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EAGLE #2: Descarga un ejemplo para usar el CH340G en tus diseños

El circuito integrado CH340G, es un convertidor USB serial, sirve para hacer interfaces a través del puerto USB de la computadora y algún circuito electrónico, este chip se usa para programar las tarjetas genéricas de Arduino. En este articulo se muestra como incorporar fácilmente el chip a nuestros diseños hechos en EAGLE

Una de las características más sobresalientes de este chip es su bajo costo, así que empecemos por conocerlo físicamente, en la figura 1 se muestra el chip y un diagrama a
bloques que resume lo que hace.

CH340 y su diagrama a bloques

Figura 1: CH340G y sudiagrama a bloques

De un lado se ve el chip con empaquetado SMD, SOP-16, así que el tamaño es pequeñito, perfecto para realizar PCBs pequeñas. Del otro lado se resume lo que hace, recibe el protocolo de comunicación USB, que generalmente viene de una computadora y lo cambia a protocolo serial, que usa dos señales principales, Tx (transmisor) y RX (receptor), así de simple.

Aplicaciones del CH340G

Ahora veamos donde se puede usar este chip, o por que seria interesante incorporarlo en nuestros diseños electrónicos.

Aplicación #1: Programación de microcontroladores.

 Un microcontrolador es un chip que se puede programar por el usuario para que realice alguna función, se usa un software en una PC para dar las ordenes al microcontrolador, este software, después se debe transferir al microcontrolador, esto se realiza justo con el CH340G, recibe las órdenes del software desde la PC por medio del puerto USB y las pasa al microcontrolador usando las líneas Tx y Rx.

 La figura 2 muestra algunos ejemplos de tarjetas que usan el CH340G para la programación del microcontrolador, aquí ya se muestran ejemplos de la popular plataforma Arduino.

CH340G en las tarjetas genéricas de la plataforma Arduino

Figura 2: CH340G en las tarjetas genéricas de la plataforma Arduino

Aplicación #2 Monitoreo o activación de cargas desde la PC

Otra aplicación de este chip puede ser en el monitoreo de sensores o en la activación de cargas por medio de la PC, por ejemplo la figura 3 muestra una tarjeta que tiene un CH340G conectada a un módulo inalámbrico (HC-12), esos dos componentes bastan para recibir información de sensores o activar cargas de forma remota desde una PC.

Tarjeta con el CH340G y el módulo de RF HC-12

Figura 3: Tarjeta de monitoreo remoto con CH340G

Ejemplo del CH340G en EAGLE

En los ejemplos anteriores, se muestra como si es posible que más de una vez se requiera usar el CGH340G en nuestras PCBS, así que veamos cada uno de los componentes necesarios para hacerlo y facilitar la tarea a nuestros usuarios, se usa para el diseño de la PCB el software EAGLE

Diagrama esquemático del CH340G

El primer paso para conocer a detalle un nuevo chip es su hoja de datos que proporciona el fabricante, ahí generalmente viene todo lo relacionado al chip, sus voltajes de operación y también viene la recomendación del fabricante para su funcionamiento.

La figura 4 extraída de la datasheet muestra la conexión necesaria para el CH340G, incluso muestra la conexión para realizar un convertidor de USB a RS-232, también un protocolo muy popular de conexión serial, se remarca en la imagen la parte que nos interesa nada más.

Diagrama de referencia extraído de la datasheet

Figura 4: Diagrama de referencia extraído de la datasheet

Bien simple la conexión, en la tabla #1 se ve el recuento de los componentes necesarios para incorporarlo en nuestros diseños, además se especifica el empaquetado que se recomienda para todos los componentes.

ComponenteCantidadEmpaquetado
Capacitor cerámico, 0.1uF2SMD, 0805
Capacitor cerámico, 22 pF2SMD, 0805
Cristal de cuarzo 12 MHz1SMD, 5032
Conector USB, hembra, tipo B1SMD, 5 pines
CH340G1SOP-20

Tabla 1: Componentes usados para el funcionamiento del CH340G

El empaquetado recomendado para todos los componentes es el de montaje superficial, (SMD, Surface Mount Device) después de todo el CH340G es empaquetado SMD, así que lo recomendable es que todo sea SMD así ahorramos mucho espacio en la PCB.

Ahora lo que sigue es agregar esos componentes a un diagrama esquemático usando el EAGLE, la figura 5 muestra una captura de pantalla del diagrama esquemático para el CH340G, en EAGLE, todos los componentes son de montaje superficial.

Diagrama esquemático en EAGLE para el CH340G

Figura 5: Diagrama esquemático en EAGLE para el CH340G

Observe como se agregaron otros componentes que hacen que el diagrama este más completo, se agregaron 3 LEDs SMD del tamaño 0805 para que sea fácil de soldar, uno para indicar el encendido, otro para la línea Tx y otro para la Rx para indicar actividad cuando hay intercambio de información.

Diagrama del circuito impreso

El diagrama de circuito impreso generado desde EAGLE a partir del diagrama esquemático anterior se muestra en la figura 6, los componentes se ubican en una PCB de 32x25mm, sobra decir que no se rutea ni nada, por que se entiende que es una plantilla para que sea modificado según lo que requiera el usuario.

Diagrama de circuito impreso

Enlace de Descarga

Enseguida se dejan los enlaces de descarga de ambos diagramas, para que sea fácil de incorporar en los diseños a realizar por el usuario, fueron diseñados con la versión 9.5.2

Diagrama esquemático: Plantilla_CH340G.sch

Diagrama de circuito impreso: Plantilla_CH340G.brd

Lista de material y enlaces para conseguirlos

Enseguida se ve la lista de material completo en la siguiente tabla, donde se agregan los LEDs y resistencias del diagrama final, también se muestran los enlaces para conseguir los componentes, después de todo, nosotros los ponemos a su disposición, para que al usuario tenga todo listo para su diseño, sin que le falte absolutamente nada en los enlaces puede ver los costos de cada componente.

ComponenteCantidadEmpaquetado elegido
Capacitores cerámicos, 0.1uF2SMD, 0805
Capacitores, cerámicos, 22 uF2SMD, 0805
Cristal de cuarzo 12 MHz1SMD, 2 pines, 3025
Conector USB tipo B, hembra1Conector SMD, 5 pines
CH340G1SOP-20
Resistencia, 470 Ohm3SMD, 0805
LED (rojo, verde, amarillo)3SMD, 0805

Fabricación de la PCB

También ofrecemos el servicio de fabricación de PCBs, a precios bajos para prototipos, así que el usuario, puede obtener su PCB fácilmente a un precio extremadamente económico, más detalles de nuestro servicio de fabricación desde este enlace: https://pcbcentral.com/courses/circuitos-impresos

Ensamble de la PCB

Finalmente, si el usuario no tiene las herramientas para soldar componentes de montaje superficial, nosotros además de fabricar la PCB, podemos soldar los componentes y enviar por paquetería a la puerta de su casa la PCB completamente ensamblada.

PCB de ejemplo

En las siguientes imágenes, se muestra una PCB que se realizó usando la lista de material de la tabla anterior, se puede identificar fácilmente el cristal, los capacitores, el CH340G, el conector USB, en la parte de atras, etc,

Convertidor USB-Serial / Programador de Arduino
Convertidor USB-Serial / Programador de Arduino

Más detalles del producto anterior se pueden ver aquí:

 https://alamosmx.com/product/convertidor-usb-serial-programador-de-arduino-paquete-de-2-piezas

Así que ya no hay de qué preocuparse en PCB Central, podemos ayudarte en cualquier etapa de tu proyecto electrónico, no dudes en contactarnos para cualquier duda al email: ventas@pcbcentral.com o al WhatsApp: 462 251 08 30, o escribe más abajo un comentario, y te respondemos a la brevedad.

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