Закрыть

Схема последовательного подключения: Параллельное и последовательное соединение — законы и примеры

Содержание

Параллельное и последовательное соединение — законы и примеры

Покажем, как применять знание физики в жизни

Начать учиться

104.3K

Почему в елочной гирлянде могут не гореть лампочки одного цвета? Почему все электроприборы в доме рассчитаны на 220 В? Спойлер: все дело в видах соединения проводников — о них мы и поговорим в этой статье.

Как после перегорания одной лампочки в гирлянде можно определить способ соединения и починить ее? Попробуем разобраться.

Анфиса обнаружила на балконе старую гирлянду. Включив ее в розетку, девочка заметила, что горят все лампочки, кроме зеленых. Внимательно изучив провода, Анфиса увидела, что все зеленые лампочки соединены последовательно друг за другом.

Последовательное соединение проводников

При последовательном соединении конец первого проводника соединяют с началом второго, конец второго — с началом третьего и т. д.

Последовательное подключение обычно используется в тех случаях, когда необходимо целенаправленно включать или выключать определенный электроприбор. Например, для работы школьного электрического звонка требуется соединить его последовательно с источником тока и ключом.

Вот некоторые примеры использования схемы последовательного соединения:

  • освещение в вагонах поезда или трамвая;
  • простейшие елочные гирлянды;
  • карманный фонарик;
  • амперметр для измерения силы тока в цепи.

Законы последовательного соединения проводников

  1. При последовательном соединении сила тока в любых частях цепи одна и та же:

    I = I1 = I2 = … = In.

    Если в цепи с последовательным способом соединения одна из ламп выйдет из строя и через нее не будет протекать электрический ток, то и через оставшиеся лампы ток проходить не будет. Вспомним Анфису и ее гирлянду: когда одна из зеленых лампочек перегорела, то ток, проходящий через нее, стал равен нулю. Следовательно, и другие зеленые лампочки, включенные последовательно, не загорелись. Чтобы починить гирлянду, нужно определить перегоревшую лампочку и заменить ее.

  2. При последовательном соединении общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников:

    Rэкв = R1 + R2 + … + Rn.

  3. При последовательном соединении общее напряжение цепи равно сумме напряжений на отдельных участках:

    Uэкв = U1 + U2 + … + Un.

Пример решения задачи

В цепь с напряжением 220 В включена лампа, через нее протекает ток силой 20 А. Когда к лампе последовательно подключили реостат, сила тока в цепи уменьшилась до 11 А. Чему равно сопротивление реостата?

Решение.

  1. По закону Ома определим сопротивление лампы:

    R1 = U / I1 = 220 / 20 = 11 Ом.

  2. Также по закону Ома определим общее сопротивление цепи при включенном реостате:

    R = U / I2 = 220 / 11 = 22 Ом.

  3. При последовательном соединении сопротивления лампы и реостата складываются:

    R = R1 + R2.

  4. Зная общее сопротивление цепи и сопротивление лампы, определим искомое сопротивление реостата:

    R2 = R − R1 = 22 − 11 = 11 Ом.

Ответ: сопротивление реостата равно 11 Ом.

К сожалению, последовательное соединение не всегда оказывается удобным. Например, в торговом центре «Ашан» работает с 9:00 до 23:00, кинотеатр — с 10:00 до 02:30, а магазины — с 10:00 до 22:00. При последовательном соединении цепи свет должен будет гореть во всем ТЦ с 9:00 до 02:30. Согласитесь, что такой режим работы экономически невыгоден даже при минимальном тарифе на электроэнергию. В этом случае удачным решением будет использование параллельного соединения.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Параллельное соединение проводников

При параллельном соединении начала всех проводников соединяются в одной общей точке электрической цепи, а их концы — в другой.

Параллельное соединение используют в тех случаях, когда необходимо подключать электроприборы независимо друг от друга. Например, если отключить чайник, то холодильник будет продолжать работать. А когда в люстре перегорает одна лампочка, остальные все так же освещают комнату.

Приведем еще несколько примеров применения параллельного способа соединения:

  • освещение в больших торговых залах;
  • бытовые электроприборы в квартире;
  • компьютеры в кабинете информатики;
  • вольтметр для измерения напряжения на участке цепи.

Параллельное соединение проводников: формулы

  1. Напряжение при параллельном соединении в любых частях цепи одинаково:

    U = U1 = U2 = … = Un.

    Как вы помните, все бытовые электроприборы рассчитаны на одинаковое номинальное напряжение 220 В. Да и согласитесь, куда проще делать все розетки одинаковыми, а не рассчитывать напряжение для каждого прибора при их последовательном соединении.

  2. Сила тока при параллельном соединении (в неразветвленной части цепи) равна сумме сил тока в отдельных параллельно соединенных проводниках:

    Iэкв = I1 + I2 + … + In.

    Электрический ток растекается по ветвям обратно пропорционально их сопротивлениям. Если сопротивления в ветвях равны, то и ток при параллельном соединении делится между ними поровну.

  3. Общее сопротивление цепи определяется по формуле:

    1 / Rэкв = 1 / R1 + 1 / R2 + … + 1 / Rn.

    Для двух параллельно соединенных проводников формулу можно записать иначе:

    Rэкв = (R1 · R2) / (R1

    + R2).

Если n одинаковых проводников, каждый из которых имеет сопротивление R1, соединены параллельно, то общее сопротивление участка цепи можно найти, разделив сопротивление одного из проводников на их количество:

Rэкв = R1 / n.

Вернемся к Анфисе и ее гирлянде. Мы уже разобрались, почему перестали гореть все зеленые лампочки. Пришло время узнать, почему продолжили гореть все остальные. В современных гирляндах используют параллельное и последовательное соединение одновременно. Например, лампочки одного цвета соединяют последовательно, а с другими цветами — параллельно. Таким образом, отключение ветви с зелеными лампочками не повлияло на работу остальной части цепи.

Пример решения задачи

Два резистора с сопротивлениями 10 Ом и 11 Ом соответственно соединены параллельно и подключены к напряжению 220 В. Чему равна сила тока в неразветвленной части цепи?

Решение.

  1. Определим общее сопротивление при параллельном соединении проводников:

    R = (R1 · R2) / (R1 + R2) = (10 · 11) / (10 + 11) = 110 / 21 Ом ≈ 5,24 Ом.

  2. По закону Ома определим силу тока в цепи:

    I = U / R = 220 / (110 / 21) = 42 А.

Ответ: сила тока в неразветвленной части цепи равна 42 А.

Смешанное соединение проводников

Зачастую реальные электрические схемы оказываются сложнее, поэтому используют различные комбинации последовательного и параллельного способов соединения. Такой способ соединения называется смешанным. Смешанное соединение проводников предполагает использование последовательного и параллельного способов соединения в одной цепи.

Алгоритм решения задач со смешанным соединением проводников:

  1. Прочитать условие задачи, начертить схему электрической цепи, при необходимости пронумеровать проводники.

  2. Проанализировать схему, т. е. найти участки, где используется только последовательное или только параллельное соединение проводников. Определить сопротивление на этих участках.

  3. Выяснить вид соединения участков между собой. Найти общее сопротивление всей цепи.

  4. С помощью закона Ома и законов последовательного и параллельного соединения проводников найти распределения токов и напряжений в цепи.

Пример решения задачи

На рисунке показана схема электрической цепи. Сопротивления резисторов одинаковы и равны 12 Ом. Напряжение источника — 100 В. Какова сила тока, протекающего через резистор R4?

Решение.

  1. Проанализируем данную схему. Резисторы R2 и R3 соединены между собой последовательно, а с резистором R4 — параллельно. Весь этот участок соединен последовательно с источником тока и резистором R

    1.

  2. Определим сопротивление последовательно соединенных резисторов R2 и R3:

    R23 = R2 + R3 = 12 + 12 = 24 Ом.

  3. Найдем общее сопротивление резистора R4 и участка 2–3, соединенных параллельно:

    R234 = (R23 · R4) / (R23 + R4) = (24 · 12) / (24 + 12) = 8 Ом.

  4. Определим общее сопротивление всей цепи как сумму включенных последовательно резистора R1 и участка 2–3–4:

    Rэкв = R1 + R234 = 12 + 8 = 20 Ом.

  5. По закону Ома найдем силу тока в неразветвленной части цепи:

    I = U / Rэкв = 200 / 20 = 5 А.

  6. По закону Ома определим напряжение на участке, состоящем из резисторов R2, R3, R4:

    Uэкв1 = I · R234 = 5 · 8 = 40 В.

  7. Поскольку при параллельном соединении напряжение одинаково, то напряжение на резисторе R4 также равно 40 В. По закону Ома найдем силу тока, протекающего через резистор R4:

    I4 = Uэкв1 / R4 = 40 / 12 ≈ 3,3 А.

Ответ: через резистор R4 протекает ток силой приблизительно 3,3 А.

Мы разобрали довольно много формул последовательного и параллельного подключения проводников. А запомнить их можно с помощью вот таких схем:

Скачать шпаргалку

Скачать шпаргалку

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи. На уроках вы научитесь составлять самые разнообразные электрические цепи и решать задачи с ними, а также узнаете об их применении в жизни. Ждем вас!

Софья Ефименко

К предыдущей статье

Влажность воздуха

К следующей статье

Тепловые явления

Получите индивидуальный план обучения физике на бесплатном вводном уроке

На вводном уроке с методистом

  1. Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению

  2. Расскажем, как проходят занятия

  3. Подберём курс

Последовательное и параллельное соединение. Применение и схемы

В электрических цепях элементы могут соединяться по различным схемам, в том числе они имеют последовательное и параллельное соединение.

При таком соединении проводники соединяются друг с другом последовательно, то есть, начало одного проводника будет соединяться с концом другого. Основная особенность данного соединения заключается в том, что все проводники принадлежат одному проводу, нет никаких разветвлений. Через каждый из проводников будет протекать один и тот же электрический ток. Но суммарное напряжение на проводниках будет равняться вместе взятым напряжениям на каждом из них.

Рассмотрим некоторое количество резисторов, соединенных последовательно. Так как нет разветвлений, то количество проходящего заряда через один проводник, будет равно количеству заряда, прошедшего через другой проводник. Силы тока на всех проводниках будут одинаковыми. Это основная особенность данного соединения.

Это соединение можно рассмотреть иначе. Все резисторы можно заменить одним эквивалентным резистором.

Ток на эквивалентном резисторе будет совпадать с общим током, протекающим через все резисторы. Эквивалентное общее напряжение будет складываться из напряжений на каждом резисторе. Это является разностью потенциалов на резисторе.

Если воспользоваться этими правилами и законом Ома, который подходит для каждого резистора, можно доказать, что сопротивление эквивалентного общего резистора будет равно сумме сопротивлений.

Следствием первых двух правил будет являться третье правило.
Применение

Последовательное соединение используется, когда нужно целенаправленно включать или выключать какой-либо прибор, выключатель соединяют с ним по последовательной схеме. Например, электрический звонок будет звенеть только тогда, когда он будет последовательно соединен с источником и кнопкой. Согласно первому правилу, если электрический ток отсутствует хотя бы на одном из проводников, то его не будет и на других проводниках. И наоборот, если ток имеется хотя бы на одном проводнике, то он будет и на всех других проводниках. Также работает карманный фонарик, в котором есть кнопка, батарейка и лампочка. Все эти элементы необходимо соединить последовательно, так как нужно, чтобы фонарик светил, когда будет нажата кнопка.

Иногда последовательное соединение не приводит к нужным целям. Например, в квартире, где много люстр, лампочек и других устройств, не следует все лампы и устройства соединять последовательно, так как никогда не требуется одновременно включать свет в каждой из комнат квартиры. Для этого последовательное и параллельное соединение рассматривают отдельно, и для подключения осветительных приборов в квартире применяют параллельный вид схемы.

Параллельное соединение

В этом виде схемы все проводники соединяются параллельно друг с другом. Все начала проводников объединены в одну точку, и все концы также соединены вместе. Рассмотрим некоторое количество однородных проводников (резисторов), соединенных по параллельной схеме.

Этот вид соединения является разветвленным. В каждой ветви содержится по одному резистору. Электрический ток, дойдя до точки разветвления, разделяется на каждый резистор, и будет равняться сумме токов на всех сопротивлениях. Напряжение на всех элементах, соединенных параллельно, является одинаковым.

Все резисторы можно заменить одним эквивалентным резистором. Если воспользоваться законом Ома, можно получить выражение сопротивления. Если при последовательном соединении сопротивления складывались, то при параллельном будут складываться величины обратные им, как записано в формуле выше.

Применение

Если рассматривать соединения в бытовых условиях, то в квартире лампы освещения, люстры должны быть соединены параллельно. Если их соединить последовательно, то при включении одной лампочки мы включим все остальные. При параллельном же соединении мы можем, добавляя соответствующий выключатель в каждую из ветвей, включать соответствующую лампочку по мере желания. При этом такое включение одной лампы не влияет на остальные лампы.

Все электрические бытовые устройства в квартире соединены параллельно в сеть с напряжением 220 В, и подключены к распределительному щитку. Другими словами, параллельное соединение используется при необходимости подключения электрических устройств независимо друг от друга. Последовательное и параллельное соединение имеют свои особенности. Существуют также смешанные соединения.

Работа тока

Последовательное и параллельное соединение, рассмотренное ранее, было справедливо для величин напряжения, сопротивления и силы тока, являющихся основными. Работа тока определяется по формуле:

А = I х U х t, где А – работа тока, t – время течения по проводнику.

Для определения работы при последовательной схеме соединения, необходимо заменить в первоначальном выражении напряжение. Получаем:

А=I х (U1 + U2) х t

Раскрываем скобки и получаем, что на всей схеме работа определяется суммой на каждой нагрузке.

Точно также рассматриваем параллельную схему соединения. Только меняем уже не напряжение, а силу тока. Получается результат:

А = А1+А2

Мощность тока

При рассмотрении формулы мощности участка цепи снова необходимо пользоваться формулой:

Р=U х I

После аналогичных рассуждений выходит результат, что последовательное и параллельное соединение можно определить следующей формулой мощности:

Р=Р1 + Р2

Другими словами, при любых схемах общая мощность равна сумме всех мощностей в схеме. Этим можно объяснить, что не рекомендуется включать в квартире сразу несколько мощных электрических устройств, так как проводка может не выдержать такой мощности.

Влияние схемы соединения на новогоднюю гирлянду

После перегорания одной лампы в гирлянде можно определить вид схемы соединения. Если схема последовательная, то не будет гореть ни одной лампочки, так как сгоревшая лампочка разрывает общую цепь. Чтобы выяснить, какая именно лампочка сгорела, нужно проверять все подряд. Далее, заменить неисправную лампу, гирлянда будет функционировать.

При применении параллельной схемы соединения гирлянда будет продолжать работать, даже если одна или несколько ламп сгорели, так как цепь не разорвана полностью, а только один небольшой параллельный участок. Для восстановления такой гирлянды достаточно увидеть, какие лампы не горят, и заменить их.

Последовательное и параллельное соединение для конденсаторов

При последовательной схеме возникает такая картина: заряды от положительного полюса источника питания идут только на наружные пластины крайних конденсаторов. Конденсаторы, находящиеся между ними, передают заряд по цепи. Этим объясняется появление на всех пластинах равных зарядов с разными знаками. Исходя из этого, заряд любого конденсатора, соединенного по последовательной схеме, можно выразить такой формулой:

qобщ= q1 = q2 = q3

Для определения напряжения на любом конденсаторе, необходима формула:

U= q/С

Где С — емкость. Суммарное напряжение выражается таким же законом, который подходит для сопротивлений. Поэтому получаем формулу емкости:

С= q/(U1 + U2 + U3)

Чтобы сделать эту формулу проще, можно перевернуть дроби и заменить отношение разности потенциалов к заряду емкости. В результате получаем:

1/С= 1/С1 + 1/С2 + 1/C3

Немного иначе рассчитывается параллельное соединение конденсаторов.

Общий заряд вычисляется как сумма всех зарядов, накопившихся на пластинах всех конденсаторов. А величина напряжения также вычисляется по общим законам. В связи с этим формула суммарной емкости при параллельной схеме соединения выглядит так:

С= (q1 + q2 + q3)/U

Это значение рассчитывается как сумма каждого прибора в схеме:

С=С1 + С2 + С3

Смешанное соединение проводников

В электрической схеме участки цепи могут иметь и последовательное и параллельное соединение, переплетающихся между собой. Но все законы, рассмотренные выше для отдельных видов соединений, справедливы по-прежнему, и используются по этапам.

Сначала нужно мысленно разложить схему на отдельные части. Для лучшего представления ее рисуют на бумаге. Рассмотрим наш пример по изображенной выше схеме.

Удобнее всего ее изобразить, начиная с точек Б и В. Они расставляются на некотором расстоянии между собой и от края листа бумаги. С левой стороны к точке Б подключается один провод, а справа отходят два провода. Точка В наоборот, слева имеет две ветки, а после точки отходит один провод.

Далее нужно изобразить пространство между точками. По верхнему проводнику расположены 3 сопротивления с условными значениями 2, 3, 4. Снизу будет идти ток с индексом 5. Первые 3 сопротивления включены в схему последовательно, а пятый резистор подключен параллельно.

Остальные два сопротивления (первый и шестой) подключены последовательно с рассматриваемым нами участком Б-В. Поэтому схему дополняем 2-мя прямоугольниками по сторонам от выбранных точек.

Теперь используем формулу расчета сопротивления:
  • Первая формула для последовательного вида соединения.
  • Далее, для параллельной схемы.
  • И окончательно для последовательной схемы.

Аналогичным образом можно разложить на отдельные схемы любую сложную схему, включая соединения не только проводников в виде сопротивлений, но и конденсаторов. Чтобы научиться владеть приемами расчета по разным видам схем, необходимо потренироваться на практике, выполнив несколько заданий.

Похожие темы:
  • Закон Ома. Для цепей и тока. Формулы и применение
  • Расчет сечения кабеля. По мощности, току, длине
  • Электрические цепи. Виды и составные части. Режимы работы
  • Активное и реактивное сопротивление. Свойства. Треугольник сопротивлений
  • Фильтры ВЧ. Виды и работа. Применение и особенности
  • Закон Джоуля-Ленца. работа и применение. Особенности

Прокладка последовательного нуль-модемного кабеля RS232 и руководство

Об авторе: Ламмерт Бис папа, муж и полиглот. Он занимается разработкой встраиваемых систем с восьмидесятых годов. Использовали машинное обучение до того, как у него появилось название. Специализируется на соединении компьютеров, роботов и людей. Был защитником Google Mapmaker и докладчиком на нескольких международных конференциях Google с 2011 года, пока в 2017 году Mapmaker не отключили. Охотник за ошибками в Google. В настоящее время искусственный интеллект распространяется в самых диких местах в производственной среде. Он никогда не прекращает учиться.

  • NULL Modem, введение
  • Оригинальное использование RS232
  • NULL MODEM Без рукоятки
  • NULL MODEM с петлей BADE BADE
  • NULL MODEM с приполненным ручным заданием
  • NULL MODEM с полным ручным маршрутизации
  • .

Нуль-модем, введение

Последовательная связь с RS232. Один из старейших и наиболее распространенных способов связи в компьютерном мире. То, как этот тип связи может быть выполнен, довольно хорошо определено в стандартах. т.е. за одним исключением. Стандарты показывают использование связи DTE/DCE, способ, которым компьютер должен взаимодействовать с периферийным устройством, таким как модем. К вашему сведению, DTE означает оконечное оборудование данных (компьютеры и т. д.), где DCE — это аббревиатура оборудования для передачи данных (модемы). Одно из основных применений последовательной связи сегодня, когда модем не задействован, — конфигурация последовательного нуль-модема с связью DTE/DTE — не так четко определено, особенно когда речь идет об управлении потоком. Термин «нулевой модем» для ситуации, когда два компьютера общаются напрямую, в настоящее время настолько часто используется, что большинство людей уже не понимают происхождения этой фразы и что нуль-модемное соединение является исключением, а не правилом.

В истории были разработаны практические решения, позволяющие двум компьютерам общаться друг с другом с помощью нуль-модемной последовательной линии связи. В большинстве случаев исходные сигнальные линии модема повторно используются для выполнения некоторого квитирования. Рукопожатие может увеличить максимально допустимую скорость связи, поскольку оно дает компьютерам возможность контролировать поток информации. Допускаются большие объемы входящих данных, если компьютер способен их обрабатывать, но не в том случае, если он занят выполнением других задач. Если в нуль-модемном соединении не реализовано управление потоком, связь возможна только на скоростях, при которых приемная сторона может обработать объем информации даже в худших условиях.

Исходное использование RS232

Когда мы смотрим на схему контактов разъема порта RS232, мы видим два контакта, которые, безусловно, используются для управления потоком. Эти два контакта — RTS, запрос на отправку и CTS, разрешение на отправку. При связи DTE/DCE (т. е. компьютер обменивается данными с модемным устройством) RTS является выходом на DTE и входом на DCE. CTS – это ответный сигнал, поступающий от DCE.

Перед отправкой символа DTE запрашивает разрешение, устанавливая свой выход RTS. Никакая информация не будет отправлена ​​до тех пор, пока DCE не предоставит разрешение по линии CTS. Если DCE не может обрабатывать новые запросы, сигнал CTS становится низким. Простой, но полезный механизм, позволяющий управлять потоком в одном направлении. Предполагается, что DTE всегда может обрабатывать входящую информацию быстрее, чем DCE может ее отправить. В прошлом это было правдой. Скорость модема 300 бод была обычным явлением, а скорость 1200 бод рассматривалась как высокоскоростное соединение.

Для дальнейшего контроля информационного потока оба устройства имеют возможность сигнализировать о своем состоянии другой стороне. Для этой цели присутствуют сигналы готовности терминала данных DTR и готовности набора данных DSR. DTE использует сигнал DTR, чтобы сигнализировать о том, что оно готово принять информацию, тогда как DCE использует сигнал DSR для той же цели. Использование этих сигналов включает в себя немаленький протокол запроса и ответа, как при установлении связи RTS/CTS. Эти сигналы только в одном направлении.

Последним сигналом управления потоком, присутствующим в связи DTE/DCE, является обнаружение несущей CD. Он не используется непосредственно для управления потоком, а в основном указывает на способность модемного устройства обмениваться данными со своей противоположной частью. Этот сигнал указывает на наличие канала связи между двумя модемными устройствами.

Нуль-модем без квитирования

Как использовать линии квитирования в нуль-модемной конфигурации? Самый простой способ — не использовать их вообще. В этой ситуации в нуль-модемном коммуникационном кабеле перекрестно соединены только линии передачи данных и сигнальная земля. Все остальные контакты не имеют связи. Пример такого нуль-модемного кабеля без квитирования можно увидеть на рисунке ниже.

Simple null modem without handshaking
Connector 1 Connector 2 Function
2 3 Rx ◄ Tx
3 2 Tx ► Rx
5 5 Сигнальная земля
Простой нуль-модем без квитирования

Проблемы совместимости

Если вы читали о нуль-модемах, часто говорят об этом трехжильном нуль-модемном кабеле. Да, это просто, но можем ли мы использовать его во всех обстоятельствах? Возникает проблема, если одно из двух устройств проверяет входы DSR или CD. Эти сигналы обычно определяют способность другой стороны общаться. Поскольку они не подключены, уровень их сигнала никогда не будет высоким. Это может вызвать проблему.

То же относится и к последовательности квитирования RTS/CTS. Если программное обеспечение на обеих сторонах хорошо структурировано, на выходе RTS устанавливается высокий уровень, а затем запускается цикл ожидания до тех пор, пока на линии CTS не будет получен сигнал готовности. Это приводит к зависанию программного обеспечения, потому что нет физического соединения ни с одной из линий CTS, чтобы сделать это возможным. Единственный тип связи, разрешенный на такой нуль-модемной линии, — это трафик только данных по перекрестным линиям Rx/Tx.

Однако это не означает, что этот нуль-модемный кабель бесполезен. Каналы связи, подобные присутствующим в программе Norton Commander, могут использовать этот нуль-модемный кабель. Этот нуль-модемный кабель также можно использовать для связи с устройствами, которые не имеют управляющих сигналов модема, такими как электронное измерительное оборудование и т. д.

Как вы понимаете, с помощью этого простого нуль-модемного кабеля невозможно реализовать аппаратное управление потоком. Единственный способ выполнить управление потоком — это программное управление потоком с использованием символов XOFF и XON.

Нуль-модем с петлевым подтверждением связи

Простой нуль-модемный кабель без подтверждения связи несовместим с обычным программным обеспечением. Основная проблема с этим кабелем заключается в том, что программа может зависнуть, если она правильно проверит сигнальные линии модема. т.е. с этим нуль-модемным кабелем хорошо написанные программы будут работать хуже, чем плохо написанные программы.

Чтобы преодолеть эту проблему и по-прежнему иметь возможность использовать дешевый нуль-модемный коммуникационный кабель, содержащий всего три линии, была определена поддельная схема нуль-модемного кабеля. В результате появился нуль-модемный кабель с обратной связью.

NULL Modem с обратной ручной работы с петлей9549549540040040040040040049
Разъем 1 Разъем 2 Функция
2 3 RX ◄ TX
04004009н004004004004004
04004теля0049954995900490049004
900 400493
04004009н.0054. —999997676777777777. этот нуль-модемный кабель предназначен для того, чтобы хорошо определенное программное обеспечение думало, что есть доступное квитирование связи, с нуль-модемным кабелем, который не имеет для этого никаких условий.

Проблемы совместимости

Сначала рассмотрим сигнал DSR (контакт 6). Этот ввод указывает, что другая сторона готова начать общение. В макете линия обратно связана с выходом DTR (вывод 4). Это означает, что программа видит не сигнал готовности другого устройства, а свой собственный. То же самое относится и к входу CD (контакт 1). Предполагается, что если программное обеспечение было написано для проверки линии DSR для проверки доступности связи, оно, вероятно, также установит выход DTR для индикации своего собственного состояния. Это верно как минимум для 99% всего программного обеспечения для последовательной связи. Это означает, что по крайней мере 99% всего программного обеспечения для последовательной связи способно имитировать свою собственную проверку DSR с помощью этого нуль-модемного кабеля.

Тот же трюк используется с вводом CTS. При первоначальном использовании устанавливается RTS, а затем перед началом связи проверяется CTS. При установке выхода RTS (контакт 7) вход CTS на том же разъеме (контакт 8) немедленно получает разрешение. Нет возможности зависания ПО из-за зависших RTS-запросов.

Другие вопросы, которые следует учитывать

Нуль-модемный кабель с петлевым подтверждением связи часто рекомендуется как лучший недорогой доступный нуль-модемный кабель. Но так ли это хорошо? Недостаток простого нуль-модемного кабеля без квитирования состоит в том, что он не позволяет правильно написанному программному обеспечению взаимодействовать с ним. Однако программное обеспечение, которое знает об отсутствии сигналов квитирования, может использовать их без проблем.

Нуль-модемный кабель с петлевым подтверждением связи можно использовать с дополнительным программным обеспечением, но он не имеет функциональных улучшений по сравнению с простым кабелем! Оба устройства не могут контролировать поток данных, кроме как с помощью подтверждения связи XON/XOFF. Если программное обеспечение предназначено для использования аппаратного управления потоком данных, оно, похоже, работает с этим нуль-модемным кабелем, но в непредсказуемые моменты может произойти потеря данных. Это означает, что нуль-модемный кабель позволяет осуществлять связь до тех пор, пока не требуется управление потоком, но когда скорость передачи данных достигает предела, с которым могут справиться приемники, связь может немедленно прекратиться без назначаемой причины. Поэтому, хотя этот нуль-модемный кабель дешев и прост в изготовлении, используйте его с осторожностью! Несмотря на эти предупреждения, этот тип нуль-модемного кабеля успешно используется между Windows 9 иКомпьютеры 5/98/ME с прямым кабельным соединением.

Нуль-модем с частичным квитированием

Простой нуль-модемный кабель и нуль-модемный кабель с петлевым квитированием полезны, но не имеют средств для аппаратного управления потоком. Если абсолютно необходимо использовать аппаратное управление потоком, альтернативой может быть нуль-модем с частичным квитированием.

Нуль-модем с частичным подтверждением связи
TX ► RX
5 5 Земля сигнала
1 + 4 + 6 DTR ► CD + DSR
DTR ► CD + DSR
11100 DTR ► CD + DSR
11111111111111111100 DTR. DTR ► CD + DSR
7 + 8 RTS ► CTS
7 + 8 RTS ► CTS
Разъем 1 Разъем 2Function
1 7 + 8 CTS 2 + CD 1 ◄ RTS 2
2 3 Rx 1 ◄ Tx 2
3 2 Tx 1 ► Rx 2
4 6 DTR 1 ► DSR 2
5 5 Signal ground
6 4 DSR 1 ◄ DTR 2
7 + 8 1 RTS 1 ► CTS 1 + CD 2
Null модем с частичным квитированием

Проблемы совместимости

Этот нуль-модемный кабель — лучшее из двух миров. Существует возможность аппаратного управления потоком без несовместимости с первоначальным способом управления потоком, который использовался при обмене данными DTE/DCE. Давайте сначала рассмотрим линии управления потоком RTS/CTS, присутствующие на контактах 7 и 8. Как и в случае нуль-модемного кабеля с обратной связью, эти сигналы не подключаются к другому устройству, а напрямую возвращаются на тот же разъем. Это означает, что в программном обеспечении разрешено использовать управление потоком RTS/CTS, но оно не имеет функционального значения. Только когда программное обеспечение на другой стороне проверит сигнал CD на контакте 1, информация RTS достигнет другого устройства. Однако это может иметь место только в случае специально разработанного программного обеспечения, которое использует для этой цели вход компакт-диска.

Однако более важным является перекрестное соединение линий DSR (контакт 6) и DTR (контакт 4). Путем перекрестного соединения этих линий их первоначальная функция моделируется довольно хорошо. Выход DTR используется для подачи сигнала другому устройству о возможности связи. Эта информация считывается на входе DSR, тот же вход, который используется для этой цели при модемной связи. Из-за этого перекрестного соединения выходную линию DTR можно использовать для простого управления потоком. Входящие данные разрешены, если выход установлен, и заблокирован, если выход не установлен.

Программное обеспечение, использующее только протокол RTS/CTS для управления потоком, не может использовать нуль-модемный кабель с частичным квитированием. Однако большая часть программного обеспечения также проверяет линию DSR, и в этом случае — при использовании нуль-модемного кабеля с частичным квитированием — может быть достигнуто наилучшее возможное аппаратное управление потоком, которое по-прежнему совместимо с исходным использованием с модемами.

Нуль-модем с полным квитированием

Самый дорогой нуль-модемный кабель — это нуль-модемный кабель, подходящий для полного квитирования. В этом нуль-модемном кабеле присутствует семь проводов. Не связаны только индикатор звонка RI и сигнал CD обнаружения несущей. Кабель показан на следующем рисунке.

Null modem with full handshaking DTRAI0054
Connector 1 Connector 2 Function
2 3 Rx ◄ Tx
3 2 Tx ► Rx
4 6 DTR ► DSR
5 5 Группа сигнала
4
8 RTS ► CTS
8 7 CTS ◄ RTS
Модем с полной ручной. иметь место контроль. Основная несовместимость — перекрестное соединение выводов RTS и CTS. Первоначально эти контакты использовались для управления потоком вопросов/ответов. При использовании нуль-модемного кабеля с полным квитированием запроса больше нет. Линии используются исключительно для того, чтобы сообщить другой стороне, возможна ли связь.

Основное преимущество этого кабеля в том, что в каждом направлении есть две сигнальные линии. Выходы RTS и DTR могут использоваться для отправки информации управления потоком на другое устройство. Это позволяет достичь очень высоких скоростей передачи данных с нуль-модемным кабелем этого типа при условии, что программное обеспечение было разработано для него. Из-за высокой возможной скорости соединения этот нуль-модемный кабель можно использовать с Interlink для соединения двух ПК с MS-DOS.

Этот тип кабеля Microsoft рекомендует для прямого кабельного соединения в своей статье базы знаний. Для ДБ9они также добавили подключение DTR к CD на каждом разъеме, но они не определили это подключение для версии разъема DB25, и они также не упомянули вход CD в описательном тексте, так что можно безопасно оставить вход CD отключен.

Таблица выбора компоновки нуль-модема

Правильный выбор нуль-модемного кабеля в основном зависит от приложения и программного обеспечения, которое будет использоваться. В качестве общего руководства я бы посоветовал следующее.

Cable without handshaking Loop back handshaking Partial handshaking Full handshaking
Software flow control only +++ ++ + +
DTE/ DCE-совместимое аппаратное управление потоком на низких скоростях +++ ++
DTE/DCE-совместимое управление потоком на высоких скоростях + +++
High speed communication using special software ++ +++
+++ Recommended cable, ++ Хорошая альтернатива, + Работает, но не рекомендуется, – Не работает
Выберите нуль-модемный кабель

Нуль-модемный кабель с частичным подтверждением связи работает в большинстве случаев. Если вы разрабатываете программное обеспечение, которое должно работать со всеми типами кабелей, лучше всего использовать только программное управление потоком и игнорировать все входы управления модемом.

Каждое решение порождает новые проблемы.

ПЯТОЕ СЛЕДСТВИЕ МЕРФИ

ведет напрямую | Serial Wiring

При обсуждении последовательных соединений для компьютеров вы обычно имеете в виду интерфейс RS232. Компания Leads Direct продает широкий спектр последовательных проводов и кабелей, совместимых с RS232, в конфигурациях с 9 и 25 контактами, включая прямые и нуль-модемные провода, а также USB и Firewire, которые также являются типами последовательного соединения.

Вы можете просмотреть и приобрести эти лиды, посетив раздел Серийные лиды, в котором есть буквально тысячи продуктов, каждый с изображением двух размеров.

Последовательный порт RS232 передает данные в последовательном формате (по одному биту за раз по одной линии). Этот порт поддерживает различные устройства, в том числе мышь с последовательным интерфейсом, принтер с последовательным интерфейсом или модем, для которых требуется последовательная передача данных. Возможно, наиболее распространенным последовательным портом является 9-контактный D-образный разъем.

Подключения к этим разъемам чаще всего выполняются путем припайки кабелей к клеммам типа «ковш для пайки» на задней части разъема. Обратите внимание, что один и тот же разъем часто используется как для монтажа на шасси, так и для монтажа кабеля, в последнем случае с добавлением пластиковой или металлической крышки.

Паяные метки на задней части последовательного разъема DB9

Современные компьютеры поставляются с Com1 и Com2 в этом стиле, которые обычно устанавливаются на материнскую плату как часть формата ATX.

В более старых машинах используется 25-контактный D-образный разъем для Com2, вторичного последовательного порта.

Штыри пронумерованы слева направо в первом ряду, а затем так же во втором ряду, как показано на схеме ниже: выбор правильных пинов довольно простая задача.

Стандартный 9-контактный последовательный порт RS232
Контактный Сигнал Ввод/вывод Определение
1 DCD я Обнаружение носителя данных
2 РСД я Получение данных
3 ТХДА О Передача данных
4 ДТР О Терминал данных готов
5 Земля н/д Сигнальная масса
6 ДСР я Набор данных готов
7 РТС О Запрос на отправку
8 КТС я Разрешить отправку
9 РИ я Кольцевой индикатор
Корпус н/д н/д Заземление рамы

 

Подключение стандартного 9-контактного нуль-модема RS232

Провода и кабели нуль-модема используются для соединения двух последовательных интерфейсов вместе, обычно для передачи данных с использованием двух гнездовых разъемов.

Они также используются для интерфейсов между компьютерами и другими продуктами, такими как сканеры штрих-кодов и управление кассой в системах EPOS. Ниже приведена стандартная распиновка нуль-модема, используемая в наших продуктах. Компания Leads Direct может предложить широкий ассортимент готовых кабелей для нуль-модемов, а также кабели, изготовленные по индивидуальному заказу в соответствии с вашими требованиями.

Штифт Штифт
1 н/д
2 3
3 2
4 6
5 5
6 4
7 8
8 7
9 н/з
Корпус Шелл или н/с

Стандартный 25-контактный последовательный порт RS232

Контактный Сигнал Ввод/вывод Описание

1

ЗЕМЛЯ Н/Д Заземление щита

2

ТСД

О

Передача данных

3

РСД

я

Получение данных

4

РТС

О

Запрос на отправку

5

КТС

я

Разрешить отправку

6

ДСР

я

Набор данных готов

7

ЗЕМЛЯ Н/Д Заземление системы

8

CD

я

Обнаружение носителя

9

Н/Д

ЗАРЕЗЕРВИРОВАН

10

Н/Д

ЗАРЕЗЕРВИРОВАН

11

СТФ

О

Выберите канал передачи

12

S. CD

я

Обнаружение вторичной несущей

13

S.CTS

я

Вторичное разрешение на отправку

14

С.ТСД

О

Вторичные данные передачи

15

ТСК

я

Синхронизация элемента сигнала передачи

16

S.RXD

я

Вторичные данные приема

17

РСК

я

Синхронизация элемента сигнала приемника

18

ЛЛ

О

Управление местным контуром

19

С.РТС

О

Вторичный запрос на отправку

20

ДТР

О

Терминал данных готов

21

РЛ

О

Дистанционное управление контуром

22

РИ

я

Кольцевой индикатор

23

ДСР

О

Селектор скорости сигнала данных

24

ССК

О

Синхронизация элемента сигнала передачи

25

ТИ

я

Контрольный индикатор
Примечание. Заземление экрана (контакт 1) не следует подключать к заземлению системы (контакт 7)

 

Преобразователь RS232 с 9 контактов на 25 контактов

Если вам нужно преобразовать кабель DB25 для подключения к порту DB9, следующая разводка контактов позволит вам сделать такой кабель. В качестве альтернативы, команда Leads Direct может легко сделать его для вас.

ДБ9 ДБ25 Функция
1 8 Обнаружение носителя данных
2 3 Прием данных
3 2 Передача данных
4 20 Терминал данных готов
5 7 Сигнальная масса
6 6 Набор данных готов
7 4 Запрос на отправку
8 5 Разрешить отправку
9 22 Кольцевой индикатор

Если вы ищете информацию о последовательном подключении, но не можете найти ее здесь, отправьте электронное письмо по адресу info@leadsdirect.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *