ハイパワーUSBシリアル変換基板 の紹介と作り方

3.3Vに多くの電流を必要とする、ESP8266モジュール等の書き込みやデバッグ用に
電流がたくさん取り出せる ハイパワーUSBシリアル変換基板を作りました。

ご購入はこちらから!!

説明!


ESP8266モジュールや、それを使用したUniversal ESPduino の書き込みには
3.3Vの電流が必要ですが、一般的なUSBシリアル変換アダプタでは電流が足りず
書き込みが出来なかったり、動作が不安定になることがありました。

この ハイパワーUSBシリアル変換基板では 3.3V 三端子レギュレータ 1117が搭載されており
800mAもの大電流を供給することが出来ます。

※USB接続のため、ホスト側の供給能力が上限となります。

電源電圧はジャンパーピンによって、 上述の ハイパワー3.3V と USB直結の5V を選択することが出来ます。

また、このUSBシリアル変換では ESP8266 や ESP32S モジュールの書き込み時に nodemcu 法などの自動リセットができるよう、 RTS, DTR 端子が標準で用意されています。 なお、背面の切り替えジャンパーによってRTS端子を Arduino pro mini 等で必要な CTS 端子に切り替える事も可能です。

これ1つでマルチな活躍が期待できます!

ドライバのインストール


シリアル変換ICは CH340 ですので、Windows, MAC, Linux のドライバは以下からダウンロードしてインストールしてください。
江苏沁恒股份有限公司 CH341SER をダウンロードしてインストールしてください。

レイアウトと部品表


レイアウトと部品表はこちらです。
回路図は一番下にあります。

部品番号 名前 コメント 注文番号
BOARD 本基板 ハイパワーUSBシリアル基板 こちらで販売中
IC1 CH340G
IC2 3.3V 1117 レギュレーター
C1, C2 27pF セラミックコンデンサ
C3, C5, C6, C7 0.1uF セラミックコンデンサ
C4 47uF 16V 電解コンデンサ
R1, R2, R5, R6 1.5kΩ→0Ω チップ抵抗
R3, R4 330Ω チップ抵抗
LED1 赤・黄緑 LED 面実装2色チップLED  I-2548
Q1 12.000MHz 水晶発振子
USB USB Micro Type B レセプタクル
JP1 1列 x 6 ピンソケット 真っ直ぐでもL字でも良い
JP2 1列 x 3 ピンヘッダ 細くないほうが良い
ジャンパーピン 電圧切り替えに

 

ハイパワーUSBシリアル変換基板の作り方


ここではハイパワーUSB Serialの作り方を説明します。

↓何もついていない状態の基板です。

1.USBコネクタを取り付ける

 USBコネクタを裏返すと、5本の細い端子の両端に黒色の突起があります。
これを基板の小さな穴(赤丸印)にはまるように置くと、ぴったりします。  コネクタを配置したら、まず5本の端子をはんだ付けします。

端子同士がはんだでくっつきあってしまわないよう慎重に。。

そのあと4隅の足もはんだづけします。

 2.コンデンサ(C5, C6 : 0.1uF)を取り付ける コンデンサ等、細かい部品のはんだ付けには以下の方法が便利です。 1. 取り付けたい部品の片側のランドにはんだを盛り、温める。

2. チップの片側をつっこむ。

3.半田ごてを離して冷ませば、位置が固定される。

4. もう片方にはんだ付けする。

USBコネクタ側の端から順番に部品を取り付けていきます。

3.三端子レギュレータ(IC2 : 3.3V)を取り付ける細かくない部品のはんだづけでも上述の方法が役に立ちます。

この三端子レギュレータは上の大きい端子をまず固定し、

 3本足に取り掛かるとやりやすいです。

 4.コンデンサ(C3, C7 : 0.1u)の取り付け 5.コンデンサ(C1, C2 : 27p)の取り付け 6.クリスタル (Q1) の取り付け   7.IC、抵抗の取り付け
ICのように足がたくさんある部品は、片隅の足を固定してから対極側の足をはんだづけすれば部品が動かなくなり、残りの箇所が楽にできます。
※R1,2,5,6 はダンピング抵抗ですが、 環境によって抵抗値が高すぎる事があります。
通信が出来ない場合は0Ωに置き換えるか、ハンダブリッジをお試しください。

8.LEDの取り付け
LEDは向きがあります。 2色チップLED(I-2548)では下図の向きで左側に三角ペイントが来るようにはんだ付けをすると正しい向きではんだ付けが出来ます。

9.ピンソケットの取り付け
ピンソケットも真ん中あたりの1本をはんだ付けして固定してから順番にはんだ付けをすると楽にはんだ付けをすることが出来ます。

10.ピンヘッダの取り付け
最後にピンヘッダを取り付けます。 ジャンパーを差し込めば完成です

回路図


回路図はこちらです

 

ハイパワーUSBシリアル変換基板 の紹介と作り方” への8件のフィードバック

  1. ハイパワーUSBシリアル変換基板を購入したのですが、どうしても送信ができません。
    Windows10 PCに接続してteratermを使用し、相手はラインモニタに接続して、送受信を試しているのですが、
    受信はできますが、送信ができません。
    初期不良かと思い、交換してもらいましたが、交換品も送信ができませんでした。
    どのようにすれば正常に動作しますでしょうか?

    1. ハイパワーUSBシリアル変換をお買い上げ頂き、ありがとうございます。
      送信が出来ない件ですが、ハイパワーUSBシリアルには電源を3.3Vと5Vで切り替えるられるようにジャンパピンで選択することが出来るようになっていますが、そちらはどちらに選択がされている状態でしょうか。
      また、TXDとRXDを1本の線で接続するとループバックテストをすることが出来ます。

      UART信号は送信がされていない場合電源電圧にプルアップされた状態になり、信号がある場合、LOWに引っ張ります。
      電圧テスタ等を用いて外側で問題が起きていないか確認してみてもらえますでしょうか。

      よろしくお願いいたします。

  2. ジャンパピンは5V、3.3Vとどちらも試してみました。
    送信していない時のTXDポートを、5V、3.3Vともにテスターで確認しましたが、
    どちらも電源電圧を出力していました。
    ループバックテストをしてみましたが、ループバックしませんでした。
    ですが、オシロスコープで見ると何かしらの波形は出力されています。
    もちろん、他のUSBシリアル変換アダプタ(FTDI)が同じ環境で正常に動作することは確認しています。
    PC側のドライバがおかしかったりするんですかねぇ。

    1. 何かしらの信号が出ているが正しくないデータということですね。
      どう正しくないのか気になりますが、PC側に問題がある可能性がありますね。
      こちらのドライバを当てなおして頂いたり、別のPCから動作を見ていただけるでしょうか。
      http://www.wch.cn/download/CH341SER_ZIP.html

  3. ドライバを一旦削除してインストールしなおしても症状は変わりませんでした。
    別のPC(Windows7)で試してみましたが同じ症状でした。

    1. こちらでも症状を確認したいので、確認されているソフトウェアの名前やバージョンを教えていただけるでしょうか?
      また、製品を確認するためにお送り頂くことは可能でしょうか。
      よろしければメールさせて頂きます。

      1. 使用しているソフトはTeraTerm ver4.71になります。
        製品送信可能ですので、メールでのご連絡お待ちしております。

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