2x Platine „USB-UART-N1 10x10cm mit Lochrasterplatine” (ohne Bauteile) FR4

(2 Stück) [unbestückt und ohne Bauteile]

(wie gewohnt - FR4-Industriequalität)

Alle Bilder im Großformat incl. Schaltplan sind in unserer Bildergalerie

Artikel-Nr: 140-...

Modellnummer: USB-UART-N1 10x10cm mit Lochrasterplatine ...

Artikelzustand: Neu (geliefert als einzelne Platinen)

Design: Jasinski

Designversion: V1.0

IC-Pinraster auf der Vorderseite: SOT223 für den Spannungsregler und SO8 mit 1,27mm und 150mil Breite für CH340N

Buchsen-Layout: auf der linken Seite Standardbuchse für Hohlstecker, wie man sie z.B. bei den Arduinos vorfindet, und auf der rechten Seite kann eine standardisierte USB-Buchse vom Typ-B eingesteckt und verlötet werden

Größe der SMD-Komponenten: entworfen für SMD-Teile in Größe 1206 (3.2x1.6mm), 0805 (2.0x1.25mm) und für die LED und deren Vorwiderstand 0603 (1.6x0.8mm); 1210 kommt auch einmal optional bei den Kondensatoren vor; bei den Dioden ist es dann SMA (SMB könnte vielleicht auch noch gehen) und MiniMELF plus einmal SMB für die Z-Dioden

Lötanschlüsse: 2,54mm mit 0.9mm Bohrdurchmesser

Lochrasterfeld: 2,54mm mit 1mm Bohrdurchmesser (Oktagone)

(alle Bohrungen haben Fertigungstoleranzen - es ist also manchmal etwas enger, hineinstecken kann man die Teile in Standardgröße aber immer)

Platinenabmessungen (Länge x Breite x Höhe): ca. 99mm x 99mm (±0,5mm) x 1,6mm (die Kantenlängen und -positionen variieren ein wenig je nach Schnitt)

Platinenform: Quadrat

Kupferdicke: 35µm (Standard)

Oberflächenbehandlung (wahlweise, sofern verfügbar):

• HAL bleifrei (RoHS-konform, gute Lagerfähigkeit)
• ENIG - chemisch Gold (sehr plane Pads, gute Lagerfähigkeit, RoHS-konform)

Farbe der Lötstoppmaske: momentan verfügbare Farben werden angezeigt und können gewählt werden

Positionsdruck: weiß - beidseitig

Die Platine ist zum Entwickeln und Aufbau von Prototypen oder sonstigen diversen Schaltungen gedacht, sie war ursprünglich netzteilmäßig für den STM32 vorgesehen, insofern ist hier primär die 3.3V Spannungsversorgung im Vordergrund, eine 5V-Spannungsversorgung lässt sich aber problemlos auch realisieren – sowohl auf der Reglerseite als auch das über eine Schottkydiode indirekte oder gar direkte Durchlassen der 5V-Spannungsversorgung vom USB-Anschluss. Zusätzlich dazu eine USB-UART-Brücke zu haben, ist eine sehr praktische Sache, um sich z.B. beim Debugging diverse Informationen auf den PC-Bildschirm in Klartext in Echtzeit zu schicken. Auch die Möglichkeit eine externe Spannungsquelle anzuschließen oder dazuzuschalten, ist beim Aufbau von Prototypen sehr hilfreich.

Der vorgeschalgene Spannungsregler LDL1117S33R von STM hat einen extrem niedrigen Dropout von teilweise nur 50-100mV, was dazu führt, dass man 'beim mehr Strom Abverlangen vom USB-Anschluss' immer noch 3.3V an seinem Ausgang zur Verfügung hat – die üblichen AMS1117-Typen und sonstige Chinaklone schaffen das nicht, die Spannung „am Ende der Leitung” geht dann deutlich unter die gewünschten 3.3V. Je höher die Stromstärke, desto schlimmer wird der ganze Spannungsabfall, der sich zu einer beachtlichen Summe an allen Komponenten aufaddiert. Mit dem LDL1117S33R hat man bei 200-300mA in der Regel immer noch keine Probleme diesbezüglich.

Für die Kommunikation über die RX- und TX-Leitungen kann man sowohl 5V als auch 3.3V nehmen, durch die Widerstände in Reihe (680Ω-1k) sind Injektionsströme relativ gering, bei versehentlich verursachten Pinkonflikten (Kurzschlüssen) ist man geschützt und der CH340N selbst erkennt den High-Pegel schon ab 2.3-2.5V, wenn er mit 5V – wie hier – betrieben wird. In meinen Test-Exemplaren konnte ich mit den Spannungspegeln der Kommunikation sogar ein wenig unter 2V gehen, allerdings bei 4.3V als VCC für den CH340N, bei vollen 5V wird die Grenze für die Erkennung des Highpegels etwas höher sein, vermutlich so wie das im Datenblatt steht mit einer gewissen, kleinen Toleranz, die bei der Produktion entsteht. Die neueren Chargen des ICs (die letzten drei Ziffern größer als B40) verhindern auch sämtliche Injektionströme (Einwärtsstrom), wenn der IC keine Spannungsversorgung mehr hat – was logischerweise immer dann passiert, wenn das USB-Kabel abgezogen werden muss oder noch nicht eingesteckt wurde. Im umgekehrten Fall – wenn USB-Spannung vorhanden, aber der Target-µController noch nicht mit Strom versorgt wurde – gibt es Injektionsströme in seine Richtung, die dann aber in der Regel nicht größer als 1-3mA werden können, was bei den meisten µControllern zulässig ist und insofern auch keine Probleme bereiten sollte.

Die Baudrate wurde bis zu 2 MBit erfolgreich getestet, ein kontinuierlicher Datenstrom geht bei diesem IC – laut Herstellerangaben – aber nur bis maximal 460800. Da man heutzutage eh eine geringere Baudrate wie beispielsweise die beliebte 115200 verwendet, dürfte diese Problematik gar nicht erst aufkommen.

Die Masse (GND) wurde explizit nicht auf dem Lochrasterfeld vorab plaziert, da man diese möglicherweise nicht dort oben, neben VCC, sondern unten oder ganz woanders haben möchte – auf der Rückseite wurde dafür die Lötstoppmaske an diversen Stellen der GND-Fläche geöffnet, um diese dann selbst entsprechend an die gewünschte Stelle(n) zu verbinden – Lötbrücken kann man übrigens auch direkt an die benachbarten Lötaugen machen, wenn dort z.B. schon Stiftleisten eingelötet wurden.

Die Z-Dioden – zumindest die drei DZ1-DZ3 für den CH340N – unbedingt auch so einbauen, um sowohl einen ESD-Schutz als auch Überspannungsschutz zu haben – die Masse der PCs ist in der Regel geerdet (direkt mit dem PE-Leiter verbunden), beim Ein- und Ausstecken des USB-Kabels weiß man nie, welche merkwürdigen Spannungspotentiale sich gerade so aufgebaut haben – die Z-Dioden können die meisten davon sehr gut (unsichtbar und ohne selbst zerstört zu werden) abfangen.