Propojení kapesního počítače a mobilu (2)
18.12.2001, Rostislav Hučka, článek
Minule jsme se probili méně záživnou částí tohoto seriálu a nyní se vrhneme do žhavé praxe. Dnes se budeme zabývat návrhem datového kabelu obecně pro libovolný mobil s možností přenosu dat a libovolný počítač.
Kapitoly článku:
- Propojení kapesního počítače a mobilu (2)
- Detaily převodníků napěťových úrovní
- Napájecí obvody
Jak jsem již řekl, datové kabely pro mobilní telefony jsou vlastně stavebnicí. Nyní už víme jak je skládat a je tedy načase začít navrhovat jednotlivé "kostky." Opět to není nic složitého a vystačíte pouze s elementárními znalostmi elektroniky a trochou šikovnosti.
Převodník napěťových úrovní z TTL/CMOS na RS-232C
Tento převod úrovní je sice poměrně komplikovaný, nicméně jsou k dispozici speciální integrované obvody, které s minimálním počtem součástek dokáží realizovat potřebnou konverzi. Pro převod z úrovní TTL (+5 / 0 V) na RS-232C použijeme MAX 232 (nebo ekvivalentní integrovaný obvod od jiného výrobce, v každém obchodě s elektronickými součástkami vám poradí) a pro převod z úrovní CMOS (+3,3 / 0 V) na RS-232C pak MAX 3232 (zde ekvivalentní obvody jiných výrobců dostupné nejsou).
Obr. 1 - Zapojení převodníku napěťových úrovní s MAX 232
Z obr. 1 je patrné, že zapojení převodníku není žádná velká věda. Stačí připojit 4 kondenzátory na příslušné vývody (čísla vývodů jsou značeny červenými čísly 1 - 16). Pokud nejste obeznámeni s pouzdrem DIP16 ve kterém se obvykle tyto obvody dodávají, můžete si stáhnout originální dokumentaci od výrobce z adresy:
http://pdfserv.maxim-ic.com/arpdf/MAX220-MAX249.pdf
Pro MAX 232 použijte čtveřici elektrolytických kondenzátorů 2,2 mF (pozor na dodržení polarity) a napájecí napětí 5 V. Na vývodech 2 a 6 jsou kondenzátory zapojeny zdánlivě nelogicky (+ pól kondenzátoru na zem a - pól na napájení), ale je to v pořádku, neboť na vývodu 2 je asi +10 V a na vývodu 6 -10 V. Znalost těchto hodnot napětí je užitečná při testování funkčnosti převodníku. Pokud tedy naměříte +10 V mezi vývody 2 a 15 a -10 V mezi vývody 6 a 15, můžete si být jisti, že převodník napěťových úrovní pracuje správně.
Pokud realizujete převodník úrovní CMOS a RS-232C pomocí obvodu MAX 3232, pak máte situaci o něco jednodušší. Napájecí napětí je 3,3 V a kondenzátory použijte keramické o kapacitě 100 nF. Keramické kondenzátory nemají předem určenou polaritu, můžete je tedy mezi příslušné vývody zapojit libovolně. I u převodníku napěťových úrovní s MAX 3232 můžete provést kontrolu funkčnosti měřením napětí na vývodech 2 a 6 stejně jako u výše uvedeného převodníku s MAX 232.
Převodník napěťových úrovní TTL a CMOS
Snížení napěťové úrovně z TTL na CMOS je velice snadné, dá se realizovat podle obr. 2. Zenerovou diodou s Zenerovým napětím 2,7 V. Vzhledem k tomu, že výstupy RS-232C bývají dost měkké (se zatížením značně klesá napětí), můžete zapojit Zenerovu diodu přímo paralelně podle obr. 2. Pokud by přece jen nastaly problémy, vyřešíte je sériovým zapojením rezistoru do přívodu vstupního signálu. Hodnotu ale musíte určit zkusmo, mělo by to být mezi 100 W a 1kW.
Obr. 2 - Převod úrovní TTL na úrovně CMOS
Pro zvýšení úrovně z CMOS na TTL budete potřebovat následující obvod, který však musíte napájet se zdroje +5 V. Tranzistory můžete použít libovolné NPN nízkofrekvenční.
Obr. 3 - Převod úrovní CMOS na TTL
Převodník napěťových úrovní z TTL/CMOS na RS-232C
Tento převod úrovní je sice poměrně komplikovaný, nicméně jsou k dispozici speciální integrované obvody, které s minimálním počtem součástek dokáží realizovat potřebnou konverzi. Pro převod z úrovní TTL (+5 / 0 V) na RS-232C použijeme MAX 232 (nebo ekvivalentní integrovaný obvod od jiného výrobce, v každém obchodě s elektronickými součástkami vám poradí) a pro převod z úrovní CMOS (+3,3 / 0 V) na RS-232C pak MAX 3232 (zde ekvivalentní obvody jiných výrobců dostupné nejsou).
Obr. 1 - Zapojení převodníku napěťových úrovní s MAX 232
Z obr. 1 je patrné, že zapojení převodníku není žádná velká věda. Stačí připojit 4 kondenzátory na příslušné vývody (čísla vývodů jsou značeny červenými čísly 1 - 16). Pokud nejste obeznámeni s pouzdrem DIP16 ve kterém se obvykle tyto obvody dodávají, můžete si stáhnout originální dokumentaci od výrobce z adresy:
http://pdfserv.maxim-ic.com/arpdf/MAX220-MAX249.pdf
Pro MAX 232 použijte čtveřici elektrolytických kondenzátorů 2,2 mF (pozor na dodržení polarity) a napájecí napětí 5 V. Na vývodech 2 a 6 jsou kondenzátory zapojeny zdánlivě nelogicky (+ pól kondenzátoru na zem a - pól na napájení), ale je to v pořádku, neboť na vývodu 2 je asi +10 V a na vývodu 6 -10 V. Znalost těchto hodnot napětí je užitečná při testování funkčnosti převodníku. Pokud tedy naměříte +10 V mezi vývody 2 a 15 a -10 V mezi vývody 6 a 15, můžete si být jisti, že převodník napěťových úrovní pracuje správně.
Pokud realizujete převodník úrovní CMOS a RS-232C pomocí obvodu MAX 3232, pak máte situaci o něco jednodušší. Napájecí napětí je 3,3 V a kondenzátory použijte keramické o kapacitě 100 nF. Keramické kondenzátory nemají předem určenou polaritu, můžete je tedy mezi příslušné vývody zapojit libovolně. I u převodníku napěťových úrovní s MAX 3232 můžete provést kontrolu funkčnosti měřením napětí na vývodech 2 a 6 stejně jako u výše uvedeného převodníku s MAX 232.
Převodník napěťových úrovní TTL a CMOS
Snížení napěťové úrovně z TTL na CMOS je velice snadné, dá se realizovat podle obr. 2. Zenerovou diodou s Zenerovým napětím 2,7 V. Vzhledem k tomu, že výstupy RS-232C bývají dost měkké (se zatížením značně klesá napětí), můžete zapojit Zenerovu diodu přímo paralelně podle obr. 2. Pokud by přece jen nastaly problémy, vyřešíte je sériovým zapojením rezistoru do přívodu vstupního signálu. Hodnotu ale musíte určit zkusmo, mělo by to být mezi 100 W a 1kW.
Obr. 2 - Převod úrovní TTL na úrovně CMOS
Pro zvýšení úrovně z CMOS na TTL budete potřebovat následující obvod, který však musíte napájet se zdroje +5 V. Tranzistory můžete použít libovolné NPN nízkofrekvenční.
Obr. 3 - Převod úrovní CMOS na TTL