エレクトロニクスは、プロトコル、テクノロジー、そして接続の世界です。GPIOとデバイスを接続するための個々のワイヤを使用する最も基本的な接続であるジャンパー線から、特定のインターフェースで使用するために極性やキーが設定されている特殊なコネクタまで、様々な種類があります。エレクトロニクスの初心者にとって、最初の回路配線は難しそうに思えるかもしれません。
Adafruit、Seeed、SparkFunといった企業は、この問題に対して独自のソリューションを開発しました。いずれも、はんだ付けを必要とせず、互換性のあるプロジェクト同士を簡単に接続できる極性コネクタを備えたシステムです。これらのコネクタを使用すれば、電子工作はレゴで組み立てるのと同じくらい簡単になります。では、AdafruitのStemma / Stemma QT、SparkFunのQwiic、そしてSeedのGroveコネクタの違いは一体何なのでしょうか？続きをお読みください。
ステマとステマQTとは何ですか?
AdafruitのStemmaコネクタは2018年に登場しました。これは基本的に2.00mmピッチの3ピンまたは4ピンJST PHコネクタで、誤挿入を防ぐキー付きコネクタです。Stemmaは、複数の3ピンまたは4ピンコネクタを搭載できる十分なスペースを備えたPyPortalなどの大型ボードで使用されています。
Stemmaコネクタには、3ピンと4ピンの2種類があります。3ピンコネクタは、パルス幅変調（PWM）、アナログおよびデジタルI/Oに使用されます。このコネクタを使用することで、NeoPixelの制御、アナログセンサーの読み取り、LEDやボタンなどのデジタルI/Oデバイスの使用が可能になります。4ピンコネクタはI2C（Inter-Integrated Circuit）コンポーネント用で、デバイスに読み取り/書き込み可能なアドレスが割り当てられているため、単一のバス上で複数のセンサー/デバイスを使用できます。
Stemmaは優れたコネクタですが、AdafruitのQT Py RP2040のような小型ボードには、さらに小型のものが必要です。そこで登場するのがStemma QT（キューティー）です。Stemma QTは4ピンStemmaの小型版で、Stemmaの約半分のサイズで、1.0mmピッチです。Stemma QTはI2Cコンポーネント専用です。アナログ、PWM、デジタルIO接続は、従来のGPIOを介して行われます。
QT のピン順序は、SparkFun の Qwiic のピン順序と一致するように設計されており、Stemma QT ボードで Qwiic アドオンを使用できるようにし、その逆も可能になります。
Stemma QT ボードの例としては、Adafruit の MPR121 静電容量式タッチ センサー、SGP40 空気質センサー、aBME680 温度 / 湿度 / 圧力センサー、AMG8833 IR サーマル カメラなどがあります。
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Qwiic とは何ですか?
SparkFunのQwiic Connect Systemは2017年にリリースされ、I2Cコンポーネントと組み合わせて使用できます。QwiicはAdafruitのStemmaおよびStemma QTと同じピン配列を採用しているため、互換性があります。QwiccはStemmaと同様にI2Cプロトコルを採用しており、コンポーネントをデイジーチェーン接続できます。
Qwiicコネクタは、SparkFunの多くのボードに搭載されています。例えば、MicroMod規格のM.2スロットを採用したMicroMod ATPキャリアボードは、ESP32、Artemis、そして最新のRP2040といった互換性のあるプロセッサボードに対応しています。また、HATやpHATを介してRaspberry PiでQwiicコンポーネントを使用するためのアダプタや、Arduinoシリーズのボード用のアダプタも用意されています。
SparkFun の Qwiic コネクタを使用すると、HC-SR04 超音波センサー、土壌水分センサー、さらには NEO-M9N GPS ブレイクアウトなどのセンサーを簡単に接続できます。
Seeed Studio の Grove コネクタとは何ですか?
Seeed StudioのGroveコネクタは、同社のボードシリーズおよびArduinoとの提携により開発されたボード向けの独自コネクタです。Groveコネクタは、アナログ、PWM、デジタルI/O、I2Cに使用できる4ピンケーブルです。
GroveはStemmaコンポーネントと互換性がありますが、アナログ、PWM、デジタルIOとは互換性がないため、I2Cデバイスのみに対応しています。不明な場合は、コンポーネントをご確認ください。SDA / SCLピンがある場合は、I2Cデバイスです。
Grove接続を初めて使用する場合は、Groveビギナーキットに投資する価値があります。キットには、OLEDスクリーン、DHT11温度センサー、マイク、光センサー、そしてボーナスのArduino互換ボードが含まれています。
コネクタの比較
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| デバイス | コネクタ | 電圧/ロジック | プロトコル |
|---|---|---|---|
| ステマ | JST PH 3 / 4ピン 2.0mmピンピッチ | 3～5V DC | 4ピンI2C、3ピンアナログ/デジタル/PWM |
| ステマQT | JST SH 4ピン 1.0mmピンピッチ | 3～5V DC | I2C |
| クウィック | JST SH 4ピン 1.0mmピンピッチ | 3V DC | I2C |
| グローブ | 独自の4ピン2.0mmピンピッチ、Stemma I2Cのみと互換性あり | 3～5V DC | 4ピンI2C / アナログ / デジタル / PWM |
あなたに最適なコネクタはどれですか?
答えは、お持ちのボードの種類と、何を実現したいかによって異なります。Adafruitのボードをお持ちであれば、Stemma / Stemma QTコネクタが搭載されている可能性が高いため、すべてのアドオンを利用できます。また、SparkFunのQwiicアドオンも利用可能で、プロジェクトの選択肢が広がります。これは、Qwiicコネクタを搭載したSparkFunのボードをお持ちの場合も同様です。
SeeedのGroveコネクタは、Arduino、Raspberry Pi、そしてRaspberry Pi Picoにも対応しています。そのため、複数のプラットフォームでGroveコンポーネントを使いたい方にとって、1セット購入するだけでお得になります。
最終的には、選択はあなた次第です。どのようなプロジェクトを構築したいかによって、選択は決まります。しかし、どのような選択をしたとしても、これらのコネクタはすべて電子工学を非常に簡単にし、配線を気にすることなく新しいスキルを学ぶ自信を与えてくれます。
レス・パウンダーは、トムズ・ハードウェアのアソシエイトエディターです。クリエイティブテクノロジストとして、7年間にわたり、老若男女を問わず、教育と啓発のためのプロジェクトを手がけてきました。Raspberry Pi Foundationと協力し、教師向けトレーニングプログラム「Picademy」の執筆・提供にも携わっています。
