Popis
USB na UART TTL prevodník CP2102 umožňuje sériovú komunikáciu medzi počítačom a mikrokontrolérmi alebo inými zariadeniami s rozhraním UART. Je vhodný na programovanie kompatibilných vývojových dosiek, diagnostiku a prenos údajov.
Modul využíva čip CP2102, ktorý po pripojení k USB vytvorí virtuálny sériový port (COM). Dostupný je v čiernom 6-pinovom a červenom 5-pinovom vyhotovení.
Hlavné vlastnosti
- obojsmerný prevod komunikácie USB na UART TTL
- vhodný pre Arduino, ESP8266, ESP32 a ďalšie zariadenia s UART rozhraním
- programovanie zariadení podporujúcich UART bootloader
- jednoduché pripojenie cez USB-A bez potreby USB kábla
- kompaktné rozmery a jednoduché zapojenie
Technické parametre
| Prevodný čip |
CP2102 |
| USB konektor |
USB-A (samec) |
| USB rozhranie |
USB 2.0 Full-Speed |
| Sériové rozhranie |
UART TTL |
| Logická úroveň UART |
3,3 V |
| Napájanie modulu |
5 V cez USB |
| Napájacie vývody |
3,3 V a 5 V |
| Prenosová rýchlosť UART |
300 bps až 1 Mbps |
| Podporované systémy |
Windows, Linux, macOS (s kompatibilnými ovládačmi) |
| Varianty |
červený (5 pinov), čierny (6 pinov) |
Rozdiely medzi variantmi
| Červený – 5 pinov |
3V3, TXD, RXD, GND, +5V |
| Čierny – 6 pinov |
DTR, RXD, TXD, +5V, GND, 3V3 |
Čierny variant má navyše vyvedený signál DTR, ktorý je možné pri vhodnom zapojení využiť na reset kompatibilného mikrokontroléra, napríklad pri programovaní. Červený variant poskytuje základné UART a napájacie vývody bez DTR.
Zapojenie
- TXD – vysielanie dát, pripojiť na RX cieľového zariadenia
- RXD – príjem dát, pripojiť na TX cieľového zariadenia
- GND – spoločná zem
- 3V3 – napájací vývod 3,3 V
- 5V / +5V – napájací vývod 5 V
- DTR – pomocný riadiaci signál dostupný na čiernom variante
Upozornenie: Modul používa UART TTL logiku približne 3,3 V. Napájacie vývody 3,3 V a 5 V neznamenajú automatické prepínanie napäťových úrovní signálov TXD/RXD. Pred zapojením skontrolujte kompatibilitu cieľového zariadenia a označenie pinov na doske. Prevodník nie je určený na priame pripojenie k rozhraniam RS232 alebo RS485.
Programovanie cez UART
Prevodník CP2102 umožňuje okrem sériovej komunikácie aj nahrávanie programu do kompatibilných mikrokontrolérov. Cieľové zariadenie však musí podporovať programovanie cez UART bootloader.
Čierny variant má vyvedený signál DTR, ktorý možno využiť na automatický reset pri programovaní. Niektoré vývojové dosky vyžadujú pripojenie DTR k RESET cez kondenzátor. Pri červenom variante bez DTR môže byť potrebný manuálny reset.
Použitie
- programovanie Arduino Pro Mini a ďalších dosiek s UART bootloaderom
- sériová komunikácia s ESP8266, ESP32 a ďalšími mikrokontrolérmi
- diagnostika a čítanie údajov zo sériového portu
- komunikácia s GPS/GNSS a ďalšími UART modulmi
- vývoj a testovanie elektronických zariadení
Súvisiace produkty
Ak hľadáte alternatívny USB-UART prevodník, pozrite si aj FT232RL prevodník s USB-C alebo Mini USB a možnosťou voľby logickej úrovne 3,3 V / 5 V. Na jednoduché prepojenie s vývojovými doskami a modulmi sa môžu hodiť Dupont prepojovacie kábliky 20 cm, najmä vo variante F-F.
Prevodník CP2102 možno využiť napríklad pri programovaní Arduino Pro Mini. Pri prepájaní zariadení s odlišnými logickými úrovňami môže byť užitočný aj 4-kanálový logický konvertor 3,3 V / 5 V.
Ovládače a dokumentácia
Ovládače pre virtuálny sériový port nájdete napríklad na stránke CP210x VCP Drivers. Podrobné technické informácie o čipe sú dostupné v datasheete CP2102/9 (PDF).
Časté otázky
Aký je rozdiel medzi červeným a čiernym variantom?
Červený variant má 5 pinov (3V3, TXD, RXD, GND, +5V), zatiaľ čo čierny variant má 6 pinov (DTR, RXD, TXD, +5V, GND, 3V3). Čierny variant má navyše vyvedený signál DTR, ktorý možno využiť napríklad na automatický reset pri programovaní.
Na čo slúži prevodník CP2102?
Prevodník umožňuje komunikáciu medzi počítačom s USB portom a zariadením so sériovým rozhraním UART TTL. Používa sa napríklad na programovanie kompatibilných mikrokontrolérov, diagnostiku, čítanie údajov a sériovú komunikáciu.
Aký je rozdiel medzi UART a USART?
UART podporuje asynchrónnu sériovú komunikáciu, zatiaľ čo USART môže podporovať asynchrónny aj synchrónny režim. CP2102 používa UART a dokáže komunikovať aj s mikrokontrolérmi vybavenými USART, pokiaľ pracujú v asynchrónnom režime.
Aké napäťové úrovne používa prevodník?
Prevodník používa UART TTL logiku približne 3,3 V. Na doske sú dostupné aj napájacie vývody 3,3 V a 5 V, tie však neznamenajú automatické prepínanie úrovní signálov TXD a RXD.
Môžem prevodník pripojiť k zariadeniu s 5 V logikou?
Závisí od konkrétneho zariadenia. Pred pripojením je potrebné overiť kompatibilitu jeho UART vstupov a výstupov s 3,3 V logikou prevodníka. Pri nekompatibilných úrovniach použite vhodný logický konvertor.
Ako sa správne zapájajú piny TXD a RXD?
Piny sa pripájajú krížovo: TXD prevodníka na RX zariadenia a RXD prevodníka na TX zariadenia. Zároveň je potrebné prepojiť spoločnú zem GND.
Na čo slúži pin DTR?
DTR je pomocný riadiaci signál, ktorý možno použiť napríklad na automatický reset mikrokontroléra pri nahrávaní programu. Pri niektorých vývojových doskách sa pripája k RESET cez kondenzátor. DTR je na ponúkanom prevodníku dostupný iba pri čiernom 6-pinovom variante.
Je prevodník vhodný na programovanie Arduino Pro Mini?
Áno. CP2102 možno použiť na programovanie Arduino Pro Mini s nahratým UART bootloaderom. Pri čiernom variante je možné využiť DTR na automatický reset, zatiaľ čo pri červenom variante môže byť potrebné vykonať reset manuálne. Dôležité je aj správne napájanie a kompatibilita logických úrovní.
Môžem pomocou CP2102 naprogramovať nový ATmega328P-PU?
Samotný prevodník CP2102 nedokáže bežne naprogramovať úplne nový ATmega328P-PU bez bootloadera. Na prvotné nahratie bootloadera je potrebný vhodný ISP programátor alebo iné podporované programovacie rozhranie.
Je bootloader potrebný aj na bežnú sériovú komunikáciu?
Nie. Na prenos údajov cez UART bootloader nie je potrebný. Potrebný je iba pri programovaní zariadení, ktoré využívajú sériový bootloader na nahrávanie firmvéru.
Je CP2102 kompatibilný s ESP8266 a ESP32?
Áno. Prevodník možno používať na sériovú komunikáciu a pri vhodnom zapojení aj na programovanie kompatibilných zariadení ESP8266 a ESP32. Niektoré dosky vyžadujú manuálne prepnutie do programovacieho režimu alebo ďalšie riadiace signály.
Potrebujem na používanie prevodníka ovládače?
Prevodník používa ovládače CP210x VCP, ktoré vytvoria virtuálny sériový port (COM). Niektoré operačné systémy ich obsahujú automaticky, v ostatných prípadoch si ich môžete stiahnuť napríklad zo stránky výrobcu Silicon Labs.
Aký program môžem použiť na sériovú komunikáciu?
Po nainštalovaní ovládača je možné používať bežné sériové terminály, napríklad Arduino IDE Serial Monitor, PuTTY alebo Tera Term. Je potrebné nastaviť správny sériový port a prenosovú rýchlosť cieľového zariadenia.
Môžem prevodník použiť namiesto RS232 alebo RS485 adaptéra?
Nie priamo. CP2102 používa UART TTL signálové úrovne, ktoré sa líšia od elektrických úrovní rozhraní RS232 a RS485. Na komunikáciu s týmito rozhraniami je potrebný zodpovedajúci prevodník.
Je potrebný USB kábel?
Nie. Oba varianty majú zabudovaný USB-A konektor (samec), takže ich možno pripojiť priamo do kompatibilného USB portu počítača.
Môžem cez vývody 3,3 V alebo 5 V napájať ďalšie zariadenie?
Vývody môžu slúžiť na napájanie kompatibilných nízkopríkonových zariadení, je však potrebné dodržať prúdové obmedzenia konkrétneho modulu. Nie sú určené ako univerzálny zdroj pre výkonnejšie zariadenia.
