Raspberry Pi Pico 2 W Mikrocontroller-Platine

Spezifikationen:

• Produktname: Raspberry Pi Pico 2 W
• Stromversorgung: 5V DC
• Minimaler Nennstrom: 1A

Anweisungen zur Produktverwendung

Sicherheitshinweise:
Raspberry Pi Pico 2 W muss den einschlägigen Vorschriften und Normen des Landes entsprechen, in dem es verwendet werden soll. Die Stromversorgung muss 5 V Gleichstrom mit einem Nennstrom von mindestens 1 A betragen.

Konformitätszertifikate:
Alle Konformitätszertifikate und -nummern finden Sie unter  www.raspberrypi.com/compliance.

Integrationsinformationen für den OEM:
Der OEM-/Host-Produkthersteller muss die fortlaufende Einhaltung der Zertifizierungsanforderungen von FCC und ISED Canada sicherstellen, sobald das Modul in das Host-Produkt integriert ist. Weitere Informationen finden Sie in FCC KDB 996369 D04.

Einhaltung gesetzlicher Vorschriften:
Für Produkte, die auf dem US-amerikanischen/kanadischen Markt erhältlich sind, stehen für 2.4-GHz-WLAN nur die Kanäle 1 bis 11 zur Verfügung. Das Gerät und seine Antenne(n) dürfen nicht zusammen mit anderen Antennen oder Sendern aufgestellt oder betrieben werden, außer in Übereinstimmung mit den Mehrsenderverfahren der FCC.

Teile der FCC-Regeln:
Das Modul unterliegt den folgenden FCC-Regelteilen: 15.207, 15.209, 15.247, 15.401 und 15.407.

Raspberry Pi Pico 2 W Datenblatt
Eine RP2350-basierte Mikrocontrollerplatine mit Wireless.

Kolophon

• © 2024 Raspberry Pi Ltd
• Diese Dokumentation ist unter einer Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-ND) lizenziert.
• Erstellungsdatum: 2024
• Build-Version: d912d5f-clean

Rechtlicher Hinweis

• TECHNISCHE DATEN UND ZUVERLÄSSIGKEITSDATEN FÜR RASPBERRY PI-PRODUKTE (EINSCHLIESSLICH DATENBLÄTTER) IN DER VON ZEIT ZU ZEIT GEÄNDERTEN FASSUNG („RESSOURCEN“) WERDEN VON RASPBERRY PI LTD („RPL“) „WIE BESEHEN“ BEREITGESTELLT UND JEGLICHE AUSDRÜCKLICHE ODER STILLSCHWEIGENDE GARANTIEN, EINSCHLIESSLICH, ABER NICHT BESCHRÄNKT AUF STILLSCHWEIGENDE GARANTIEN DER MARKTGÄNGIGKEIT UND EIGNUNG FÜR EINEN BESTIMMTEN ZWECK, SIND AUSGESCHLOSSEN. Soweit gemäß geltendem Recht zulässig, ist RPL in keinem Fall für direkte, indirekte, beiläufig entstandene, besondere, exemplarische oder Folgeschäden (einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Beschaffung von Ersatzwaren oder -dienstleistungen, Nutzungsausfall, Datenverlust, entgangenen Gewinn oder Geschäftsunterbrechung) verantwortlich, gleich auf welche Weise diese verursacht wurden und auf welcher Grundlage auch immer die Haftung begründet ist, sei es aufgrund von Vertragsbruch, verschuldensunabhängiger Haftung oder unerlaubter Handlung (einschließlich Fahrlässigkeit oder anderweitig), die in irgendeiner Weise aus der Verwendung der Ressourcen entstehen, selbst wenn auf die Möglichkeit solcher Schäden hingewiesen wurde.
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• AKTIVITÄTEN MIT HOHEM RISIKO. Raspberry Pi-Produkte sind nicht für den Einsatz in gefährlichen Umgebungen konzipiert, hergestellt oder vorgesehen, die eine ausfallsichere Leistung erfordern, wie z. B. beim Betrieb von Nuklearanlagen, Flugzeugnavigations- oder Kommunikationssystemen, der Flugsicherung, Waffensystemen oder sicherheitskritischen Anwendungen (einschließlich lebenserhaltender Systeme und anderer medizinischer Geräte), in denen der Ausfall der Produkte direkt zu Tod, Personenschäden oder schweren physischen oder Umweltschäden führen könnte („Aktivitäten mit hohem Risiko“). RPL lehnt ausdrücklich jede ausdrückliche oder stillschweigende Gewährleistung der Eignung für Aktivitäten mit hohem Risiko ab und übernimmt keine Haftung für die Verwendung oder Einbeziehung von Raspberry Pi-Produkten in Aktivitäten mit hohem Risiko.
• Raspberry Pi-Produkte werden gemäß den Allgemeinen Geschäftsbedingungen von RPL bereitgestellt. Die Bereitstellung der RESSOURCEN durch RPL erweitert oder ändert die Allgemeinen Geschäftsbedingungen von RPL nicht, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die darin enthaltenen Haftungsausschlüsse und Garantien.

Kapitel 1. Über Pico 2 W
Raspberry Pi Pico 2 W ist eine Mikrocontroller-Platine, die auf dem Mikrocontroller-Chip Raspberry Pi RP2350 basiert.

Raspberry Pi Pico 2 W wurde als kostengünstige und dennoch flexible Entwicklungsplattform für RP2350 mit einer drahtlosen 2.4-GHz-Schnittstelle und den folgenden Hauptfunktionen konzipiert:

• RP2350-Mikrocontroller mit 4 MB Flash-Speicher
• Integrierte Single-Band-2.4-GHz-Wireless-Schnittstellen (802.11n, Bluetooth 5.2)
  • Unterstützung für Bluetooth LE-Zentral- und Peripherierollen
  • Unterstützung für Bluetooth Classic
• Micro-USB-B-Anschluss für Strom und Daten (und zum Neuprogrammieren des Flash-Speichers)
• 40-polige 21 mm × 51 mm große Leiterplatte im „DIP“-Stil, 1 mm dick, mit 0.1″-Durchgangslochstiften, auch mit Randzinnen
  • Bietet 26 multifunktionale 3.3-V-Allzweck-E/A (GPIO)
  • 23 GPIO sind ausschließlich digital, drei davon sind auch ADC-fähig
  • Kann als Modul aufputz montiert werden
• 3-poliger Arm Serial Wire Debug (SWD)-Anschluss
• Einfache und dennoch hochflexible Stromversorgungsarchitektur
  • Verschiedene Optionen zur einfachen Stromversorgung des Geräts über Micro-USB, externe Netzteile oder Batterien
• Hohe Qualität, niedrige Kosten, hohe Verfügbarkeit
• Umfassendes SDK, Software-ExampDateien und Dokumentation

Ausführliche Informationen zum Mikrocontroller RP2350 finden Sie im Datenblatt zum RP2350. Zu den wichtigsten Funktionen gehören:

• Duale Cortex-M33- oder RISC-V Hazard3-Kerne mit bis zu 150 MHz
  • Zwei On-Chip-PLLs ermöglichen variable Kern- und Peripheriefrequenzen
• 520 kB Multi-Bank-Hochleistungs-SRAM
• Externer Quad-SPI-Flash mit eXecute In Place (XIP) und 16 kB On-Chip-Cache
• Hochleistungs-Full-Crossbar-Bus-Fabric
• Integriertes USB 1.1 (Gerät oder Host)
• 30 multifunktionale E/A für allgemeine Zwecke (vier können für ADC verwendet werden)
  • 1.8–3.3 VI/O Vol.tage
• 12-Bit 500 kSps Analog-Digital-Wandler (ADC)
• Verschiedene digitale Peripheriegeräte
  • 2 × UART, 2 × I2C, 2 × SPI, 24 × PWM-Kanäle, 1 × HSTX-Peripherie
  • 1 × Timer mit 4 Alarmen, 1 × AON-Timer
• 3 × programmierbare E/A-Blöcke (PIO), insgesamt 12 Zustandsmaschinen
  • Flexible, benutzerprogrammierbare Hochgeschwindigkeits-E/A
  • Kann Schnittstellen wie SD-Karte und VGA emulieren

NOTIZ

• Raspberry Pi Pico 2 WI/O voltage ist auf 3.3 V festgelegt
• Raspberry Pi Pico 2 W bietet eine minimale, aber flexible externe Schaltung zur Unterstützung des RP2350-Chips: Flash-Speicher (Winbond W25Q16JV), Quarz (Abracon ABM8-272-T3), Stromversorgung und Entkopplung sowie USB-Anschluss. Die meisten Pins des RP2350-Mikrocontrollers sind mit den Benutzer-E/A-Pins am linken und rechten Rand der Platine verbunden. Vier RP2350-E/A werden für interne Funktionen verwendet: Ansteuerung einer LED, Steuerung des integrierten Schaltnetzteils (SMPS) und Erfassung der Systemspannung.tages.
• Pico 2 W verfügt über eine integrierte 2.4-GHz-Funkschnittstelle mit einem Infineon CYW43439. Die Antenne ist eine von Abracon (ehemals ProAnt) lizenzierte Onboard-Antenne. Die Funkschnittstelle ist über SPI mit dem RP2350 verbunden.
• Pico 2 W wurde für die Verwendung von gelöteten 0.1-Zoll-Stiftleisten (es ist einen 0.1-Zoll-Abstand breiter als ein Standard-40-Pin-DIP-Gehäuse) oder für die Positionierung als oberflächenmontierbares „Modul“ entwickelt, da die Benutzer-E/A-Pins ebenfalls mit Zinnen versehen sind.
• Unter dem USB-Anschluss und der BOOTSEL-Taste befinden sich SMT-Pads, die bei Verwendung als reflowgelötetes SMT-Modul den Zugriff auf diese Signale ermöglichen.

• Raspberry Pi Pico 2 W verwendet ein integriertes Buck-Boost-SMPS, das die erforderlichen 3.3 V (zur Stromversorgung von RP2350 und externen Schaltkreisen) aus einem breiten Eingangsspannungsbereich erzeugen kann.tages (~1.8 bis 5.5 V). Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität bei der Stromversorgung des Geräts aus verschiedenen Quellen, z. B. einer einzelnen Lithium-Ionen-Zelle oder drei in Reihe geschalteten AA-Zellen. Auch Batterieladegeräte lassen sich problemlos in die Pico 2 W-Stromversorgungskette integrieren.
• Die Neuprogrammierung des Pico 2 W Blitzes kann über USB erfolgen (einfach per Drag & Drop file auf dem Pico 2 W, der als Massenspeichergerät angezeigt wird) oder über den Standard Serial Wire Debug (SWD)-Anschluss können Sie das System zurücksetzen und Code ohne Tastendruck laden und ausführen. Der SWD-Anschluss kann auch zum interaktiven Debuggen von Code verwendet werden, der auf dem RP2350 ausgeführt wird.

Erste Schritte mit Pico 2 W

• Das Buch „Erste Schritte mit Raspberry Pi Pico“ führt durch das Laden von Programmen auf die Platine und zeigt, wie man das C/C++ SDK installiert und das Ex erstelltample C-Programme. Informationen zum Einstieg in MicroPython finden Sie im Python SDK-Buch der Raspberry Pi Pico-Serie. Dies ist der schnellste Weg, um Code auf Pico 2 W zum Laufen zu bringen.

Raspberry Pi Pico 2 W-Design files
Das Quelldesign files, einschließlich Schaltplan und PCB-Layout, werden mit Ausnahme der Antenne öffentlich zugänglich gemacht. Die Niche™-Antenne ist eine patentierte Antennentechnologie von Abracon/Proant. Informationen zur Lizenzierung erhalten Sie unter niche@abracon.com.

• Layout Das CAD files, einschließlich PCB-Layout, finden Sie hier. Beachten Sie, dass Pico 2 W im Cadence Allegro PCB Editor entwickelt wurde und zum Öffnen in anderen PCB-CAD-Paketen ein Importskript oder Plugin erforderlich ist.
• SCHRITT 3D Ein STEP-3D-Modell des Raspberry Pi Pico 2 W zur 3D-Visualisierung und Passformprüfung von Designs, die Pico 2 W als Modul enthalten, finden Sie hier.
• Fritzing Ein Fritzing-Teil zur Verwendung beispielsweise in Steckbrettlayouts finden Sie hier.
• Hiermit wird die Erlaubnis erteilt, dieses Design für beliebige Zwecke mit oder ohne Gebühr zu verwenden, zu kopieren, zu ändern und/oder zu verteilen.
• Das Design wird „so wie es ist“ bereitgestellt und der Autor lehnt jegliche Gewährleistung in Bezug auf dieses Design ab, einschließlich aller stillschweigenden Gewährleistungen der Marktgängigkeit und Eignung. In keinem Fall haftet der Autor für spezielle, direkte, indirekte oder Folgeschäden oder Schäden jeglicher Art, die aus Nutzungsausfall, Datenverlust oder entgangenem Gewinn resultieren, unabhängig davon, ob diese auf Vertragsverletzung, Fahrlässigkeit oder andere unerlaubte Handlungen zurückzuführen sind, die aus der Verwendung oder Ausführung dieses Designs entstehen oder damit in Zusammenhang stehen.

Kapitel 2. Mechanische Spezifikation
Pico 2 W ist eine einseitige Leiterplatte mit den Abmessungen 51 mm × 21 mm × 1 mm. An der Oberkante ragt ein Micro-USB-Anschluss hervor, an den beiden Längskanten befinden sich zwei Zinnen-/Durchgangslochstifte. Die integrierte Funkantenne befindet sich an der Unterkante. Um eine Verstimmung der Antenne zu vermeiden, darf kein Material in diesen Bereich hineinragen. Pico 2 W ist sowohl als oberflächenmontierbares Modul als auch im Dual-Inline-Package-Format (DIP) einsetzbar. Die 40 Hauptbenutzerstifte befinden sich auf einem 2.54 mm (0.1 Zoll) Raster mit 1-mm-Löchern und sind mit Veroboard und Steckplatine kompatibel. Pico 2 W verfügt außerdem über vier 2.1 mm (± 0.05 mm) große Bohrungen zur mechanischen Befestigung (siehe Abbildung 3).

Pico 2 W Pinbelegung
Die Pinbelegung des Pico 2 W wurde so konzipiert, dass möglichst viele GPIO- und interne Schaltungsfunktionen des RP2350 direkt zugänglich sind. Gleichzeitig bietet sie eine ausreichende Anzahl an Massepins, um elektromagnetische Störungen (EMI) und Signalübersprechen zu reduzieren. Der RP2350 basiert auf einem modernen 40-nm-Siliziumprozess, sodass seine digitalen E/A-Flankenraten sehr hoch sind.

NOTIZ

• Die physikalische Pin-Nummerierung ist in Abbildung 4 dargestellt. Die Pin-Zuordnung finden Sie in Abbildung 2.

Einige GPIO-Pins des RP2350 werden für interne Boardfunktionen verwendet:

• GPIO29 OP/IP Wireless SPI CLK/ADC-Modus (ADC3) zur Messung von VSYS/3
• GPIO25 OP Wireless SPI CS – wenn hoch, wird auch der GPIO29-ADC-Pin zum Lesen von VSYS aktiviert
• GPIO24 OP/IP Wireless SPI-Daten/IRQ
• GPIO23 OP-Wireless-Einschaltsignal
• WL_GPIO2 IP-VBUS-Erkennung – hoch, wenn VBUS vorhanden ist, sonst niedrig
• WL_GPIO1 OP steuert den integrierten SMPS-Energiespar-Pin (Abschnitt 3.4)
• WL_GPIO0 OP mit Benutzer-LED verbunden

Neben GPIO- und Massepins gibt es auf der 40-Pin-Hauptschnittstelle sieben weitere Pins:

• PIN40 VBUS
• PIN39 VSYS
• PIN37 3V3_DE
• PIN36 3V3
• PIN35 ADC_VREF
• PIN33 AGND
• PIN30 LAUFEN

VBUS ist die Micro-USB-Eingangslautstärketage, verbunden mit Pin 1 des Micro-USB-Anschlusses. Dies sind nominell 5 V (oder 0 V, wenn USB nicht angeschlossen oder nicht mit Strom versorgt ist).

• VSYS ist die Hauptsystem-Eingangslautstärketage, das im zulässigen Bereich von 1.8 V bis 5.5 V variieren kann und vom integrierten SMPS verwendet wird, um die 3.3 V für den RP2350 und seinen GPIO zu erzeugen.
• 3V3_EN ist mit dem integrierten SMPS-Aktivierungspin verbunden und wird über einen 100-kΩ-Widerstand auf VSYS hochgezogen. Um die 3.3 V zu deaktivieren (wodurch auch der RP2350 entladen wird), muss dieser Pin kurzgeschlossen werden.
• 3V3 ist die 3.3-V-Hauptversorgung für den RP2350 und seine E/A, die vom integrierten Schaltnetzteil erzeugt wird. Dieser Pin kann zur Versorgung externer Schaltkreise verwendet werden (der maximale Ausgangsstrom hängt von der RP2350-Last und der VSYS-Spannung ab).tage; es wird empfohlen, die Belastung dieses Pins unter 300 mA zu halten).
• ADC_VREF ist die ADC-Stromversorgung (und Referenz) voltage und wird auf Pico 2 W durch Filtern der 3.3-V-Versorgung erzeugt. Dieser Pin kann mit einer externen Referenz verwendet werden, wenn eine bessere ADC-Leistung erforderlich ist.
• AGND ist die Massereferenz für GPIO26-29. Unter diesen Signalen verläuft eine separate analoge Massefläche, die an diesem Pin endet. Wenn der ADC nicht verwendet wird oder die ADC-Leistung nicht entscheidend ist, kann dieser Pin mit der digitalen Masse verbunden werden.
• RUN ist der Aktivierungspin des RP2350 und verfügt über einen internen (On-Chip) Pull-Up-Widerstand von ca. 50 kΩ auf 3.3 V. Um den RP2350 zurückzusetzen, schließen Sie diesen Pin kurz.
• Schließlich gibt es noch sechs Testpunkte (TP1-TP6), die bei Bedarf abgerufen werden können, z.B.ample bei Verwendung als Oberflächenmontagemodul. Diese sind:
  • TP1-Masse (nahe Masse für differenzielle USB-Signale)
  • TP2 USB DM
  • TP3 USB DP
  • TP4 WL_GPIO1/SMPS PS-Pin (nicht verwenden)
  • TP5 WL_GPIO0/LED (Verwendung nicht empfohlen)
  • TP6 BOOTSEL
• TP1, TP2 und TP3 können anstelle des Micro-USB-Anschlusses für den Zugriff auf USB-Signale verwendet werden. TP6 kann verwendet werden, um das System in den Massenspeicher-USB-Programmiermodus zu versetzen (durch Kurzschließen beim Einschalten). Beachten Sie, dass TP4 nicht für den externen Einsatz vorgesehen ist und TP5 nicht wirklich empfohlen wird, da es nur von 0 V bis zur LED-Vorwärtsspannung schwingt.tage (und kann daher nur mit besonderer Vorsicht als Ausgabe verwendet werden).

Oberflächenmontage-Grundfläche
Der folgende Footprint (Abbildung 5) wird für Systeme empfohlen, bei denen Pico 2 W-Einheiten als Module reflow-gelötet werden.

• Der Footprint zeigt die Testpunktpositionen und Padgrößen sowie die vier Massepads (A, B, C, D) des USB-Anschlussgehäuses. Der USB-Anschluss des Pico 2 W ist bedrahtet und daher mechanisch stabil. Die USB-Buchsenstifte ragen nicht vollständig durch die Platine, jedoch sammelt sich während der Herstellung Lot an diesen Pads und kann dazu führen, dass das Modul nicht mehr vollständig flach aufliegt. Daher sind auf dem Footprint des SMT-Moduls Pads angebracht, damit dieses Lot kontrolliert zurückfließen kann, wenn der Pico 2 W erneut reflowt.
• Bei nicht verwendeten Testpunkten ist es zulässig, das darunterliegende Kupfer (mit entsprechendem Abstand) auf der Trägerplatine zu entfernen.
• Durch Versuche mit Kunden haben wir festgestellt, dass die Pastenschablone größer als der Footprint sein muss. Das Überkleben der Pads gewährleistet optimale Lötergebnisse. Die folgende Pastenschablone (Abbildung 6) zeigt die Abmessungen der Lötpastenzonen auf der Pico 2 W. Wir empfehlen Pastenzonen, die 163 % größer als der Footprint sind.

Sperrbereich
Für die Antenne ist eine Aussparung (14 mm × 9 mm) vorhanden. Wird etwas in der Nähe der Antenne platziert (in beliebiger Größe), verringert sich die Wirksamkeit der Antenne. Der Raspberry Pi Pico W sollte am Rand einer Platine platziert und nicht in Metall eingeschlossen werden, um die Bildung eines Faradayschen Käfigs zu vermeiden. Das Hinzufügen von Erdung an den Seiten der Antenne verbessert die Leistung geringfügig.

Empfohlene Betriebsbedingungen
Die Betriebsbedingungen des Pico 2 W hängen weitgehend von den durch seine Komponenten vorgegebenen Betriebsbedingungen ab.

• Betriebstemperatur max. 70 °C (einschließlich Selbsterhitzung)
• Min. Betriebstemperatur: -20 °C
• VBUS 5 V ± 10 %.
• VSYS Min 1.8 V
• VSYS Max 5.5 V
• Beachten Sie, dass der VBUS- und VSYS-Strom vom Anwendungsfall abhängt, einigeampDie Dateien finden Sie im nächsten Abschnitt.
• Die empfohlene maximale Umgebungstemperatur für den Betrieb beträgt 70 °C.

Kapitel 3. Anwendungsinformationen

Programmieren des Blitzes

• Der integrierte 2-MB-QSPI-Flash kann entweder über den seriellen Kabel-Debug-Port oder über den speziellen USB-Massenspeichergerätemodus (neu) programmiert werden.
• Die einfachste Möglichkeit, den Flash des Pico 2 W neu zu programmieren, ist die Verwendung des USB-Modus. Schalten Sie dazu die Karte aus und halten Sie die BOOTSEL-Taste beim Einschalten der Karte gedrückt (z. B. halten Sie BOOTSEL gedrückt, während Sie den USB-Anschluss anschließen). Die
• Pico 2 W wird dann als USB-Massenspeichergerät angezeigt. Ziehen Sie eine spezielle '.uf2' file auf die Festplatte wird dies schreiben file zum Flashen und starten Sie den Pico 2 W neu.
• Der USB-Bootcode ist im ROM auf RP2350 gespeichert und kann daher nicht versehentlich überschrieben werden.
• Informationen zum Einstieg in die Verwendung des SWD-Ports finden Sie im Abschnitt „Debuggen mit SWD“ im Buch „Erste Schritte mit der Raspberry Pi Pico-Reihe“.

Allzweck-E/A

• Der GPIO des Pico 2 W wird über die integrierte 3.3-V-Schiene mit Strom versorgt und ist auf 3.3 V festgelegt.
• Pico 2 W legt 26 der 30 möglichen RP2350-GPIO-Pins frei, indem es sie direkt auf die Header-Pins des Pico 2 W führt. GPIO0 bis GPIO22 sind rein digital und GPIO 26-28 können entweder als digitale GPIO- oder als ADC-Eingänge verwendet werden (per Software wählbar).

NOTIZ

• GPIO 26-29 sind ADC-fähig und verfügen über eine interne Sperrdiode zur VDDIO-Schiene (3.3 V), sodass die Eingangsspannungtage darf VDDIO plus ca. 300mV nicht überschreiten. Wenn der RP2350 nicht mit Strom versorgt wird, kann durch Anlegen einertage zu diesen GPIO-Pins wird durch die Diode in die VDDIO-Schiene "lecken". GPIO-Pins 0-25 (und die Debug-Pins) haben diese Einschränkung nicht und daher voltagEs kann sicher auf diese Pins angewendet werden, wenn RP2350 bis zu 3.3 V stromlos ist.

Verwenden des ADC
Der RP2350 ADC verfügt nicht über eine integrierte Referenz; er verwendet seine eigene Stromversorgung als Referenz. Beim Pico 2 W wird der ADC_AVDD-Pin (die ADC-Versorgung) mithilfe eines RC-Filters (201 Ω in 2.2 μF) aus den 3.3 V des SMPS erzeugt.

1. Diese Lösung basiert auf der 3.3-V-SMPS-Ausgangsgenauigkeit
2. Einige Netzteilgeräusche werden nicht gefiltert
3. Der ADC zieht Strom (ca. 150µA, wenn die Temperatursensordiode deaktiviert ist, was zwischen Chips variieren kann); es entsteht ein inhärenter Offset von ca. 150µA*200 = ~30mV. Es gibt einen kleinen Unterschied in der Stromaufnahme, wenn der ADC sampling (ca. +20μA), so dass der Offset auch mit s variiertampsowie Betriebstemperatur.

Durch Ändern des Widerstands zwischen dem ADC_VREF- und dem 3.3-V-Pin kann der Offset auf Kosten von mehr Rauschen reduziert werden. Dies ist hilfreich, wenn der Anwendungsfall die Mittelwertbildung über mehrere s unterstützt.amples.

• Durch Ansteuern des SMPS-Modus-Pins (WL_GPIO1) auf High wird das Netzteil in den PWM-Modus versetzt. Dies kann die inhärente Welligkeit des SMPS bei geringer Last erheblich reduzieren und somit die Welligkeit der ADC-Versorgung verringern. Dies verringert die Energieeffizienz des Pico 2 W bei geringer Last, sodass am Ende einer ADC-Konvertierung der PFM-Modus durch erneutes Ansteuern von WL_GPIO1 auf Low wieder aktiviert werden kann. Siehe Abschnitt 3.4.
• Der ADC-Offset kann reduziert werden, indem ein zweiter Kanal des ADC an Masse angeschlossen wird und diese Nullmessung als Näherung für den Offset verwendet wird.
• Für eine deutlich verbesserte ADC-Leistung kann eine externe 3.0-V-Shunt-Referenz, z. B. LM4040, vom ADC_VREF-Pin an Masse angeschlossen werden. Beachten Sie, dass dadurch der ADC-Bereich auf 0 V – 3.0 V (statt 0 V – 3.3 V) begrenzt ist und die Shunt-Referenz einen Dauerstrom durch den 200-Ω-Filterwiderstand (3.3 V – 3.0 V)/200 = ~1.5 mA zieht.
• Beachten Sie, dass der 1-Ω-Widerstand des Pico 2 W (R9) für Shunt-Referenzen konzipiert ist, die sonst bei direktem Anschluss an 2.2 μF instabil würden. Er gewährleistet außerdem eine Filterung, selbst wenn 3.3 V und ADC_VREF kurzgeschlossen sind (was Benutzer, die rauschtolerant sind und den inhärenten Offset reduzieren möchten, möglicherweise tun möchten).
• R7 ist ein physisch großer 1608-metrischer (0603) Gehäusewiderstand und kann daher leicht entfernt werden, wenn ein Benutzer ADC_VREF isolieren und eigene Änderungen an der ADC-Volt. vornehmen möchte.tage, zum Beispielample Stromversorgung von einem völlig separaten Voltage (z. B. 2.5 V). Beachten Sie, dass der ADC auf RP2350 nur für 3.0/3.3 V qualifiziert wurde, aber bis etwa 2 V funktionieren sollte.

Antriebskette
Pico 2 W verfügt über eine einfache und dennoch flexible Stromversorgungsarchitektur und kann problemlos über andere Quellen wie Batterien oder externe Netzteile mit Strom versorgt werden. Auch die Integration des Pico 2 W in externe Ladeschaltungen ist unkompliziert. Abbildung 8 zeigt die Stromversorgungsschaltung.

• VBUS ist der 5-V-Eingang vom Micro-USB-Anschluss, der über eine Schottky-Diode zur Erzeugung von VSYS geführt wird. Die VBUS-zu-VSYS-Diode (D1) sorgt für zusätzliche Flexibilität, indem sie die ODER-Verknüpfung verschiedener Versorgungen in VSYS ermöglicht.
• VSYS ist das Hauptsystem 'Eingangsvolumentage' und speist das Buck-Boost-SMPS RT6154, das eine feste 3.3-V-Ausgangsspannung für das RP2350-Gerät und dessen I/O erzeugt (und zur Versorgung externer Schaltkreise verwendet werden kann). VSYS geteilt durch 3 (durch R5, R6 im Pico 2 W-Schema) und kann auf ADC-Kanal 3 überwacht werden, wenn keine drahtlose Übertragung stattfindet. Dies kann z. B. verwendet werdenample als Rohbatterie voltage überwachen.
• Das Buck-Boost-SMPS kann, wie der Name schon sagt, nahtlos vom Buck- in den Boost-Modus wechseln und kann daher eine Ausgangsspannung aufrechterhalten.tage von 3.3 V aus einem breiten Bereich von Eingangsspannungentages, ~1.8 V bis 5.5 V, was eine große Flexibilität bei der Wahl der Stromquelle ermöglicht.
• WL_GPIO2 überwacht das Vorhandensein von VBUS, während R10 und R1 VBUS herunterziehen, um sicherzustellen, dass es 0 V beträgt, wenn VBUS nicht vorhanden ist.
• WL_GPIO1 steuert den PS-Pin (Power Save) des RT6154. Bei niedrigem PS-Wert (Standard bei Pico 2 W) befindet sich der Regler im Pulsfrequenzmodulationsmodus (PFM). Dieser spart bei geringer Last erheblich Strom, da die Schalt-MOSFETs nur gelegentlich eingeschaltet werden, um den Ausgangskondensator aufzuladen. Bei hohem PS-Wert schaltet der Regler in den Pulsweitenmodulationsmodus (PWM). Im PWM-Modus schaltet das SMPS kontinuierlich, was die Ausgangswelligkeit bei geringer Last deutlich reduziert (was für manche Anwendungsfälle vorteilhaft sein kann), allerdings auf Kosten der Effizienz. Beachten Sie, dass sich das SMPS bei hoher Last unabhängig vom PS-Pin-Zustand im PWM-Modus befindet.
• Der SMPS EN-Pin wird durch einen 100-kΩ-Widerstand auf VSYS hochgezogen und am Pico 2 W-Pin 37 verfügbar gemacht. Durch Kurzschließen dieses Pins mit Masse wird das SMPS deaktiviert und in einen Energiesparzustand versetzt.

NOTIZ 
Der RP2350 verfügt über einen integrierten Linearregler (LDO), der den digitalen Kern mit 1.1 V (nominal) aus der 3.3-V-Versorgung versorgt, was in Abbildung 8 nicht dargestellt ist.

Stromversorgung des Raspberry Pi Pico 2 W

• Der einfachste Weg, Pico 2 W mit Strom zu versorgen, besteht darin, den Micro-USB-Anschluss anzuschließen, der VSYS (und damit das System) über die 5-V-USB-VBUS-Spannung mit Strom versorgt.tage, über D1 (so dass VSYS zu VBUS abzüglich des Spannungsabfalls der Schottky-Dioden wird).
• Wenn der USB-Anschluss die einzige Stromquelle ist, können VSYS und VBUS sicher kurzgeschlossen werden, um den Spannungsabfall der Schottky-Dioden zu vermeiden (was die Effizienz verbessert und die Welligkeit von VSYS verringert).
• Wenn der USB-Anschluss nicht verwendet wird, können Sie Pico 2 W sicher mit Strom versorgen, indem Sie VSYS an Ihre bevorzugte Stromquelle anschließen (im Bereich von ~1.8 V bis 5.5 V).

WICHTIG
Wenn Sie Pico 2 W im USB-Host-Modus verwenden (z. B. mit einem der TinyUSB-Host-Examples), dann müssen Sie Pico 2 W mit Strom versorgen, indem Sie 5 V an den VBUS-Pin liefern.

Der einfachste Weg, Pico 2 W sicher mit einer zweiten Stromquelle zu versorgen, besteht darin, diese über eine weitere Schottky-Diode in VSYS einzuspeisen (siehe Abbildung 9). Dadurch werden die beiden Spannungen miteinander verknüpft.tages, so dass der höhere Wert der externen Lautstärketage oder VBUS zur Stromversorgung von VSYS, wobei die Dioden verhindern, dass eine der beiden Versorgungen die andere mit Strom versorgt. Zum Beispielample eine einzelne Lithium-Ionen-Zelle* (Zellenvolumentage ~3.0 V bis 4.2 V) funktionieren gut, ebenso wie drei AA-Serienzellen (~3.0 V bis ~4.8 V) und jede andere feste Versorgung im Bereich von ~2.3 V bis 5.5 V. Der Nachteil dieses Ansatzes besteht darin, dass die zweite Stromversorgung einen Diodenabfall erleidet, genau wie VBUS, und dies ist möglicherweise aus Effizienzgründen nicht wünschenswert oder wenn die Quelle bereits nahe am unteren Bereich der Eingangsspannung liegttage für den RT6154 zulässig.

Eine verbesserte Möglichkeit, die Stromversorgung aus einer zweiten Quelle zu beziehen, ist die Verwendung eines P-Kanal-MOSFET (P-FET) anstelle der Schottky-Diode, wie in Abbildung 10 dargestellt. Dabei wird das Gate des FET durch VBUS gesteuert und trennt die sekundäre Quelle, wenn VBUS vorhanden ist. Der P-FET sollte so gewählt werden, dass er einen niedrigen Durchlasswiderstand aufweist und somit die Effizienz- und VoltagE-Drop-Probleme mit der Nur-Dioden-Lösung.

• Beachten Sie, dass der Vt (Schwellenwert voltage) des P-FET muss so gewählt werden, dass er deutlich unter der minimalen externen Eingangsspannung liegttage, um sicherzustellen, dass der P-FET schnell und mit geringem Widerstand eingeschaltet wird. Wenn die Eingangsspannung VBUS entfernt wird, beginnt der P-FET erst dann einzuschalten, wenn die Eingangsspannung VBUS unter die Vt des P-FET fällt. Gleichzeitig kann die Body-Diode des P-FET leitend werden (abhängig davon, ob Vt kleiner als der Diodenabfall ist). Für Eingänge mit niedriger minimaler Eingangsspannungtage, oder wenn erwartet wird, dass sich das P-FET-Gate langsam ändert (z. B. wenn eine Kapazität zu VBUS hinzugefügt wird), wird eine sekundäre Schottky-Diode über dem P-FET (in der gleichen Richtung wie die Body-Diode) empfohlen. Dies reduziert die Voltage-Abfall über der Body-Diode des P-FET.
• Ein ExampEin geeigneter P-MOSFET für die meisten Situationen ist Diodes DMG2305UX mit einem maximalen Vt von 0.9 V und Ron von 100 mΩ (bei 2.5 V Vgs).

VORSICHT
Bei Verwendung von Lithium-Ionen-Zellen müssen diese über einen ausreichenden Schutz gegen Tiefentladung, Überladung, Laden außerhalb des zulässigen Temperaturbereichs und Überstrom verfügen. Ungeschützte Zellen sind gefährlich und können bei Tiefentladung, Überladung oder Laden/Entladen außerhalb des zulässigen Temperatur- und/oder Strombereichs Feuer fangen oder explodieren.

Verwendung eines Batterieladegeräts
Pico 2 W kann auch mit einem Batterieladegerät verwendet werden. Obwohl dies ein etwas komplexerer Anwendungsfall ist, ist er dennoch unkompliziert. Abbildung 11 zeigt ein BeispielampBeispiel: Verwenden Sie ein Ladegerät vom Typ „Power Path“ (bei dem das Ladegerät je nach Bedarf nahtlos zwischen der Stromversorgung über die Batterie oder der Stromversorgung über die Eingangsquelle und dem Laden der Batterie wechselt).

Im ExampWir speisen VBUS in den Eingang des Ladegeräts und VSYS mit dem Ausgang über die zuvor erwähnte P-FET-Anordnung. Je nach Anwendungsfall möchten Sie möglicherweise auch eine Schottky-Diode über den P-FET hinzufügen, wie im vorherigen Abschnitt beschrieben.

USB

• RP2350 verfügt über einen integrierten USB1.1-PHY und -Controller, der sowohl im Geräte- als auch im Host-Modus verwendet werden kann. Pico 2 W fügt die beiden erforderlichen externen 27Ω-Widerstände hinzu und bringt diese Schnittstelle an einen Standard-Micro-USB-Anschluss.
• Über den USB-Anschluss kann auf den im Boot-ROM des RP2350 gespeicherten USB-Bootloader (BOOTSEL-Modus) zugegriffen werden. Er kann auch per Benutzercode verwendet werden, um auf ein externes USB-Gerät oder einen Host zuzugreifen.

Drahtlose Schnittstelle
Pico 2 W enthält eine integrierte 2.4-GHz-Funkschnittstelle mit dem Infineon CYW43439, die über die folgenden Funktionen verfügt:

• WiFi 4 (802.11n), Singleband (2.4 GHz)
• WPA3
• SoftAP (Bis zu 4 Clients)
• Bluetooth 5.2
  • Unterstützung für Bluetooth LE-Zentral- und Peripherierollen
  • Unterstützung für Bluetooth Classic

Bei der Antenne handelt es sich um eine Onboard-Antenne unter Lizenz von ABRACON (ehemals ProAnt). Die drahtlose Schnittstelle ist über SPI mit dem RP2350 verbunden.

• Aufgrund von Pin-Beschränkungen werden einige Pins der drahtlosen Schnittstelle gemeinsam genutzt. Der CLK wird mit dem VSYS-Monitor geteilt, sodass VSYS nur dann über den ADC gelesen werden kann, wenn keine SPI-Transaktion läuft. DIN/DOUT und IRQ des Infineon CYW43439 teilen sich einen Pin auf dem RP2350. Nur wenn keine SPI-Transaktion läuft, ist die Prüfung auf IRQs sinnvoll. Die Schnittstelle läuft typischerweise mit 33 MHz.
• Für eine optimale WLAN-Leistung sollte die Antenne frei im Raum platziert werden. Metall unter oder in der Nähe der Antenne kann beispielsweise die Leistung sowohl hinsichtlich Verstärkung als auch Bandbreite verringern. Geerdetes Metall an den Seiten der Antenne kann die Bandbreite der Antenne verbessern.
• Es gibt drei GPIO-Pins vom CYW43439, die für andere Boardfunktionen verwendet werden und über das SDK einfach zugänglich sind:
  • WL_GPIO2
  • IP-VBUS-Erkennung – hoch, wenn VBUS vorhanden ist, sonst niedrig
  • WL_GPIO1
  • OP steuert den integrierten SMPS-Energiespar-Pin (Abschnitt 3.4)
  • WL_GPIO0
• OP mit Benutzer-LED verbunden

NOTIZ 
Ausführliche Informationen zum Infineon CYW43439 finden Sie auf der Infineon webWebsite.

Debuggen
Pico 2 W bringt die Serial Wire Debug (SWD)-Schnittstelle des RP2350 auf einen dreipoligen Debug-Header. Informationen zum Einstieg in die Verwendung des Debug-Ports finden Sie im Abschnitt „Debuggen mit SWD“ im Buch „Erste Schritte mit der Raspberry Pi Pico-Serie“.

NOTIZ 
Der RP2350-Chip verfügt über interne Pull-Up-Widerstände an den SWDIO- und SWCLK-Pins, beide nominal 60 kΩ.

Anhang A: Verfügbarkeit
Raspberry Pi garantiert die Verfügbarkeit des Produkts Raspberry Pi Pico 2 W bis mindestens Januar 2028.

Unterstützung
Unterstützung finden Sie im Pico-Abschnitt des Raspberry Pi webSite und stellen Sie Fragen im Raspberry Pi-Forum.

Anhang B: Pico 2 W-Komponentenstandorte

Anhang C: Mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF)

Tabelle 1. Mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen für Raspberry Pi Pico 2 W

Modell	Mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen, Masse, gutartig (Std)	Mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen Boden Mobil (Std)
Pico 2 W	182 000	11 000

Boden, gutartig 
Gilt für nicht mobile, temperatur- und feuchtigkeitskontrollierte Umgebungen, die für die Wartung leicht zugänglich sind; umfasst Laborinstrumente und Testgeräte, medizinische elektronische Geräte sowie geschäftliche und wissenschaftliche Computerkomplexe.

Boden, mobil 
Setzt Betriebsbelastungen voraus, die weit über dem normalen Einsatz im privaten oder leichten Industriebereich liegen, ohne Temperatur-, Feuchtigkeits- oder Vibrationskontrolle: Gilt für Geräte, die auf Rad- oder Kettenfahrzeugen installiert sind, sowie für manuell transportierte Geräte; schließt mobile und tragbare Kommunikationsgeräte ein.

Versionsverlauf der Dokumentation

• 25. November 2024
• Erstveröffentlichung.

FAQs

F: Welche Stromversorgung sollte für Raspberry Pi Pico 2W verwendet werden?
A: Das Netzteil sollte 5 V Gleichstrom und einen Nennstrom von mindestens 1 A liefern.

F: Wo finde ich Konformitätszertifikate und -nummern?
A: Alle Konformitätszertifikate und -nummern finden Sie unter www.raspberrypi.com/compliance.

Dokumente / Ressourcen

Raspberry Pi Pico 2 W Mikrocontroller-Platine [pdf] Benutzerhandbuch PICO2W, 2ABCB-PICO2W, 2ABCBPICO2W, Pico 2 W Mikrocontroller-Board, Pico 2 W, Mikrocontroller-Board, Board

Verweise

• Bedienungsanleitung