树莓派zero/zerow1扩展坞

项目简介

本项目是为方便一代树莓派zero以及zerow扩展而创建的HUB模块，包括3个USB2.0接口、1个100M网口，包含21700电池座及2个5v pin。

外壳链接：https://gf.jlcfa.com/machine-detail/515361231795576835

项目参数及功能

本模块通过pogo pin的方式连接树莓派，从而实现OTG扩展USB、外部电池供电以及USB网卡的功能。

• USB HUB部分采用SL2.1A芯片
• 由于USB2.0速度的原因，网卡部分采用百兆网卡SR9900A芯片
• 充电电路采用ETA9742芯片
• 电池保护电路采用DW06D芯片

特点

• 充电、使用电池、电源均有指示灯
• 充电电路调整电阻可提高充电电流
• 方便固定使用或携带外出

原理解析（硬件说明）

本项目由以下部分组成，供电部分、充电部分、电池保护部分、USBHUB部分、网卡部分，本项目是为方便一代树莓派zero以及zerow扩展编写而创建的HUB模块。

供电部分

采用TYPE-C 6P接口作为供电接口，在CC1和CC2引脚处加入5.1K下拉电阻，便于识别供电。同时采用mosfet代替肖特基二极管，防止电源倒灌。

充电部分

采用ETA9742芯片，输入电压5V，最大充电电流3A，放电电流2.4A，带电池指示灯以及同PIN输入输出。

官方典型电路：

查询官方表格，Riset电阻控制充电速度，为51kR——3A、91kR——2A，单21700采用2A足够了。

电池保护部分

为防止电池过充过放，增加电池保护电路。保护电路采用DW06D/J，最大充电电流5A，饱和电压4.3V。具有过充，过放，过流，短路等所有的电池所需保护功能，并且工作时功耗非常低。

官方典型电路：

设计效果：

USBHUB部分

采用SL2.1A 4接口USB2.0 HUB控制器，满足一代树莓派所需。使用POGO PIN将树莓派OTG接地后，树莓派进入OTG模式，接入到SL2.1A。电源部分加入电容，增加外部晶振提高芯片稳定性。

共引出3个USB-A接口，保留一路接入网卡。

官方典型电路：

设计效果：

网卡部分

由于USB2.0的速度局限性，采用百兆网卡芯片即可。这里采用了SR9900A
高集成、低功耗USB2.0转10/100M以太网芯片。

官方典型电路（5V外设设计）：

按照供电为USB的情况，采用5V的供电作为网卡供电，参考5V外设设计。

焊接过程

测试图

正面图：

背面图：

USBHUB和网卡均识别成功，免驱：

测试U盘速度（这里貌似受限于U盘的质量，比较慢）：

网卡吞吐性能，大概能跑满80%以上：

成品图

外壳链接：https://gf.jlcfa.com/machine-detail/515361231795576834

注意事项

• 本次设计可能未完整按照差分布线的设计走线，第一次画高速线，请各位指点优化。
• 树莓派固定铜柱，使用M3*6+3即可。

The End.