MAKER pHAT 教育向けRaspberry Pi HAT

2019-07-19 Cytron

初心者がおちいりやすい問題を解決

Raspberry Piは、コンピュータやデジタル製作の力を一般に広めることを目指しています。そして、多くの教育者やMaker、エンジニアに使われています。でも、初心者が回路を学ぶときに、いくつかのハードルに直面します。

追加デバイスなしで始められない（モニター、キーボードやマウス）。始めるときに、初心者は追加のデバイスや、たくさんの手順をこなす必要があります。そして混乱していきます。
状況を知りたいエンジニア向けなら、モニター無しでSSH用のIPアドレスを確認したり、直接設定を始めるための、オンボードのUSBシリアルが搭載されてません。
回路を使い始めるのが難しい。入力や出力装置が付属してなく、使うために追加の回路をつながなければいけない。ほとんどの初心者は、電子工学の基礎知識を持っていません。学び始めたときに、必要な回路や接続方法を理解するのに苦労します。そして、単に配線をつなぐことや、接続のトラブルシューティングのために多くの時間を費やさなければいけません。
GPIOのトラブルシューティングが難しい。初心者が回路を学習する時にみんな直面する問題、それはRaspberry Piだけでは回路のトラブルシューティングが難しい、ということです。うまくいかないときは、問題が配線なのか、接続なのか、コーディングなのかわからなくなります。
GPIOへのアクセスがちょっと難しい。ピンにラベルが付いておらず、オンラインでピン配置を調べて、接続しなければいけません。初心者にとって正しく接続するだけでもハードルが高くなります。
スイッチを押すだけで簡単にシャットダウンする方法がない。ハードウェアに、適切なシャットダウン用にプログラムできるプッシュスイッチがない。初心者が、適切なシャットダウンをせずに電源を切ると、Raspberry Piが次回起動しなくなる可能性があります。

Maker pHAT が全て解決

Maker pHATは、すべてを解決するために設計されています。

Raspberry Piをシンプルに始められます。追加のモニター、キーボード、マウス無しで使えます。少しの手順でヘッドレス（ディスプレイ無し）にして、シリアル経由でRaspberry Piへリモートアクセスできます。
回路の学習をシンプルにします。初心者には退屈で時間がかかる基本的な電子回路を組む手間をはぶけます。基本的な電子工学を学ぶことも大切ですが、それはすばらしい作品を簡単に作れることを経験した後にいつでもできます。まずは、楽しさやワクワクすることから始めましょう。すぐにコーディングを始められて、ボードを光らせたり、ボタンをオスだけで音楽を再生したりできます。ボード上のLEDやプッシュボタン、ブザーを使って、簡単に入出力を制御する方法を学べます。面倒な配線や追加の部品は不要です。
トラブルシューティングとプロトタイピングをシンプルにします。ボード上のLEDは、出力として機能するだけではなく、状態表示としても使え、そのピンで何が起っているか簡単に見れます。ピンを入力として使用しているときも、LEDの変化を見るだけで受信しているかを簡単に確認できます。はんだ付けされたピンヘッダーには、きれいなラベルが付いています。入出力を正しいピンへ簡単に接続できます。センサーやアクチュエータの接続が簡単になります。
プッシュボタンで適切なシャットダウンをシンプルにします。手順に従うことで簡単に、プッシュボタンをRaspberry Piを正しくシャットダウンする電源ボタンに設定できます。ボタンを押すだけでシャットダウンできます。

Raspberry Pi用 Maker pHAT

Maker pHATは、Raspberry Pi Zeroボードと同じサイズに設計されていて、4つの取付け穴が揃い、Rpi Zeroに完全に重ねられます。（HATってなに？って思ったらこちら（英語）を読んでください。）初心者には、40ピンのGPIOをはんだ付するのは簡単でないし、なによりはんだ付工具が必要なので、Raspberry Pi Zero WH（ピンヘッダ取付け済）を購入してください。

Maker pHATは、Raspberry Pi 3Bや3B+、3A+とも互換があり、写真のように2×20 積層メスヘッダを差し込むだけです。

Maker pHAT 対応Raspberry Pi

Raspberry Pi Zero V1.3 (2×20ピンヘッダをはんだ付けする必要があります。)
Raspberry Pi Zero W (2×20ピンヘッダをはんだ付けする必要があります。)
Raspberry Pi Zero WH (差し込むだけで使えます)
Raspberry Pi 1 Model A+ (付属の2×20積層メスヘッダを使います)
Raspberry Pi 3 Model A+ (付属の2×20積層メスヘッダを使います)
Raspberry Pi 3 Model B (付属の2×20積層メスヘッダを使います)
Raspberry Pi 3 Model A+ (付属の2×20積層メスヘッダを使います)
Raspberry Pi 4 Model B (付属の2×20積層メスヘッダを使います)

Maker pHATリビジョン

Maker pHAT Rev1.10 から、USBシリアルのチップに FDTI FT231Xを使用しています。

主な機能

Raspberry Pi Zeroサイズ：シングルボードコンピュータ（SBC）のPi Zeroに完璧に重ねられます
標準サイズ Raspberry Pi 3B/3B+、中サイズ Raspberry Pi 3A+、小型サイズ Raspberry Pi Zero/W/WH 互換
標準Raspberry Pi GPIO対応
GPIO状態表示 LEDアレイ（GPIO 17, 18, 27, 22, 25, 12, 13, 19）
3つのプラグラマブルプッシュボタン（GPIO 21,19,20 入力プルアップ設定が必要）
オンボードブザー（GPIO 26）
全てのGPIOラベル（SPI, UART, I2C, 5V, 3.3V, GND含む）
5V入力とUSBシリアル通信用 Micro-B USBコネクタ
USBシリアル通信（Rev1.00はCH340、Rev.1.10はFT231X搭載）
入力電圧： USB 5V、PC、USB電源
パープルPCB！

パッケージ内容

MAKER pHAT 1台
積層メスヘッダ 2×20 1本

仕様

電源： 5V (Raspberry Pi・USB給電)
サイズ：30.99 x 65.15 mm
Raspberry Pi HAT拡張対応
ブレイクアウトピン（電源、 I2C、 UART、 GPIO、 SPI）
micro-B USBコネクタ
搭載機能
- USB シリアル変換
- GPIOピン状態LED表示機能（GPIO 12,13,17,18,19,22,25,27）
- プッシュボタン（SW1 GPIO 21 / SW2 GPIO16 / SW3 GPIO20）
- ブザー（GPIO 26）