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Raspberry Pi Pico(Pico2)のボード背面TPピン(テストポイント)を活用する!Type-Cコネクタ化などに使えます

Raspberry Pi PicoやPico 2は、性能や価格、入手性などで考えると非常に優秀なマイコンボードですよね!
私自身も、テスト用途や試作時の定番ボードとしてたびたび活用しています。

ただ、今どきのマイコンボードとして見ると、本家ボードはUSBコネクタがmicroUSBなのは少し惜しいポイントです。

Type-C機器が当たり前になった現在では、対応ケーブルを探す手間や挿す向きを気にしたりと、日常的に使う中で地味な面倒さを感じます。

さらに本家Picoシリーズは、I/Oラベルがボード背面側にプリントされているため、ブレッドボードへ挿してしまうとピン配置の確認がしづらい場面もあります。
試作や配線変更を繰り返す用途では、このあたりも少し気になるところです。

そのようなこともあり、私の場合は普段から互換ボードを使うことが多いです。

例えばLCSCが展開している「ColorEasyPico2」のように、Type-Cコネクタ採用やI/Oラベルの見やすさなど、実用面がしっかり改善されたモデルもあり、実際使ってみるとかなり便利だったりします。

【電子工作 / PCB】JLCPCBのパーツ実装サービスPCBAを利用してマルチカラー基板『ColorEasyPico2-RP2350』を作ってみた話!

…とはいえ、本家ボードは安価で入手性が良いのも魅力で、これまで購入したものが手元に多数残っています。

そこで以前、テスト的にArduino形状のPico用ブレークアウトボードを製作しました。

Type-Cケーブルが使え、I/Oラベルも見やすく、さらに3.3V対応のArduinoシールドも利用できるなど、なかなか便利な1枚です。

【自作基板 / JLCPCB】Raspberry Pi PicoやPico2をArduinoスタイルで使う。Arduino Uno互換ベースボード『PicoDuino』の製作!

このボードでは、PicoやPico2のボード背面に用意されているTPピン(テストポイント)を活用し、ボード上に配置したUSB Type-Cコネクタで使えるようにしています。

特別変わったことをしているわけではありませんが、上記記事に「そこからUSBのデータライン(D+ / D-)も引き出せるのですね!」といったお問い合わせメールを数件頂きました。

確かに、普段あまり意識しない部分ではありますが、本家Picoシリーズのボード背面に用意されているTPピンを活用できるシーンは意外とありそうです。

外付けのType-Cピッチ変換基板と接続することで、手軽にボードのType-C化といったことも出来ますね!

今回はPicoのType-C化を例に、TPピンについて簡単にまとめてみたいと思います。

Raspberry Pi Pico(Pico2)のボード背面TPピン(テストポイント)を活用する!

まず、本家Raspberry Pi PicoシリーズのmicroUSB端子を、より扱いやすいUSB Type-C環境で使いたい場合、方法はいくつか考えられます。

手軽さや改造度合い、見た目のスマートさなどで選択肢は変わりますが、考えられるのは以下の3パターンになると思います。

PicoのType-C化
  1. Type-C変換アダプタを使う
  2. コネクタ変換アダプタボードを利用
  3. Pico背面のテストポイント(TPピン)の活用

①Type-C変換アダプタを使う

最も手軽なのが、microUSB → Type-C変換アダプタを使う方法です。

Raspberry Pi Picoに限らず、ArduinoやESP系の古い開発ボードなどでも、microUSBやMini USBといった世代の古いUSBコネクタが採用されていることがあります。

そのため、 Type-Cへ変換できる各種アダプタをいくつか手元に用意しておくと何かと便利です。

本体を加工する必要がなく、挿すだけですぐ使えるため、もっとも気軽に試せる方法でもあります。

ただ、コネクタ部分が少し長くなるため、ブレッドボードでの使用感や変換アダプタ特有のぐらつきが気になる場合もありますが・・・

【電子工作】ArduinoやESPなどのマイコンボードで便利に使えるType-C変換アダプターを買ってみました!

②コネクタ変換アダプタボードを利用

これは私自身、実際に試したことはまだありませんが、microUSBコネクタをType-Cへ変換するこのようなボードが販売されているのをよく見かけます。

既存のmicroUSBコネクタを取り外して置き換えるような構成になるので、コネクタ周辺の細かいピッチで配置されたパッドへのはんだ付けが必要になるため、少し難易度は高くなりそうです!

Pico背面のTPピン(テストポイント)の活用

そして、こちらが今回の本題です。

Raspberry Pi Picoシリーズのボード背面には、製造時の検査や特定の操作に利用するためのTP1〜TP6とラベルされたTPピン(テストポイント)が用意されています。

一見すると小さな未使用パッドのようにも見えますが、実際にはUSB信号線や制御信号など、基板上の重要なラインへ直接アクセスできるポイントになっています。

Picoを表面実装モジュールとして他の基板に載せたり(冒頭のArduino形状のブレークアウトボードのような)、USBコネクタのType-C化といった用途などで、外部へ引き出したい場合に活用することができます。

各TPピンの役割
  1. TP1 : GND(USB差動信号用シールド / GND)
  2. TP2 : USB DM(D-) 
  3. TP3 : USB DP(D+) 
  4. TP4 : GP23 / SMPS(電源回路制御用)
  5. TP5 : GPIO25 / LED(基板上のオンボードLED)
  6. TP6 : BOOTSEL(基板上BOOTSELスイッチと同等)

今回のType-C化を例にすると、外部のUSBコネクタ(DIP化基板など)と接続するには、VBUS / GND / D+ / D- の4系統が必要になります。

TP1(GND) / TP2(D-) / TP3(D+)に加え、側面ヘッダのVBUS(5V)ピンを利用すれば、実現することができますね!

純正ボードのmicroUSB端子そのものを取り外して交換する方法と比べると、作業難易度や基板破損のリスクも低く、比較的現実的で試しやすい改造方法と言えるかもしれません。

CCピンに5.1kΩのプルダウン抵抗が実装されているType-Cピッチ変換基板を使えば、そのまま各対応ラインを接続するだけでType-C化できます!

Type-Cピッチ変換基板Raspberry Pi Pico(Pico2)
VBUS側面ヘッダVBUS(赤)
GNDTP1ピン(黒)
D+TP3ピン(緑)
D-TP2ピン(青)

ブレッドボード上で使うのであれば、ピッチ変換基板側にピンヘッダーを取り付けておけば、そのままType-Cケーブルを挿して使用することができます。

少し構成は増えますが、手軽に試せる方法としては悪くないかもしれません!

また、何かしら製作物へ組み込む場合には、ワイヤー配線でType-Cコネクタ部分だけを任意の位置まで延長し、ケースやパネル面へ固定するといった使い方も出来ますね!

Pico本体の位置に縛られず、USBコネクタ位置を自由にレイアウトできるため、工作用途では意外と便利な方法だと思います。

最後に!

今回ご紹介したのは、Raspberry Pi PicoやPico 2のボード背面に用意されたTPピン(テストポイント)を活用する方法でした。

microUSB仕様の本家ボードでも手軽にUSB Type-C環境で使えるようになる、なかなか実用的な小ネタかと思います。

純正のmicroUSBコネクタを取り外して交換するような大掛かりな作業は不要で、比較的低リスクに試せるのも魅力だと思います。

また今回はType-C化を目的とした内容でしたが、冒頭でご紹介したArduino形状のPicoブレークアウトボードのようなPicoを表面実装モジュールとして他の基板に載せたりする場合にも活用できるので参考になればと思います。

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