Преобразователь USB/UART, совмещенный с программатором для микроконтроллеров AVR (APU-2M)

AVR
Похожие устройтсва:

APU-2,
APU-2N (Narrow)
APU-2MM (Module Mini-USB)

Продолжаю цикл заметок «Проекты-малыши»

В данной заметке будет кратко рассмотрено устройство, позволяющее преобразовывать данные, поступающие по интерфейсу USB, в данные, съедобные для UART-модуля обычного микроконтроллера (и в другую сторону, естественно, тоже). Преобразование упомянутых интерфейсов производится посредством широко известной (в узких кругах) микросхемы FT232RL (линии шины CBUS которой также выведены для удобства пользователя на выходной разъем). У рассматриваемого устройства есть еще одна полезная фича – в него встроен программатор для микроконтроллеров AVR конторы Atmel. Внешний вид преобразователя показан на рисунке ниже:




Вообще говоря, заметкой про устройство APU-2MM я хотел завершить эпопею о преобразователях/программаторах на базе чипа FT232RL. Однако, у одного из заказчиков имелось свое мнение на этот счет. Легко заметить, что устройство APU-2MM использует для связи с компом хлипкий разъем Mini-USB-B (female), что обусловлено лишь необходимой компактностью встраиваемого модуля. Ну так вот, ввиду достаточного свободного пространства в очередном проектируемом устройстве заказчик повелел заложить для связи с внешним миром дубовый разъем USB-B (female) взамен нежного Мини-ЮСБ. И, в принципе, желание заказчика вполне логично: минимальные габариты – это, конечно, хорошо. Но если позволяет место – неплохо бы было озаботиться и механической прочностью устройства в целом. Ну и, возможно, такой подход для кого-то из читателей тоже окажется, как говорится, в жилу.

Наиболее простым и быстрым решением оказалось слегка переделать модуль APU-2MM (вставить дубовый разъем вместо хлипкого). В итоге принципиальная схема модуля стала выглядеть так:



Поскольку кроме типа входного разъема «USB» приведенная схема абсолютно ничем не отличается от схемы устройства APU-2MM, рекомендую для ознакомления с принципом работы рассматриваемого преобразователя/программатора проследовать сюда. Там, в частности, рассмотрены особенности подключения данного модуля к микроконтроллерной/микропроцессорной системе. Далее же будут перечислены лишь конструктивные особенности устройства APU-2M.

А особенностей – всего-то ничего. Лишь слегка поменялась печатная плата модуля:





да его габаритные размеры:



Габаритные размеры модуля с учетом USB-разъема не указаны ввиду следующего фактора – китайские собратья давным-давно и весьма решительно положили хер на разные стандарты. В связи с этим длина разъема USBB-1J может отличаться на 1,0-1,5мм у разных производителей.

Примечание: выводы модуля остались на тех же местах, что и в APU-2MM (назначение их тоже совпадает). В плане программирования через Синапрогу доступ к APU-2M аналогичен доступу к APU-2MM

Вот, собственно, и всё. Осталось только возмутиться – это ж насколько один вонючий разъем меняет общий облик всего устройства! Если модуль APU-2MM выглядит как «эксклюзивный вариант», то APU-2M смотрится как голимый клон девборды UM232R. Ну а в целом – желаю удачи в работе с микроконтроллерами!

Содержание архива:

APU-2M_Hardware.zip:

APU-2M.pdf – схема преобразователя/программатора;
APU-2M_ЛУТ.lay – печатная плата преобразователя/программатора (вариант для «утюжников»);
APU-2M_ФР.lay – печатная плата преобразователя/программатора (вариант для «шаблонщиков»).

Плата нарисована в «САПР» «Sprint Layout 5.0» (бесплатная гляделка).
Файлы в топике: APU-2M_Hardware.zip

Комментарии (54)

RSS свернуть / развернуть
Мне кажется уже пора что-то другое сделать. Программатор на ft232 как-то… задолбал.
+5
  • avatar
  • NCCat
  • 16 февраля 2013, 00:31
например?
0
По поводу программатора на ftdi, у меня накопился вот такой список проблем,

1. После программирования надо дергать драйвер (ftdi_sio) чтобы заработал uart, а это надо каждый раз для отладки.
2. Слишком много проводов с usb, хочется прошивалку и uart через bt или любой трансивер.

Конечно же этим заниматься и лень времени нет, так и преешагиваю через провод и перезагружаю модуль после каждого прошива.
0
После программирования надо дергать драйвер (ftdi_sio) чтобы заработал uart

[думает] а для УАРТа данные через какой софт шлешь?
0
Уартов софт не при делах, я просто не знаю как по хорошему пнуть драйвер, или сам ftdi, а то бы дописал avrdude. Да и с учетом второго пункта желания копаться с ftdi мало.
0
0
хочется прошивалку и uart через bt или любой трансивер.
хммм…
0
А интересная мысль
0
обычный avrisp на 2313 тиньке. а что его будет кормить уартом — глубоко фиолетово.
правда насколько оно нужно? вот в чем вопрос.
или идея в том, чтобы по воздуху тайминги битбанга держались, которыми кормить ftdi? имхо, это сильно-сильно сомнительно.
0
вот меня идея тоже заитересовала:)
0
Ну хотя бы Ethernet-UART.
0
Например сделать фильтр Кальмана с данными от GPS и акселлерометра на входе и уточненной позицией на выходе
0
  • avatar
  • x893
  • 16 февраля 2013, 03:20
Например сделать фильтр Кальмана с данными от GPS и акселлерометра на входе и уточненной позицией на выходе
rcshop.kz/product/2908/
+
rcshop.kz/product/2907/
Китайцы давно уже все сделали…
Навигационнй контроллер + GPS. Подключается к контроллеру мультикоптера, например, rcshop.kz/product/2506/
Принимает координаты от GPS, запоминает, например, точку старта, обеспечивает на автопилоте возврат в нее… На форумах моделистов о них подробно пишут.
0
Вы 100% уверены, что там калман? На avr? И производительности хватает? И ресурсов?
Вот бы код посмотреть… :)

Сдаётся мне там что-то не сложнее DCM.
0
поправка: «не сложнее чем DCM+CF»
0
Не знаю, какой там фильтр, но, судя по форумам моделистов, свои функции эта платка выполняет. У меня до нее пока руки не дошли, только модуль GPS на компе проверил, да USARTы на USB и блютус.
Не думаю, что усложнение фильтра много чего даст, особенно для GPS, при наблюдаемой долговременной погрешности неподвижного модуля до 12-15м при работе с 11-12 спутниками из 14 наблюдаемых им. Да и при использовании их мной на роботе — вибраций будет намного меньше, чем на мультикоптере с кучей (до 8) высокооборотистых движков.

Исходники всех этих модулей в сети есть. Как фирменных прошивок, так и альтернативные. Написаны в среде Ардуино. Пока только мельком глянул. Рассматриваю 2 варианта: использовать на первое время как есть, принимая ЦК робота готовые данные с этих платок (например, контроллер мультикоптера выдает для настройки программой в компе все данные датчиков через один из USART, а с навигационным — общается по I2С). Или — выкинуть из программы контроллера мультикоптера все, кроме общения с датчиками, и добавить общение через USART с ЦК робота по используемому мной командному протоколу.
0
Если «Не знаю, какой там фильтр», то зачем отвечать «Китайцы давно уже все сделали…» на реплику про ФК? Того, что Вы описали — везде навалом и без китайцев. Но это не то. А вот реализаций с ФК не так уж и много.

Даст ли ФК что-то или нет — это уж кому чего достаточно. Большинству, хватает реализаций комплементарного фильтра для «полетать-поиграть». Как только возникает желание подвесить что-то стоящее ощутимых денег или от этого начинает зависеть прибыль — начинают думать о мозгах с ФК.
0
Кстати, в самом указанном выше контроллере мультикоптера — еще и 3х осевой акселерометр, 3х осевой гироскоп, магнитный компас, и даже — барометр…
По барометру контролируется высота полета. Пишут, что до 30см держит.

На некоторые еще и УЗ дальномер начали ставить, для контроля высоты при посадке на автопилоте…
0
Я себе такой и сделал — только без УЗ локатора.
akb77.com/g/stm32/cc3dx/
Поменял на китайском вертолете родное управление на это — стабильность сильно лучше стала.
www.aliexpress.com/item/6043-4ch-RC-Bird-R-C-Four-Axis-Ladybug-Kid-s-Toy/593378839.html
+1
А прошивка какая? Собственная, портировали что-то или совместимая есть?
0
Использовал github.com/TauLabs/TauLabs
board добавил свой так как ноги немного другие у меня
+1
и руки тоже :):):)
0
Большое спасибо! Не знал про этот форк
0
они активнее чем OpenPilot
0
таких контроллеров (в т.ч. опенсорсных) сейчас уже навалом
0
Гагантский usb тут смотрится чуждо.
USB-B ставят обычно на большие и тяжелые приборы, типа принтеров, где если дернуть за шнур, есть шанс поломать mini-USB.
Для мелких карманных устройств — mini-USB. Хоть удергайся за шнур, платка легкая ничего разъему не будет.
+1
  • avatar
  • Bonio
  • 16 февраля 2013, 10:01
… для связи с компом хлипкий разъем Mini-USB-B(female)...
Он действительно «нежнее» USB-B (female). Видимо заказчик очередного_проектируемого_устройства задался вопросом надёжностью устройства в целом и в чьих руках оно окажется. Тем более что свободного места в устройстве предостаточно, утверждает podkassetnik. Почему нет?
На APU-2M USB-B смотрится не эстетично, да.
0
На APU-2M USB-B смотрится не эстетично

однозначно:)
0
ну, 19-дюймовый корпус далеко не карманный:)
0
А чем эта плата отличается от предыдущей? Разъемом?
+1
Поскольку кроме типа входного разъема «USB» приведенная схема абсолютно ничем не отличается от схемы устройства APU-2MM
0
USB-B громоздкий и непопулярный. Надо ставить MicroUSB. И вообще непонятно, зачем плодить тыщЫ разводок для устройства на двух микрах. Можно было, положить в старый пост, типа апдейт.
-1
Открою страшную тайну. Китайские USB-B «взрослого» размера после сотни-другой передёргиваний контачат точно так же фигово, как и mini-USB ихнего же производства. Но тут… хозяин — барин :)
0
  • avatar
  • Katz
  • 16 февраля 2013, 19:33
А где это автор научился так дифференциальные пары разводить? Понятно, что здесь расстояние небольшое, но всё равно как-то не аккуратненько.
0
  • avatar
  • vmg
  • 16 февраля 2013, 20:35
Одно непонятно — как должна будет выглядеть поделка, на которую будет одеваться эта плата??
У всех обычно 3 пина торчит — RX TX GND.
А тут — аж 2 гребёнки надо зафигачить. Совершенно непонятный замысел.
0
а чего тут непонятного? на «ответной» плате либо PBS в два ряда, либо просто два ряда точек и впаивать наглухо
0
И ещё. Запихивание всего подряд в шину — это, похоже, беда всех советских предприятий. Потом блджад, берёшь схему на 5, скажем, листах и тупишь в неё 3 часа. Да чего там на 5. Там и на одном А1 можно конкретно затупить. Микра в одном углу листа и всё в шину. А обвес к ней — в другом углу листа и тоже всё в шину. А то и старательно размазан по всему листу (если не по 3-5). Я бы за такое расстреливал как за вредительство.
ГОСТ, блджад, предусматривает оформление схемы в виде отдельных логически оконченных частей, которые не обязательно связывать паутиной из соединений, и не обязательно всё запихивать в шину. достаточно подписать сигналы на концах законченного схемного блока и написать на какой лист они уходят. Шина, ети, это объединение по какому-то логическому признаку. Шина данных, адреса, PCI, например.
0
а как надо? приведи пример
0
для питания есть в ГОСТе треугольничек, если вам так нужен ГОСТ. а у вас через весь лист питание тянется в шину.
0
ГОСТ меня не особо интересует, мне больше важна понятность схемы. и до сих пор никто не жаловался. на мой взгляд, в шине, содержащей 10-15 линий разобраться не сложно (если нормально указано направление входа и выхода линий из шины).

ну а пример мощнейший, да. например, чтобы узнать, куда подключена линия РС15, надо тщательно просмотреть 4 листа схемы.

вообще для спора о том, как надо рисовать схемы лучше сделать отдельную тему. в разделе arduino vs неarduino, C++ vs ASM, Windows vs Linux и т.д.
дело это чисто субъективное, и каждый вопринимает то, что нарисовано, по-своему. вот, например, ниже Vga умудрился в 2-х словах обрисовать мое представление о нормально начерченной схеме. если обвязка микрух нарисована прямо около них, если цепи нормально обозваны (а не просто тупо 1, 2, 3, 4..., чем, надо признать, советские схемы и впрямь грешили) — схему читать вполне удобно.
0
вообще для спора о том, как надо рисовать схемы лучше сделать отдельную тему.
А тут уже недавно был срачик паутина vs шины vs поименованные соединения (пример scaldov относится именно к ним, а не к шинам).
0
я помню, да:) именно памятуя о сим сраче и посоветовал создать отдельную тему. полтыщи камментов за два дня обеспечены:)
0
А товарищ scaldov со схемами к военной техники не работал. Это круче пазлов, нужно сначала найти все листочки, а потом склеить, порток размером с пол комнаты. Шины спасают как при подготовке документации, так и при чтении и ремонте. В случае с «треугольничками», мне кажется, проще папки связать к шее покрепче и утопиться в ближайшей луже.
0
сжечь — результативней!:) Особенно, если в схеме присутствует с десяток напряжений питания и они не перечислены в отдельной таблице, как чаще всего бывает:)
+1
лол. с ними как раз и работаю.
0
за примерами далеко ходить не надо.
0
Здесь, как раз, весьма прилично. Обвязка висит непосредственно на микрах, в шину уходят линии на коннектор, все линии внятно подписаны. Если разрисовывать это все паутиной — будет каша.
0
Подскажите пожалуйста, в схеме все конденсаторы на 0,47. Вопрос 0,47n или 0,47u фарад?
0
Во первых, согласно советским стандартам емкость в пикофарадах указывается целым числом без единицы (220, 2200, 22 — это все пФ), а в микрофарадах — дробным числом без единицы (220.0, 22.0, 2.2, 0.22 — это все мкФ). Нанофарады или не используются, или обозначаются как «н» (22н, 2.2н). Согласно этому правилу — 0.47мкФ.
Во вторых, конденсаторы там стоят по питанию. Ставить 470пФ на питание смысла нет (ну… на самом де бывает еще СВЧ, но это отдельная тема), там ставятся конденсаторы от 0.1мкФ. Согласно этому соображению — результат тот же.
0
вот — всё правильно!:)
0
пару вопросов по пайке:
1) какой флюс использовали?
2)если спирто-канифольный(канифоль) то как смывали что-бы фоторезист не смыть?
а то на днях тоже решил фоторезист как паяльную маску попробовать но после 2-х мазков флюса стал слезать.
0
1. дополнительного флюса не использую вообще — только тот, который встроен в припой (глянул на цены и ужаснулся). вроде CF-10 называется.

2. флюс я не смываю (ну, только совсем уж огромные его капли/куски, прилипшие к плате. они уничтожаются спиртом). не вижу смысла — на таких частотах, на которых работают мои поделки, наличие остатков флюса на плате никаких неудобств не причиняет. и дорожки/выводы деталей остатки флюса не прожирают со временем (во всяком случае, проверяю в течение 8-9 лет).

а вид моих поделок «как настоящий» объясняется просто (это, кстати, делаю только специально для ww.ee, ибо на фото всё должно выглядеть по-человечески). в то время, как многие любители спирто-канифольный флюс смывают, я им наоборот покрываю один-два раза всю плату после монтажа:) и тут тебе сразу и гламурный блеск, и растворение в спирте остатков флюса:)

по фоторезисту. неоднократно проверено и мной, и другими: если фоторезист слазит при протирке спиртом (не путать с бросанием платы в ведро со спиртом или растворителем) — значит он херово накатан (либо плохо подготовлена фольга заготовки ПП, либо накатывался при низкой температуре). я вообще все свои платы после изготовления покрываю достаточно мощным слоем спирто-канифольного флюса (см. тут, ближе к окончанию). и никогда фоторезист не отваливается:)
0
спасибо за быстрый ответ, буду пробовать) а то иногда приходится так сказать презентовать свои наработки и хочется что-бы они нормально выглядели.
0
но эта — сам понимаешь, пальцами такую поделку особо ужЕ не полапаешь:) иначе вся будет в отпечатках:)
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.