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2018.5.22

'Conta概要'

'Conta規格'

'モジュール拡張規格'

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。

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。

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。

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RxD、TxD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。

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	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。
5	IO3	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。

モジュール拡張規格

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。
これを「拡張モジュール」といい、その形状イメージは、標準モジュールをタイル状に敷き詰めて連結したものとなります。
基板形状はできるだけ長方形・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。
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。

拡張時の外形

拡張モジュールの基板外形ルールは以下の通りになります。

拡張モジュール設計時にもインチスケール（厳密にはmil）で配置を考えます。
標準モジュールをタイル状に敷き詰める場合には、インチグリッドに各パーツを配置する関係で、0.8インチ（800mil）の間隔で敷き詰める必要があります（理想外形）。基板外形の2㎝では無い点に注意が必要です。
最終的な基板外形線（実外形）は、標準モジュール × ｎの理想外形から4辺とも6mil内側にずらした位置になります。拡張モジュール設計時にもインチスケール（厳密にはmil）で配置を考えます。