産業オートメーション、古い機械、または奇妙なレトロなガジェットが満載の研究室で働いたことがある人なら、おそらくシリアル アダプターに遭遇したことがあるでしょう。私はシリアル アダプター サプライヤーのオーナーですが、新規顧客から受ける最も一般的な質問の 1 つは、「これらの通信プロトコルとは一体何ですか?」というものです。これはハードウェアの最もセクシーな部分ではありませんが、これをスキップすると、どんなに派手に見えても、アダプターは文鎮になります。コーヒーを飲みながらおしゃべりするように、これを詳しく説明しましょう。ランチまでに忘れてしまうような堅苦しいエンジニアリング専門用語は不要です。
まず、基本を正しく理解しましょう。シリアル アダプタの仕事全体は、まったく異なる「言語」を話す 2 つの異なるタイプのデバイスを橋渡しすることです。最新のコンピュータのほとんどはデータ転送に USB を使用しますが、産業用機械、古いプリンタ、テスト機器、さらには一部のホーム セキュリティ システムの 90% は依然としてシリアル ポート (90 年代のデスクトップで覚えているような、大きくて不格好な DB9 または DB25 ポート) を使用しています。プロトコルは、アダプターにこれら 2 つの言語が互いに怒鳴らないように翻訳する方法を指示する一連のルールです。適切なプロトコルがなければ、アダプターを接続し、送信ボタンを押すと… コオロギ。デバイスがコマンドを受信しないか、ガベージ データが返されます。
これらの問題は毎週のように発生するため、アダプターがサポートする主なプロトコルを見てみましょう。まずはRS-232。これは OG シリアル プロトコルであり、これらすべての標準の祖先であると考えてください。これは、バーコード スキャナー、医療機器、一部のレガシー PLC などの古い機器で非常に一般的です。 RS-232 は 9 ピンまたは 25 ピン接続を使用します (古いラップトップで DB9 ポートを見たことがあるでしょう)。 RS-232 の重要な点は、それがポイントツーポイント接続用であることです。つまり、あるデバイスが別のデバイスと通信し、会話に余分なプレーヤーが参加しないということです。信号が弱くなりすぎるまで、最大約 50 フィートまで動作します。新しいラップトップにはシリアル ポートがなくなったため、信頼性の高い RS-232 アダプタを探している多くのお客様が当社に来られます。当社では、Windows、Mac、Linux とのプラグ アンド プレイに最適な USB - RS-232 シリアル アダプタ Prolific Chip という優れた製品を取り扱っています。また、作業現場で頻繁に行われる抜き差しにも対応できるように設計されています。
次に、産業環境の主力製品である RS-485 です。温度センサー、アクセス制御システム、モータードライブなど、広い工場フロアに複数のデバイスを配置している場合は、RS-485 が最適です。 RS-232 とは異なり、マルチポイント接続 (単一ネットワーク上に最大 32 台のデバイス) をサポートし、適切な配線を使用すれば RS-232 よりもはるかに長い 4,000 フィート以上の距離まで接続できます。そのため、ビルディング オートメーションから農業機器に至るまで、デバイスが分散されているあらゆる場所で RS-485 が使用されています。ここでの重要なプロトコルは差動信号です。つまり、2 本のワイヤを介してデータを送信するため、モーターや電力線からの電気ノイズを拾いにくくなります。常に多くの干渉が発生する工場では、これは非常に大きな問題です。当社の最も売れている製品は、産業用 USB - RS485 コンバータです。これには、-40°F ～ 185°F の過酷な環境に対応する産業グレードのチップが搭載されており、電力スパイクが発生した場合でも動作しないようにサージ保護機能も備えています。
ちょっと待って、1 つのセットアップで RS-232 と RS-485 の両方が必要な場合はどうすればよいでしょうか?あるいは、RS-422 も一般的な産業プロトコルですが、最初の 2 つほど普及していません。 RS-422 は RS-485 に似ていますが、ポイントツーポイントであり、RS-232 よりも遠くまで通信でき、より高いデータ レートをサポートします。 RS-485 と混同する人が多いですが、主な違いは、RS-422 は 4 本のワイヤを使用するのに対し、RS-485 は 2 本のワイヤを使用するため、マルチデバイス ネットワークでは RS-485 の方が一般的です。これら 3 つすべて (RS232、RS485、RS422) と TTL 信号 (マイクロコントローラーおよび Arduino プロジェクトに使用) が必要な方には、2-in-1 USB シリアル コンバーター USB To RS232 RS485 RS422 TTL コンバーターがあります。非常に多用途で、愛好家、中小企業の経営者、さらには新しいプロトタイプをテストするエンジニアにとっても最適で、3 つの異なるアダプターを購入する必要はありません。
次に、RJ45 などの他の一般的なインターフェイスに接続するアダプターについて説明します。多くの産業用機器は DB9 の代わりに RJ45 ポートを使用するため、2 つのポート間で変換するアダプターが必要です。古い MOXA アダプターの交換を検討しており、高額ではない互換性のあるオプションを必要としている多くのお客様がいらっしゃいます。そこで、MOXA と互換性のある ADP-RJ458P-DB9M が登場します。これは、MOXA の人気モデルの直接の代替品であるため、ネットワーク全体を再配線したり、新しいソフトウェアを学習したりする必要はありません。故障したアダプターを交換するためだけにシステム全体をアップデートする必要がないため、時間と費用を大幅に節約できます。
D-Sub シリアル アダプター DB25 オス - DB9 メスなどの古い D-sub アダプターのことも忘れないでください。一部の古いプリンタ、スキャナ、さらにはメインフレーム周辺機器など、多くのレガシー機器が依然として DB25 ポートを使用しています。新しい USB デバイスを古い DB25 シリアル デバイスに接続しようとしている場合、このアダプタは欠けているリンクになります。シンプルで頑丈、長持ちするように作られているので、まったく新しいものを購入するのではなく、古いギアに新しい命を吹き込むことができます。
なぜプロトコルがそれほど重要なのか疑問に思われるかもしれません。 RS-485 を使用する新しい温度センサーがあり、RS-232 のみをサポートするアダプターを接続するとします。センサーは RS-485 ルールを使用してデータを送信しますが、アダプターは RS-232 のみを通信するため、データがゼロになるか、ランダムな文字や数字のようなゴミが返されます。私はこの間違いをよく目にします。顧客は「アダプターが動作しない」という問題を抱えてやって来ますが、その原因はほとんどの場合、プロトコルとデバイスが一致していないことが原因です。それは、スペイン語しか話せない人と会話しようとするようなもので、あなたは中国語しか話せません。お互いを理解することはできません。
もう 1 つ留意すべき点は、プロトコルの一部であるボー レートです。ボーレートはデータの送信速度であり、ビット/秒で測定されます。デバイスごとに使用するボーレートは異なります。古い機器では 9600 ボーが使用され、新しい産業用機器では 115200 ボーが使用され、さらにはそれより高いものもあります。アダプターが正しいボーレートをサポートしていない場合、それが正しいプロトコルであっても、エラーが発生します。当社が取り扱うすべてのアダプターはボーレートを自動検出しますが、デバイスの仕様をチェックして、それらが一致していることを確認することをお勧めします。
フロー制御も、見落としがちなプロトコルの一部です。フロー制御とは、デバイスが他のデバイスの処理速度を超えてデータを送信しないようにする方法です。ハードウェア フロー制御 (信号を送信するために追加のワイヤを使用) とソフトウェア フロー制御 (データ内の特殊文字を使用) の 2 つの主なタイプがあります。繰り返しになりますが、デバイスごとに使用するタイプが異なるため、データ損失を避けるためにアダプターは両方をサポートする必要があります。当社のアダプターはすべて両方のタイプをサポートしているため、心配する必要はありません。
簡単な実際の例でこれを締めくくりましょう。先月、食品加工工場の顧客から連絡がありました。彼の回線には 12 個の温度センサーがあり、すべて RS-485 を使用していましたが、古いアダプターは故障していました。彼は大手量販店で販売されている安価な社外アダプタを使用しようとしましたが、工場のモーターからの電気ノイズに対応できず、データが失われ続けました。彼は、サージ保護とノイズ フィルタリングが組み込まれた当社の産業用 USB - RS485 コンバータを見つけました。そして、それが 2 か月間完璧に動作していると言いました。温度測定値の欠落やダウンタイムもなくなり、OEM 製の高価なアダプターの代わりに信頼性の高いアダプターを購入することで数百ドルを節約できました。
結局のところ、通信プロトコルはシリアル アダプターのバックボーンです。これは、コンピューター、ラップトップ、携帯電話、または使用しているあらゆるデバイスが、接続する必要がある古いマシン、センサー、または機器と実際に通信できることを確認するものです。間違ったプロトコルを選択すると、時間とお金の無駄になります。適切なものを選択すれば、既存の機器を稼働し続け、新しいハードウェアを購入する手間を省き、作業をより簡単にすることができます。
特定のセットアップに必要なアダプターとプロトコルがわからない場合は、推測せずに、当社のチームにお問い合わせください。私たちは、小規模な趣味のプロジェクトから大規模な製造工場まで、あらゆる種類の業界と協力してきました。わかりにくい専門用語や営業のプレッシャーに悩まされることなく、お客様が必要とするものを正確に見つけるお手伝いをいたします。古いオフィス機器用の RS-232 アダプター、産業用センサー用の RS-485 コンバーター、または MOXA アダプターの互換性のある代替品が必要な場合でも、当社が対応します。間違ったアダプターを購入してイライラする必要はありません。最初から正しくアダプターを購入できるようお手伝いいたします。
参考文献
- 産業用通信プロトコル: 包括的なガイド。オートメーションの世界。
- USB - シリアル アダプター: 技術仕様と互換性。シリアルアダプターの技術マニュアル。
- RS-232、RS-485、および RS-422 標準: 主な違いと使用例。エレクトロニックデザインマガジン。
