מתאם UART-על-גבי-USB הוא אחד מכלי העבודה והדיבוג הבסיסיים של כל מייקר, ויש המון סוגים בשוק. ה-HW-728 קומפקטי במיוחד, והג'וק הייעודי שעליו מסקרן גם למפתחים מתקדמים. הנה הפרטים.

רקע

מייקרים רבים נתקלו במתאם USB-UART בפעם הראשונה קצת אחרי שנתקלו בארדואינו פרו-מיני הקטן, וגילו שאין לו חיבור USB משל עצמו. בלית ברירה אפשר אמנם לגייס לוח ארדואינו אונו ולהפוך אותו למתאם, לצורך צריבת הקוד לפרו-מיני, אך לאורך זמן זהו פתרון לא נוח ולא גמיש, במיוחד כשעוברים לשימושים מגוונים יותר, כגון תקשורת עם מודולים אחרים או דיבוג מערכות.

השבבים של חברת FTDI היו פעם שם נרדף למתאמי USB-UART יעודיים, ומחירם הגבוה גרם לסינים לייצר חיקויים זולים. אחריהם הגיעו ג'וקים אחרים, כגון PL2303 ו-CP2102, וגם CH340G שהתברר כמוצלח וזול כל כך, שהוא הפך לברירת המחדל בכל הלוחות תואמי-הארדואינו הסיניים. העושר הזה יצר עושר דומה של מודולים מתאמים, כל אחד עם יכולות ואופציות שונות ומיפוי פינים אחר – בלגן רציני למי שבסך הכול רוצה תקשורת UART עם המחשב.

המודול

המודול HW-728 הסיני לא מביא בשורה יוצאת דופן לשוק, אבל יש לו כמה יתרונות. ראשית, בניגוד למודולים רבים אחרים, חיבור ה-USB שלו הוא לא זכר אלא Micro נקבה, כלומר מחברים אותו למחשב באמצעות כבל נפוץ רגיל והוא לא צריך להיות צמוד פיזית למחשב או למפצל. שנית, הוא קטן מאוד (כ-18 על 16 מ"מ, עובי 3 מ"מ), ושלישית, כיוון שהג'וק שעליו הוא ממשפחת CH340, הוא מזוהה אוטומטית על ידי מערכת ההפעלה (לפחות על ידי Windows 10 ו-Ubuntu) ולא צריך לדאוג לדרייברים.

יש לו 6 חורים לפינים, בריווח 2.54 מ"מ סטנדרטי: GND ו-5V (ישירות מה-USB), חיבורי TX ו-RX כמובן, וכן DTR ו-3V3. האחרון הוא די פיקציה – זהו רק מתח רפרנס, ואי אפשר להפעיל איתו שום דבר שימושי. החיבור DTR לא מתנהג כמו שאות DTR "אמתי" אמור להתנהג, אלא יורד לאלפית שנייה בערך וחוזר בחזרה – מה שהופך אותו, במקרה, לאות מושלם לאיפוס של לוח ארדואינו לקראת צריבה!

הסף של RX נמוך מספיק כדי שיסתדר עם אותות נכנסים ב-3.3V, אך TX מוציא אותות ב-5V, ואם אתם רוצים לתקשר עם מערכת שעובדת במתח נמוך יותר זו בעיה – תצטרכו לדאוג להמרת מתחים כלשהי. הנה כרטיס קטן שאלתרתי, שמוריד את TX ל-3.3V וגם מעביר את המתח מפין 5V דרך מייצב מתח ל-3.3V, כדי לתת חשמל במקרה הצורך למיקרו-בקרים או מודולים עם דרישות צנועות.

מבחינת קצבי שידור, הנה צילום מסך סקופ של אות יוצא (נשלח מה-Serial Monitor של ארדואינו) בקצב גבוה מאוד, יחסית, של 2Mb/s – אפשר לראות שהסקופ זיהה את התווים בלי בעיה. כשמדובר במוצרים סיניים, אפילו דברים כאלה לא תמיד מובנים מאליהם.

על הלוח, פרט ל-CH340E, יש מעט מאוד רכיבים נוספים – כמה קבלים, לד אדום אחד לאינדיקציה שהלוח מקבל חשמל, ולד אדום נוסף שמהבהב כשיש תקשורת פעילה (בכל כיוון שהוא). בולט בהיעדרו מתנד גבישי, שהיה פריט חובה במודולים שהתבססו על CH340G (וגם אחרים). לפי ה-Datasheet, המתנד הפנימי כאן מגיע לסטיה מרבית של 1% בקצב השידור, ואם זה נכון זה סביר בהחלט ל-UART.

ה-CH340E עצמו מגיע במארז MSOP10 הזערורי, מה שאומר שאם יש לכם כלים עדינים מספיק כדי להלחים אותו, הוא יכול להוות פתרון מצוין, זול וקומפקטי מאוד לתקשורת USB-UART בין המחשב למערכת שאתם מתכננים. צריכת החשמל שלו (לבדו, לא כולל הלדים שעל הלוח) אמורה להיות כ-7 מילאמפר. הזמנתי כמה ג'וקים כאלה כדי לבדוק אותם יותר לעומק, אך השילוב של דואר ישראל והקורונה לא מעורר אופטימיות בקשר להגעת החבילה הזו בעתיד הנראה לעין…