USB to Serial Adapter

USB to Serial Adapter

Die primäre Kommunikation zu Microcontrollern und anderen Computern wie Servern erfolgt meist über eine asynchron serielle Schnittstelle, wie sie in seit 1960 mit der Norm RS-232 definiert ist. Bis ~2010 war diese Schnittstelle auch bei den meisten PCs und seltener auch Notebooks vorhanden, wurde aber durch verschiedene Entwicklungsstände der vielseitigeren USB-Schnittstelle verdrängt.

Deshalb benötigt man heute meist einen USB zu Seriell - Adapter, wenn man noch die bei Microcontrollern, Servern, Switches und einigen Mobiltelefonen mal grundlegende Einstellungen machen muss oder gar Software-Updates flashen muss.

Das Problem

Nach RS-232 hat die Schnittstelle Signalpegel zwischen -12V und +12V, was hohe Spannungen sind, die in modernen Geräten (vor allem Mobilgeräten und Microcontrollern) gar nicht mehr vorkommen. Auch sind die großen 25-poligen bzw. später auch neunpoligen Anschlußbuchsen nur noch selten vorhanden, sodaß Geräte und Schaltungen oft nur noch Pfostenstecker oder Buchsen bereitstellen und darauf mit Logikpegeln von 5V (bei TTL-Logik und Arduino) oder nur 3.3V übertragen. Auch werden nicht alle der in RS-232 definierten Steuerleitungen bereitgestellt, manchmal gib es sogar nur Masse, Sendeleitung und Empfangsleitung (TXD und RXD). Der Raspberry PI beispielsweise hat auf seiner 40-poligen Stiftleiste auch nur TXD an Pin 9 und RXD an Pin 10 anliegen und hier dürfen Daten auch nur mit 3.3V - Pegeln übertragen werden, sonst geht der Raspi sofort kaputt. Bei den Arduinos brauchen die älteren noch 5V, die neueren ebenso wie ESP8266, ESP32 und alle aktuellen Microcontrollern nur noch 3.3V Pegel

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Die Lösung

Der Hersteller FTDI hat einen (von vielen Herstellern nachgeahmten) Chip entwickelt, der zwischen USB- und RS232- Schnittstellen umwandelt, allerdings nur mit 5V bzw. 3.3V Logikpegeln, weshalb hier oft von FTDI-Adaptern gesprochen wird, wenn man Platinchen wie dieses anspricht:

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Der Logikpegel kann zwischen 3.3V und 5V Logikpegeln mit einem Jumper umgeschaltet werden und alle wichtigen RS-232 Steuersignale sind mit dem entsprechen Pegel vorhanden. Die FTDI Chips sind auch bei Microcontroller Entwicklerboards wie den ESP8266 NodeMCU auch gleich mit bestückt, sodaß man so ein Konverter-Platinchen oft nicht mehr braucht. Sensoren wie der AZ-Delivers Envy nutzen den USB-Anschluss aber nur für die Stromversorgung und haben wie der Raspi nur eine Pfostensteckerleiste, die direkt zu einem FTDI-Platinchen wie oben gezeigt mit einem Flachbandkabel durchverbunden werden kann. Leider benötigt man so 2-USB- Anschlüsse, um den Microcontroller des Sensors zu programmieren. Bei älteren Arduinos wie dem populärem UNO ist das Problem mit getrennten Kabeln aber ähnlich.

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Veröffentlichungsdatum: 2020-12-30 12:20PM
Zuletzt aktualisiert: 2020-12-30 3:20PM (Klaus - klaus@zerbe.cloud)
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Autor: Klaus (klaus@zerbe.cloud)
Permalink: http://openkb.zerbe.cloud/kb/usb-to-serial-adapter