Einführung

Wir haben eine Leiterplatte auf Basis von Raspberry Pico entworfen. Das Ziel dieses Designs ist es, eine tragbare Wetterstation zu haben. Hierzu haben wir einen DHT11-Sensor zum Ablesen der Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie ein RTC-Uhrmodul zum Verknüpfen der Temperatur mit einem Datum hinzugefügt.
Dafür haben wir uns für die Raspberry Pico entschieden, eine kleine 32-Bit-Karte der Raspberry Pi Foundation. Der Raspberry Pi Pico ist mit einem RP2040-Mikrocontroller mit ARM-Architektur ausgestattet.

Obwohl er weniger leistungsstark ist als ein Linux-basierter Raspberry Pi, verfügt er dennoch über 2 MB Flash-Speicher und bietet damit ausreichend Speicherplatz für Programme und Daten. Es ist mit 26 digitalen I/O-Pins ausgestattet, von denen 3 als analoge Eingänge verwendet werden können. Die Raspberry Pico-Karte kann in Micro-Python oder direkt mit Arduino IDE programmiert werden.

Die produzierte Platine ist eine 4-lagige Platine, die mit Altium Designer erstellt wurde. Sie finden das Projekt auf Github. Wir haben unsere Karte bei JLPCB für rund 50 Euro pro Karte inklusive Komponenten produzieren und bestücken lassen.

Elektronisches Diagramm

Auf der ersten Seite des Schaltplans finden wir die Komponenten der Raspberry Pico-Karte. In der Mitte des Bildes sehen Sie den von Raspberry Pi entwickelten Chip, den RP2040, der die Basis des Raspberry Pico bildet. Dieser Chip verfügt über einen 11-MHz-Quarzkristall, um die Stabilität und Präzision der Uhr zu verbessern.

Wir haben auch 2 MB Flash-Speicher, sodass wir das Programm auf der Karte speichern können. Darüber hinaus gibt es einen USB-C-Anschluss, über den die Leiterplatte an einen Computer angeschlossen werden kann, um die Programmierung zu erleichtern oder die Leiterplatte einfach mit Strom zu versorgen.

Zusätzlich zu den Raspberry Pico-Komponenten haben wir verschiedene Elemente hinzugefügt, um eine Wetterstation zu haben:

Ein DS1307-Uhrmodul, um auch bei ausgeschalteter Karte eine korrekte Uhr aufrechtzuerhalten.
Ein DHT11-Temperatursensor zum Messen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit
Ein 16×2-Zeichen-LCD-Bildschirm ermöglicht die Anzeige von Datum, Uhrzeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit.

Elektronisches Kartenrouting

Die erstellte Karte besteht aus vier Ebenen. Auf der linken Seite sehen Sie den Flüssigkristallbildschirm. Rechts sehen wir die Raspberry Pico-Platine und unten die Knopfzellenbatterie des Uhrenmoduls. Sie haben die beiden 3D- und Oberschichtansichten der erstellten Leiterplatte: