1. コネクターとは?

電子機器や部品同士を接続し、電気的に連絡可能とする接続器のことです。コネクターで接続することにより、電源や信号のやり取りが可能になります。

 

 

2. なぜコネクターが必要か?

電子機器や部品同士間の接続が目的ですが、より簡単に接続できることがコネクターのメリットです。

さまざまなメーカーが同じ規格のコネクターを利用することで、簡単に相互接続が可能になります。

STEAM教育において、コネクター付きケーブルを利用することで、ブレードボードを介さなくてもマイコン・シングルボードコンピューターと各種センサー・モジュールを接続することが可能になります。電子工作の部分を省略することにより、初心者の学習ハードルを下げることに繋がります。

様々なmicro:bit用拡張ボード

(図:様々なmicro:bit用拡張ボードと付属しているコネクター)

 

 

3. よく使うコネクターの種類

STEAM教育やプログラミング教育でよく利用するコネクターは、以下の種類があります。

規格 表記 ピッチ よくあるピンの数 よく利用するメーカー
PH PH2.0 2.00mm 2P, 3P, 4P micro:bit本体の電源ポート、DFRobot, Yahboomなど
XH XH2.54 2.54mm 2P, 3P, 4P Yahboomなど
QI (デュポン) 2550 2.54mm 2P, 3P DFRobot, Yahboomなど
HY HY2.0 2.00mm 4P Grove、M5Stackなど

 

PH、XH、HYは反対接続防止できますが、QI (デュポン)は反対でも接続できるので接続時に方向を注意する必要があります。

また、PH、XH、HYはしっかり接続されるため、比較的抜き差しがしにくいです。反対にQI (デュポン)は、抜き差ししやすく、振動の多い環境では意図せず抜ける可能性があります。

 

※ コネクターの種類が異なると直接接続ができません。変換コネクター等を用意する必要があります。

※ 同じ規格でも、メーカー・ケーブルによってケーブルの色や順番が異なることがあります。接続する際、必ず各PINの用途を確認してから接続してください。

PH2.0 3Pinコネクター

(図:PH2.0 3Pinコネクター)

 

QI(デュポン)3Pinコネクター

(図:QI(デュポン)3Pinコネクター)

 

HY 4Pinコネクター

(図:HY 4Pinコネクター)

 

 

4. ピッチについて

多くのコネクターのピッチは2.54mmです。(25.4mm=1インチ、2.54mm=1/10インチ)

ユニバーサル基板やブレードボードの穴は等間隔(多くの場合は2.54mm間隔)に並んでいるため、それに合わせてICや各種センサー・モジュールの足も同じ寸法です。

この間隔を基準に作られた各種電子部品との接続でコネクターを利用するため、コネクターのピッチも2.54mmが多いです。

 

 

5. 各メーカーが主に利用するコネクター

5.1 micro:bit本体

 micro:bit本体には、PH2.0 2Pのコネクターが付属されています。電源供給用として利用します。

マイクロUSBとmicro:bit下部(5つの丸がある部分)もコネクターですが、ここでは説明を省略させていただきます。

micro:bit本体のPH2.0 2Pinコネクター

(図:micro:bit本体のPH2.0 2Pinコネクター)

 

5.2 DFRobot社製品

Gravityシリーズ製品をはじめ、各種拡張ボード、拡張デバイスやロボットカーでよく利用するのは、PH2.0 2P、PH2.0 3P、QI (デュポン) 2550 3Pのコネクターです。 

センサー・モジュール側のPH2.0コネクター

(図:センサー・モジュール側のPH2.0コネクター)

 

Gravity シリーズでは、専用ケーブル(PH2.0 3P - QI (デュポン) 2550 3P)を付属していることが多いです。容易にアナログ・デジタル・I2Cの種類が区別できるようにセンサー・モジュールに種類が記載されているほか、専用ケーブルの色も異なります。

センサー・モジュールと拡張ボードの接続

(図:モジュール(PH2.0)と拡張ボード(デュポン)の接続)

 

また、片方のコネクターがQI (デュポン) 2550 3Pを利用することで、より幅広い接続が可能になります。

そのほか、ターミナルブロックを利用できる拡張ボードも複数の種類があり、中上級者でも使い安いコネクターを提供していることが特徴です。

電源については、USB以外にPH2.0を利用することが多いです。

 

デュポンコネクターとブレードボードの接続

(図:デュポンコネクターとブレードボードの接続)

 

5.3 Yahboom社製品

全シリーズが共通して PH2.0 4Pコネクターを多く利用します。コネクターが統一されている分、初心者にとって製品選びもしやすいです。

PH2.0 4Pinコネクターを使ってモジュールに接続

(図:PH2.0 4Pinコネクターを使ってモジュールに接続)

 

また、PH2.0 4P、QI (デュポン) 2550 4Pに加えて、ワニ口クリップまで対応するセンサー・モジュールシリーズも用意されていますので、コネクターの対応範囲が豊富です。1つのセンサー・モジュールで多様な接続に対応可能です。

また、USB以外に一部製品の電源・モーターでは、XH2.54コネクターを利用します。

 

センサー・モジュール(PH2.0)と拡張ボード(PH2.0)の接続

(図:モジュール(PH2.0)、サーボ(デュポン)と拡張ボードの接続)

 

 

5.4 その他よく使われるコネクター

上記のほか、GroveやM5Stackシリーズで利用されているHY2.0 4Pコネクターがあります。PHやXHコネクターと似ていますが、それぞれの互換性がありませんので、ご注意ください。

 

HY2.0 4Pコネクターのセンサー

(図:HY2.0 4Pコネクターのセンサー)