RP2040 Universal SFP Transceiver Module Ver 1.0

RP2040でSFPモジュールを使用し、光ファイバー通信を可能にするモジュールです。

主な特徴

ノイズに強い
長距離通信可能（シングルモードファイバー使用で10km）
通信速度8Mbps（SFP通信帯域10Mbps）※現状のファームウェア
Arduino IDEでも開発可能

組み込み向けの小型版もあります： RP2040 Universal SFP Transceiver Mini Module Ver 1.0

SFPモジュールを使用し始めたきっかけ： [HTLAB.NET] DRSSTC SFP 光ファイバーシステム

組み立て方

ハンダ付けとファームウェア書き込みが必要な組み立てキットです

内容物確認

SMD実装済み基板（RP2040 Universal SFP Transceiver Module Ver 1.0） * 1枚
1 * 3（3P）ピンヘッダー * 1個
1 * 4（4P）ピンヘッダー * 1個
MILコネクタ（ボックスヘッダー）10P * 3個
XHコネクタ 2P * 3個
2色LEDモジュール * 2個
SFPケージ * 1個
XHコネクタ付きケーブル * 2本（電源・信号用）

2組フルセットの場合は、上記セット2個分に加えて、以下のものが同封されています。

テスト用SFPモジュール * 2個
テスト用光ファイバー 3m * 1本
USB書き込み用Type-Cピンヘッダー変換基板 * 1個
USBケーブル（A-C 2.0） * 1本

万が一、足りない場合や、購入時から破損している場合はお問い合わせください。

コネクタ・LED類のスルーホール部品ハンダ付け

画像を参考にコネクタとLEDの部品を取り付けていきます。

部品は押さえながら裏面でハンダ付けをします。

SFPコネクタのハンダ確認

SFPケージを付けてしまうと内部のSFPコネクタ部分にアクセスできなくなってしまいます。

そのため、ハンダ不良（ブリッジやハンダ不足）が無いかルーペ等で確認しておきましょう。

SFPケージのハンダ付け

SFPケージの足折れ防止のために、樹脂フレーム（ABS）に入れた状態で梱包しています。

樹脂フレームは動作には必要無いものなので、捨ててしまって構いません。

同封するSFPケージにはハンダ付けが必須のタイプと、押し込むだけで固定できるプレスフィットのタイプがあります。

製造ロットによって混ざる可能性があります。すぐ抜けてしまうものはハンダ付け必須です。

プレスフィットは最初に押し込むときはとても固いので注意して押し込んでください。

ファームウェアの書き込み方法

USB接続用のピンヘッダーをコンピュータのUSBポートと接続します。（ショートや逆接に気をつけてください）

フルセットには画像のようなType-Cピンヘッダー変換基板が同封されています。

ピンソケットをハンダ付けし、USB接続にお役立てください。

コンピュータ内部で使われるUSB2.0ポートピンヘッダーと同じ並びなので、接続には以下のような商品が流用できるでしょう。

USBケーブルを切って自作しても良いと思います。

書き込み方法はRaspberry Pi Pico（RP2040）と同様の扱いです。USBを接続すると「RPI-RP2」というドライブが認識されます。

認識されない場合は「BOOT」ボタンを押しながらUSBを抜き差しするか、「BOOT」ボタンを押しながら「RUN」ボタンを1度押します。

（「RUN」ボタンはリセットの役目をするので、USBを抜き差しするのと同じことになります）

「RPI-RP2」ドライブにuf2ファイル（ファームウェア）を書き込めば完了です。

その他、ArduinoIDE等から書き込む方法もあります。

詳細は以下、ダウンロードセクションのリンク先をご覧ください。

ピン配置

裏面にピンに対する信号名が書かれています。

「VCC」は5Vの入力です。DCDCコンバータで3.3Vを生成しています。

「GND」はGNDです。

「3V3」は3.3Vの出力です。DCDCコンバータの出力段がそのまま接続されているので、外部から入力はしないようにしてください。

AP62300TWU または TPS563201DDCR を使用しているため、3A程度までは生成できます。

SFPの仕様上、最大電流が300mA、RP2040やフラッシュも乗っていることを考えると、外部で使用できるのは2A程度までが限度かと思われます。

EXP1（Expansion Header 1）

ピン番号	信号名	概要
1	GPIO 0	RP2040 の GPIO 0 に繋がっています。XHコネクタにも繋がっています。
2	GPIO 1	RP2040 の GPIO 1 に繋がっています。XHコネクタにも繋がっています。
3	GPIO 2	RP2040 の GPIO 2 に繋がっています。
4	GPIO 3	RP2040 の GPIO 3 に繋がっています。
5	GPIO 4	RP2040 の GPIO 4 に繋がっています。
6	GPIO 5	RP2040 の GPIO 5 に繋がっています。
7	GND	GND に繋がっています。
8	GND	GND に繋がっています。
9	VCC	5Vの入力です。XHコネクタにも繋がっています。
10	3V3	3.3Vの出力です。

EXP2（Expansion Header 2）

ピン番号	信号名	概要
1	GPIO 6	RP2040 の GPIO 6 に繋がっています。
2	GPIO 7	RP2040 の GPIO 7 に繋がっています。
3	GPIO 8	RP2040 の GPIO 8 に繋がっています。
4	GPIO 9	RP2040 の GPIO 9 に繋がっています。
5	BOOTSEL	RP2040 の QSPI_SS に抵抗を介して繋がっています。ボタンにも繋がっています。
6	RUN	RP2040 の RUN に繋がっています。ボタンにも繋がっています。
7	GND	GND に繋がっています。
8	GND	GND に繋がっています。
9	VCC	5Vの入力です。XHコネクタにも繋がっています。
10	3V3	3.3Vの出力です。

EXP3（Expansion Header 3）

ピン番号	信号名	概要
1	GPIO 24	RP2040 の GPIO 24 に繋がっています。
2	GPIO 25	RP2040 の GPIO 25 に繋がっています。
3	GPIO 26	RP2040 の GPIO 26（ADC 0）に繋がっています。アナログ入力が可能。
4	GPIO 27	RP2040 の GPIO 27（ADC 1）に繋がっています。アナログ入力が可能。
5	GPIO 28	RP2040 の GPIO 28（ADC 2）に繋がっています。アナログ入力が可能。
6	GPIO 29	RP2040 の GPIO 29（ADC 3）に繋がっています。アナログ入力が可能。
7	GND	GND に繋がっています。
8	GND	GND に繋がっています。
9	VCC	5Vの入力です。XHコネクタにも繋がっています。
10	3V3	3.3Vの出力です。

使い方（2024/09公開時点のファームウェア）

SFPモジュールを接続し、対向と光ファイバーで接続しておきます。

VCCに5V電源を接続します。

対向とのリンクが確立すると、RXの上部赤色LEDが点滅から点灯に変わります。

この時点で、 GPIO 0 に入力された3.3Vデジタル信号が対向の GPIO 1 から出力されます。

サンプリング速度は約1MHzとなっています。

以下が対応表です。

入力	出力
GPIO 0	GPIO 1
GPIO 2	GPIO 3
GPIO 4	GPIO 5

RP2040 Universal SFP Transceiver Mini Module Ver 1.0 との共通ファームウェアのため、現時点では6本のIOしか対応していません。

I2Cバス上のIOエキスパンダー有無でその他IOが使用可能なように実装する予定です。

ダウンロード

ファームウェアは以下に置いてあります。

https://github.com/htlabnet/RP2040_Universal_SFP_Transceiver

回路図・寸法等のボード情報は以下に置いてあります。

（公開準備中です）

※以下の基板と共通のファームウェアになっています

RP2040 Universal SFP Transceiver Mini Module Ver 1.0

購入方法

通信販売

Maker Faire Tokyo 2024のイベント物販を優先します。

在庫が残っていれば10月頭から販売可能なように準備し、こちらに掲載します。

在庫が無い場合は再度生産するため10月末程度になると思われます。

イベント物販

Maker Faire Tokyo 2024　（2024/09/21 - 2024/09/21）　[キット1組 5000円 / 2組ファイバー付き通信フルセット 12000円（特別価格）]

法人でのお問い合せ方法

法人としてのお問い合わせは「つくば科学株式会社」までご連絡ください。

その他情報

告知情報： https://x.com/pcjpnet/status/1834538174779187503

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