Если вы экспериментировали со встроенными устройствами, такими как Raspberry Pi, или у вас не получалось обновить прошивку маршрутизатора OpenWrt, то вы знаете, что делать: подключите USB-Serial TTL адаптер к трём волшебным контактам на материнской плате, обозначенным как RX, TX и GND.
Это открывает двери в новую, ранее неизведанную вселенную — мир загрузчиков на ранних стадиях, встроенной диагностики, низкоуровневого восстановления и т. д. Есть веская причина, почему это недоступно для обычного пользователя: эта область не для них. Это опасное место, где можно нанести серьёзный ущерб, если дать волю эмоциям.
Но мы же не обычные пользователи, верно? Нет, мы бесцеремонно держим нить незащищённых соединительных проводов типа Dupont, подключённых к этим трём контактам UART TTL, свисающих через маленькое отверстие, просверленное в корпусе устройства. Потому что — ну, вы никогда не знаете, когда вам снова понадобится к ним подключиться, верно?
Это не только некрасиво, но и ненадёжно и небезопасно. Эти провода не предназначены для частого сгибания, в чём я на собственном горьком опыте убедился на примере своего верного NanoPi R4S, который перестал принимать входные сигналы.
И к чему вы подключаете соединительный кабель? Обычно к USB-TTL адаптеру, который бывает либо дешёвым коротким и предназначенным только для печатной платы, либо вариантом «остаюсь подключённым, даже если вы случайно заденете мой длинный кабель». В любом случае, вы держите его подключённым, потому что — ну, это же очевидно — вы не хотите без необходимости напрягать провода Dupont…
Ни одно из решений не выглядит привлекательным: не следует постоянно держать что-либо подключённым без необходимости (по моему собственному опыту, USB-адаптеры получают обратный ток от контактов RX/GND, даже если они не подключены к USB-разъёму), и не следует держать незащищённую печатную плату висящей на трёх тонких проводах. Мы можем сделать лучше!
Я нашёл своё любимое решение проблемы и поэтому предлагаю новый стандарт (обязательная ссылка на xkcd 927), который, надеюсь, приживётся: разъёмы Julet.
Эти прочные разъёмы обычно используются на электровелосипедах и фактически уже применяются для последовательного TTL-управления (для настройки контроллера электровелосипеда, бортового компьютера и т. д.), а также для передачи 48 В!
Кабели Julet легко найти на таких сайтах, как AliExpress, обычно они имеют размеры M6 и M8, хотя доступны и другие. На AliExpress Wiki есть хорошая обзорная страница.
В некотором смысле, они напоминают мне Mini-DIN «PS/2». Думаю, старое возвращается. Разъёмы Julet выпускаются во многих вариантах, как по количеству контактов, так и по размеру и даже форме (см. каталог производителя).
Я выбрал вариант M6, в основном потому, что они относительно небольшие, дешёвые и легкодоступные. Те, которые я заказал, были изготовлены компанией yczxf; также обратите внимание на похожие разъёмы HiGo.
Кабели yczxf рассчитаны на ток 3 А, напряжение 0-24 В постоянного тока и имеют степень защиты IP68, что очень удобно.
Удобно то, что эти разъёмы поставляются в готовых 20-сантиметровых кабелепроводах с предварительно залуженными проводами, готовыми к обжиму, что позволяет изготовить полностью рабочие адаптерные кабели за считанные минуты. Для этого я использовал обжимные плоскогубцы PEBA/Dupont/набор инструментов для разъёмов JST-XH, доступный на Amazon. На AliExpress также есть удлинённые кабели длиной до 1 м, если это имеет значение.
Я обнаружил, что эффективно (и недорого) использовать стяжки вокруг кабеля для снятия натяжения внутри корпуса, а при желании и снаружи.
Конструкция очень надёжна и проста в использовании — никаких догадок о полярности: просто подключи и работай.
Это относится и к этапу сборки, если вы будете следовать моим рекомендациям:
В моей трёхконтактной конфигурации кабели поставлялись с проводами трёх цветов: синего, чёрного и красного. Чёрный и красный провода соответствуют контактам рядом с выемкой (см. рисунок выше), поэтому я назначаю их на RX и TX, оставляя синий провод для GND (заземления).
Двухконтактные пластиковые корпуса разъёмов Dupont в моём наборе инструментов для обжима имели выдавленную стрелку. Это обозначает приёмный контакт (RX). Для последовательной связи TTL контакты RX и TX должны быть перекрещены, поэтому я следую этой практике: у гнездовых разъёмов Julet, которые я использую на стороне устройства, красный провод обозначен стрелкой. У штекерных разъёмов Julet, которые я использую на стороне USB-TTL, чёрный провод обозначен стрелкой.
Контакт заземления (синий провод) расположен на отдельном одноконтактном разъёме Dupont. Это позволяет легко переключать ориентацию RX/TX без необходимости разбирать пластиковый корпус, а также упрощает прокладку предварительно собранных кабелей через маленькие отверстия, что проще, чем работать с одним трёхконтактным разъёмом Dupont.
Для дальнейшего расширения: 5-контактные (зелёные) и 6-контактные (чёрные) разъёмы Julet совместимы с 3-контактным штекером, что означает возможность расширения функциональности устройства (с использованием пассивных проводов) с обратной совместимостью для простых USB-TTL адаптеров. Цвета проводов в этих вариантах немного отличаются, но с учётом приведённых выше обозначений путаницы быть не должно.
Примечательно, что в моей конфигурации, как я предполагаю, все соединения используют уровни сигнала 3,3 В. Если мне когда-нибудь понадобятся сигналы 5 В, я, вероятно, буду использовать более крупный разъём Julet M8 для их различения.
В OpenWrt пишут, что некоторые маршрутизаторы уже поставляются с несовместимой логикой 1,8 В или 2,5 В. Если мне когда-нибудь понадобится работать с такими устройствами, я, вероятно, воспользуюсь этим маленьким устройством под названием Micro Q:
Вот и всё. Теперь стало намного чище.