تقوم هذه اللوحة بأمر غير معتاد: تمنحك منفذَي USB على متحكم لا يملك سوى وحدة تحكم USB واحدة.

فمنفذ Type-C هو المنفذ الاعتيادي — للتغذية والبرمجة ولوظائف USB كجهاز أو كمضيف. أما مقبس USB Type-A كامل الحجم فهو المثير للاهتمام، إذ يُنفَّذ برمجياً بالكامل عبر وحدات الإدخال والإخراج القابلة للبرمجة في RP2350 التي تولّد واجهة USB كاملة. وصّل به لوحة مفاتيح أو فأرة أو ذراع تحكم أو موزّعاً أو ذاكرة فلاش، فتعمل اللوحة كمضيف USB وتقرأ الجهاز مباشرة.

وتحتها متحكم RP2350A — متحكم Raspberry Pi ثنائي النواة ومزدوج المعمارية. يعمل إما بنواتَي Arm Cortex-M33 أو بنواتَي Hazard3 بمعمارية RISC-V بتردد يصل إلى ١٥٠ ميجاهرتز، مع ٥٢٠ كيلوبايت ذاكرة SRAM و٢ ميجابايت فلاش مدمجة.

والوحدة كلها بأطراف جانبية مسننة، فبعد نجاح نموذجك الأولي يمكنك لحام اللوحة نفسها مباشرة على لوحتك المطبوعة.

المواصفات

الموديل               : RP2350-USB-A
المتحكم               : Raspberry Pi RP2350A
المعالج               : نواتا Arm Cortex-M33 أو Hazard3 RISC-V، حتى ١٥٠ ميجاهرتز
ذاكرة SRAM           : ٥٢٠ كيلوبايت
الفلاش                : ٢ ميجابايت مدمجة
منفذ USB الأصلي       : USB 1.1 بدعم وضعي الجهاز والمضيف (موصّل Type-C)
منفذ USB البرمجي      : مقبس USB Type-A عبر PIO، متوافق مع USB 2.0/1.1
منافذ GPIO           : ١٥ منفذاً متعدد الوظائف
منافذ SPI            : ٢
منافذ I2C            : ٢
منافذ UART           : ٢
المحوّل التماثلي       : ٤ × ١٢ بت
قنوات PWM            : ١٤ قناة
وحدات PIO            : ١٢ آلة حالة للإدخال والإخراج القابل للبرمجة
المؤشر المدمج         : WS2812 قابل للعنونة بالألوان
منظّم الجهد            : RT9013-33GB من نوع LDO، ٥٠٠ مللي أمبير
الأزرار               : BOOT و RESET
التثبيت               : وحدة بأطراف مسننة للحام السطحي المباشر
أوضاع الطاقة          : سكون وخمول منخفضا الاستهلاك
البرمجة               : سحب وإفلات عبر USB
البرمجيات             : حزمة C/C++ و Arduino IDE
أخرى                  : حساس حرارة مدمج، وساعة ومؤقّت دقيقان،
                       ومكتبات فاصلة عائمة مسرّعة
الوزن                 : نحو ٨٫٦ غرام

أهم المزايا

• منفذ USB Type-A كامل الحجم كمضيف — وصّل لوحة مفاتيح أو فأرة أو ذراع تحكم أو موزّعاً أو ذاكرة فلاش واقرأها مباشرة، دون محوّل ودون كابل OTG ودون وحدة تحكم ثانية.

• منفذا USB على لوحة واحدة — منفذ Type-C للبرمجة والتغذية، ومنفذ Type-A لملحقك.

• معمارية مزدوجة — شغّل نواتَي Arm Cortex-M33 أو RISC-V من الشريحة نفسها، وهي ميزة غير معتادة بأي سعر.

• ١٢ وحدة PIO — وهي الكتل العتادية التي تجعل منفذ USB الثاني ممكناً، ويمكنك برمجتها لأي بروتوكول مخصص.

• ١٥٠ ميجاهرتز و٥٢٠ كيلوبايت SRAM — أقوى بكثير من الجيل السابق.

• أطراف مسننة — الحم الوحدة مباشرة على لوحتك الإنتاجية.

• مؤشر WS2812 ملون مدمج لبيان الحالة.

• برمجة بالسحب والإفلات — تظهر اللوحة كقرص تخزين؛ انسخ ملفاً إليها فتعمل.

• صغيرة وخفيفة — نحو ٨٫٦ غرام.

الاستخدامات

• مشاريع مضيف USB — قراءة لوحات المفاتيح والفأرات وأذرع التحكم وأجهزة الإدخال

• الملحقات ومحوّلات الواجهات المخصصة بنظام USB

• محوّلات أذرع التحكم للأجهزة والألعاب القديمة

• مشاريع لوحات المفاتيح وأجهزة الإدخال

• تطوير واختبار بروتوكول USB

• تسجيل البيانات من أجهزة USB

• التحكم المدمج بواجهة USB أمامية

• البروتوكولات العتادية المخصصة عبر PIO

• المنتجات المدمجة الصغيرة الملحومة على لوحة حاملة

ما معنى PIO-USB ولماذا يهم

هذه هي الميزة التي تجعل اللوحة مميزة، وتستحق الفهم.

متحكم RP2350 يملك وحدة تحكم USB واحدة هي منفذ Type-C، المستخدم للبرمجة والمتاح كجهاز أو مضيف في تطبيقك.

أما منفذ Type-A فليس وحدة تحكم أصلاً، بل يُولَّد برمجياً بوحدات PIO في الشريحة، التي تبدّل خطوط البيانات بسرعة ودقة تكفيان لإنتاج واجهة USB عاملة. ووحدات PIO في Raspberry Pi عتاد حتمي التوقيت، فيكون التوقيت موثوقاً بشكل لا تحققه محاكاة البروتوكول من حلقة برمجية في المعالج.

وما يمنحك ذلك: منفذ USB ثانٍ مجاناً على شريحة تملك واحداً رسمياً. استخدم المنفذ الأصلي للتخاطب مع حاسوب بينما يتخاطب منفذ PIO مع ملحق — جسر USB إلى USB، أو مُعيد تعيين لوحة مفاتيح، أو مترجم بروتوكولات، أو مسجّل أجهزة إدخال.

وما يجب توقعه: يعمل PIO-USB بالسرعة الكاملة (١٢ ميجابت/ثانية) لا بالسرعة العالية. وهو ممتاز لأجهزة الإدخال والمحوّلات التسلسلية ومعظم الملحقات، لكنه ليس للأجهزة عالية النطاق كالكاميرات أو وحدات التخزين السريعة. كما ستحتاج مكتبة PIO-USB، والتطبيقات المجتمعية راسخة وتعمل مع حزمة Pico ومع Arduino.

Type-A أم Type-C أنثى أم Type-C ذكر؟

تصنع Waveshare ثلاث نسخ من هذه اللوحة بالدائرة نفسها ومنافذ ثانية مختلفة:

Type-A (هذه اللوحة)  -> مقبس USB-A كامل الحجم؛ وصّل به ملحقات USB القياسية
Type-C أنثى          -> مقبس USB-C؛ وصّل به كابلات USB-C والملحقات الحديثة
Type-C ذكر           -> قابس USB-C؛ اللوحة نفسها تدخل في حاسوب أو هاتف

اختر نسخة Type-A هذه حين تريد توصيل أجهزة USB الاعتيادية — لوحات المفاتيح والفأرات وأذرع التحكم وذواكر الفلاش والموزّعات. فمعظم ملحقات USB في العالم ما زالت تنتهي بقابس Type-A، وهذه تستقبلها مباشرة دون محوّل.

واختر Type-C أنثى إن كانت ملحقاتك تستخدم كابلات USB-C.

واختر Type-C ذكر إن كنت تبني شيئاً يدخل في مضيف — دونجل أو جهاز USB مخصص أو مفتاح أمان.

ملاحظات الاستخدام

• المنظّم بتصنيف ٥٠٠ مللي أمبير، وهذه هي الميزانية الكلية للوحة ولما تغذّيه منها. فالجهاز الذي يسحب تياراً معتبراً يحتاج تغذيته الخاصة أو موزّعاً مغذّى.

• منافذ GPIO تعمل بـ ٣٫٣ فولت ولا تتحمل ٥ فولت؛ استخدم محوّل مستوى مع الحساسات والوحدات العاملة بـ ٥ فولت.

• تحتاج مكتبة PIO-USB لمنفذ Type-A؛ فهو ليس تلقائياً. راجع صفحة Waveshare والتطبيقات المجتمعية.

• ذاكرة فلاش ٢ ميجابايت تكفي لمعظم البرامج الثابتة لكنها متواضعة إن كنت تخزّن ملفات وسائط؛ خطط على هذا الأساس.

• اختر المعمارية — Arm أو RISC-V — في إعدادات البناء؛ ومعظم المكتبات موجّهة لـ Arm.

• الأطراف المسننة تتيح لحامها بالفرن، لكن راجع المنحنى الحراري مقابل قطع الوحدة قبل اعتماد ذلك إنتاجياً.