Popis
USB na UART TTL převodník CP2102 umožňuje sériovou komunikaci mezi počítačem a mikrokontroléry nebo jinými zařízeními s rozhraním UART. Je vhodný k programování kompatibilních vývojových desek, diagnostice a přenosu dat.
Modul využívá čip CP2102, který po připojení k USB vytvoří virtuální sériový port (COM). Dostupný je v černém 6pinovém a červeném 5pinovém provedení.
Hlavní vlastnosti
- obousměrný převod komunikace USB na UART TTL
- vhodný pro Arduino, ESP8266, ESP32 a další zařízení s UART rozhraním
- programování zařízení podporujících UART bootloader
- jednoduché připojení přes USB-A bez nutnosti USB kabelu
- kompaktní rozměry a jednoduché zapojení
Technické parametry
| Převodní čip |
CP2102 |
| USB konektor |
USB-A (samec) |
| USB rozhraní |
USB 2.0 Full-Speed |
| Sériové rozhraní |
UART TTL |
| Logická úroveň UART |
3,3 V |
| Napájení modulu |
5 V přes USB |
| Napájecí vývody |
3,3 V a 5 V |
| Přenosová rychlost UART |
300 bps až 1 Mbps |
| Podporované systémy |
Windows, Linux, macOS (s kompatibilními ovladači) |
| Varianty |
červený (5 pinů), černý (6 pinů) |
Rozdíly mezi varianty
| Červený – 5 pinů |
3V3, TXD, RXD, GND, +5V |
| Černý – 6 pinů |
DTR, RXD, TXD, +5V, GND, 3V3 |
Černý variant má navíc vyvedený signál DTR, který je možné při vhodném zapojení využít k resetu kompatibilního mikrokontroléru, například při programování. Červený variant poskytuje základní UART a napájecí vývody bez DTR.
Zapojení
- TXD – vysílání dat, připojit na RX cílového zařízení
- RXD – příjem dat, připojit na TX cílového zařízení
- GND – společná zem
- 3V3 – napájecí vývod 3,3 V
- 5V / +5V – napájecí vývod 5 V
- DTR – pomocný řídicí signál dostupný na černém variantu
Upozornění: Modul používá UART TTL logiku přibližně 3,3 V. Napájecí vývody 3,3 V a 5 V neznamenají automatické přepínání napěťových úrovní signálů TXD/RXD. Před zapojením zkontrolujte kompatibilitu cílového zařízení a označení pinů na desce. Převodník není určen k přímému připojení k rozhraním RS232 nebo RS485.
Programování přes UART
Převodník CP2102 umožňuje kromě sériové komunikace také nahrávání programu do kompatibilních mikrokontrolérů. Cílové zařízení však musí podporovat programování přes UART bootloader.
Černý variant má vyvedený signál DTR, který lze využít k automatickému resetu při programování. Některé vývojové desky vyžadují připojení DTR k RESET přes kondenzátor. U červeného variantu bez DTR může být nutný manuální reset.
Použití
- programování Arduino Pro Mini a dalších desek s UART bootloaderem
- sériová komunikace s ESP8266, ESP32 a dalšími mikrokontroléry
- diagnostika a čtení dat ze sériového portu
- komunikace s GPS/GNSS a dalšími UART moduly
- vývoj a testování elektronických zařízení
Související produkty
Pokud hledáte alternativní USB-UART převodník, podívejte se také na FT232RL převodník s USB-C nebo Mini USB a možností volby logické úrovně 3,3 V / 5 V. K jednoduchému propojení s vývojovými deskami a moduly se mohou hodit Dupont propojovací kabílky 20 cm, zejména ve variantě F-F.
Převodník CP2102 lze využít například při programování Arduino Pro Mini. Při propojování zařízení s odlišnými logickými úrovněmi může být užitečný také 4kanálový logický konvertor 3,3 V / 5 V.
Ovladače a dokumentace
Ovladače pro virtuální sériový port naleznete například na stránce CP210x VCP Drivers. Podrobné technické informace o čipu jsou dostupné v datasheetu CP2102/9 (PDF).
Časté dotazy
Jaký je rozdíl mezi červeným a černým variantem?
Červený variant má 5 pinů (3V3, TXD, RXD, GND, +5V), zatímco černý variant má 6 pinů (DTR, RXD, TXD, +5V, GND, 3V3). Černý variant má navíc vyvedený signál DTR, který lze využít například k automatickému resetu při programování.
K čemu slouží převodník CP2102?
Převodník umožňuje komunikaci mezi počítačem s USB portem a zařízením se sériovým rozhraním UART TTL. Používá se například k programování kompatibilních mikrokontrolérů, diagnostice, čtení dat a sériové komunikaci.
Jaký je rozdíl mezi UART a USART?
UART podporuje asynchronní sériovou komunikaci, zatímco USART může podporovat asynchronní i synchronní režim. CP2102 používá UART a dokáže komunikovat i s mikrokontroléry vybavenými USART, pokud pracují v asynchronním režimu.
Jaké napěťové úrovně používá převodník?
Převodník používá UART TTL logiku přibližně 3,3 V. Na desce jsou dostupné také napájecí vývody 3,3 V a 5 V, ty však neznamenají automatické přepínání úrovní signálů TXD a RXD.
Mohu převodník připojit k zařízení s 5V logikou?
Záleží na konkrétním zařízení. Před připojením je třeba ověřit kompatibilitu jeho UART vstupů a výstupů s 3,3V logikou převodníku. Při nekompatibilních úrovních použijte vhodný logický konvertor.
Jak se správně zapojují piny TXD a RXD?
Piny se připojují křížem: TXD převodníku na RX zařízení a RXD převodníku na TX zařízení. Zároveň je třeba propojit společnou zem GND.
K čemu slouží pin DTR?
DTR je pomocný řídicí signál, který lze použít například k automatickému resetu mikrokontroléru při nahrávání programu. U některých vývojových desek se připojuje k RESET přes kondenzátor. DTR je na nabízeném převodníku dostupný pouze u černého 6pinového variantu.
Je převodník vhodný k programování Arduino Pro Mini?
Ano. CP2102 lze použít k programování Arduino Pro Mini s nahraným UART bootloaderem. U černého variantu je možné využít DTR k automatickému resetu, zatímco u červeného variantu může být nutné provést reset manuálně. Důležité je také správné napájení a kompatibilita logických úrovní.
Mohu pomocí CP2102 naprogramovat nový ATmega328P-PU?
Samotný převodník CP2102 běžně nedokáže naprogramovat zcela nový ATmega328P-PU bez bootloaderu. K prvotnímu nahrání bootloaderu je potřeba vhodný ISP programátor nebo jiné podporované programovací rozhraní.
Je bootloader potřeba i pro běžnou sériovou komunikaci?
Ne. K přenosu dat přes UART bootloader není potřeba. Potřebný je pouze při programování zařízení, která využívají sériový bootloader k nahrávání firmwaru.
Je CP2102 kompatibilní s ESP8266 a ESP32?
Ano. Převodník lze používat k sériové komunikaci a při vhodném zapojení také k programování kompatibilních zařízení ESP8266 a ESP32. Některé desky vyžadují manuální přepnutí do programovacího režimu nebo další řídicí signály.
Potřebuji k používání převodníku ovladače?
Převodník používá ovladače CP210x VCP, které vytvoří virtuální sériový port (COM). Některé operační systémy je obsahují automaticky, v ostatních případech si je můžete stáhnout například ze stránek výrobce Silicon Labs.
Jaký program mohu použít pro sériovou komunikaci?
Po instalaci ovladače je možné používat běžné sériové terminály, například Arduino IDE Serial Monitor, PuTTY nebo Tera Term. Je třeba nastavit správný sériový port a přenosovou rychlost cílového zařízení.
Mohu převodník použít místo RS232 nebo RS485 adaptéru?
Ne přímo. CP2102 používá UART TTL signálové úrovně, které se liší od elektrických úrovní rozhraní RS232 a RS485. Pro komunikaci s těmito rozhraními je potřeba odpovídající převodník.
Je nutný USB kabel?
Ne. Oba varianty mají vestavěný USB-A konektor (samec), takže je lze připojit přímo do kompatibilního USB portu počítače.
Mohu přes vývody 3,3 V nebo 5 V napájet další zařízení?
Vývody mohou sloužit k napájení kompatibilních nízkopříkonových zařízení, je však třeba dodržet proudová omezení konkrétního modulu. Nejsou určeny jako univerzální zdroj pro výkonnější zařízení.
