Aktualizováno v březnu 2020

      
 

  Převodníky USB na RS232

Úvod

Tuto stránku jsem dopsal na základě několika mailů, které mi v průběhu roku přišly od čtenářů mých stránek. Vpodstatě se vždy jednalo o nefunkční rozhraní RS-232. Přestože jsem se domníval, že se k této problematice nebudu muset nikdy vracet, opak se stal pravdou. Proto jsem níže shrnul odpovědi na nejčastější dotazy.
 
Osvědčené převodníky

1. Vyzkoušel jsem pouze převodníky, které jsem popsal a vyfotografoval na této stránce: http://ok1ufc.nagano.cz/Desktopy/RS232/RS232.htm
2. Přibližne uprostřed prvního obrázku jsou dva podobné, označené podle čipu CH340 a FTDI. Preferuji čipy FTDI.

 
3. Převodník označený jako FTDI mi fungoval ve všech aplikacích, které jsem zkoušel. Jde o výrobek firmy PremiumCord, který mají např. na prodejně v Alze. Abych se ubezpečil, že je stále dostupný a funguje pořád stejně, koupil jsem dnes (9.3.2020) dva kusy.

4. Převodník je balený do blistru, vypadá, jako na obrázku vpravo.

5. Balení obsahuje CD s různými ovladači pro různé operační systémy, např. pro Win XP, Win 7 i Win 10. Já jsem nikdy nepotřeboval instalovat ovladač z CD, nicméně, vyhledání ovladač trvá systému Windows 10 docela dlouhou dobu, ale z CD je to hned. Pro jistotu jsem uložil zde celé CD s ovladači (formát zip).

6. Balení obsahuje krátký prodlužovací kabel USB.

7. Převodník funguje např. s:

a)  TCVRy Kenwood, pokud se použije RS 232 propojovací kabel s konektory DE-9 F, protože firma Kenwood z nějakého důvodu použila na zařízení (TS-2000) samce. Na převodníku je (tentokrát správně) také samec. Místo kabelu lze použít redukci.

b)  čipy PICAXE, případně s čipy PIC, pokud se použije konstrukce se 2 rezistrory, kterou používá firma Revolution Education u PICAXE.

c) s několika měřicími přístroji, které mají konektor DE-9 pro připojení rozhraní RS-232.

Na fotkách dole je můj Kenwood, připojený s tímto převodníkem do HUBu ve zvukovce a do notebooku Dell Vostro, který se vyznačoval extrémně nízkým napětím napětím na USB rozhraní. Asi stáří a vyschlé kapacity elektrolytů, hi.

Na dalším obrázku je můj programátor PICAXE na jakési desce PCB z papundelku (asi FR2). Také funguje.

8. Preferuji převodníky v "krátkém" provedení. Je to k nevíře, ale v elektromagnetickém poli od výkonových PA, či s povrchovými proudy po koaxiálu (common mode currents) se mi nikdy nic nedělo na kabelu s rozhraním RS-232. Nemohu to však tvrdit o USB kabelech. Převodníky s USB kabely mi prostě u vysílačů občas zazlobily v silném VF poli.
USB-RS232 blistr  
      
Kenwood programátor  
    
V čem vidím u převodníků problémy?

1. Výrobci vyvinuli mnoho typů čipů pro převod z USB na UART.

2. Uživatelé zaměňují RS232 s rozhraním serial (chcete-li UART, s logickými TTL či CMOS úrovněmi). Psal jsem o tom, tyto převodníky (úrovně TTL, CMOS) neinvertují logickou úroveň. I když invertujeme úroveň pomocí hradel, obvykle to nepomůže např. při programování mikropočítačů PICAXE a PIC.

3. Pro rozhraní RS-232 existuje více napěťových úrovní pro logickou nulu a logickou jedničku. Nejčastější, které jsem viděl, jsou tyto:
Logický nula a logická jednička přenášených dat je reprezentována pomocí dvou úrovní napětí, které jsou obvykle stejné velikosti, ale rozdílné polarity. Bohužel, mohou nabývat hodnot menších, než ±5 V, ±5 V, ±10 V, ±12 V i ±15 V (starší průmyslová zařízení a terminály). Nejčastěji se používá varianta, při které logické jedničce dat odpovídá napětí −12 V a logické nule odpovídá +12 V. Já jsem v předchozích článcích uvažoval využití pouze vodičů rozhraní příjem (RxD), vysílání (TxD) a společné země (GND). Úplné rozhraní však obsahuje ještě další vodiče, které slouží k řízení přenosu, tzv. HW řízení. Toto používám u rádia Kenwood TS-2000, ve spolupráci s programem WSJT-X. Pro řízení bývají použité vstupy DCD, DSR, CTS, RI, výstupy DTR, RTS. Pro řídící signály (tj. RTS, CTS, DTR, DSR, …) je úroveň  logické nuly od -3 V až do -15 V a úroveň logické jedničky je od +3 V až do +15 V. Řídící signály mají tedy opačnou logiku, než datové.

4. Výrobci používají pro převod TTL na RS232 čipy od různých výrobců (např. MAX232 a ST 232). Čipy se liší především prahovými hodnotami, při kterých se rozlišuje, zda se jedná o logickou nulu nebo jedničku u přijímaných signálů. U čipů se obvykle vyrábějí potřebné napěťové úrovně pomocí násobičů s kapacitami. Kapacity nebývají součástí čipů, jsou externí a kolem čipu je např. 5 kondenzátorů, z toho 4 slouží pro zdvojovače napětí a jeden je blokovací.

Tedy dost kombinací na to, aby občas něco nefungovalo.

Závěr

Ne každý logický analyzátor lze připojit k použitým logickým úrovním, které jsou bipolární. Ten můj jednoduchý a levný mi není k ničemu. Takže zbývá osciloskop. Jenže bádání s osciloskopem je pracné. A je o to pracnější, pokud vám např. zařízení Kenwood dělá takové psí kusy, že se tváří, jako že je všechno OK, ale pak se jednou stane, že sice test CAT, PTT je OK, dokonce i první relace proběhnou a při druhé nebo třetí se nepřepne TRX na příjem uprostřed spojení. Toto mi provedly např. modré krátké převodníky označené jako CH340.
Ty tmavě zelené (až černé), ve kterých silně svítí modrá LED, od PremiumCord, však fungovaly vždy dobře.
 
 
   
TU 73, Mira, ok1ufc