1x CP2102 USB to UART/TTL with DTR Pin For Arduino Upload Sketch

ปฏิบัติการเทคโนโลยีไมโครคอนโทรลเลอร์ 
MicroController Technology Laboratory (MiconTechLab)

www.micontechlab.com   email:micontechlab@gmail.com  
Tel: 089-916-1566,  02-116-9029

ปฏิบัตการทดลองที่ 002 (Lab002)

การใช้งาน Arduino UNO R3  Completed Kit  กับ USB to TTL (CP2102)

สำหรับผู้เริ่มต้นเรียนรู้และใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino คงจะหนีไม่พ้นการเริ่มต้นด้วยบอร์ดพัฒนา Arduino UNO เพราะสามารถหาข้อมูลการใช้งานและมีตัวอย่างโปรแกรมค่อนข้างเยอะ  อย่างไรก็ตาม บอร์ดพัฒนา Arduino UNO เองก็มีจุดด้อยอีกจุดหนึ่งในกรณีที่ผู้ใช้ต้องการที่จะออกแบบวงจรด้วยตัวเองเพื่อสร้างเป็นโครงงานหรือผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ต้องการให้มีขนาดเล็กลง ก็จะถูกจำกัดด้วยขนาดของบอร์ด Arduino UNO นั่นเอง 

ดังนั้นถ้าเรากลับมามองในรายละเอียดของบอร์ด Arduino UNO แล้วจริงๆ ก็ไม่มีอะไรที่ซับซ้อนมากนักและเรายังสามารถดึงเอาแค่อุปกรณ์ที่จำเป็นมาสร้างเป็นวงจรหรือบอร์ด Arduino UNO R3 ด้วยตัวเราเอง เพราะสามารถออกแบบวงจรใหม่ให้เหมาะกับงานที่เราใช้และให้มีขนาดที่เหมาะสมในการสร้างทำโครงงานหรือชิ้นงานต่างๆ ด้วย นอกจากนี้แล้ว ราคาก็ลดลงมาอีกมากกว่าครึ่งเท่าตัว(ในกรณีที่ต้องซื้อ โมดูล USB ด้วย)  และลดลงมากกว่า 4 เท่าตัวเมื่อเราซื้อเฉพาะชุดคิท (โมดูล USB ซื้อครั้งเดียวก็สามารถใช้งานได้ตลอดไป ไม่ต้องซื้อเพิ่มเติม)

จากจุดนี้เองผู้เขียนจึงได้นำเสนอการสร้างวงจรหรือชุดคิทของ Arduino UNO R3 ขึ้นมาเผื่อว่าจะเป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่สนใจทั้งที่เริ่มต้นเรียนรู้หรือผู้ที่มีความเชี่ยวชาญแล้วก็ตาม ก็จะสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้ในทันที 

          ถ้าเราลองสังเกตุในบอร์ด Arduino UNO R3 หรือบอร์ดพัฒนาของ Arduino รุ่นอื่นๆ ก็จะเห็นว่ามีไอซีตัวหนึ่งที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ทาง USB พอร์ตกับตัวไอซี Arduino ดังนั้นในการทำวงจรให้มีการทำงานเหมือนกับบอร์ดพัฒนาก็จำเป็นจะต้องมีโมดูลที่แปลงจาก USB เป็น Serial ในระดับแรงดัน TTL  ซึ่งในการทดลองนี้เราใช้โมดูล USB/TTL (CP2102)  จริงๆ ทางผู้เขียนเองได้นำเสนอไปแล้วในปฏิบัติการ Lab001  แต่จะขอกล่าวอีกครั้งเพื่อให้เป็นปฏิบัติการทดลองที่สมบูรณ์ในตัวเอง

   ในปฏิบัติการทดลองที่ 002 แยกการนำเสนอออกเป็น 2 ช่วงคือ 1. การติดตั้งโมดูล USB/TTL CP2102   2. การต่อวงจร Arduino UNO R3 Kit กับ  USB/TTL CP2102

1.  การติดตั้งโมดูล USB

   1.1 ให้ทำการดาวน์โหลดไดรเวอร์ USB/TTL (CP2102)  คลิก  ทำการติดตั้งโปรแกรม (การติดตั้งโปรแกรมเหมือนกับโปรแกรมทั่ว ๆ ไป คือคลิกที่ไฟล์ exe. และทำการขั้นตอนไปเรื่อยๆ จนกว่าจะเสร็จ)

    1.2 ต่อโมดูล USB/TTL CP2102 เข้ากับ พอร์ต USB ของคอมพิวเตอร์ โดยคอมพิวเตอร์จะสามารถตรวจเจอ USB โดยอัตโนมัติ   สามารถตรวจสอบหมายเลขของ Comport โดยสามารถเช็คได้ใน Control Panel=> Device Manager ของคอมพิวเตอร์   Control panel=> System=>Hardware=> Device manager=> Port (COM&LPT):    ดังแสดงในรูป         

   1.3 ตรวจสอบการทำงานของโมดูล USB/TTL CP2102  โดยใช้สายไฟต่อขา TX เข้ากับขา RX  ดังรูป

   1.4 เปิดโปรแกรม Arduino IDE     (เลือกหมายเลข Comport ให้ตรงกันกับในขั้นที่ 1.2)

      1.5 คลิกเลือก  “ Serial Monitor”   เพื่อเปิดหน้าต่าง Serial ของโปรแกรมออดิโน

   1.6 พิมพ์ข้อความใดๆ บนหน้าต่างของ Serial Monitor จากนั้นคลิก  “ Send”    จะปรากฏข้อความในหน้าต่างด้านล่างเหมือนกับหน้าต่างด้านบนที่พิมพ์ตอนแรก นั่นแสดงว่าโมดูลสามารถรับส่งข้อมูลได้ตามปรกติ และพร้อมใช้งานในการอัพโหลด Arduino Sketch ต่อไป

2. การเชื่อมต่อระหว่าง Arduino UNO Completed Kit กับ โมดูลUSB/TTL CP2102

การต่อวงจร Arduino UNO R3 Completed Kit แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ

1. การต่อวงจรโดยใช้ไฟเลี้ยงวงจร +5V  จาก โมดูล USB (กรณีที่ไม่ได้ต่อวงจรกับอุปกรณ์ที่ต้องการกระแสสูงๆ  เพราะ USB มีข้อจำกัดในการจ่าย กระแสให้กับวงจร)

2. การต่อไฟเลี้ยงวงจรจากภายนอก (เหมาะกับการนำไปใช้งานจริง เพราะสามารถจ่ายกระแสได้สูงขึ้นอยู่กับไอซีเรกูเลเตอร์ที่ใช้)  (***ในกรณีนี้ห้ามต่อแรงดัน +5V จากโมดูล USB)

   2.1  ต่อวงจรตามรูปด้านบน ขึ้นอยู่กับว่าต้องการใช้งานแบบใช้ไฟเลี้ยงจาก USB  หรือใช้แหล่งจ่ายจากภายนอก

การต่อวงจรระหว่าง Arduino UNO R3 กับ  USB/TTL CP2102  มีดังนี้

- Tx  UNO R3   ==> Rx USB

- Rx  UNO R3  ==> Tx USB

- GND UNO R3 ==> GND USB

- ขารีเซต (ขา 1) UNO R3  ==> DTR USB  (ผ่านคาปาซิเตอร์ 0.1uF ดังวงจร)

- VCC  UNO R3  ==> +5V  USB  (กรณีที่ใช้ไฟเลี้ยงจาก USB)  (หรือต่อเอาต์พุตของไอซีเรกูเลเตอร์ กรณีทีใช้แหล่งจ่ายภายนอก)

   2.2 เปิดโปรแกรม Arduino IDE  เลือก “Comport” ให้ตรงกับหมายเลข   และเลือกบอร์ด “ Arduino  UNO” 

2.3 เลือกโปรแกรมไฟกระพริบจากตัวอย่าง "File" ==> "Examples" ==> "Basic" ==> "Blink"  

2.4 จากนั้นก็สามารถคลิกอัพโหลด "Upload"  Arduino Sketch  รอจนกระทั่งอัพโหลดโปรแกรมสำเร็จ  "Done Uploading"  จากนั้นจะเห็น LED ที่บอรด์กระพริบติดดับสลับกันไป นั่นแสดงว่า เราประสบความสำเร็จในการใช้งานโมดูล Arduino UNO R3 กับ USB/TTL(CP2102) แล้ว   หลังจากนี้ก็สามารถพัฒนาโปรแกรมอื่นๆ และนำไปประยุกต์ในงานต่างๆ หรือออกแบบแผ่น PCB ได้เลยครับ

       หวังว่าปฏิบัติการทดลองในครั้งนี้จะเป็นประโยชน์ต่อผู้เริ่มต้นและสนใจในการใช้งาน Arduino UNO Complete Kit ที่คุณเองก็สามารถสร้างบร์อดหรือวงจร Arduino UNO R3 ของคุณเองได้ ไม่จำเป็นต้องรอซื้อบอร์ดที่มีราคาแพงๆ อีกต่อไป ถ้ามีข้อสงสัยหรือไม่เข้าใจสามารถติดต่อสอบถามผ่านทางอีเมล์ เว็บบอร์ด โทรศัพท์ Facebook/micontechlab

ขอบคุณครับ