La familia de circuitos integrados CH340 creados por la empresa WCH, es un grupo de chips diseñados para establecer comunicación entre un USB Host y un dispositivo que se pueda comunicar a través de protocolos UART, RS232 o IrDA, es decir, este pequeño chip "convierte" el tipo de comunicación USB (Universal Serial Bus) a comunicación UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter).
Figura 1.
Representación en diagrama de bloques de la funcionalidad del CH340G. Diagrama por Sparkfun.
Un uso frecuente del convertidor CH340G es para poder establecer comunicación entre una computadora y un microcontrolador, concretamente entre los microcontroladores ATmega328P/168P y una PC, como es el caso de la programación de las tarjetas de desarrollo Fiuino UNO, Fiuino Nano y el Programador USB-UART. Recordemos que si se quiere programar el microcontrolador mediandante el Arduino IDE es necesario habilitar los registros internos del microcontrolador para configurar la programación vía comunicación serial UART, esto se puede hacer fácilmente instalando el Arduino Bootloader en el microcontrolador, si usas alguna de las tarjeta de desarrollo Áster, esto no es necesario, ya que todas nuestras tarjetas tienen precargado el Arduino Bootlader para ser completamente compatibles con el Arduino IDE.
Figura 2.
Pantalla de inicialización del Arduino IDE. Por Arduino.cc
Instalación del convertidor CH340G
1. Descargar el driver
El primer paso para poder establecer comunicación con el convertidor CH340G es instalando los controladores correspondientes a nuestro sistema operativo, para esto es necesarios descargarlos de la página oficial de WCH, a continuación te dejamos los enlaces directos a la página oficial correspondiente a cada sistema operativo disponible.
Figura 3.
Sistemas operativos compatibles con los
controladores del convertidor CH340G.
2. Instalar el driver en el PC
Como ejemplo de instalará el controlador del convertidor CH340G en un PC con Windows 10 de 64bits, el primer paso es identificar en dónde se almacenó el archivo correspondiente el driver, en este caso el lugar más común es en la carpeta llamada 'Descargas'.
Por lo tanto buscamos el ícono indicado el la Figura 4. Al ser un archivo ejecutable (.exe), sólo será necesario hacer doble click en el ícono para que comience la instalación automáticamente, el programa se encargará de crear las carpetas correspondientes en la ubicación necesaria. Figura 4.
Es muy probable que el archivo ejecutable solicité los permisos correspondientes para la creación de carpetas en el disco local, por lo que es recomendable conoceder los permisos para que el instalador no tenga problemas. Una vez otorgados los permisos el programa nos desplagará un pequeño menú solicitando las instrucciones, con opción a Intalar, Desinstalar o Ayuda.
Figura 5.
Menú de instalacion del driver.
Seleccionamos la opción 'Install', a continuación el programa se comenzará a ejecutar y nos notificará cuando haya terminado de transferir los datos al disco local envíando un mensaje de éxito o de error según sea el estado de la instalación.
3.Verificar la instalación
Es recomendable una vez terminada la instalación reiniciar la computadora, una vez hecho esto podemos verificar el controlador en el 'Administrador de Dispositivos' de Windows, para esto damos click derecho en el boton 'Inicio' y seleccionamos el 'Administrador de Dispositivos'.
Figura 6. Figura 7.
Menú de inicio en Windows 10. Administrador de dispositivos en Windows
Como podemos observar en el Figura 7 podemos ver resaltado en color amarillo el driver instalado como 'USB-SERIAL CH340' en el puerto COM3 de la computadora, el puerto no es estático debido a que puede cambiar cada vez que se conecta el dispositivo, en este caso el CH340G.
4. Subir scketch de prueba
A partir de este punto estamos listo para establecer la comunicación directa entre nuestra computadora y el chip CH340G, el primer paso es conectar mediante un cable de USB compatible nuestra computadora y nuestro circuito que funcione con el convertidor CH340G, con esta acción podemos darnos cuenta que nuestra computadora detectará automáticamente un nuevo dispositivo ahora compatible, de este modo podemos comprobar el correcto funcionamiento del driver.
Abrimos nuestro Arduino IDE y seleccionamos el sketch de prueba llamado 'Blink' para también así comprobar la correcta compliación y subida de nuestro codigo en nuestra tarjeta de desarrollo.
Figura 8.
Interfaz del Arduino IDE, mostrando la ruta para abrir el ejemplo 'Blink'
siguiendo la ruta Archivo>Ejemplos>Basics>Blink.
Enseguida seleccionamos el puerto en la que vamos a cargar el ejemplo, recordemos que en la Figura 7 se nos asignó previamente a nuestro convertidor CH340G el puerto denominado COM3, por lo tanto lo seleccionamos de la siguiente manera
Figura 9.
Arduino IDE indicando la ruta para seleccionar el puerto COM3
Herramientas>Puerto>COM3
Por último subimos el ejemplo a nuestra tarjeta de desarrollo, una vez cargado el programa y ver parpadear los leds correspondientes a las terminales Tx y Rx, podemos observar que el programa 'Blink' se ha cargado satisfactoriamente y el led integrado a nuestra tarjeta de desarrollo se encuentra parpadeando, de esta manera podemos estar seguro que nuesto convertidor CH340G de nuestra placa de desarrollo a sido instalado satisfactoriamente.
Figura 10.
Programa de ejemplo 'Blink' cargado mediante el Arduino IDE
a una tarjeta Fiuino UNO.
Conclusión
Este pequeño chip ha tenido una popularidad en aumento en los últimos años ya que presenta notables ventajas frente a sus competidores directos, como es el caso del microcontrolador ATmega16u2 o el FTDI-232. Entre otras ventajas inherentes al producto podemos observar un precio significativamente competitivo frente a otros convertidores y sobre todo su fácil implementación debido a que el chip CH340G no necesita de una instalación previa de firmware para trabajar o establecer comunicación con el USB Host, solo basta con implementar el circuito mínimo para su funcionamiento recomendado por el fabricante.