vi điều khiển RP2350, vui lòng xem sách Datasheet RP2350. Các tính năng chính bao gồm:

• Lõi Cortex-M33 hoặc RISC-V Hazard3 kép có tốc độ xung nhịp lên tới 150MHz
  • Hai PLL trên chip cho phép thay đổi tần số lõi và tần số ngoại vi
• SRAM hiệu suất cao đa ngân hàng 520 kB
• Bộ nhớ flash Quad-SPI ngoài với eXecute In Place (XIP) và bộ nhớ đệm trên chip 16kB
• Vải xe buýt toàn thanh hiệu suất cao
• USB1.1 tích hợp (thiết bị hoặc máy chủ)
• 30 I/O đa chức năng mục đích chung (bốn có thể được sử dụng cho ADC)
  • 1.8-3.3VI/O thể tíchtage
• Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số (ADC) 12-bit 500ksps
• Nhiều thiết bị ngoại vi kỹ thuật số khác nhau
  • 2 × UART, 2 × I2C, 2 × SPI, 24 × kênh PWM, 1 × thiết bị ngoại vi HSTX
  • 1 × bộ hẹn giờ với 4 chế độ báo thức, 1 × bộ hẹn giờ AON
• 3 × khối I/O (PIO) có thể lập trình, tổng cộng 12 máy trạng thái
  • I/O tốc độ cao linh hoạt, có thể lập trình theo người dùng
  • Có thể mô phỏng các giao diện như thẻ SD và VGA

GHI CHÚ

• Raspberry Pi Pico 2 WI/O voltage được cố định ở mức 3.3V
• Raspberry Pi Pico 2 W cung cấp một mạch ngoài tối giản nhưng linh hoạt để hỗ trợ chip RP2350: bộ nhớ flash (Winbond W25Q16JV), tinh thể thạch anh (Abracon ABM8-272-T3), bộ nguồn và bộ tách rời, cùng đầu nối USB. Phần lớn các chân vi điều khiển RP2350 được đưa đến các chân I/O của người dùng ở cạnh trái và phải của bo mạch. Bốn chân I/O RP2350 được sử dụng cho các chức năng bên trong: điều khiển đèn LED, điều khiển nguồn chế độ chuyển mạch tích hợp (SMPS) và cảm biến âm lượng hệ thống.tagnghĩa là
• Pico 2 W có giao diện không dây 2.4 GHz tích hợp sử dụng chip Infineon CYW43439. Ăng-ten là loại ăng-ten tích hợp được cấp phép từ Abracon (trước đây là ProAnt). Giao diện không dây được kết nối qua SPI với RP2350.
• Pico 2 W được thiết kế để sử dụng chân cắm hàn 0.1 inch (rộng hơn 0.1 inch so với gói DIP 40 chân tiêu chuẩn) hoặc được định vị như một 'mô-đun' có thể gắn trên bề mặt vì các chân I/O của người dùng cũng được thiết kế theo dạng lỗ tròn.
• Có các miếng đệm SMT bên dưới đầu nối USB và nút BOOTSEL, cho phép truy cập các tín hiệu này nếu được sử dụng làm mô-đun SMT hàn chảy.

• Raspberry Pi Pico 2 W sử dụng SMPS buck-boost tích hợp có khả năng tạo ra điện áp 3.3V cần thiết (để cấp nguồn cho RP2350 và mạch ngoài) từ nhiều dải điện áp đầu vào khác nhau.tages (~1.8 đến 5.5V). Điều này cho phép linh hoạt đáng kể trong việc cấp nguồn cho thiết bị từ nhiều nguồn khác nhau, chẳng hạn như một pin lithium-ion đơn lẻ hoặc ba pin AA nối tiếp. Bộ sạc pin cũng có thể được tích hợp rất dễ dàng với bộ nguồn Pico 2 W.
• Có thể lập trình lại đèn flash Pico 2 W bằng USB (chỉ cần kéo và thả file (ví dụ: trên Pico 2 W, xuất hiện dưới dạng thiết bị lưu trữ khối), hoặc cổng gỡ lỗi nối tiếp (SWD) tiêu chuẩn có thể thiết lập lại hệ thống, tải và chạy mã mà không cần nhấn bất kỳ nút nào. Cổng SWD cũng có thể được sử dụng để gỡ lỗi tương tác mã đang chạy trên RP2350.

Bắt đầu với Pico 2 W

• Cuốn sách Bắt đầu với Raspberry Pi Pico-series hướng dẫn cách tải chương trình lên bo mạch và chỉ cách cài đặt C/C++ SDK và xây dựng exampchương trình le C. Xem sách Python SDK của Raspberry Pi Pico-series để bắt đầu với MicroPython, đây là cách nhanh nhất để chạy mã trên Pico 2 W.

Thiết kế Raspberry Pi Pico 2 W files
Thiết kế nguồn files, bao gồm sơ đồ mạch và bố trí PCB, được cung cấp công khai, ngoại trừ ăng-ten. Ăng-ten Niche™ là công nghệ ăng-ten được cấp bằng sáng chế của Abracon/Proant. Vui lòng liên hệ niche@abracon.com để biết thông tin về cấp phép.

• Cách trình bày CAD files, bao gồm cả bố cục PCB, có thể được tìm thấy tại đây. Lưu ý rằng Pico 2 W được thiết kế trong Cadence Allegro PCB Editor, và việc mở trong các gói CAD PCB khác sẽ yêu cầu một tập lệnh nhập hoặc plugin.
• BƯỚC 3D Mô hình STEP 3D của Raspberry Pi Pico 2 W, để trực quan hóa 3D và kiểm tra độ phù hợp của các thiết kế bao gồm Pico 2 W dưới dạng mô-đun, có thể được tìm thấy tại đây.
• Rỉ sét Có thể tìm thấy một bộ phận Fritzing dùng trong bố trí bảng mạch thử nghiệm tại đây.
• Bạn được phép sử dụng, sao chép, sửa đổi và/hoặc phân phối thiết kế này cho bất kỳ mục đích nào, có hoặc không mất phí.
• THIẾT KẾ ĐƯỢC CUNG CẤP “NGUYÊN TRẠNG” VÀ TÁC GIẢ TỪ CHỐI MỌI BẢO HÀNH LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ NÀY, BAO GỒM MỌI BẢO HÀNH NGỤ Ý VỀ KHẢ NĂNG BÁN HÀNG VÀ TÍNH PHÙ HỢP. TRONG MỌI TRƯỜNG HỢP, TÁC GIẢ SẼ KHÔNG CHỊU TRÁCH NHIỆM ĐỐI VỚI BẤT KỲ THIỆT HẠI ĐẶC BIỆT, TRỰC TIẾP, GIÁN TIẾP HOẶC HẬU QUẢ NÀO HOẶC BẤT KỲ THIỆT HẠI NÀO PHÁT SINH TỪ VIỆC MẤT SỬ DỤNG, DỮ LIỆU HOẶC LỢI NHUẬN, CHO DÙ LÀ TRONG HÀNH ĐỘNG HỢP ĐỒNG, SỰ CẨU THẢ HOẶC HÀNH ĐỘNG VI PHẠM KHÁC, PHÁT SINH TỪ HOẶC LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC SỬ DỤNG HOẶC THỰC HIỆN THIẾT KẾ NÀY.C

Chương 2. Thông số kỹ thuật cơ khí
Pico 2 W là PCB một mặt kích thước 51mm × 21mm × 1mm với cổng micro USB nhô ra ở cạnh trên, và hai chân cắm dạng lỗ/lỗ xuyên qua xung quanh hai cạnh dài. Ăng-ten không dây tích hợp nằm ở cạnh dưới. Để tránh làm lệch hướng ăng-ten, không nên để bất kỳ vật liệu nào xâm nhập vào không gian này. Pico 2 W được thiết kế để sử dụng như một mô-đun gắn trên bề mặt cũng như có định dạng đóng gói nội tuyến kép (DIP), với 40 chân cắm chính trên một lưới 2.54mm (0.1 inch) với các lỗ 1mm, tương thích với veroboard và breadboard. Pico 2 W cũng có bốn lỗ lắp khoan 2.1mm (± 0.05mm) để cố định cơ học (xem Hình 3).

Chân cắm Pico 2 W
Chân cắm Pico 2 W được thiết kế để tận dụng tối đa chức năng GPIO và mạch điện bên trong của RP2350, đồng thời cung cấp số lượng chân nối đất phù hợp để giảm nhiễu điện từ (EMI) và nhiễu xuyên âm tín hiệu. RP2350 được chế tạo trên quy trình silicon 40nm hiện đại, do đó tốc độ I/O kỹ thuật số của nó rất nhanh.

GHI CHÚ

• Đánh số chân vật lý được hiển thị trong Hình 4. Để biết cách phân bổ chân, hãy xem Hình 2.

Một số chân GPIO RP2350 được sử dụng cho các chức năng bên trong bo mạch:

• GPIO29 Chế độ OP/IP không dây SPI CLK/ADC (ADC3) để đo VSYS/3
• GPIO25 OP không dây SPI CS – khi ở mức cao cũng cho phép chân ADC GPIO29 đọc VSYS
• GPIO24 Dữ liệu SPI không dây OP/IP/IRQ
• GPIO23 Tín hiệu bật nguồn không dây OP
• WL_GPIO2 Cảm biến IP VBUS – cao nếu có VBUS, nếu không thì thấp
• WL_GPIO1 OP điều khiển chân tiết kiệm điện SMPS trên bo mạch (Mục 3.4)
• WL_GPIO0 OP được kết nối với đèn LED của người dùng

Ngoài chân GPIO và chân nối đất, còn có bảy chân khác trên giao diện chính 40 chân:

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

VBUS là âm lượng đầu vào micro-USBtage, được kết nối với chân 1 của cổng micro-USB. Về mặt lý thuyết, đây là 5V (hoặc 0V nếu USB không được kết nối hoặc không được cấp nguồn).

• VSYS là hệ thống đầu vào chính voltage, có thể thay đổi trong phạm vi cho phép từ 1.8V đến 5.5V và được SMPS trên bo mạch sử dụng để tạo ra điện áp 3.3V cho RP2350 và GPIO của nó.
• 3V3_EN kết nối với chân kích hoạt SMPS trên bo mạch và được kéo lên mức cao (đến VSYS) thông qua điện trở 100kΩ. Để vô hiệu hóa 3.3V (cũng làm mất nguồn RP2350), hãy nối tắt chân này xuống mức thấp.
• 3V3 là nguồn cung cấp 3.3V chính cho RP2350 và các ngõ vào/ra của nó, được tạo ra bởi bộ nguồn SMPS tích hợp. Chân này có thể được sử dụng để cấp nguồn cho mạch ngoài (dòng điện đầu ra tối đa sẽ phụ thuộc vào tải RP2350 và điện áp VSYS).tage; khuyến nghị giữ tải trên chân này dưới 300mA).
• ADC_VREF là nguồn điện ADC (và tham chiếu) voltage, và được tạo ra trên Pico 2 W bằng cách lọc nguồn 3.3V. Chân này có thể được sử dụng với tham chiếu ngoài nếu cần hiệu suất ADC tốt hơn.
• AGND là điểm nối đất tham chiếu cho GPIO26-29. Có một mặt đất analog riêng biệt chạy bên dưới các tín hiệu này và kết thúc tại chân này. Nếu không sử dụng ADC hoặc hiệu suất ADC không quan trọng, chân này có thể được kết nối với đất kỹ thuật số.
• RUN là chân kích hoạt RP2350 và có điện trở kéo lên (trên chip) lên 3.3V khoảng ~50kΩ. Để reset RP2350, hãy nối tắt chân này xuống mức thấp.
• Cuối cùng, cũng có sáu điểm kiểm tra (TP1-TP6), có thể được truy cập nếu cần, ví dụample nếu sử dụng như một mô-đun gắn trên bề mặt. Đó là:
  • Đất TP1 (đất ghép chặt cho tín hiệu USB khác biệt)
  • Thẻ nhớ USB TP2
  • Đầu nối USB TP3
  • Chân PS TP4 WL_GPIO1/SMPS (không sử dụng)
  • TP5 WL_GPIO0/LED (không khuyến khích sử dụng)
  • TP6 BOOTSEL
• Có thể sử dụng TP1, TP2 và TP3 để truy cập tín hiệu USB thay vì sử dụng cổng micro-USB. TP6 có thể được sử dụng để đưa hệ thống vào chế độ lập trình USB lưu trữ khối (bằng cách ngắn mạch ở mức thấp khi bật nguồn). Lưu ý rằng TP4 không được thiết kế để sử dụng bên ngoài, và TP5 không thực sự được khuyến khích sử dụng vì nó sẽ chỉ dao động từ 0V đến mức âm lượng thuận của đèn LED.tage (và do đó chỉ có thể thực sự được sử dụng làm đầu ra nếu đặc biệt cẩn thận).

Dấu chân gắn trên bề mặt
Dấu chân sau đây (Hình 5) được khuyến nghị cho các hệ thống sẽ hàn chảy lại các thiết bị Pico 2 W dưới dạng mô-đun.

• Bản vẽ chân đế hiển thị vị trí điểm kiểm tra và kích thước miếng đệm cũng như 4 miếng đệm tiếp đất vỏ đầu nối USB (A, B, C, D). Đầu nối USB trên Pico 2 W là một chi tiết xuyên lỗ, giúp tăng cường độ bền cơ học. Các chân cắm USB không nhô ra hoàn toàn trên bo mạch, tuy nhiên, hàn sẽ đọng lại tại các miếng đệm này trong quá trình sản xuất và có thể khiến mô-đun không thể nằm phẳng hoàn toàn. Do đó, chúng tôi cung cấp các miếng đệm trên chân đế mô-đun SMT để cho phép hàn nóng chảy lại một cách có kiểm soát khi Pico 2 W được nung chảy lại.
• Đối với các điểm kiểm tra không được sử dụng, có thể loại bỏ bất kỳ đồng nào bên dưới các điểm này (với khoảng hở thích hợp) trên bảng mạch mang.
• Qua thử nghiệm với khách hàng, chúng tôi đã xác định rằng khuôn dán keo phải lớn hơn diện tích tiếp xúc. Việc dán đè lên các miếng đệm đảm bảo kết quả hàn tốt nhất có thể. Khuôn dán keo sau đây (Hình 6) biểu thị kích thước của các vùng keo trên Pico 2 W. Chúng tôi khuyến nghị các vùng keo lớn hơn diện tích tiếp xúc 163%.

Khu vực cách ly
Có một lỗ khoét cho ăng-ten (kích thước 14mm × 9mm). Nếu đặt bất kỳ vật gì gần ăng-ten (bất kể kích thước nào), hiệu suất của ăng-ten sẽ giảm. Raspberry Pi Pico W nên được đặt trên mép bo mạch và không được đặt trong kim loại để tránh tạo ra lồng Faraday. Việc nối đất hai bên ăng-ten sẽ cải thiện hiệu suất đôi chút.

Điều kiện hoạt động được khuyến nghị
Điều kiện hoạt động của Pico 2 W phần lớn phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động được chỉ định bởi các thành phần của nó.

• Nhiệt độ hoạt động Tối đa 70°C (bao gồm tự làm nóng)
• Nhiệt độ hoạt động tối thiểu -20°C
• VBUS 5V ± 10%.
• VSYS Tối thiểu 1.8V
• VSYS Tối đa 5.5V
• Lưu ý rằng dòng điện VBUS và VSYS sẽ phụ thuộc vào trường hợp sử dụng, một số trường hợpampsẽ được đưa ra ở phần tiếp theo.
• Nhiệt độ môi trường hoạt động tối đa được khuyến nghị là 70°C.

Chương 3. Thông tin ứng dụng

Lập trình đèn flash

• Bộ nhớ flash QSPI 2MB tích hợp có thể được lập trình lại bằng cách sử dụng cổng gỡ lỗi dây nối tiếp hoặc bằng chế độ thiết bị lưu trữ USB đặc biệt.
• Cách đơn giản nhất để lập trình lại đèn flash Pico 2 W là sử dụng chế độ USB. Để thực hiện, hãy tắt nguồn bo mạch, sau đó giữ nút BOOTSEL trong khi bật nguồn bo mạch (ví dụ: giữ nút BOOTSEL khi kết nối USB).
• Pico 2 W sau đó sẽ xuất hiện như một thiết bị lưu trữ USB. Kéo tệp '.uf2' đặc biệt file vào đĩa sẽ ghi điều này file vào đèn flash và khởi động lại Pico 2 W.
• Mã khởi động USB được lưu trữ trong ROM trên RP2350 nên không thể bị ghi đè một cách vô tình.
• Để bắt đầu sử dụng cổng SWD, hãy xem phần Gỡ lỗi bằng SWD trong cuốn sách Bắt đầu với Raspberry Pi Pico-series.

Mục đích chung I / O

• GPIO của Pico 2 W được cấp nguồn từ đường ray 3.3V tích hợp và được cố định ở mức 3.3V.
• Pico 2 W hiển thị 26 trong số 30 chân GPIO RP2350 có thể có bằng cách định tuyến chúng trực tiếp đến các chân cắm của Pico 2 W. GPIO0 đến GPIO22 chỉ là kỹ thuật số, và GPIO 26-28 có thể được sử dụng làm GPIO kỹ thuật số hoặc làm đầu vào ADC (có thể lựa chọn bằng phần mềm).

GHI CHÚ

• GPIO 26-29 có khả năng ADC và có một diode đảo ngược bên trong tới đường ray VDDIO (3.3V), do đó vol đầu vàotagkhông được vượt quá VDDIO cộng thêm khoảng 300mV. Nếu RP2350 không được cấp nguồn, hãy áp dụng một voltage đến các chân GPIO này sẽ 'rò rỉ' qua diode vào thanh VDDIO. Các chân GPIO 0-25 (và các chân gỡ lỗi) không có hạn chế này và do đó có thể điều chỉnh được.tagcó thể được áp dụng an toàn cho các chân này khi RP2350 không được cấp nguồn lên đến 3.3V.

Sử dụng ADC
ADC RP2350 không có tham chiếu trên chip; nó sử dụng nguồn điện riêng làm tham chiếu. Trên Pico 2 W, chân ADC_AVDD (nguồn cấp ADC) được tạo ra từ SMPS 3.3V bằng cách sử dụng bộ lọc RC (201Ω thành 2.2μF).

1. Giải pháp này dựa trên độ chính xác đầu ra SMPS 3.3V
2. Một số tiếng ồn của PSU sẽ không được lọc
3. ADC tiêu thụ dòng điện (khoảng 150μA nếu diode cảm biến nhiệt độ bị vô hiệu hóa, giá trị này có thể thay đổi tùy theo chip); sẽ có độ lệch cố hữu khoảng 150μA*200 = ~30mV. Có một sự khác biệt nhỏ về dòng điện tiêu thụ khi ADC ở chế độ sampling (khoảng +20μA), do đó độ lệch cũng sẽ thay đổi theo sampcũng như nhiệt độ hoạt động.

Việc thay đổi điện trở giữa ADC_VREF và chân 3.3V có thể làm giảm độ lệch nhưng lại gây ra nhiều nhiễu hơn, điều này hữu ích nếu trường hợp sử dụng có thể hỗ trợ tính trung bình trên nhiều giây.ampđồng nghiệp.

• Việc đưa chân chế độ SMPS (WL_GPIO1) lên mức cao sẽ buộc bộ nguồn chuyển sang chế độ PWM. Điều này có thể làm giảm đáng kể gợn sóng vốn có của SMPS ở mức tải nhẹ, và do đó làm giảm gợn sóng trên nguồn ADC. Tuy nhiên, điều này làm giảm hiệu suất năng lượng của Pico 2 W ở mức tải nhẹ, vì vậy khi kết thúc quá trình chuyển đổi ADC, chế độ PFM có thể được kích hoạt lại bằng cách đưa WL_GPIO1 xuống mức thấp một lần nữa. Xem Mục 3.4.
• Độ lệch ADC có thể được giảm bằng cách kết nối kênh thứ hai của ADC với đất và sử dụng phép đo bằng không này làm giá trị gần đúng cho độ lệch.
• Để cải thiện đáng kể hiệu suất ADC, có thể kết nối tham chiếu shunt 3.0V bên ngoài, chẳng hạn như LM4040, từ chân ADC_VREF xuống đất. Lưu ý rằng nếu làm như vậy, phạm vi ADC sẽ bị giới hạn ở tín hiệu 0V – 3.0V (thay vì 0V – 3.3V), và tham chiếu shunt sẽ dẫn dòng điện liên tục qua điện trở lọc 200Ω (3.3V – 3.0V)/200 = ~1.5mA.
• Lưu ý rằng điện trở 1Ω trên Pico 2 W (R9) được thiết kế để hỗ trợ các tham chiếu shunt vốn sẽ trở nên không ổn định khi được kết nối trực tiếp với 2.2μF. Nó cũng đảm bảo có bộ lọc ngay cả trong trường hợp 3.3V và ADC_VREF bị đoản mạch cùng nhau (điều mà người dùng có khả năng chịu nhiễu và muốn giảm độ lệch vốn có có thể muốn thực hiện).
• R7 là điện trở gói 1608 mét (0603) có kích thước vật lý lớn, do đó có thể dễ dàng tháo ra nếu người dùng muốn cô lập ADC_VREF và thực hiện các thay đổi của riêng họ đối với vol ADCtage, ví dụampcung cấp năng lượng cho nó từ một vol hoàn toàn riêng biệttage (ví dụ 2.5V). Lưu ý rằng ADC trên RP2350 chỉ được xác định ở mức 3.0/3.3V, nhưng có thể hoạt động ở mức khoảng 2V.

Chuỗi điện
Pico 2 W được thiết kế với kiến ​​trúc nguồn điện đơn giản nhưng linh hoạt, có thể dễ dàng được cấp nguồn từ các nguồn khác như pin hoặc nguồn điện ngoài. Việc tích hợp Pico 2 W với các mạch sạc ngoài cũng rất đơn giản. Hình 8 cho thấy mạch nguồn.

• VBUS là đầu vào 5V từ cổng micro-USB, được cấp qua diode Schottky để tạo ra VSYS. Diode VBUS-VSYS (D1) tăng tính linh hoạt bằng cách cho phép cấp nguồn từ các nguồn khác nhau vào VSYS.
• VSYS là hệ thống chính 'đầu vào voltage' và cấp nguồn cho RT6154 buck-boost SMPS, tạo ra đầu ra cố định 3.3V cho thiết bị RP2350 và I/O của nó (và có thể được sử dụng để cấp nguồn cho mạch ngoài). VSYS chia cho 3 (bởi R5, R6 trong sơ đồ Pico 2 W) và có thể được giám sát trên kênh ADC 3 khi truyền dữ liệu không dây không diễn ra. Điều này có thể được sử dụng cho ví dụample như một pin thô voltage giám sát.
• SMPS buck-boost, đúng như tên gọi của nó, có thể chuyển đổi liền mạch từ chế độ buck sang chế độ boost và do đó có thể duy trì mức âm lượng đầu ratage của 3.3V từ một phạm vi rộng của vol đầu vàotages, ~1.8V đến 5.5V, cho phép linh hoạt hơn trong việc lựa chọn nguồn điện.
• WL_GPIO2 giám sát sự tồn tại của VBUS, trong khi R10 và R1 hoạt động để kéo VBUS xuống để đảm bảo VBUS ở mức 0V nếu không có VBUS.
• WL_GPIO1 điều khiển chân PS (tiết kiệm điện) của RT6154. Khi PS ở mức thấp (mặc định trên Pico 2 W), bộ điều chỉnh sẽ ở chế độ điều chế tần số xung (PFM), chế độ này, khi tải nhẹ, sẽ tiết kiệm đáng kể điện năng bằng cách chỉ thỉnh thoảng bật các MOSFET chuyển mạch để giữ cho tụ điện đầu ra luôn ở mức cao. Việc đặt PS ở mức cao sẽ buộc bộ điều chỉnh chuyển sang chế độ điều chế độ rộng xung (PWM). Chế độ PWM buộc SMPS phải chuyển mạch liên tục, giúp giảm đáng kể gợn sóng đầu ra ở tải nhẹ (điều này có thể tốt trong một số trường hợp sử dụng) nhưng lại làm giảm hiệu suất đáng kể. Lưu ý rằng khi tải nặng, SMPS sẽ ở chế độ PWM bất kể trạng thái của chân PS.
• Chân SMPS EN được kéo lên VSYS bằng điện trở 100kΩ và được cung cấp trên chân Pico 2 W 37. Việc nối tắt chân này xuống đất sẽ vô hiệu hóa SMPS và đưa nó vào trạng thái công suất thấp.

GHI CHÚ 
RP2350 có bộ điều chỉnh tuyến tính trên chip (LDO) cấp nguồn cho lõi kỹ thuật số ở mức 1.1V (danh nghĩa) từ nguồn cung cấp 3.3V, không được hiển thị trong Hình 8.

Cấp nguồn cho Raspberry Pi Pico 2 W

• Cách đơn giản nhất để cấp nguồn cho Pico 2 W là cắm micro-USB, sẽ cấp nguồn cho VSYS (và do đó là hệ thống) từ vol VBUS USB 5Vtage, thông qua D1 (do đó VSYS trở thành VBUS trừ đi sự sụt giảm diode Schottky).
• Nếu cổng USB là nguồn điện duy nhất, VSYS và VBUS có thể được nối tắt an toàn với nhau để loại bỏ hiện tượng sụt áp diode Schottky (giúp cải thiện hiệu suất và giảm gợn sóng trên VSYS).
• Nếu không sử dụng cổng USB, bạn có thể cấp nguồn cho Pico 2 W bằng cách kết nối VSYS với nguồn điện bạn muốn (trong khoảng từ 1.8V đến 5.5V).

QUAN TRỌNG
Nếu bạn đang sử dụng Pico 2 W ở chế độ máy chủ USB (ví dụ: sử dụng một trong các máy chủ TinyUSBamples) thì bạn phải cấp nguồn cho Pico 2 W bằng cách cung cấp 5V cho chân VBUS.

Cách đơn giản nhất để thêm nguồn điện thứ hai vào Pico 2 W một cách an toàn là cấp nguồn cho VSYS thông qua một diode Schottky khác (xem Hình 9). Thao tác này sẽ 'HOẶC' hai điện áp.tages, cho phép mức cao hơn của một trong hai vol bên ngoàitage hoặc VBUS để cấp nguồn cho VSYS, với các điốt ngăn không cho nguồn cung cấp này cấp nguồn ngược cho nguồn cung cấp kia. Ví dụampmột cell pin Lithium-Ion* (thể tích cell)tag(e ~3.0V đến 4.2V) sẽ hoạt động tốt, cũng như ba pin AA nối tiếp (~3.0V đến ~4.8V) và bất kỳ nguồn điện cố định nào khác trong khoảng ~2.3V đến 5.5V. Nhược điểm của phương pháp này là nguồn điện thứ hai sẽ bị sụt áp diode giống như VBUS, và điều này có thể không mong muốn xét về mặt hiệu suất hoặc nếu nguồn đã gần với dải điện áp đầu vào thấp hơn.tagđược phép sử dụng cho RT6154.

Một cách cải tiến để cấp nguồn từ nguồn thứ hai là sử dụng MOSFET kênh P (P-FET) để thay thế diode Schottky như minh họa trong Hình 10. Ở đây, cực cổng của FET được điều khiển bởi VBUS và sẽ ngắt kết nối nguồn thứ cấp khi có VBUS. P-FET nên được chọn có điện trở thấp, do đó khắc phục được hiệu suất và điện áp.tagvấn đề e-drop với giải pháp chỉ sử dụng diode.

• Lưu ý rằng Vt (ngưỡng voltage) của P-FET phải được chọn sao cho thấp hơn nhiều so với thể tích đầu vào bên ngoài tối thiểutage, để đảm bảo P-FET được bật nhanh chóng và với điện trở thấp. Khi VBUS đầu vào bị loại bỏ, P-FET sẽ không bắt đầu bật cho đến khi VBUS giảm xuống dưới Vt của P-FET, trong khi đó, diode thân của P-FET có thể bắt đầu dẫn điện (tùy thuộc vào việc Vt có nhỏ hơn độ sụt diode hay không). Đối với các đầu vào có điện áp đầu vào tối thiểu thấptage, hoặc nếu cổng P-FET dự kiến ​​sẽ thay đổi chậm (ví dụ nếu bất kỳ điện dung nào được thêm vào VBUS) thì nên sử dụng điốt Schottky thứ cấp trên P-FET (cùng hướng với điốt thân). Điều này sẽ làm giảm voltage rơi trên diode thân P-FET.
• Một người yêu cũampLoại P-MOSFET phù hợp nhất cho hầu hết các tình huống là Diode DMG2305UX có Vt tối đa là 0.9V và Ron là 100mΩ (ở 2.5V Vgs).

THẬN TRỌNG
Nếu sử dụng cell pin Lithium-Ion, chúng phải được trang bị, hoặc được trang bị, hệ thống bảo vệ đầy đủ chống lại tình trạng xả quá mức, sạc quá mức, sạc vượt quá phạm vi nhiệt độ cho phép và quá dòng. Các cell pin trần, không được bảo vệ rất nguy hiểm và có thể bắt lửa hoặc phát nổ nếu xả quá mức, sạc quá mức hoặc sạc/xả vượt quá phạm vi nhiệt độ và/hoặc dòng điện cho phép.

Sử dụng bộ sạc pin
Pico 2 W cũng có thể được sử dụng với bộ sạc pin. Mặc dù đây là trường hợp sử dụng phức tạp hơn một chút nhưng vẫn khá đơn giản. Hình 11 cho thấy một ví dụamplợi ích của việc sử dụng bộ sạc loại 'đường dẫn điện' (trong đó bộ sạc có thể quản lý việc chuyển đổi liền mạch giữa việc cấp nguồn từ pin hoặc cấp nguồn từ nguồn đầu vào và sạc pin khi cần).

Trong cũampChúng ta cấp nguồn VBUS cho đầu vào của bộ sạc, và cấp nguồn VSYS cho đầu ra thông qua cách bố trí P-FET đã đề cập trước đó. Tùy thuộc vào trường hợp sử dụng, bạn cũng có thể muốn thêm một diode Schottky vào P-FET như đã mô tả ở phần trước.

USB

• RP2350 tích hợp cổng USB1.1 PHY và bộ điều khiển, có thể sử dụng ở cả chế độ thiết bị và máy chủ. Pico 2 W bổ sung thêm hai điện trở ngoài 27Ω cần thiết và đưa giao diện này vào cổng micro-USB tiêu chuẩn.
• Cổng USB có thể được sử dụng để truy cập bộ nạp khởi động USB (chế độ BOOTSEL) được lưu trữ trong ROM khởi động RP2350. Nó cũng có thể được sử dụng bởi mã người dùng để truy cập thiết bị USB hoặc máy chủ bên ngoài.

Giao diện không dây
Pico 2 W có giao diện không dây 2.4 GHz tích hợp sử dụng Infineon CYW43439, có các tính năng sau:

• WiFi 4 (802.11n), Băng tần đơn (2.4 GHz)
• WPA3
• SoftAP (Tối đa 4 máy khách)
• Bluetooth 5.2
  • Hỗ trợ cho các vai trò Bluetooth LE Central và Peripheral
  • Hỗ trợ Bluetooth Classic

Ăng-ten là ăng-ten tích hợp được cấp phép từ ABRACON (trước đây là ProAnt). Giao diện không dây được kết nối qua SPI với RP2350.

• Do hạn chế về chân cắm, một số chân giao diện không dây được dùng chung. CLK được dùng chung với màn hình VSYS, vì vậy chỉ khi không có giao dịch SPI nào đang diễn ra thì VSYS mới có thể được đọc qua ADC. Cả DIN/DOUT và IRQ của Infineon CYW43439 đều dùng chung một chân trên RP2350. Chỉ khi không có giao dịch SPI nào đang diễn ra thì mới có thể kiểm tra IRQ. Giao diện này thường chạy ở tần số 33MHz.
• Để có hiệu suất không dây tốt nhất, ăng-ten nên được đặt ở không gian trống. Ví dụ, đặt kim loại bên dưới hoặc gần ăng-ten có thể làm giảm hiệu suất của nó về cả độ lợi và băng thông. Việc thêm kim loại nối đất vào hai bên ăng-ten có thể cải thiện băng thông của ăng-ten.
• Có ba chân GPIO từ CYW43439 được sử dụng cho các chức năng khác của bo mạch và có thể dễ dàng truy cập thông qua SDK:
  • WL_GPIO2
  • Cảm biến IP VBUS – cao nếu có VBUS, nếu không thì thấp
  • WL_GPIO1
  • OP điều khiển chân tiết kiệm điện SMPS trên bo mạch (Mục 3.4)
  • WL_GPIO0
• OP được kết nối với đèn LED của người dùng

GHI CHÚ 
Bạn có thể tìm thấy thông tin chi tiết đầy đủ về Infineon CYW43439 trên Infineon webđịa điểm.

Gỡ lỗi
Pico 2 W tích hợp giao diện gỡ lỗi dây nối tiếp (SWD) RP2350 vào đầu cắm gỡ lỗi ba chân. Để bắt đầu sử dụng cổng gỡ lỗi, hãy xem phần Gỡ lỗi bằng SWD trong sách Bắt đầu với Raspberry Pi Pico-series.

GHI CHÚ 
Chip RP2350 có điện trở kéo lên bên trong trên các chân SWDIO và SWCLK, cả hai đều có giá trị danh định là 60kΩ.

Phụ lục A: Tính khả dụng
Raspberry Pi đảm bảo sản phẩm Raspberry Pi Pico 2 W sẽ có mặt ít nhất cho đến tháng 1 năm 2028.

Ủng hộ
Để được hỗ trợ, hãy xem phần Pico của Raspberry Pi webtrang web và đăng câu hỏi trên diễn đàn Raspberry Pi.

Phụ lục B: Vị trí linh kiện Pico 2 W

Phụ lục C: Thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF)

Bảng 1. Thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc của Raspberry Pi Pico 2 W

Người mẫu	Thời gian trung bình giữa các lần hỏng của Ground Benign (Giờ)	Thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc di động mặt đất (Giờ)
Pico 2W	182 000	11 000

Đất, lành tính 
Áp dụng cho môi trường không di động, có thể kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm, dễ dàng bảo trì; bao gồm các dụng cụ phòng thí nghiệm và thiết bị thử nghiệm, thiết bị điện tử y tế, tổ hợp máy tính khoa học và kinh doanh.

Mặt đất, di động 
Giả định mức độ ứng suất vận hành cao hơn nhiều so với mức sử dụng thông thường trong gia đình hoặc công nghiệp nhẹ, không kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm hoặc độ rung: áp dụng cho thiết bị được lắp trên xe có bánh hoặc xe xích và thiết bị vận chuyển thủ công; bao gồm thiết bị liên lạc di động và cầm tay.

Lịch sử phát hành tài liệu

• Ngày 25 tháng 2024 năm XNUMX
• Phiên bản phát hành đầu tiên.

Câu hỏi thường gặp

H: Nguồn điện cho Raspberry Pi Pico 2W nên là loại nào?
A: Nguồn điện phải cung cấp 5V DC và dòng điện định mức tối thiểu là 1A.

H: Tôi có thể tìm thấy số hiệu và chứng chỉ tuân thủ ở đâu?
A: Để biết tất cả các chứng chỉ và số chứng nhận tuân thủ, vui lòng truy cập www.raspberrypi.com/compliance.

Tài liệu / Tài nguyên

Bo mạch vi điều khiển Raspberry Pi Pico 2 W [tập tin pdf] Hướng dẫn sử dụng PICO2W, 2ABCB-PICO2W, 2ABCBPICO2W, Bo mạch vi điều khiển Pico 2 W, Pico 2 W, Bo mạch vi điều khiển, Bo mạch

Tài liệu tham khảo

• Hướng dẫn sử dụng