Brochage du Raspberry Pi Pico expliqué : Tout ce qu’il faut savoir
Depuis son introduction en 2021, la carte de microcontrôleur Raspberry Pi Pico a fait sensation sur Internet avec de nombreux projets centrés sur cette minuscule carte. Avec un puissant système sur puce RP2040 et deux connecteurs GPIO à 20 broches pour connecter l’électronique, cette merveille miniature a créé une belle et solide plateforme d’innovation pour les bricoleurs.
Voici tout ce qu’il faut savoir sur le brochage de la carte et sur la façon de travailler avec elle.
Variantes du Raspberry Pi Pico
Crédit photo : Raspberry Pi/GitHub
Le modèle original Raspberry Pi Pico, lancé début 2021, a marqué les débuts de la société Raspberry Pi dans l’espace des cartes de développement à microcontrôleur. Depuis, il a été rejoint par le Pico W, qui dispose d’une connectivité sans fil pour les projets IoT, ainsi que par les variantes Pico H et WH avec des connecteurs pré-soudés, mais le brochage est identique sur tous ces modèles.
Facteur de forme | 21 × 51 mm |
Processeur | RP2040 SoC avec double cœur Arm Cortex-M0+ |
Vitesse d’horloge | 133 MHz |
Mémoire | 264kB SRAM sur puce |
Flash embarquée | 2MB QSPI Flash |
Puissance d’entrée | 1,8V – 5,5V DC |
Température de fonctionnement | De -20°C à +85°C |
Le Pico H
Crédit d’image : Raspberry Pi
Pico H élimine simplement les créneaux de broches sur les bords et introduit des broches d’en-tête pré-soudées, tout en conservant des fonctionnalités identiques à celles de la carte Pico standard.
Le Pico W
Crédit d’image : Raspberry Pi
Forte de son succès, la société Raspberry Pi a encore élargi la gamme Pico avec l’introduction du Raspberry Pi Pico W en juin 2022. Le « W » signifie sans fil, et cette nouvelle itération intègre la puce CYW43439 d’Infineon, ce qui permet à la carte de fournir une connectivité Wi-Fi intégrée de 2,4 GHz par le biais d’une antenne intégrée. Elle prend également en charge la connectivité Bluetooth.
Pour plus de détails sur ce modèle Pico sans fil, consultez notre guide sur ce qu’est le Raspberry Pi Pico W et à quoi il peut servir.
Brochage du Raspberry Pi Pico
Crédit image : Raspberry Pi
Bien que le diagramme de brochage puisse sembler complexe à première vue, il peut en fait être simplifié en blocs distincts et faciles à mémoriser. Nous avons des broches d’alimentation, de PWM, d’ADC, de GPIO, de communication et de débogage.
Une bizarrerie ennuyeuse est que l’étiquetage du brochage se trouve sur le bas de la carte, ce qui peut être un cauchemar lorsque vous utilisez le Pico sur une planche à pain.
Broches d’alimentation
Le Raspberry Pi Pico possède plusieurs broches d’alimentation, notamment la broche VBUS, VSYS et 3V3. Les VBUS est utilisée pour alimenter la Pico via USB et est connectée à la broche 1 du port micro-USB, tandis que la broche VSYS permet de connecter une alimentation externe pour alimenter la carte.
La broche 3V3 fournit une sortie d’alimentation régulée de 3,3V, qui peut être utilisée pour alimenter des composants externes.
D’autres broches d’alimentation présentes sur la carte peuvent être utilisées dans des cas particuliers, comme indiqué ci-dessous :
ADC_VREF | Tension d’alimentation de la broche ADC, filtrée à partir de l’alimentation de 3,3 V sur la carte. (Broche 35) |
AGND | Référence de masse pour GPIO26-29, connectée à un plan de masse analogique séparé. Peut être relié à la masse numérique. (Broche 33) |
3V3_EN | Se connecte à la broche d’activation du SMPS intégré. Haut (vers VSYS) avec une résistance de 100kΩ. Court-circuitez-la pour désactiver 3,3 V. |
GND | Broches de mise à la terre. |
RUN | Broche d’activation du RP2040 avec une résistance pull-up interne (~50kΩ) à 3,3V. Court-circuiter cette broche pour réinitialiser le RP2040. |
Broches GPIO
Sur les 40 broches, 26 sont des broches GPIO (entrées/sorties à usage général). Elles sont étiquetées à partir de GP0 à GP28 Ces broches peuvent gérer à la fois des opérations d’entrée et de sortie numériques, ce qui vous donne la flexibilité dont vous avez besoin dans vos projets. Il est mieux compris si vous essayez quelques projets pour le Raspberry Pi Pico sur votre propre afin que vous interagissez avec ces broches dans la pratique.
Une chose à noter : quatre de ces broches GPIO, GP23, GP24, GP25 et GP29 ne sont pas exposées sur l’en-tête. Au lieu de cela, ils sont dédiés aux fonctions internes de la carte. En voici la répartition :
GPIO29 | Mode ADC (ADC3) pour la mesure de VSYS/3 | Contrôle les niveaux de tension |
GPIO25 | Connecté à la DEL de l’utilisateur | Permet de contrôler la sortie de la LED |
GPIO24 | Indicateur de présence de VBUS | Passe à l’état haut lorsque VBUS est présent, à l’état bas dans le cas contraire |
GPIO23 | Contrôle la fonctionnalité d’économie d’énergie du SMPS embarqué | Agit comme un interrupteur d’alimentation pratique |
Broches analogiques
Crédit image : Raspberry Pi/Le MagPi
La carte Pico possède quatre broches analogiques dédiées dotées d’un ADC (convertisseur analogique-numérique) de 12 bits, ce qui vous donne la possibilité de réaliser un large éventail de projets avec cette minuscule carte.
Parmi ces quatre broches, l’une d’entre elles (ADC4) n’apparaît pas comme une broche GPIO sur la carte. Au lieu de cela, elle remplit une fonction unique en étant connectée en interne à un capteur de température. Cette conception ingénieuse vous permet d’exploiter directement le capteur de température intégré. En termes simples, vous pouvez obtenir les valeurs de température de ce capteur en lisant la valeur analogique de ADC4.
Pour référence, voici la correspondance entre les broches ADC et les broches GPIO correspondantes :
- ADC0: Correspond à GP26.
- ADC1: Affecté à GP27.
- ADC2: Affecté à GP28.
La carte dispose également de huit blocs PWM (modulation de largeur d’impulsion) numérotés de 1 à 8, chacun ayant deux sorties PWM qu’il peut piloter simultanément. En bref, vous avez accès à 16 canaux de sortie PWM qui peuvent être utilisés à tout moment.
Il est important de noter que deux broches GPIO partageant la même désignation PWM ne peuvent pas être utilisées simultanément. Cette restriction garantit une fonctionnalité correcte et évite les conflits lors de la configuration de la sortie du signal PWM.
Broches de communication
Pour la communication avec les appareils, la carte Pi Pico s’appuie sur des broches spécifiques. Ce qui est remarquable, c’est que le Raspberry Pi Pico offre généreusement les 26 broches à usage général pour SCL, SDA, TX et RX. Passons en revue les broches spécifiques utilisées pour chaque protocole.
SPI
Deux interfaces SPI sont disponibles pour la communication : SPI0 et SPI1.
SPI0 | GP0/GP4/GP16 (broches 1/6/24) | GP3/GP7/GP19 (Pin 4/9/37) | GP2/GP6/GP18 (broche 3/8/35) | GP1/GP5/GP17 (broche 2/7/37) |
SPI1 | GP8/GP12 (broche 12/16) | GP11/GP15 (Pin 15/19) | GP10/GP14 (broche 14/18) | GP9/GP13 (Pin 13/17) |
I2C
Voici toutes les broches que vous pouvez utiliser pour la communication I2C :
I2C0 | GP0/GP4/GP8/GP12/GP16/GP20 (broches 1/6/12/16/24/38) | GP1/GP5/GP9/GP13/GP17/GP21 (Pin 2/7/13/17/25/40) |
I2C1 | GP2/GP6/GP10/GP14/GP18/GP26 (Broche 3/8/14/18/35/37) | GP3/GP7/GP11/GP15/GP19/GP27 (Pin 4/9/15/19/37/39) |
UART
La carte Pi Pico possède deux interfaces UART avec des broches, comme indiqué dans le tableau ci-dessous :
UART0 | GP0/GP12/GP16 (broches 1/12/24) | GP1/GP13/GP17 (Pin 2/13/25) |
UART1 | GP4/GP8 (Pin 6/12) | GP5/GP9 (Pin 7/13) |
Broches de débogage
La carte Raspberry Pi Pico possède trois broches de débogage dédiées qui peuvent être utilisées à des fins de dépannage et de débogage.
- SWD GND (Débogage du fil de série) : Cette broche fait office de broche de masse pour l’interface bifilaire.
- SWCLK (Serial Wire Clock) : Cette broche est associée à l’interface SWD et fournit le signal d’horloge pour une communication synchronisée pendant le débogage.
- SWDIO (Serial Wire Debug I/O) : Cette broche bidirectionnelle fait également partie de l’interface SWD et transporte les signaux de contrôle et de données pendant le débogage.
Ces broches offrent un accès direct aux signaux et interfaces importants de la carte Pico, ce qui vous permet de surveiller et d’analyser le comportement du système pendant le processus de débogage – cela peut être facilité par l’utilisation d’une sonde de débogage Raspberry Pi.
La fonction PIO
La fonction PIO (entrée/sortie programmable) du Pi Pico est un bloc matériel spécial qui permet au Pi Pico d’effectuer des tâches personnalisées de traitement et de contrôle des signaux numériques. C’est comme si vous disposiez d’un processeur supplémentaire dédié à l’intérieur du Pi Pico qui peut traiter des tâches complexes rapidement et efficacement, libérant ainsi le CPU principal.
Le PIO peut être programmé pour gérer diverses tâches telles que la génération de signaux de synchronisation précis, la lecture et l’écriture de données sur des périphériques externes, et même la mise en œuvre d’algorithmes simples. Il peut également être utilisé pour créer des interfaces personnalisées pour connecter des périphériques (en plus des protocoles standard I2C, SPI et UART).
Libérez votre Pico
Le Raspberry Pi Pico est une carte de microcontrôleur puissante et polyvalente. Ses 40 broches comprennent 26 broches GPIO pour les entrées et les sorties, ce qui en fait un outil idéal pour le bricolage électronique. Il convient également de noter que le brochage du Raspberry Pi Pico est resté cohérent malgré l’évolution de ses variantes, ce qui vous permet de travailler facilement avec différents modèles de la même gamme.
Quelles sont les broches d’alimentation sur le Pi Pico ?
Il existe deux options d’entrée d’alimentation sur le Pico : le port micro USB et la broche GPIO VSYS, étiquetée comme numéro 39 dans la documentation officielle. Toute utilisation de la broche VSYS nécessitera une mise à la terre pour la ligne négative de la batterie.
Combien y a-t-il de broches dans le Raspberry Pi Pico ?
Le Pico dispose de 26 broches d’entrées/sorties générales multifonctions (GPIO), dont 3 peuvent être configurées en tant qu’entrées de convertisseur analogique-numérique (ADC). Celles-ci sont capables de mesurer les signaux de sortie analogiques que de nombreux capteurs et dispositifs complémentaires utilisent.
Combien de broches GP du Raspberry Pi Pico sont physiquement inaccessibles ?
Sur ces 30 broches, GP23, GP24, GP25 et GP29 ne sont pas exposées sur l’en-tête, ce qui fait que nous n’avons que 26 broches GPIO au total.
Combien de broches PWM le PI Pico possède-t-il ?
Le Pico permet d’affecter jusqu’à 16 broches GPIO à des sorties PWM. REMARQUE : les broches assignées aux servomoteurs sont un cas particulier de PWM et partagent donc les 16 broches.
