Некоторые читатели Майску наверняка помнят мой обзор самодельного лабораторного блока питания. Недавно в догонку к нему пришли преобразователи интерфейса, для подключения его к компьютеру.
Заказал я их заметно позже чем платы, да и шли они долго, потому пришли когда я уже почти все закончил.
Платки дешевые, шли не одни, но обзор их компании я сделаю позже (если смогу придумать тему и применение). Продавец дал левый трек на какой то китайский фейковый сайт для отслеживания (впрочем он предупредил об этом), но так как посылка недорогая, то особо не волновался, просто поглядывал за сроком окончания доставки заказа.
Но пришло все в полном порядке, в беленьком конверте, запакованное в аккуратные пакетики с защелкой.
На пакетиках даже был какой то стикер с номером, видимо или артикул или еще что-то, но в общем это непринципиально, но за аккуратность продавцу поставил - отлично.
Преобразователь интерфейса собран на очень распространенной PL2303 производства фирмы prolific , это конечно не любимая мною FT232, но в принципе вполне терпимо, так как неподдельных микросхем производства FTDI мне как то за вменяемые деньги не попадалось, а эти платки обошлись вообще в копейки (особенно если учитывать, что у нас на рынке они стоит в 2-3 раза дороже). Да, есть на эти платы цены еще более «вкусные», но 10-50 штук мне не надо было, потому взял так.
На плате установлены 3 светодиода, красный на питание, синий на передачу и зеленый на прием.
То ли резисторы подобраны неправильно, то ли еще что, но красный светит так, что аж глаза вылазят, синий светит слабо, а зеленый вообще еле видно. Но так как для меня эти светодиоды не имели вообще никакого значения, то я не стал с ними разбираться.
Так же на плате установлен 5 штырьковый разьем, На который выведены 3.3 Вольта, 5 Вольт (как я понял, фактически напрямую от USB), RX, TX и Общий.
Плата собрана по самой простейшей схеме, 3.3 Вольта на выходе берется от PL2303, RX подтянут к 5 Вольт, TX выдает лог уровень с напряжением 5 Вольт.
Если надо выводить остальные сигналы, то придется помучатся.
Все номиналы установленных деталей подписаны на плате, собрано довольно аккуратно.
Но как я выше написал, что платы мне нужны были не для любования цветными светодиодами, то я решил сразу их и применить, как минимум одну, вторая будет для еще каких нибудь поделок.
Приготовил все необходимое для допиливания данных плат и приступил к делу, в процессе буду отмечать некоторые особенности данных плат.
Применить я плату преобразователя решил в своем лабораторном блоке питания, на который я недавно выкладывал обзор. Кстати данная платка (плата гальванической развязки) присутствует на общей трассировке с передней панелью.
Собственно применение.
Для этого была собрана маленькая переходная платка, на которую установил микросхему опторазвязки интерфейса, так как скорость маленькая, то купил самую дешевую ADUM1201A.
Да, можно было конечно попробовать сделать опторазвязку на оптронах, но при цене микросхемы чуть больше доллара как то совсем не хотелось, возможно я просто обленился.
Данная микросхема позволяет сделать гальваническую изоляцию интерфейса на скорости до 10 Мбит (есть и более скоростные версии, отличаются буквой)
Плата «одета» в мягкую прозрачную термоусадку, но так как для моего применения она мне немного мешала, что я решил это самое немного укоротить.
Разъем, который был установлен на плате мне тоже особо не нужен был, так как я считаю довольно неудобным такой тип подключения, когда плата включается непосредственно в USB, хотя кому как. Разъем выпаивался довольно легко, даже не пришлось включать фен, обошелся обычным паяльником так как крепежные лепестки разьема не были припаяны, тем кто будет пользоваться платкой с этим разьемом, я бы рекомендовал их припаять.
Попутно я выпаял и выходной разъем, на него выведены - Земля, Прием, Передача, Выход 5 Вольт, Выход 3.3 Вольта.
Все контакты подписаны на самой плате и соответствую надписям.
Сам разъем мне нужен был, но немного не в том виде, что идет с платой, пришлось его выгнуть.
Заодно я укоротил плату, так как в полном варианте она у меня не хотела влазить, да и на отрезанном кусочке нет ничего. Вот такой допилинг, хотя скорее уже отпилинг. :)
Вид с другого ракурса, наверное все уже догадались, зачем я проделывал такие манипуляции с разъемом.
Припаял кабель к задней панели, посчитал что лучше это сделать до сборки двух плат в один конструктив. Кабель применил самый простой, 4х0.22 в экране, хотя на таком расстоянии наверное даже через веревку работало бы.
С обратной стороны припаял USB разъем, закрепил кабель стяжками и приготовил пару крепежных «ушек» из обрезков фольгированного текстолита (даже вспомнил молодость, когда делал небольшие корпуса из стеклотекстолита спаивая вырезанные пластинки между собой). 
Припаял пластинки к разъему, самое сложное было что бы припаялось ровно, иначе при привинчивании их может отломать.
Прорезал отверстие в корпусе БП, просверлил отверстия в крепежных ушках и нарезал в них резьбу М3 (кто не знает, в стеклотекстолите получается довольно хорошая резьба, не надо даже никаких гаек).
Установил всю эту конструкцию на штатное место, стало так, как будто там всегда и было.
На фото видно что плата при полной своей длине не влезла бы. Впрочем я даже не мерял, это и так было видно с самого начала.
Немного ближе.
Внимательные читатели заметят небольшую платку, и супрессор, которых не было на фотографиях в обзоре. Это последствия моих экспериментов с МАХ232. При подключении МАХ-а я перепутал 1 и 2 ногу микросхемы с 15 и 16, перегрузил ШИМ стабилизатор питания логики и ОУ и он с красивым фейерверком выпустил волшебный дым.
За секунду выгорел сам ШИМ, прогорев насквозь, 3 операционных усилителя и индикатор. Процессор остался жив. Благодаря этому (не было бы счастья, да несчастье помогло) я переделал стабилизатор питания, заменив его на более лучшую LM5007 (диапазон входного до 75 Вольт, ток выхода до 500мА), и разобрался с принципом калибровки данной платы (этой информации в интернете я вообще не встречал). Информация по калибровке добавлена в обзор БП.
Родной ШИМ не имел защиты от перегрузки (КЗ не было), что очень печально.
Из-за моего небольшого просчета пришлось разъем на задней панели поставить «вверх ногами», в буквальном смысле.
Все это конечно хорошо, но хотелось бы проверить что я вообще напаял. Подключил к компьютеру и начал пробовать. Но сразу получил большой всемирный облом. ПО работало, но так как ПО от версии 6010, то я получил управление со сдвигом на 1 знак. Плата 6010 имеет минимальную дискрету установки тока 10мА, плата 6005 1мА, соответственно я устанавливал 1 Ампер, а получал 100мА.
Естественно данное положение вещей меня ну никак не могло устроить и я полез в инет.
У какого то китайского электронщика (или продвинутого продавца) я обнаружил ПО для версии 6005. Удалил старое, установил новое и наконец то получил то, что я хотел получить с самого начала. Нормальное управление платой.
На этом пришел этап логического завершения эпопеи с лабораторным блоком питания, включающий в себя три (хотя формально четыре) обзора.
Что я получил в итоге - 
Обзор Платы преобразователя -
Резюме.
Плюсы.
Платы отлично работают, никаких дефектов не обнаружено
Продавец отправил все четко и в срок.
Пришло все в отличном состоянии.
Обошлись платки мне дешевле чем на рынке.
Минусы.
Светодиоды имеют разную яркость, мне было непринципиально.
Крепежные лепестки разъема не припаяны, но мне это даже помогло.
Надеюсь что данный обзор поможет сэкономить немного денег тем, кто ищет подобные платы.
Микроконтроллеры в Arduino (ATmega328, 168, 2560) используют, кроме прочих интерфейсов, аппаратно реализованный последовательный интерфейс (UART). В МК ATmega2560 (Arduino Mega) реализовано сразу четыре UART. Интерфейс использует два провода - RX (прием) и TX (передача), где цифровой сигнал кодирует значения бит "0" и "1" напряжением на проводе. Значению "0" соответствует 0В, а значению "1" - рабочее напряжение интегральной схемы (5В или 3.3В, в зависимости от модели и режима работы МК). Такой тип кодирования также называют транзистор-транзисторной логикой (ТТЛ), т.к. напряжение на проводе напрямую влияет на состояние (открытое/закрытое) транзисторов, обеспечивающих приемо-передачу цифрового сигнала.
Последовательный порт компьютера (COM-порт), который все реже можно видеть в современных моделях компактных компьютеров, работает по старому телекоммуникационному стандарту RS232, где кодирование сигнала иное: значение "0" кодируется напряжением от +3В до +25В, а "1" - отрицательным напряжением от -3В до -25В. В COM-портах персональных компьютеров обычно встречается напряжение +13В и -13В.
Большая разница напряжений делает RS232 соединение более устойчивым к помехам, однако, в современных цифровых устройствах чаще используется ТТЛ-совместимый последовательный порт, либо USB - гораздо более современный и высокоскоростной интерфейс.
На приведенном рисунке для сравнения отображены сигналы TTL serial и RS 232, снятые при передаче значения одного байта.
Для преобразования сигнала RS232 в TTL и обратно необходимо его инвертировать (хотя это можно сделать и программно) и преобразовать напряжение. Обычно для этого используются микросхемы типа MAX232 . Иногда используют упрощенные самодельные схемы, обеспечивающие инверсию сигнала и преобразование напряжения или прибегают к программно-аппаратным решениям (программная инверсия, аппаратное изменение напряжения).
В случае с Arduino (Uno, Mega и пр.) используется USB-TTL serial контроллер, обеспечивающий работу с МК через ТТЛ-совместимый последовательный интерфейс. В старых моделях для этого использовался чип FTDI FT232, в новых - ATmega8U или ATmega16U. Выводы последовательного интерфейса МК так же доступны для прямого подключения. Для Uno это выводы D0, D1, а у модели Mega имеется сразу несколько последовательных интерфейсов. Подключать к этим выводам RS232 порт нельзя - корректно работать он не сможет из-за другого типа кодирования, а высокое напряжение может повредить МК.
Для подключения к ТТЛ-совместимому последовательному порту с компьютера удобно использовать USB-TTL serial адаптер . Однако, USB-TTL serial адаптеры общего назначения продаются только в специализированных магазинах и, нередко, по неоправданно высокой цене. При этом гораздо более популярны (и дешевы) USB-RS232 адаптеры. При ближайшем же рассмотрении, любой USB-RS232 адаптер содержит два основных компонента - микросхемы USB-TTL serial адаптера и RS232-TTL serial преобразователя.
У меня нашелся USB-RS232 адаптер, схема которого была спрятана в легко разбираемый корпус DB9 разъема (иногда корпус делают литым и добраться до схемы сложнее). Адаптер оказался построен на популярных чипах Prolific PL2303 (USB-TTL serial адаптер) и Zywyn ZT213 (RS232-TTL адаптер). Посмотрев на спецификацию PL2303 выяснил, что мне нужны выводы 1 (TX) и 5 (RX), к которым я подпаял провода, никак не меняя схему (так что RS232 часть осталась работоспособной). Землю взял с 5го контакта DB9, чтобы не трогать 7й вывод микросхемы.
В итоге получился дешевый и сердитый USB-TTL serial адаптер. На скриншоте: Serial monitor от Arduino IDE подключен по USB, а realterm - напрямую к D0,D1 через USB-TTL serial адаптер.
Слышал, что многие data-кабели для мобильных телефонов также содержат USB-TTL serial контроллеры, хотя все большее количество современных моделей подключаются к USB интерфейсу напрямую, не требуя специальных адаптеров. Многие микроконтроллеры снабжены USB интерфейсом, в частности ATmega8U и ATmega16U, которые используются в Arduino в качестве USB-TTL serial контроллеров, предоставляя доступ к ATmega328, который USB интерфейса не имеет.
{ ArticleToC: enabled=yes }
Небольшого размера адаптер USB TTL PL 2303 является неким программатором, используемым с платой для считывания информации с различных датчиков:
- влажности;
- температуры;
- движения.
Этим и обусловлено широкое использование адаптер USB TTL PL2303 в радиоуправляемых устройствах. Программируется TTL USB адаптер на С++, т.е. USB TTL адаптер является «универсальной шиной» при передаче данных, используемой в технике вычислительной низкой и средней скорости.
Чтобы ее подключить к USB RS232 TTL адаптеру необходим четырехпроводной кабель. Одна витая пара нужны для дифференциального подключения при приеме и передаче (RX и TX), а оставшиеся — для подачи питания устройствам периферийным (GND и +5V).
При условии, что наибольшая сила тока таких устройств не превышает 500мА, а у USB – 900мА), подключаются они без своего источника питания.
При том, что для TTL логики 0-5 В имеются стандартные уровни, вроде USB адаптер TTL и не нужен.
Но, из-за того, что интерфейс/протокол USB достаточно сложный, чтобы построить на его базе устройство, требуются глубокие познания и микропроцессоры, обрабатывающие данные.
В помощь можно взят иной протокол — УАПП (UART), на сегодня являющийся наиболее распространенным. Среди семейства из множества протоколов, используемым чаще других считается RS-232, в быту именуемый портом COM. Он самый старый из всех, но и сегодня актуальный.
Он имеет линии:
- передающая — TXD;
- принимающая — RXD.
Если используют их, передавая данные, то в аппаратном управлении нет необходимости. Для аппаратного используют DTS и RTS.
Выход передатчика соединяют со входом приемника и наоборот.
RS-232 от логики (5-вольтовой) стандартной разнится электрическим принципом действия. В этом варианте «0» лежит в диапазоне +3 до +12 В, соответственно единица — в пределах от -3 до -12.
Вывод. Назначение адаптеров UART USB TTL состоит в «стыковке» сложнейшего интерфейса
USB с простым и «ходовым» протоколом UART, поддерживаемом микроконтроллерами, и работе с уровнями логики 0-5В.
Адаптер USB RS232 TTL Pl 2303 собирается на PL2303 микросхеме, создающей на ПК виртуальный СОМ-порт. Применяют для прошивки устройств с микроконтроллерами.
Его стоимость на составляет 40,84 рубля.
Чтобы доставить в Украину заплатить дополнительно нужно 149,74 руб.
Основные характеристики PL2303 USB для TTL модуль адаптер конвертер:
- тип напряжения – регулярное;
- питание – 3,3/5 V;
- назначение- для компьютера;
- температурный диапазон — -40 TO +85;
- производитель – Diymore.
USB 3.3 В 5.5 В для TTL адаптер мини-порт
Обзор
- Размер – 36х17,5 мм (ДхШ);
- Контакты: GND, CTS, VCC, TXD, DTR, RXD, RXD;
- Чипсет FT232RL;
- Поддерживает – 5В, 3,3 В;
- Шаг – 2,54 мм.
Отличного качества модули стоимостью 100,24 руб . предлагается интернет-магазином https://ru.aliexpress.com/popular/ttl-adapter.html .
Для обнаружения авто с помощью GPS адаптер USB TTL PL2303 HX конвертер RS232
Его стоимость составляет 42,7 рублей .
К особенностям относятся:
- антистатическую упаковку, не допускающую накопления статэлектричества,
- негативно отражающегося на работе;
- высокую надежность, стабильность;
- поддержку WIN7.
Используется продукт, весящий 5 граммов (без упаковки) в студенческих экспериментах производстве и т.д. Его размер – 50Х15Х7 мм. У конвертеров модели USB PL2303 — RS232
TL есть пара интерфейсов, служащих для подключения (пятиконтактный штыревой) и ПК (USB стандартный).
FT232RL USB 3.3 В 5.5 В для TTL мини-порт
Стоимость его 106, 43 рубля . Это недорогой вариант увеличить возможность USB микроконтроллерам. Для защиты самовосстанавливающийся предохранитель 500ma, чтобы защититься от перезагрузок по току.
Характеристики
- цвет – красный;
- питание USB- 5 или 3,3 В;
- вес – 4 грамма;
- габариты — 43х17 мм.
Малый размер дает возможность использовать его в разработках, где критичным является размер гаджета.
USB в TTL для UART на чипе PL2303
Используется при Arduino программировании.
Конвертер на микросхеме Max3232 преобразует сигналы RS-232 порта в пригодные к использованию в цифровых схемах на основании TTL-технологий.
Стоит 76,11 рублей.
CP2102 USB 2.0 для TTL UART 6Pin
Состоит из платы CP2102, USB2.0 full-speed встроенного, генератора кварцевого, шины данных UART и поддерживает сигналы, не требуя внешнего USB модема.
- Весит 4 грамма;
- Индикаторы светодиодные на: питании, передаче и приеме;
- Статус рабочий– 3,3 и 5 В.
Стоит 82, 3 рубля.
При разработке различного рода электронных устройств с использованием микроконтроллеров очень часто оказывается полезной возможность подключения их к персональному компьютеру через последовательный порт. Однако напрямую это сделать невозможно, поскольку по стандарту RS-232, сигнал передается уровнями -3..-15 В (логическая <1>) и +3..+15В (логический <0>). Для преобразования уровней RS-232 в стандартные логические уровни TTL обычно используют специальные микросхемы преобразователей. Однако далеко не всегда имеет смысл закладывать преобразователь уровней в схему проектируемого устройства, поскольку часто бывает так, что связь с компьютером нужна только на этапе изготовления и отладки устройства, а для конечного изделия в ней нет никакой необходимости. Логичным выходом в данной ситуации может послужить изготовление отдельного конвертера уровней RS-232 в TTL, схема одного из возможных вариантов которого приведена ниже:
Основу предлагаемого конвертера составляет широко распространенная микросхема преобразователя уровней MAX232A фирмы Maxim (U1), которая имеет также множество аналогов других производителей (Analog Devices, LG и др.). Данная микросхема рассчитана на напряжение питания 5В и имеет встроенные удвоитель и инвертор напряжения на переключаемых конденсаторах для получения напряжений +10 В, необходимых для работы с сигналами стандарта RS-232. Для работы микросхемы требуется 4 внешних конденсатора (C1, C2, C3, C4) емкостью 0.1 мкФ, которые используются в преобразователе напряжения. Кроме того, с целью упрощения использования данного конвертера в нем предусмотрена схема питания прямо от последовательного порта, что избавляет от необходимости использования внешних источников питания. Напряжение питания 5 В создается маломощным линейным стабилизатором напряжения LM78L05 (U2), вход которого подключен к накопительному конденсатору C6. Конденсатор C6 заряжается через диод от сигнала Data Terminal Ready (DTR, четвертый контакт 9-pin разъема RS-232). Диод D1 может быть любого типа (автор использовал диод в корпусе для поверхностного монтажа, выпаянный со сгоревшей материнской платы). Для нормальной работы такого преобразователя питания требуется, чтобы большую часть времени сигнал DTR имел значение логического нуля. Это должно обеспечиваться используемой терминальной программой или программой пользователя.
Использование описанного выше конвертера оказывается удобным в тех случаях, когда в процессе эксплуатации устройства не требуется наличие возможности связи с компьютером, но она нужна на этапе отладки или изготовления устройства. Типичным примером этого может служить, например, устройство с flash или EEPROM памятью, требующей начальной инициализации. Кроме того, часто бывает очень удобно в процессе разработки выводить в последовательный порт различного рода отладочную информацию, что иногда позволяет обойтись без аппаратных эмуляторов.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | ИС RS-232 интерфейса | MAX232A | 1 | В блокнот | ||
| U2 | Линейный регулятор | LM78L05A | 1 | В блокнот | ||
| D1 | Диод | 1 | В блокнот | |||
| С1-С5 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 5 | В блокнот | ||
| С6 | Электролитический конденсатор | 4.7 мкФ | 1 |
