Nov 25 2011 Novembro 25, 2011 Junho 25, 2014 3Comments by Mário Saleiro
Transformar um cabo DKU5 num conversor série LVTTL para USB

Cabo conversor USB Série LVTTL de baixo custo (1,85€)

Posted in , ,
Boas! Alguma vez precisaram de um conversor de USB para RS232 para estabelecer comunicações série com o vosso microcontrolador? Se sim, provavelmente compraram um conversor de USB para RS232 e depois usaram um MAX232/DS232 para converter os níveis de tensão RS232 para níveis TTL ou LVTTL. A conversão feita desta forma requer algum dinheiro e também algum trabalho. Contudo, há uns cabos que fazem a conversão de uma ligação USB para uma ligação série com níveis LVTTL (compatíveis com TTL). A única coisa que tem de ser feita é mudar o conector. O último cabo que fiz custou-me apenas 1,85€ incluindo os portes! 😀 Se se comprar apenas um chip FTDI irá custar quase o dobro! (Sim, eu sei que os chips FTDI são provavelmente os melhores conversores USB-série mas a maioria dos utilizadores não necessitam de um conversor com as capacidades e especificações de um chip FTDI).
 
Quatro cabos de dados DKU5

Neste post irei guiá-los pelo processo de modificar o cabo de modo a deixá-lo pronto para ligar microcontroladores ao computador para efectuar comunicações série ou até mesmo programar microcontroladores utilizando bootloaders. Antes de começar, devo dizer que esta modificação não é uma ideia minha. Vi-a no blog uCHobby e decidi fazer o meu próprio tutorial acerca da modificação do cabo (penso que a ideia original veio do blog de Jonathan Thomson. Aproveitem e consultem o blog dele também. Tem algumas coisas interessantes).
 
A primeira coisa que devem fazer é ir ao ebay e encomendar alguns cabos de dados do tipo DKU-5 ou CA-42 (cabos de modelos diferentes não servirão) para telemóveis Nokia. Pessoalmente, sempre encomendei os modelos DKU-5 mas penso que são essencialmente o mesmo que os CA-42. Os cabos são muito baratos e se tiverem a oportunidade de encomendar mais do que um de uma vez, sugiro que o façam, pois são cabos que são muito úteis numa grande variedade de projectos. Apesar de sempre ter encomendado cabos DKU-5, já recebi dois tipos de cabos diferentes. Na primeira encomenda recevi um cabo que continha um conversor da ArkMicro e um cabo de 6 fios. Na segunda recebi quatro cabos com um conversor PL2303 da Prolific e um cabo de 3 fios. Não é motivo para preocupações, pois apesar de serem diferentes, ambos funcionam perfeitamente e são reconhecidos no Ubuntu sem ser necessário instalar quaisquer drivers. Qual é a grande diferença, então? A diferença é que o cabo com o chip da ArkMicro pode alimentar o dispositivo a que vai ligar o cabo usando o fio de VCC, que tem 3.3V. Com os cabos com o chip PL2303 é necessário usar uma fonte de alimentação à parte para alimentar o dispositivo a que pretende ligar o cabo. Também é possível obter também uma linha de alimentação vinda do USB nestes cabos. Contudo, serão necessárias fazer modificações que vão além das que irão ser referidas neste tutorial.
 
Aqui está o que é necessário fazer:
  1. Certificar que o cabo está desligado de qualquer dispositivo em ambas as pontas.
  2. Cortar o cabo a cerca de 5cm do conector da Nokia. Agora teremos um cabo grande com um conector USB e outro cabo pequeno com o conector de dados da Nokia.
  3. Remover cerca de 1 ou 2 cm do isolamento em ambos os cabos. Se os cabos tiverem 3 condutores no interior, serão os sinais Gnd, Tx e Rx. Se tiverem mais de 3 cabos provavelmente existirá também a linha de alimentação, com 3.3V. 🙂 De seguida é necessário descarnar também cada um dos condutores.
  4. Agora é altura de fazer alguns testes para descobrir que cor corresponde a cada sinal O ideal é usar a função de teste de continuidade com aviso sonoro que alguns multímetros têm. Caso o multímetro não tenha essa funcionalidade pode usar-se a função de medição de resistências (medir a resistência num condutor dará aproximadamente 0Ω). Na imagem abaixo pode observar-se o pinout do conector de dados da Nokia.
    • Pin 8 – GND (Vermelho no cabo com chip ArkMicro; Preto no cabo com chip PL2303)
    • Pin 7 – Rx (Verde no cabo com chip ArkMicro; Branco no cabo com chip PL2303)
    • Pin 6 – Tx (Branco no cabo com chip ArkMicro; Vermelho no cabo com chip PL2303)
    • Pin 5 – 3.3V (Laranja no cabo com chip ArkMicro; não existe no cabo com chip PL2303)
    pinagem do conector DKU5
  6. Pôr uma das pontas de prova a tocar num dos pinos do conector e com a outra ponta de prova tocar nos fios descarnados um a um até se encontrar a cor que lhe corresponde. Para facilitar deve escrever-se num papel o número do pino e a cor correspondente. O processo deve repetir-se até se ter as cores dos 3 (ou 4) condutores.
  7. Agora que se sabe que cor corresponde a cada sinal, cortar um pouco de manga termo-retráctil e colocá-la no cabo com o conector USB. Não a aquecer ainda.
  8. Escolher um conector de 3 ou 4 pinos para pôr no cabo. Eu decidi usar um conector preto dos que são usados para ligar os LEDs e botões das caixas dos computadores às motherboards (estão também disponíveis nalgumas lojas como a Pololu ou a Technobots).
  9. Agora é preciso cravar os pinos metálicos nos cabos e depois inseri-los no encapsulamento plástico. Devemos certificar-nos de que ficam cravados de forma adequada. Se necessário aplicar alguma solda mas com cuidado para não abusar na solda, o que pode fazer com que não seja possível depois colocar os pinos no encapsulamento plástico.
  10. Finalmente, puxar a manga termo-retráctil para cobrir a pare dos fios e aquecê-la com o ferro de soldar.
Após estes 8 passos deverão ter um cabo conversor de USB para série com níveis LVTTL com bom aspecto e pronto a usar :D.

usb_lvttl_cables_bags.jpgusb_lvttl_cables.jpgusb_lvttl_strip_wires.jpgusb_lvttl_dku5_pinout.jpgusb_lvttl_crimp_wires.jpgusb_lvttl_PL2303_connector.jpgusb_lvttl_arkmicro_connector.jpg
Anteriormente mencionei que é possível obter alimentação a partir do USB nos cabos que só têm 3 condutores. Para fazê-lo terão que abrir a ficha USB e depois procurar pelo pino de VCC da placa e soldar um fio no mesmo. Será também necessário arranjar um cabo com 4 condutores para substituir o de 3 condutores e voltar a soldar os 3 condutores nos respectivos pinos. Após isto, a ficha USB pode voltar a ser fechada com alguma cola quente. Não ficará tão robusto ou com bom aspecto como o cabo original, mas pode ser feito. Pessoalmente não o fiz, mas se forem necessários mais detalhes podem consultar a publicação original no blog de Jonathan Thomson.

Para testar o cabo, basta inserir a ficha USB no computador e inserir um fio na outra ponta do cabo ligando o Tx directamente ao Rx. De seguida abram o terminal e executem uma consola série como o “screen” (podem usar outros com o o “minicom” ou o “putty”):

 screen /dev/ttyUSB0
Se não estiver instalado, pode-se fazer a instalação escrevendo 
sudo apt-get install screen
De seguida basta carregar nalgumas teclas e deverão ver as letras correspondentes às mesmas a aparecer no ecrã.
Pessoalmente, desde que comecei a usar o Tiny Bootloader (tutorial em breve) e instalei o tinybldlin uso a interface gráfico da aplicação para testar os cabos.
 
E é tudo nesta pequena hack. Espero que venha a ser útil!
Achou esta publicação útil? Deseja contribuir para outros projectos envolvendo ciências computacionais, electrónica, robótica ou mecatrónica que serão publicados neste blog? Se sim, pode fazer uma doação utilizando o botão do Paypal abaixo. Obrigado! 🙂
 

Donate

Tags: