RDC1-USB-UART, Преобразователь USB-UART, CP2102, USB micro с возможностью установки Arduino Mini

Никто не сомневается в необходимости и полезности USB-UART-преобразователей. COM- порт уже не найти в современных компьютерах, а для практических задач, использующих обмен данными между компьютером и устройством управления, микроконтроллером, отладки, передачи данных нет ничего проще и удобнее, чем преобразователь USB-UART. Микроконтроллер общается с преобразователем по обычному UART, а к компьютеру данные передаются по USB. Компьютер распознает подключенное устройство как COM-порт, поэтому и работать с ним можно как с обычным COM-портом.
Наш преобразователь RDC1-USB-UART построен на базе надежной микросхемы CP2102. Для связи с ПК на плате установлен разъем microUSB, для связи с устройствами – 6-контактный штыревой разъем.
Очень часто преобразователи USB-UART используются для отладки новых проектов, передачи данных на производственных участках и конечно для экспериментов с микроконтроллерами, поэтому мы установили на борт RDC1-USB-UART микросхему защиты USB порта USBLC6-2SC6.
Также на модуле предусмотрены контактные площадки для очень простого подключения плат Arduino: Arduino Mini, Мелисса, Iskra Mini. Нужно просто установить контроллер Arduino с форм фактором Mini на специальные контакты и программировать без всяких проводов!

На этом рисунке Мелисса готова к загрузке скетча.

А вот так подключается Iskra Mini.

Особенности:

- Драйвер виртуального COM-порта поддерживается Mac, Linux, Android, WinCE, Windows 7/8/8.1/10;
- Выходное напряжение: 5В или 3.3В;
- Устройство защиты USB: USBLC6-2SC6;
- Два светодиода: TX, RX;
- Линии DTR, Tx, Rx, 3V3, 5V, GND выведены на 6-контактный разъем, остальные линии выведены на контактные площадки;
- Удобные контакты для подключения контроллеров Arduino;
- На плату выведены контакты, подключенные ко всем выводам микросхемы CP2102

Схема модуля.

Назначение разъемов и расположение деталей.

Изменение конфигурационных параметров.

Микросхема CP2102 очень надёжна и прекрасно работает в модуле RDC1-USB-UART без всяких вмешательств. Но если вы хотите потешить своё самолюбие и найти лишний повод для гордости можно использовать собственные параметры этого моста. После изменения идентификаторов и модификации драйвера RDC1-USB-UART будет определятся вашим компьютеров под тем именем, которое вы ему дадите.
В соответствии со спецификацией интерфейса USB любое устройство, подключаемое к шине, передает хосту свои конфигурационные параметры - дескрипторы (descriptors). В мосту RDC1-USB-UART некоторые из этих конфигурационных параметров хранятся в памяти EEPROM микросхемы CP2102 и могут быть изменены. Кстати таким образом, используя собственные идентификаторы и модифицированный драйвер, некоторые производители смогут скрыть от рядового пользователя истинную "начинку" готового устройства.

Вот эти параметры можно изменить в EEPROM устройства:
Vendor ID (VID) — Идентификатор производителя. По умолчанию10C4 (шестнадцатеричный формат) принадлежит компании SiLabs
kits ID (PID) — Идентификатор продукта. Значение "по-умолчанию" EA60 (шестнадцатеричный формат). Очень полезно изменить, если к одному компьютеру подключается несколько мостов на CP2102.
Max Power — энергопотребление вашего устройства от USB. Шаг этого параметра — 2 мА. Для получения значения параметра необходимо требуемое максимальное значение тока (в мА) разделить на 2 и перевести результат в шестнадцатеричный формат. Например, если вам нужно 200 мА от шины USB, то сюда необходимо записать 100 (0x64).
Release Version — По умолчанию 1.0. Можно указывать от 1 до 99 как в целой так и в дробной частях раздельно.
Serial Number — Серийный номер устройства. Это текстовое поле длинной до 64 символов. Значение поля рекомендуется изменять для всех серийных приборов, для которых существует вероятность того, что к одному компьютеру будет подключено 2 и более изготавливаемых устройств.
kits string — Имя устройства (в дополнение к PID). Текстовое поле до 126 символов. По умолчанию записано «CP210x USB to UART Bridge Controller».
Custom Data Lock - Защита конфигурации. Значение "по-умолчанию" - галочка не установлена. Установка параметра позволяет защитить значения конфигурационных параметров от преднамеренного изменения. Рекомендуется устанавливать при серийном производстве.

Изменять все эти параметры можно с помощью фирменной программы от SiLabs. Называется она CP210x Set Ids. Она входит в пакет CP210x_LegacyUtilities.
Давайте вместе хакним RDC1-USB-UART.
Скачиваем и запускаем CP210x Set Ids. Программа входит в состав CP210x_LegacyUtilities. После запуска программы она автоматически сканирует периферийные устройства, для которых установлен драйвер моста CP210x, и считывает текущие значения полей.

Для изменения любого значения необходимо ввести данные в соответствующее поле и установить напротив него галочку. После изменения значений полей VID и PID производится поиск новых драйверов. При изменении остальных полей используются текущие драйверы.

На этом рисунке данные в некоторых полях были изменены, и поставлена галочка напротив тех значений, которые мы захотели записать в EEPROM.

Изменения применяются сразу после нажатия кнопки Program Device и компьютер перестает видеть этот модуль т.к. у него теперь новое имя и идентификаторы. Нужен новый драйвер!
Вы можете создать собственный драйвер именно для вашего нового устройства с помощью программы CustomUSBDriverWizard. Он сам генерирует весь необходимый набор файлов для драйвера, включая графический инсталлятор.
Скачиваете и запускаете CustomUSBDriverWizard.

CustomUSBDriverWizard предлагает выбрать тип генерируемого драйвера. Далее в процессе работы программы необходимо будет также указать:
наименования генерируемых файлов;
наименования устройств (виртуального COM-порта и USB-устройства);
идентификаторы VID и PID устройства, для которого будет сгенерирован драйвер;
путь, куда должны будут устанавливаться драйверы;
путь, где должен быть сохранен сгенерированный дистрибутив драйвера.

Полученный дистрибутив драйвера будет иметь особую модификацию, соответствующую введённым параметрам.

Данный дистрибутив может распространяться свободно. Пользователь, получивший эти файлы и ваше устройство с спрятанным модулем RDC1-USB-UART, приступает к установке драйвера запустив файл Installer с вашим именем. И тогда инсталлятор покажет название вашего суперустройства

Подключенноё устройство появляется в диспетчере устройств.

Ну и конечно производитель - ваша блестящая фирма!

Драйвер без сомнения тоже написан вами! А кем же ещё?

В заключении необходимо отметить, что не хакнутое устройство подключенное к этому же компьютеру будет определяться как обычно – Silicon Labs

Видеоинструкция

Самостоятельное изготовление модуля

Если вам хочется спаять модуль самостоятельно, а не покупать готовый вы можете перейти в раздел Электронные войска. Здесь вы найдёте перечень всех компонентов включая печатную плату.

Так выглядит печатная плата. Она немного отличается от той, на которой собран готовый модуль, но функционал не изменён.

После сборки у вас получится такой модуль.

Это открытый проект! Лицензия, под которой он распространяется – Creative Commons - Attribution - Share Alike license.