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2017.12.12



Conta概要


Conta規格とは、breakout基板の外形・コネクタ・信号配列などに一定の規約を設けることで、各基板間の相互接続性を確保するための規格です。
基本となる主な規約には以下の物があります。

  • 外形は 2㎝×2㎝の正方形とする。
  • 電源は3.3Vを基本とし、必要に応じて5.0V を用いる。
  • 利用する信号は、I2Cバス、SPIバス、汎用信号を用いる。
  • コネクタは、I2Cバス、SPIバス、汎用信号を主体とした3個のコネクタで構成される。
  • 基板の固定穴は2つ。





Conta規格


標準モジュールの外形


基板の外形・穴の位置は以下のルールに従います。

  • 基板の形は0.05インチ(50mil)グリッドを基本に考えられてます。
  • 基板の外形は、一辺が800milからなる正方形から各辺6milづつ内側にした、788mil(≒2cm)四方の正方形になります。
  • ピンヘッダ・取り付け穴の位置は、50milグリッドの交点上に配置されます。
  • 基板の4隅はR1(1mm)で丸めます。


※図中のグリッドは0.1インチです。

モジュールの固定穴


モジュールの固定穴は以下のルールに従います。

  • 基板の固定にはM2のネジを使います。
  • モジュールにある固定穴はΦ2.2です。基本的に2つ開けます。
  • 固定穴の周囲Φ4.5の領域は、ネジよけのため部品面/はんだ面とも部品・パターン配置禁止です。


コネクタとピン配置


モジュール内のピンは、以下のグループに分類できます。

  • コネクタ1はI2Cバスのグループです。
  • コネクタ2はSPIバスのグループです。
  • コネクタ3は汎用ピングループです。
  • 5Vピンは2ピンともオプションピンです。

ピン配置

またこれらコネクタの実装には、以下のルールが存在します。

  • 3つのコネクタと5Vピンは独立しているので、利用用途に合わせて実装します。
  • 1~3のコネクタは、未利用の信号ピンも一体のコネクタとして実装します。(コネクタ1、3は5ピン。コネクタ2は6ピンのコネクタとして実装)
  • 基板の下 両隅の5Vピンは必要に応じて実装します。ただし、5Vピンが単独ピンとして実装されることは許可されません。必ず他のコネクタと一体化できるように配置します。
  • 5Vピンは1ピンでも2ピンでも実装可能ですが、少なくとも5Vを必要とする信号グループのそばから配置することを推奨します。



コネクタの5V拡張例



信号説明


◇ コネクタ1(I2C)

  • I2Cバスを利用したい場合に使う5ピンヘッダ。
  • コネクタの位置は、基板の右端で、上端から200mil、下端から100mil開けたところ。
  • 下端100milのところにオプションで5Vピンを配置可能。その場合、6ピンコネクタを使うことを推奨。
  • 3番ピンは汎用デジタルIO。モジュール側の都合で方向を決定する。
  • 汎用デジタルIO(IO4)だけ利用する実装は推奨しない。

コネクタ1のピン配置

No.  ピン名   標準機能   拡張機能   ピン説明 
1 3.3V 3.3V  3.3Vピン。専用ピン。 
2 GND GND  グランドピン。専用ピン。 
3 IO4 デジタルIO INT,ENなど  デジタルIO。内容はモジュールによる。 
4 SDA SDA  I2CバスのSDA。専用ピン。 
5 SCL SCL  I2CバスのSCL。専用ピン。 


◇ コネクタ2(SPI)

  • SPIバスを利用したい場合に使う6ピンヘッダ。
  • コネクタの位置は、基板の下端で、左右それぞれ100mil開けたところ。
  • 左右100milの場所それぞれにオプションで5Vピンを配置可能。
  • オプションの5Vピンを配置したいとき、コネクタ1と3がない場合にコネクタ2と一体化させることを推奨。

コネクタ2のピン配置

No.  ピン名   標準機能   拡張機能   ピン説明 
1 3.3V 3.3V  3.3Vピン。 
2 SS セレクト信号  SPI用のセレクトピン。 
3 MOSI データ出力  SPIバスのデータ出力ピン。(マスタ出力) 
4 MISO データ入力  SPIバスのデータ入力ピン。(マスタ入力) 
5 SCK クロック  SPIバスのクロックピン。 
6 GND GND  グランドピン。専用ピン。 

※コネクタ2は全ピン専用ピン

◇ コネクタ3(汎用)

  • I2Cバス、SPIバス以外の信号を接続するときに使う5ピンヘッダ。一部利用の場合でも5ピン用意する。
  • コネクタの位置は、基板の左端で、上端から200mil、下端から100mil開けたところ。
  • 下端100milのところにオプションで5Vピンを配置可能。その場合、6ピンコネクタを使うことを推奨。
  • 3番ピンはアナログ信号(モジュールから出力)。4番ピン、5番ピンはシリアルのTxD、RxDを想定。ただし専用ピンではなく、モジュールの機能に依存。

コネクタ3のピン配置

No.  ピン名   標準機能   拡張機能   ピン説明 
1 3.3V 3.3V  3.3Vピン。専用ピン。 
2 GND GND  グランドピン。専用ピン。 
3 IO1 アナログ 汎用IO  アナログ信号を想定。他の信号を配置することもできる。 
4 IO2 TX 汎用IO  シリアル通信のTXを想定。他の信号を配置することもできる。 
5 IO3 RX 汎用IO  シリアル通信のRXを想定。他の信号を配置することもできる。 




モジュール拡張規格


拡張時の外形


標準の2cm四方のモジュールで大きさが足りない場合、2倍・4倍の大きさのモジュールを作成できます。
その時の形状イメージは、標準モジュールをタイル状に敷き詰めて連結させたものが基本ルールとなります。
ただしタイル状に敷き詰める時に、各パーツをインチグリッド上に配置する関係で、0.8インチ(800mil)× nの間隔で敷き詰める必要があります(理論外形)。
よって最終的な基板外形(実外形)は、4辺とも6milづつ内側に配置した「800 × n - 6 × 2 mil」のサイズになります。(下の4倍体は 1588mil 四方となる)
基板形状は長方形・正方形となるように連結し、L形やコの字の基板外形は推奨しません。
モジュール拡張
取付け穴やコネクタに関するルールも基準となる標準モジュールのルールを引き継ぎます。従って、配線禁止領域やコネクタ位置なども標準モジュールで存在した場所のいずれかに配置することになります。

拡張時の固定穴配置


標準モジュールのルールと拡張時の追加ルールにより、取付け穴のルールは以下の通りになります。

  • 標準モジュールを並べた状態の穴位置以外への固定穴配置は許可されない。
  • 基板上辺の隅に2つ配置する。(1)
  • これが守れない場合、基板の端に配置する。(2)
  • 保持力強化のため2つ以上固定穴を配置することは許可される。(2 or 3)
  • 基板内側への取付け穴の配置は推奨しない。
  • 全ての使わない固定穴のはんだ面には、部品の配置は許可されない。

拡張時の固定穴配置


拡張時のコネクタ配置


広がった基板端にコネクタを配置するので、新たに以下のルールが追加されます。

  • 標準モジュールを並べた状態のコネクタ位置以外へのコネクタ配置は許可されない。
  • 基板下端側に必ず1つ以上コネクタを配置する。
  • 5Vピンは標準モジュールのルールに従う。
  • 基板内側へのコネクタの配置は推奨しない。
  • 基板端の使わないコネクタのはんだ面には、部品の配置は許可されない。

拡張時のコネクタ配置


モジュール拡張時の例


〇許可される配置
モジュール拡張例1

◆許可されない配置
モジュール拡張例2

◇推奨されない配置
モジュール拡張例3

Last modified 14 hours ago Last modified on Dec 12, 2017 4:41:50 PM

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