อะแดปเตอร์ USB-to-bus ส่วนใหญ่ รวมถึงเครื่องมืออย่าง CANTact Pro หรือ MeatPi Ollie V1 และ V2, มักรองรับการสื่อสารแบบ CAN หรือ RS-485/RS-422 เพียงอย่างใดอย่างหนึ่งในลักษณะอุปกรณ์อนุกรมแบบฟังก์ชันตายตัว แต่ FalCAN Probe ที่พัฒนาโดย Anders B. Nielsen แตกต่างออกไป เพราะเป็นอะแดปเตอร์ USB แบบหลายโปรโตคอลที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32F042 เป็นแกนหลัก
FalCAN Probe เป็นบอร์ด USB Type-C แบบโอเพนซอร์สขนาดกะทัดรัด ที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่าย CAN, RS-485 และ RS-422 แบบ Full-Duplex ได้ ภายในบอร์ดไม่ได้ใช้ชิป USB bridge แบบตายตัว แต่เปิดให้เข้าถึงอินเทอร์เฟซ USB ดั้งเดิมของไมโครคอนโทรลเลอร์ พร้อมทั้งมีพอร์ต SWD และ GPIO ให้ใช้งานเพิ่มเติม ทำให้สามารถนำไปใช้เป็นแพลตฟอร์มพัฒนา Arm Cortex-M0 ขนาดเล็กได้อีกด้วย
สเปคของ FalCAN Probe :
- MCU – ไมโครคอนโทรลเลอร์ STMicro STM32F042C6Tx สถาปัตยกรรม Arm Cortex-M0 ทำงานที่ความถี่ 48 MHz พร้อม Flash 32KB และ SRAM 6KB
- อินเทอร์เฟซโฮสต์ – USB 2.0 Full Speed ผ่านพอร์ต USB Type-C
- อินเทอร์เฟซสื่อสาร (ไม่มีวงจรแยกสัญญาณ / Non-isolated)
- CAN Bus ผ่านทรานซีฟเวอร์ Texas Instruments SN65HVD230 โดยระบบจะมองเห็นเป็นอุปกรณ์ GS_USB CAN เมื่อจัมเปอร์ JP4 ถูกเปิด
- RS485 และ RS422 แบบ Full-Duplex ผ่านทรานซีฟเวอร์คู่ SP3485EN
- การขยาย
- 2x GPIO expansion headers แบบ 17 พิน
- ตำแหน่งติดตั้งคอนเนกเตอร์ female DE-9 (DSUB-9) สำหรับมาตรฐานขา CAN
- เปิดใช้งาน USART1 (PB6/PB7) สำหรับเชื่อมต่อ USB-to-UART ภายนอก
- Header pins สำหรับ GPIO, การตั้งค่า boot, การดีบักผ่าน SWD และการกำหนดเส้นทางบัส (JP3/JP4)
- การดีบัก – Header เฉพาะสำหรับโปรแกรมและดีบักผ่าน SWD
- อื่น ๆ – ไฟ LED สถานะสีเขียวและสีแดง
- พลังงาน – รับไฟ 5V ผ่าน USB-C และแปลงแรงดันด้วย LDO MIC5504-3.3 บนบอร์ด
- ขนาด – ยังไม่ระบุแน่ชัด (ใช้แผ่น PCB แบบ 4 เลเยอร์ FR4 ความหนาประมาณ 1.6 มม.)
จุดเด่นที่ทำให้ FalCAN Probe แตกต่างจากอะแดปเตอร์ CANable หรือ Candlelight ก็คือเฟิร์มแวร์ของมัน โดยตัวบอร์ดใช้เฟิร์มแวร์ที่ดัดแปลงมาจาก candleLight_fw ซึ่งรองรับโมดูลเคอร์เนล gs_usb ของ Linux mainline อย่างสมบูรณ์ นั่นหมายความว่าสามารถเสียบใช้งานกับ Ubuntu หรือ Raspberry Pi OS ได้ทันที และใช้เครื่องมือมาตรฐานอย่าง can-utils ได้โดยไม่ต้องติดตั้งไดรเวอร์พิเศษเพิ่มเติม นอกจากนี้เฟิร์มแวร์ของ FalCAN Probe ยังเพิ่มความสามารถในการสลับโหมด RS-485 และ RS-422 เพิ่มเติมจากฟังก์ชัน CAN มาตรฐาน ขณะที่ฮาร์ดแวร์ของบอร์ดยังเปิดให้เข้าถึงขาพัฒนาของไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32 ได้โดยตรงอีกด้วย
การสลับโหมดทำได้ผ่านจัมเปอร์ฮาร์ดแวร์แบบง่าย ๆ ที่ระบบจะตรวจสอบตอนเริ่มทำงาน ถ้าปล่อย JP4 เป็นวงจรเปิดระหว่างรีเซ็ต อุปกรณ์จะถูกมองเห็นเป็นอินเทอร์เฟซ CAN (gs_usb) ถ้าปิดจัมเปอร์ JP4 อุปกรณ์จะปรากฏเป็นพอร์ต USB Serial (CDC) ที่เชื่อมต่อกับ USART1 สำหรับการสื่อสาร RS-485/RS-422
Anders อธิบายว่าบอร์ดนี้โดยพื้นฐานแล้วเปรียบเสมือนบอร์ดพัฒนา STM32 แบบเรียบง่ายที่มาพร้อมฮาร์ดแวร์สื่อสารอุตสาหกรรมในตัว จึงสามารถนำไปเขียนเฟิร์มแวร์ใหม่ได้ง่าย ผู้ใช้สามารถดัดแปลงให้เป็นตัวสร้างทราฟฟิกบัส (Bus Traffic Generator), เครื่องวิเคราะห์ CAN หรือแม้แต่เปลี่ยนให้กลายเป็นโปรแกรมเมอร์ลักษณะเดียวกับ ST-Link ด้วยเฟิร์มแวร์แบบกำหนดเองได้อีกด้วย
ฮาร์ดแวร์นี้ถูกออกแบบด้วย KiCad 9 และมีการเผยแพร่ไฟล์ออกแบบทั้งหมดแบบโอเพนซอร์ส ไม่ว่าจะเป็น schematic, PCB layout, Gerber และ BOM พร้อมหมายเลขชิ้นส่วนจาก LCSC บน GitHub ภายใต้สัญญาอนุญาต CC BY-SA 4.0 ส่วนเฟิร์มแวร์ที่ปรับแต่งเพิ่มเติมนั้นถูกเผยแพร่แยกไว้ที่ GitHub repository
FalCAN Probe แบบโอเพนซอร์สที่รองรับทั้ง CAN และ RS-485 วางจำหน่ายผ่าน iMania.dk ในราคา 249.00 DKK (~1,300฿) ตัวบอร์ดจัดส่งมาแบบยังไม่บัดกรี pin headers และคอนเนกเตอร์ DE-9 แต่ภายในกล่องจะมีคอนเนกเตอร์ male DE-9 มาให้ เพื่อให้ผู้ใช้สามารถติดตั้งไว้ด้านล่างของ PCB ได้เอง สำหรับให้ตรงกับมาตรฐานขา TouCAN/PEAK CAN ที่นิยมใช้งานในอุตสาหกรรม
แปลจากบทความ : FalCAN Probe is an open-source, STM32-based USB to CAN/RS-485/RS-422 adapter
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT