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全隔离、多协议、高兼容的工业级USB转串口转换器设备介绍

在工业自动化、设备调试和环境监测等领域,USB接口与RS485RS422RS232TTL等传统串行接口之间的数据转换,是工程师和开发人员最常遇到的需求之一。E810-U16、E810-U16C、E810-U16H、E810-U17、E810-U17C、E810-U17H系列是亿佰特推出的高性能、小体积、全隔离的多功能USB转串口通信转换器设备。Type-C接口供电和数据传输,信号与电源双重全隔离,支持多种串口协议和电平切换,兼容WindowsLinuxmacOS三大操作系统,即插即用。这两款产品主要是芯片方案、隔离类型等特点,同系列型号可以选择E810-U15、E810-U15C、E810-U15M、E810-U15H、E810-U15HF、E810-U15HFS型号。

一、USB转串口设备产品概述

E810-U16系列E810-U17系列工业级USB转串口转换器设备的核心任务是把计算机的USB信号转换为传统的串行接口信号,让电脑能够与各类RS485RS422RS232TTL设备通信。

两个系列的主要区别在于支持的串口协议不同:

· E810-U16系列USBRS485RS422TTLTTL接口支持1.8V2.5V3.3V5V四种常见电平的拨码切换,兼容不同逻辑电平的MCU和传感器。

· E810-U17系列USBRS485RS422RS232。适用于需要直接与标准RS232接口设备通信的场景,如老式仪表、工业控制终端等。

两个系列均采用工业级设计标准,工作温度-40℃85℃,产品尺寸统一为68×78.3×18mm,外形紧凑,适合桌面使用或嵌入控制机箱。

二、USB转串口设备核心功能特点

1、信号与电源双隔离

E810-U16E810-U17系列实现了USB端与串口端之间的电气隔离。这意味着USB端和串口端没有直接的电气连接,可以有效切断地环路干扰,保护连接的计算机或工业设备不受意外高电压或浪涌的冲击。在工业现场,变频器、电机等设备会产生强烈的电磁干扰,隔离设计可以保证通信的稳定性和设备的安全性。

2多协议支持

E810-U16系列同时支持RS485RS422TTL三种协议。E810-U17系列同时支持RS485RS422RS232三种协议。用户只需通过Type-C数据线将设备连接到电脑,即可轻松将USB信号转换为所需串口信号,与各类传感器、PLC、电机驱动器、智能仪表等设备通信。

3、高速率通信

工业级USB转串口转换器设备系列产品最高支持12Mbps的通信波特率(E810-U16H/E810-U17H),能够满足高速传感器数据流、固件升级等对速率有较高要求的应用。以E810-U16系列为例,三个子型号的波特率分别为:

型号

RS485/RS422/TTL最高波特率

支持数据位

E810-U16

3Mbps

78

E810-U16C

6Mbps

5678

E810-U16H

12Mbps

78

E810-U17系列具有完全相同的子型号划分和波特率等级。在RS232模式下,所有型号最高支持460Kbps

4、TTL电平可切换(E810-U16系列)

E810-U16系列在接口旁边设计了一个直观的拨码开关,用户可以根据所连接TTL设备的需求,将TTL接口的电平切换为1.8V2.5V3.3V5V之一。这个功能非常实用——省去了外接电平转换模块的麻烦,简化了电路设计,提高了调试效率。例如,连接1.8V的物联网芯片时,只需将拨码开关拨到对应档位即可,无需额外加装电平转换电路。

5、指示灯状态指示

面板上配备三个指示灯:

· PWR(红色):电源指示灯,设备通电时常亮

· TXD(黄色):数据发送指示灯,USB向串口发送数据时闪烁

· RXD(黄色):数据接收指示灯,串口向USB发送数据时闪烁

通过指示灯可以直观判断设备的电源状态和通信状况,方便现场故障排查。

6、5V电源输出

设备通过标有"+""-"的引脚向外提供DC 5V电压,最大输出电流150mA。这一设计使得转换器在连接某些低功耗的外部传感器或微控制器时,可以省去独立的电源适配器,进一步简化系统设计。

7、全面系统兼容

全面兼容WindowsLinuxmacOS三大主流操作系统。无论用户使用的是个人电脑、服务器还是嵌入式系统,都能实现即插即用。

三、USB转串口设备选型对比

1、E810-U16系列与E810-U17系列对比

对比维度

E810-U16系列

E810-U17系列

串口协议

RS485 + RS422 + TTL

RS485 + RS422 + RS232

TTL电平切换

支持(1.8/2.5/3.3/5V

不支持(无TTL接口)

RS232接口

不支持

支持

适用场景

连接MCU、传感器等TTL设备

连接标准RS232设备

选型建议

· 需要连接的是标准工业RS232接口设备(如老式仪表、工控终端),选E810-U17系列

· 需要连接的是传感器、MCU等提供的TTL信号接口,选E810-U16系列

· 如果TTL设备的逻辑电平不是常见的3.3V而是1.8V2.5V,必须选择支持电平切换的E810-U16系列

2、子型号选型对比

每个系列根据波特率和数据位支持分为三个子型号:

对比维度

标准型号(U16/U17

C型号(U16C/U17C

H型号(U16H/U17H

芯片方案

FT232RL

CH343G(国产)

FT232HL

最高波特率

3Mbps

6Mbps

12Mbps

支持数据位

78

5678

78

推荐场景

常规调试、数据采集

需要特殊数据位或中高速率

高速传感器、固件升级

选型建议

· 常规PLC调试、传感器数据采集,标准型号(3Mbps)足够

· 需要56位等特殊数据位,或波特率在3-6Mbps之间,选C型号

· 需要12Mbps高速率传输(如高速数据流、大规模固件升级),选H型号

· C型号采用国产CH343G芯片方案,供货稳定,适合对国产化有要求的项目

四、USB转串口设备常见物联网应用场景

1、PLC调试与编程

工程师使用电脑通过USBRS485连接PLC,进行程序下载、在线监控和调试。E810-U16/U17系列的隔离设计可以有效保护电脑和PLC,防止现场干扰导致通信中断或设备损坏。

2、传感器数据采集

环境监测站、气象站等场景中,温湿度、压力、风速等传感器通常采用RS485RS422接口输出。通过E810-U16系列将传感器数据接入电脑,配合上位机软件进行实时采集和存储。

3、嵌入式开发调试

嵌入式开发过程中,MCU(如STM32ESP32)的调试接口通常是TTL串口。E810-U16系列的TTL电平切换功能可以适配不同电压的MCU,无需外接电平转换模块。1.8V2.5V3.3V5V一键切换,调试效率大幅提升。

4、工业仪表通信

许多老式工业仪表使用RS232接口。E810-U17系列可以直接连接这些RS232设备,实现电脑与仪表之间的数据交换。全隔离设计在强干扰的工业环境中保证了通信的可靠性。

5、多协议转换场景

在现场同时存在RS485RS422TTL/RS232设备的情况下,一台E810-U16E810-U17设备即可完成所有协议转换,无需为不同协议准备不同的转换器。

五、USB转串口设备接线说明

1、E810-U16系列接线

RS485接线:T+/A接外部设备的A端,T-/B接外部设备的B端。

RS422接线:T+/AT-/B接外部设备的接收端,R+R-接外部设备的发送端。

TTL接线:TX接外部设备的RXDRX接外部设备TXDGND共地。通过拨码开关选择TTL电平(1.8V/2.5V/3.3V/5V)。

2、E810-U17系列接线

RS485RS422接线方式与U16系列一致。

RS232接线:T接外部设备的RXDR接外部设备的TXDGND共地。

3、供电与隔离

设备通过Type-C接口由电脑USB供电,无需外接电源。如果需要为外部设备供电,可以使用"+""-"引脚输出的5V/150mA电源。信号与电源的双隔离设计有效保护两端设备。

六、工业级USB转串口设备FAQ常见问题

1、电脑无法识别设备

检查Type-C数据线是否完好,尝试更换USB端口。确认操作系统是否已自动安装驱动(Windows 10及以上通常免驱)。如果使用LinuxmacOS,确认系统已识别USB串口设备。

2、通信数据乱码

检查串口参数是否匹配:波特率、数据位、停止位、校验位必须与目标设备一致。检查接线是否正确,特别是RXDTXD是否交叉连接。在强干扰环境中,确认USB端和串口端是否共地。

3、TTL电平不匹配

确认E810-U16系列的拨码开关已拨到正确的电平档位。用万用表测量TX引脚的输出电压,确认与目标设备的逻辑电平一致。如果目标设备是5V电平,而拨码开关误设为3.3V,会导致通信不可靠或无法通信。

4、隔离效果不明显

确认USB端和串口端之间没有其他地线连接,否则会旁路隔离效果。在强干扰环境中,建议RS485总线两端加装120Ω终端电阻。如果设备在电机、变频器附近工作,确保设备安装位置远离干扰源。

七、工业级USB转串口设备选型总结

需求

推荐型号

连接TTL接口的MCU或传感器

E810-U16(需电平切换)

连接RS232接口的老式仪表

E810-U17

常规3Mbps以内通信

标准型号(U16/U17

需要6Mbps或特殊数据位

C型号(U16C/U17C

需要12Mbps高速率

H型号(U16H/U17H

对国产化有要求

C型号(CH343G芯片)

预算优先且性能要求不高

标准型号(FT232RL芯片)

E810-U16E810-U17系列USB转串口设备,以全隔离、多协议、高兼容为核心特点,覆盖了从嵌入式开发调试到工业数据采集的广泛应用场景。Type-C接口即插即用,WindowsLinuxmacOS全平台兼容,是工程师桌面和现场工具箱中实用的串口通信工具。


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