专业 40 针树莓派 Wedge 扩展板搭建指南

简介

预组装 40 针 Pi Wedge 是 Pi Wedge 家族最新成员。它将烦人的 Pi 引脚以面包板友好方式引出，便于使用。

面包板上的 Pi Wedge

此 Pi Wedge 兼容带 40 针 GPIO 排针的 Pi 系列成员，包括

• 树莓派 Model A+
• 树莓派 Model B+
• 树莓派 2 Model B

它将新款 Pi 的 40 针 GPIO 连接器转为面包板友好形态与间距，并按功能相似性重排引脚。GPIO 引脚亦按升序排列。

此版本全预组装 — 无需焊接！

Pi Wedge 与 Pi B+ 搭配示意

本教程涵盖

• 背景 — Pi Wedge 诞生缘由
• 组装 — 连接 FTDI、排线与面包板
• 引脚映射 — Wedge 丝印含义
• 逻辑电平与供电 — 连接 Pi 的电气信息
• 其他资源

背景

开发 Twitter Monitor 与 Great American Tweet Race 等树莓派项目时，我们在尝试将 Pi 扩展为涉及外部硬件的原型时遭遇成长烦恼。

这团乱麻里藏着块 Pi

树莓派 Model B+ 拥有 40 针连接器，提供多种通信接口、GPIO 与电源。但连接器缺乏详细标签，原生引脚排布杂乱。同功能引脚不总在一组，电源与地引脚无明显规律穿插。

引脚也难直接转接至免焊面包板。早期项目用一堆公母跳线直插排针。东西坏时得大量 “乱麻抖动” 才能恢复。

引导困境

除了 I/O 连接器物理问题，全新树莓派 B+ 入门总陷入鸡生蛋蛋生鸡死循环。我们只想 SSH 进去用命令行。但 SSH 需知 IP 地址……而 IP 最易在命令行跑 ifconfig 得到。

解决方案

认识 40 针 Pi Wedge

Pi Wedge B+ 接入 40 针 GPIO 连接器，以面包板友好排布与间距引出引脚。在电源线上加一对去耦电容，并通过插入 FTDI Basic 模块至串口简化初始化过程。

组装

包装清单

预组装 Pi Wedge 包含 Wedge PCB 与 40 针排线。

连接

40 针排线连接 Wedge 与 Pi。排线有极性。Wedge PCB 端，排线凸齿对准屏蔽排针缺口。

插入排线

Pi B+ 自身排针无对齐辅助。您需小心确保正确连接。Pi 上 1 号引脚在丝印矩形折角标记。排线连接器压纹有个微小三角标记 1 号针。第一针也在线缆上色标 (如下图红标，也可能是黑或深蓝)。

正确的 1 号引脚朝向

FTDI 连接器也需正确对齐。务必匹配两板上 “grn” 与 “blk” 标记。

正确的 3.3V FTDI-Basic 朝向

下节探讨 Pi 信号如何映射至 Wedge。

引脚映射

B+ 带来的变化

树莓派基金会推出 B+ 时将 GPIO 排针从 26 扩至 40 针。这些变化由 A+ 与 Pi 2 Model B 继承。连接器新增 9 个 GPIO 及 ID_SC、ID_SD 引脚用于识别外部外设，详见我们的 SPI 与 I2C 教程。

信号位置

Pi Wedge 重组 Pi 上 I/O 引脚，将同功能引脚相邻放置。SPI、I2C 与 UART 信号全部聚集在一起。

功能分组

引脚虽标签简短 (受 PCB 空间限制)，但已标识。UART、SPI、I2C 引脚标注通信总线功能，配置为 GPIO 模式时亦可用作 GPIO。

下表列出 Pi Wedge 信号分配，含外设与备用 GPIO 分配：

Pi Wedge B+ 引脚功能映射表

注意！ 此引脚映射相对于 Pi Wedge。若需相对于 Pi 排针的引脚映射，请查阅树莓派 GPIO 教程中的表格。

逻辑电平与供电

逻辑电平

树莓派使用 3.3V 逻辑电平，不兼容 5V。许多外设可在 3.3V 下工作，但若需对接 5V 设备，请使用电平转换器，如 TXB0104 扩展板。

通信

6 针 FTDI 排针信号亦限 3.3V 逻辑电平。请搭配 3.3V FTDI 模块使用，勿用 5V 模块。

供电

理解树莓派供电对成功构建系统至关重要，尤其集成到大型系统时。

树莓派 B+ 比前代更高效，因用开关稳压器取代了线性稳压器链。

最新公开原理图为 B+，我们假设 Pi2 Model B 与 A+ 相似。检查原理图可见 5V 经连接器 J1 进入板卡 — 为 micro USB 但仅连接电源与地针。5V 经保险丝与晶体管保护电路 (防极性接反) 后直接绕板分布，无进一步稳压。Pi Wedge 上的 5V 连接直出此线。

B+ 上 5V 经双路开关稳压器再降为 3.3V 与 1.8V。受控 3.3V 出现在 I/O 连接器上。

视整体需求与可用性，Pi 部署可采用多种供电策略。

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