はじめに
clockworkのuConsoleが届いたので早速組み立ててみた。
中身はRasberry Piなので、LED点灯させたり（いわゆるLチカ）通常の電子工作も楽しみたいので、GPIOインターフェースを使うやり方を模索してみた。
uConsoleとは
clockworkが2022年に発表した、Raspberry PiのCompute Moduleなどを取り付ける基板や外装、ディスプレイ、キーボードなどがセットになった小型コンピュータを組み立てるキット。
図１ 購入したキットの内容物
今回お話しするuConsoleの構成
- uConsole Kit RPI-CM4 Lite
- Raspberry Pi Compute Module 4(CM4)
- WiFi + 4G cellular 拡張ボード
- 32GB microSDカード
情報収集
私がやりたいことを既に誰かがやっていないかWeb検索してみたが見つからなかった・・・。
なお、uPicoというサードパーティ製拡張ボードが見つかった。RP2040を使う。
私がやりたいことと違っていたが、電子工作を楽しむ方法の一つだと思うし、外観がスッキリして良いと思う。
基本スペックの確認
最初に確認したのは、"40PIN GPIOs"というコネクターと、”40 Pins GPIOs expansion interface (using standard 0.5mm FPC connector)”という記述。（図２)
コネクターの規格が判明した。 ＝＞ 0.5mmピッチのFPCコネクター
特に特殊なものではなく、汎用のもののようだ。Web検索すれば、対応するケーブルは見つかるだろう。
図2 基本スペック
（引用元） clockworkの製品紹介ページ https://www.clockworkpi.com/uconsole
ケーブルの引き出し方法についての検討
まず、uConsoleの外装はGPIOにアクセスするための開口部は設けられていない。
金属製のケースを加工してケーブルを通す穴を開けるのはできるだけ避けたいところ。
外装の表と裏のパーツの隙間にフレキシブルケーブルを通すことを考えた。
電源ボタンやSDカードスロットと並んでGPIOのコネクターは本体上部にあるので、他の部分に干渉することはないと思われる。（図３)
とりあえず、15cmくらいのケーブルと2.54mmピッチのソケットに変換するアダプターを入手することにした。
図3 GPIOコネクターの位置関係
注文した部品
40ピン 0.5mmピッチ 150mm FPC FFC フレキシブルリボンケーブル （5個入り）
40-pin FPC to Straight 2x20 IDC Female Socket Header
ケーブルの接続
注文した部品を取り付けるだけ。
コネクタは黒い樹脂パーツを真上に少し引き上げることで、ケーブルが差し込めるようになる。（図４)
電極の向きを確認して、ケーブルを差し込んだら、再び黒い樹脂バーツを押し込む。
図４ 本体へのフレキシブルケーブルの取り付け
裏蓋を取り付ける際は、ケーブルに圧力がかかりすぎないようにネジを締め込む際は力加減を注意する。
図５ 外から見たケーブルの状態
ピン配置の確認
テスターを使って、通常のGPIOのピン配置を参考にして5VとGNDの位置を特定して、どういう向きになっているか確認した。
結果的には、アダブターの表面にプリントされている番号を一致していた。
LED点灯の儀
ここからは一般的なRaspberry Piの電子工作。
手持ちのLEDを点灯させるだけ。
1番ピン（3V3 Power)にプラス側、6番ピン（Ground)にマイナス側を繋いで、点灯させることができた。
図6 LEDの点灯実験
まとめ
公式サイトでuConsoleの基本スペックを確認して、比較的簡単な方法でGPIOインターフェースを利用する方法を紹介した。