Raspberry Zero W IO


© März 2021, letzte Änderung am 02.05.21

Übersicht

Die ersten Schritte habe ich bereits in Raspberry Grundkonfiguration beschrieben.

Um eine Orientierung zu haben, denifiere ich die Draufsicht auf den Raspberry
mit 40 poliger Pfostensteckerleiste rechts als Standard-Ansicht.

Verwendete Begriffe

Pinbelegung des 40 pol. Steckers beim Zero W

Die Numerierung von J8 am rechten Platinenrand ist von oben auf die Platine betrachtet.
(Sicht in den Pfostenstecker)
Zur Orientierung ist Pin 1 mit einem eckigen Pad versehen und befindet sich oben links.
* SDA1 & SCL1 haben jeweils einen 1k8 pullup Widerstand nach 3V3.

breite Seite PinPin Platinenrand
3V3 1 2 5V
H GPIO02 SDA1 * - 3 4 5V
H GPIO03 SCL1 * - 5 6 Gnd
H GPIO04 GPClk0 1-w - 7 8 L GPIO14 TxD0- TxD1
Gnd 910 L GPIO15 RxD0- RxD1
l GPIO17 - SPI1 CE1 RTS1 1112 L GPIO18 PCM Clk SPI1 CE0PWM0
L GPIO27 - 1314 Gnd
L GPIO22 - 1516 L GPIO23-
3V3 1718 L GPIO24-
L GPIO10 SPI0 MOSI - 1920 Gnd
L GPIO09 SPI0 MISO - 2122 L GPIO25-
L GPIO11 SPI0 sClk - 2324 H GPIO08 SPI0 CE0 -
Gnd 2526 H GPIO07 SPI0 CE1 -
H GPIO00 ID_SDA0 - 2728 H GPIO01 ID_SCL0 -
H GPIO05 GPClk1 - 2930 Gnd
H GPIO06 GPClk2 - 3132 L GPIO12 PWM0 -
L GPIO13 PWM1 - 3334 Gnd
L GPIO19 PCM_FSSPI1 MISO PWM13536 L GPIO16-SPI1 CE2CTS1
L GPIO26- 3738 L GPIO20PCM DIn SPI1 MOSIGPClk0
Gnd 3940 L GPIO21PCM DOutSPI1 SCLKGPClk1
x GPIOAlt0Alt4Alt5 oddeven x GPIOAlt0Alt4Alt5

Zum Anfang

miniHDMI-Pinbelegung beim Zero W

Die mini-HDMI-Buchse = Quelle J6 oder HDMI Typ C, befindet sich oben links auf der Platine neben der µSD-Card und der CPU.
Die Bezeichnung Links und rechts bezieht sich auf die Sicht in die Buchse (flache Seite oben).
Aus den Schaltplan geht leider nicht hervor, an welche CPU-Pins das geht.
Um sie nutzen zu können, ist meist noch ein Adapter 19 pol. HDMI Buchse (Typ A) auf 15 pol. mini HDMI Stecker nöitg.

Bei den HDMI-Datenleitungen handelt es sich um differentielle wikipedia.org TDMS-Signale.
Entsprechend gibt es 4 Signalpaare (3 für die Farben + Takt),
wobei jedes Signal des Paars am Ende mit p wie positiv oder n wie negativ bezeichnet ist.

Zusätzlich gibt es noch eine 5V tolerante I2C-Schnittstelle (SCL, SDA).

wikipedia.org CEC ist ein einadriger serieller Datenbus zur Kontrolle aller angeschlossenen Geräte über eine IR-Fernbedienung.

HPD wird vom Monitor hochgezogen z.B. via Pullup-Widerstand,
dann liest die Signalquelle via I2C die Möglichkeiten des Monitors aus.

Bezeichnung Pin rechts
Gnd 1
HDMI_T2P 2 rot
HDMI_T2N 3
Gnd 4
HDMI_T1P 5 grün
HDMI_T1N 6
Gnd 7
HDMI_T0P 8 blau
HDMI_T0N 9
Gnd 10
HDMI_CKP 11 Takt
HDMI_CKN 12
Gnd 13
HDMI_CEC 14
HDMI_SCL 15 DDC SCL
HDMI_SDA 16 DDC SDA
reserved 17
5V max. 50 mA 18
HDMI_HPD 19 hotplug detect
Bezeichnung Pin links

Zum Anfang

Unbestückte JTAG-Schnittstelle beim Zero W

Die JTAG-Schnittstelle ist eine typische debug Schnittstelle um ein IC
z.B. nach der Bestückung auf Funktionsfähigkeit zu überprüfen.
J5 befindet unterhalb der Platine im unteren Bereich (gegenüber der Kamera-Schnittstelle).
An welche CPU-Pins die Signale gehen ist aus den mageren Schaltplan Rev 1.1 nicht ersichtlich.
Bände spricht für sich dass es eine Rev. 1.1 von 2015 & 2017 gibt…

Bezeichnung Pin
RUN 1
VC_TRST_N 2
VC_TDI 3
Gnd 4
VC_TDO 5
VC_TMS 6
Gnd 7
VC_TCK 8

Zum Anfang

CSI-Pinbelegung beim Zero W

Die 22 polige CSI- Kamera-Schnittstelle J12 befindet sich am unteren Rand der Platine.
An einen kleinen Dreieck kann man rechts Pin 1 erkennen.
Aus dem Schaltplan geht leider nicht hervor, an welche CPU Pins das geht.
Um übliche ZIF15 Kameramodule nutzen zu können, ist ein Adapter-Kabel nötig.
Wenn man sich die Steckerbeleung anguckt,
fragt man sich warum man überhaupt einen 22 poligen Stecker verwendet hat…

Bezeichnung Pin Bezeichnung Pin
Gnd 1 1
CAM_DN0 2 2
CAM_DP0 3 3
Gnd 4 4
CAM_DN1 5 5
CAM_DP1 6 6
Gnd 7 7
CAM_CN 8 8
CAM_CP 9 9
Gnd 10 10
- 11
- 12
Gnd 13
- 14
- 15
Gnd 16
CAM_GPIO0 ID_SDA0 17 11
CAM_GPIO1 ID_SCL0 18 12
Gnd 19
SCL0 20 13
SDA0 21 14
3V3 22 15
CSI ZIF15

Zum Anfang

µUSB-Schnittstelle beim Zero W

Micro-B USB 2.0 Schnittstelle
Sicht in die USB-Buchse (breite flache Seite oben). Links Pin 1 rechts Pin 5
Mittig links (näher zur CPU) die vollständige Schnittstelle, unten links USB für die Versorgung.
D+ und D- sind die differentiellen Datenleitungen.

Laut wikipedia.org ist der ID-Pin am Micro-B-Stecker wie folgt:
Typ A: Masse (On-The-Go; [OTG]-Gerät arbeitet als Host)
Typ B: nicht verbunden (OTG-Gerät arbeitet als Peripherie)

Da ich über diese Schnittstelle, via Hub, Tastatur und Maus anschließen kann,
stimmt das mit den ID-Pin beim Raspberry nicht ganz…

Kabelfarbe Bezeichnung linksPin Bezeichnung
rot VBUS 5V 1 5V
weiss Data - 2 -
grün Data + 3 -
- ID (NC) 4 -
schwarz Gnd 5 Gnd
von rechts Pwr-Buchse

Zum Anfang

µSD-Card beim Zero W

Die µSD-Card Schnittstelle befindet sich am oberen Platinenrand.
Dies ist im SD-Mode eine serielle 4 Bit-Schnittstelle und im SPI-Mode eine 1 Bit serielle Schnittstelle.
Guckt man in den Schacht hinein (Kontakte unten) ist rechts an der µSD-Card eine Nase Pin 1.

Name SD Mode Pin SPI Mode
D2 Data 2 1 -
D3 Data 3 2 CS
CMD Command 3 DIn
3V3 3V3 4 3V3
Clk Clock 5 Clk
Gnd Gnd 6 Gnd
D0 Data 0 7 DOut
D1 Data 1 8 -

Zum Anfang

Die 4 extra Pins beim Zero W

Am unteren Ende der 40 poligen Steckerleiste befinden sich links noch 4 Pins.
Wenn HDMI nicht angeschlossen ist, hat man ein analoges composit Video-Signal
(gelber RCA-Stecker) zur Verfügung.
Mit den /Reset-Pin könnte ich einen gestoppten Raspberry wieder starten.
Sonst sollte man diesen Pin möglichst nicht verwenden, da unter Umständen,
wenn Linux nicht richtig runter gefahren wird, ein korruptes Dateisystem entsteht.

breite Seite PinPin Platinenrand
composite video via RCA 1 2 Gnd
Gnd 2 1 Run oder /Reset

Zum Anfang

Quellen (alphabetisch)

cbrell.de   GPIO – Raspberry Pi Pinbelegung
components101.com   SD-Card pinout, features, Spec., how to connect
datenreise.de   Raspberry Pi – Kameramodul als Überwachungskamera (Livestream)
delphys.net   A simple solution using a MOSFET to level-shift control
giga.de   USB-Anschluss: Pinbelegung von USB A, B, C und Micro-USB
github.com   RPi-Distro / raspi-gpio
indibit.de   Raspberry Pi: Die GPIO-Schnittstelle (Grundlagen + Belegung)
iwenzo.de   HDMI Steckerbelegung
mikrocontroller.net   Pegelwandler
petervis.com   Raspberry Pi CSI Camera Module
pi-buch.info   GPIO-Steuerung in PHP-Scripts
pinout.xyz   Raspberry Pi Pinout
raspberrypi-spy.co.uk   Simple Guide to the Raspberry Pi GPIO Header
raspberry.tips   GGPIO Belegung für den Raspberry Pi B+ und WiringPi Update
raspberrypiguide.de   Raspberry Pi GPIO How-To
reichelt.de   USB
sprut.de   Ansteuerung von Dot-Matrix LCD-Displays
stackexchange.com   Raspberry Pi RUN Pin
stackexchange.com   How to trigger hot plug detection in HDMI interface?
tutorials-raspberrypi.de   Raspberry Pi GPIO Erklärung für Beginner + Programmierung (Teil 2)
tutorials-raspberrypi.de   KY040 Drehregler als Lautstärkeregler für den Raspberry Pi
tutorials-raspberrypi.de   WS2812 RGB LED Streifen per Raspberry Pi steuern
tutorials-raspberrypi.de   Raspberry Pi: Per IR Remote Befehle ausführen
tutorials-raspberrypi.de   Raspberry Pi und I2C Luftdrucksensor BMP180
thepihut.com   How to add an RCA TV Connector to a Raspberry Pi Zero

Zum Anfang