Автомобильный преобразователь напряжения с 12 вольт на 5 вольт 📹

Всем хорошо известно, что номинальное бортовое напряжение легковых автомобилей составляет 12 вольт. Может в некоторых случаях оно может быть 24 вольта, поскольку аккумуляторы на такое напряжение тоже встречаются, но мы об этом не знаем:)…
Однако напряжение 12 вольт не всегда является подходящим для многих электронных устройств, где применяется цифровая логика. Исторически сложилось так, что большинство логических микросхем работают с напряжением 5 вольт. Именно это напряжение зачастую и обеспечивается в машине с помощью зарядных устройств, адаптеров, стабилизаторов… Кстати, о таком зарядном устройстве мы уже рассказывали в одной из наших статей «Зарядной устройство на 5 вольт для применения в машине». Если сказать более того, то по сути, эта статья является неким продолжением приведенной нами статьи выше, с одним лишь исключением. Здесь будут собраны все возможные варианты обеспечивающие преобразование 12 вольт в 5 вольт. То есть мы разберем и относительно бесперспективные варианты на резисторах и транзисторе и поговорим о микросборках и схемах с использованием ШИМ, для реализации преобразователей напряжения в машине с 12 на 5 вольт. Итак, начнем.

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью резисторов

Использование резистора для снижения питающего напряжения нагрузки это один из самых «неблагодарных» способов. Такое заключение можно сделать даже из самого определения резистора. Резистор — пассивный элемент электрической цепи, обладающий определенным сопротивлением для электрического тока. Здесь ключевым будет слово «пассивный». Действительно, такая пассивность не позволяет гибко реагировать на изменения напряжения, обеспечивая стабилизацию питания для нагрузки.
Второй минус резистора это его относительно небольшая мощность. Применять резистор, более чем на 3-5 Ватт смысла нет. Если необходимо рассеять большую мощность, то резистор будет слишком большим, а ток при рассеиваемой мощности не трудно посчитать. I=P/U=3/12=0,25 А. То есть 250 мА. Этого явно не хватит ни на видеорегистратор, ни навигатору. По крайней мере, с должным запасом.
Все же ради интереса и ради тех, кому надо небольшой ток и нестабилизированное напряжение мы посчитаем и этот вариант. Так напряжение бортовой сети машины (автомобиля) 14 вольт, а надо 5 вольт. 14-5=9 вольт, которые надо сбросить. Ток скажем ток нагрузки будет те же 0,25 А при 3 Ваттном резисторе. R=9/0.25=36 Ом. То есть можно взять 36 Омный резистор при токе потребления нагрузки 250 мА и на ней получится питающее напряжение 5 вольт.
Теперь давайте поговорим о более «цивилизованных» вариантах преобразователя напряжения с 12 на 5 вольт.

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью транзистора

Эта схема на транзисторе не самая простая в производстве, но при этом самая простая в функциональности. Сейчас мы говорим о том, что схема не защищена от короткого замыкания, от перегрева. Отсутствие такой защиты является неким недостатком. Актуальность этой схемы можно отнести к еще тем временам, когда не существовало микросборок (микросхем), преобразователей. Благо сейчас энных уйма и этот вариант, как и предыдущий, можно рассматривать также как один из возможных, но не предпочтительных. Самым большим плюсом относительно варианта с резисторами будет активное изменение сопротивления, за счет применяемого стабилитрона и транзистора. Именно эти радиоэлементы способны обеспечит стабилизацию. Теперь обо всем подробнее.

Первоначально транзистор закрыт и не пропускает напряжение. Но после прохождения напряжения через резистор R1 и стабилитрон VD1 он открывается на уровень соответствующий напряжению стабилитрона. Ведь именно стабилитрон обеспечивает опорное напряжение для базы транзистора. В итоге, транзистор всегда открыт (закрыт) прямо пропорционально входному напряжению. Именно так обеспечивается снижение напряжения, а также его стабилизация. Конденсаторы выполняют функцию неких «электрических буферов», в случае резких скачков и провалов. Это придает схеме больше стабильности. Итак, схема на транзисторе вполне работоспособна и применима. Ток для питания нагрузки здесь будет уже гораздо больше. Так скажем для транзистора указанного в схеме КТ815, это ток 1,5 А. Этого уже вполне достаточно, чтобы подключить навигатор, планшет или ведеорегистратор, но не все сразу!

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы

На смену транзисторным сборкам пришли микросхемы. Их плюсы очевидны. Здесь и электронщиком совсем не надо быть, можно все собрать без представлений, как и что работает. Хотя даже специалист не скажет, что же вшил в корпус производитель той или иной микросхемы, коих развелось на нашем рынке великое множество. Это собственно на руку нам, мы можем выбрать лучшее, за меньшие деньги. Также плюсами микросборок будет использование всевозможных защит, которые были недоступны в предыдущих вариантах. Это защита от КЗ и от перегрева. Как правило, это по умолчанию. Теперь давайте разберем подобные примеры.

Применения таких микросборок оправдано для случая, если вам необходимо питать одно из устройств, так как питающий ток соизмерим с предыдущим вариантом, порядка 1,5 А. Однако ток также будет зависеть и от корпуса сборки. Ниже приведены те же микросхемы, но в других типах корпусов. В этих случаях ток питания будет порядка 100 мА. Это вариант для маломощных потребителей. В любом случае ставим на микросхемы радиаторы.

Итак, в случае подключения нескольких устройств, придется подключать микросборки параллельно, по одной микросхеме на каждое устройство. Согласитесь, сто это не совсем корректный вариант. Здесь лучше идти по пути увеличения выходного тока питания, и повышения КПД. Именно этот вариант нам предлагают микросхемы с ШИМ. О нем далее…

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы с ШИМ

Очень кратко и непрофессионально расскажем о широтно-импульсной модуляции. Вся ее суть сводится к тому, что питание осуществляется не постоянным током, а импульсами. Частота импульсов и их диапазон подбирается таким образом, чтобы питающая нагрузка воспринимала питание, словно ток постоянен, то есть не было отклонений в работе, отключений, миганий и т.д. Однако за счет того, что ток импульсный, и за счет того что он прерывистый, все элементы схемы работают уже со своеобразными «перерывам на отдых». Это позволяет сэкономить на потреблении, а также разгрузить рабочие элементы схемы. Именно из-за этого импульсные блоки питания и преобразователи такие маленькие, то такие «удаленькие». Использование ШИМ позволяет повысить КПД схемы до 95-98 процентов. Поверьте это очень хороший показатель. Итак, приводим схему для преобразователя с 12 на 5 вольт использующего ШИМ.

Вот так она выглядит «вживую».

Более подробно об этом варианте все в той же статье про зарядное устройство на 5 вольт, которое мы упоминали ранее.

Подводя итог о преобразователе напряжения с 12 на 5 вольт

Все схемы и варианты преобразователей, про которые мы вам рассказали в этой статье, имеют право на жизнь. Самый простой вариант с резистором будет незаменим для варианта, когда вам необходимо подключить что-то маломощное и не требующее стабилизированного напряжения. Скажем пару светодиодов, подключенных последовательно. Кстати, о подключении светодиодов к 12 вольтам, вы можете узнать из статьи «Как подключить светодиод к 12 вольтам».
Второй вариант будет уместен тогда, когда преобразователь вам нужен уже сейчас, а времени или возможности, сходить в магазин, нет. Найти транзистор и стабилитрон можно практически в любой технике под списание.
Применение микросхем один из наиболее распространенных вариантов на сегодняшний день. Ну, а микросхемы с ШИМ это то, к чему все и идет. Именно так видятся наиболее перспективные и выгодные варианты преобразователей напряжения с 12 на 5 вольт.
Последнее по хронологии статьи, но не по информативности нам хотелось напомнить о том, как должно подключаться питание к USB разъемам, будь то mini, micro разъемы.

Теперь вы сможете не только выбрать и собрать нужный вам вариант преобразователя, но и подключить его вашему электронному девайсу через разъем USB, ориентируясь на принятые стандарты питания.

В современном мире везде нас окружают различные электроприборы, мы уже настолько сильно к ним привыкли, что порой хочется, чтобы они были с нами везде. Если прибор питается от сети 12 V, не беда, всегда есть возможность подключить его в прикуриватель автомобиля, но что делать, если устройство работает от домашней сети 220 V? В решении этой проблемы нам поможет автомобильный инвертор, устройство работающее от сети автотранспорта и способное запитывать различные электроприборы.

Рейтинг ТОП 7 лучших автомобильных инверторов

Проанализировав большое количество информации, мы составили список наиболее популярных и качественных инверторов для вашего авто. В список попали:

  1. МАП «Энергия» 900.
  2. Штиль PS12/300.
  3. MobilEn SP-150.
  4. MeanWell A301‑150‑F3.
  5. Luxeon IPS-2000S.
  6. MobilEn SP1500.
  7. STURM AW98A03.

Ниже рассмотрим в подробностях все представленные приборы.

МАП «Энергия» 900

Многофункциональный прибор, подходит те только для установки в автомобиль, но и для дома. Способен функционировать как инвертор, источник бесперебойного питания и пуско-зарядочное устройство. Управление происходит с помощью кнопок, а вся информация высвечивается на небольшом экране. При перегрузке самостоятельно отключается, предупреждает об этом звуковым сигналом и пишет ошибку на экране. Пожалуй, недостатками прибора являются только его цена и большие габариты.

Мощность 900 Вт
Входное напряжение 10 – 15 V
Габариты 130х260х290 мм
Вес 7,5 кг
Суммарная емкость АКБ 100 А/ч
Частота выходного напряжения 50 Гц
Пиковая мощность 1500 Вт
КПД 85 – 90%

Цена: 20 000 рублей.

автомобильный инвертор МАП «Энергия» 900

  • многофункциональность (инвертор, АКБ, пуско-зарядное устройство);
  • снабжен информационным экраном;
  • есть разъем для подключения к компьютеру;
  • автоматически отключается при перегрузке и подает сигнал.
  • большие габариты (130х260х290 мм).

Купил для дома, но постоянно беру с собой, когда уезжаю порыбачить на несколько дней, подключаю через него и холодильник и маленькую электроплитку, чтоб готовить. За все время прибор меня практически не подводил, очень рад, что купил его, служит верой и правдой который год.

Штиль PS12/300

Цифровое устройство, работой которого управляет микропроцессор, запрограммированный на защиту от ошибок пользователя или нештатных ситуациях при эксплуатации. Выдерживает двукратную перегрузочную и четырехкратную пиковую нагрузку. Способен питать практически любой электроприбор. Имеет вид небольшого модуля, с одной стороны подключается к аккумулятору авто, с другой – расположена выходная розетка и клавиша включения/выключения.

Диапазон входного напряжения 10,4 – 15 V
Мощность 300 Вт
Частота 50 Гц
КПД 86%
Размеры 120х56х245 мм
Вес 1,35 кг
Пиковая мощность 1200 Вт

Примерная цена: 7500 рублей.

автомобильный инвертор Штиль PS12/300

  • небольшой размер (120х56х245 мм);
  • световая сигнализация об ошибке;
  • хорошая комплектация (инвертор, клеммы для подключения к аккумулятору, провод для прикуривателя, паспорт устройства).
  • нет.

Отличная штука, незаменима в поездках на природу. Всегда берем с собой на отдых, включить магнитофон или поставить чайник воду вскипятить, без проблем. Пользуюсь два года, работает без нареканий! Если производитель не обманывает про срок службы в 20 лет, то инвертор перекочует в новую машину, ибо моя столько не проживет.

MobilEn SP-150

Легкий в применении инвертор имеет очень неплохие характеристики в соотношении цена-качество. При перегрузке срабатывает защита и прибор издает негромкий, но неприятный звук. Оборудован разъемом USB для удобной подзарядки телефонов, планшетов и т. д. Имеет вид небольшой коробки, с одной стороны которой вмонтирована розетка, с другой – провод с переходником на прикуриватель.

Мощность 150 Вт
Пиковая 450 Вт
Частота 50 Гц
Размер 120x73x73 мм
Вес 0,56 кг
КПД 90%
Диапазон напряжения 10 – 15 V

Диапазон цен: 1200 – 1600 рублей.

автомобильный инвертор MobilEn SP-150

  • USB разъем;
  • малый вес (0,56 кг);
  • габариты (120x73x73 мм);
  • оснащен защитой от перенапряжения.
  • не имеет.

Использую в поездках на дачу, у нас там электричества нет, а дачный участок требует ухода за собой. Покосить триммером траву, срезать цепной пилой старые деревья и ветки, да и просто чаю вскипятить. Вот и использую свой МобилЕн, замечательная вещь, всегда выручает, что угодно подключаешь, хоть электроинструмент, хоть телефон. За свою цену просто фантастический приборчик!

MeanWell A301‑150‑F3

На вид представляет собой небольшой цилиндр, оснащенный стандартной розеткой и шнуром подключения к прикуривателю. Имеет несколько особенностей: сигнализирует и автоматически отключается при снижении заряда в аккумуляторе, снабжен защитой от переполюсовки, перенапряжения и перегрева.

Входное напряжение 10 – 15 V
Выходная частота 50 Гц
Выходная мощность 150 Вт
Пиковая выходная мощность 300 Вт
КПД 78%
Размеры 165х90х70 мм
Масса 0,8 кг

Ориентировочная цена: 2000 – 3000 рублей.

автомобильный инвертор MeanWell A301‑150‑F3

  • малый вес (800 гр);
  • занимает мало места (габариты 165х90х70 мм);
  • дает сигнал при снижении напряжения в аккумуляторе.
  • низкий КПД по сравнению с конкурентами (78%).

Вполне достойный инвертор, в интернете пишут, что такие приборы малой мощности ненадежны, но мой вроде уже год работает без перебоев. Радует его сигнальная система при разрядке аккумулятора, успеваешь вовремя подпитывать. В принципе, моделью доволен и менять не собираюсь.

Luxeon IPS-2000S

Инвертор относится к приборам с правильной (чистой) синусоидой, поэтому от него могут работать любые электроприборы. Устройство управляется микропроцессором, оснащен вентилятором охлаждения и системой защиты от перегрева и короткого замыкания. Имеет подвесную конструкцию.

Напряжение на входе 12 V
Выходная мощность 1000 Вт
Пиковая мощность 2000 Вт
КПД 90%
Габариты 340х135х75 мм
Масса 2,2 кг
Частота 50 Гц

Стоимость: 4000 рублей.

автомобильный инвертор Luxeon IPS-2000S

  • вмонтирован вентилятор принудительного охлаждения;
  • автоматический перезапуск при срабатывании защиты;
  • микропроцессорное управление;
  • корпус из алюминия для теплоотвода.
  • не выявлено.

Отличный аппарат, стал мне незаменимым практически везде, а отдых на природе с друзьями теперь еще веселей, берем телевизор, PS4 и погнали с пивком на свежий воздух. Всем, кто без электроники никуда, очень рекомендую! Я доволен! Все довольны!

MobilEn SP1500

Считается инвертором пятого поколения, отличается улучшенной устойчивостью к перепадам напряжения сети. Для более долговечной работы рекомендуется оставлять запас мощности нагрузки 20%. Функционал предусматривает работу прибора в качестве источника бесперебойного питания и зарядного устройства. Предусмотрена защита от короткого замыкания и перегрева.

КПД 90%
Номинальная мощность 1500 Вт
Пиковая 3000 Вт
Вес 3,9 кг
Габаритный размер 360х198х80 мм
Частота 50 Гц
Диапазон напряжения 10 – 15 V

Примерная стоимость: 11000 – 12000 рублей.

автомобильный инвертор MobilEn SP1500

  • высокий КПД (90%);
  • высокая пиковая мощность (3000 Вт);
  • широкий функционал (инвертор, ИБП, зарядное устройство).
  • не обнаружено.

Установлен такой у меня в машине скорой помощи, все аппараты от него работают, классная штука, только аккумулятор должен быть хороший и постоянно заряженный. Подумываю себе купить такой, очень полезная вещь и служит без поломок уже довольно давно.

STURM AW98A03

Преобразователь напряжения обеспечивает постоянную подачу переменного тока в автомобиль, благодаря прочному корпусу все внутренние узлы хорошо защищены от механических повреждений. Встроенная защита отключает нагрузку при повышении токоотдачи. Формой выходного сигнала является аппроксимированная синусоида, поэтому не рекомендуется подключение прихотливых электроприборов.

Входное напряжение 11 – 15 V
Частота 50 Гц
Мощность 300 Вт
Пиковая 360 Вт
Габариты 194х102х57 мм
Вес 0,56 кг

Стоимость: 2500 рублей.

автомобильный инвертор STURM AW98A03

  • в комплекте идут провода для подключения к аккумулятору и прикуривателю;
  • встроена защита от перегрева и перегрузки;
  • вмонтирован вентилятор охлаждения.
  • форма сигнала аппроксимированная синусоида.

Недавно сосед купил себе эту штуковину, чтоб свет в гараже был, электричество-то не подведено, говорит, теперь проблем не знает, хоть всю ночь сиди делами занимайся, устроил там маленькую мастерскую. А для рыбалки, вообще, замечательно, насос подключает, чтоб лодку качать. Куча плюсов при невысокой цене!

На что смотреть при выборе

При всем многообразии устройств подобного типа представленных на рынке, довольно трудно определиться, что именно вам придется по душе, ведь каждый прибор имеет свои характеристики и функции, поэтому при выборе автоинвертора советуем учесть несколько пунктов:

  1. Очень важна форма сигнала выхода, если планируете подключать высокоточное, измерительное или медицинское оборудование, то желательно приобретать инвертор с, так называемой, чистой синусоидой на выходе.
  2. Мощность устройства не менее значимый показатель, от этой величины потребления энергии зависит скорость разрядки вашего автомобильного аккумулятора. Чтобы решить с мощностью инвертора следует по возможности составить список приборов, которые планируете одновременно подключать и определить суммарную нагрузку, к ней прибавить не менее 20%, полученное число и будет показателем мощности вашего будущего инвертора.
  3. Как и все электроприборы, преобразователь нагревается при работе, поэтому старайтесь выбирать устройства со встроенным охлаждением или создавайте благоприятную среду для его эксплуатации.

Надеемся эти небольшие советы помогут вам не ошибиться с выбором.

Анализаторы портов (COM, LPT и USB)

Олег Татарников

Контроль последовательного порта компьютера (COM)

Контроль параллельного порта компьютера (LPT)

Контроль USB-порта компьютера

Сегодня компьютерные вирусы буквально наводнили мир и свободно перемещаются по Интернету, поэтому когда речь заходит о портах, то большинство пользователей чаще вспоминают о логических портах, которые в таких сетевых технологиях, как TCP/IP или UDP, используются для организации каналов связи, и забывают о физических портах для подключения внешних устройств. Впрочем, даже для подключения принтеров, мышей и клавиатур все чаще применяются высокоскоростные USB-порты и все реже — старые добрые COM и LPT (последовательный и параллельный порты). Однако последние имеются даже в самых современных компьютерах, и, наверное, пришло время использовать их для каких-то других целей (скажем, для управления тем или иным специализированным устройством).

Для того чтобы отследить обмен между компьютером и каким-то устройством, как раз и необходимы программы — анализаторы портов.

Конечно, в продаже имеются и специальные приборы (пробники) для контроля аналоговых и цифровых сигналов (в том числе и анализаторы USB, LPT и COM), однако, как любое профессиональное оборудование, стоят они довольно дорого.

Контроль последовательного порта компьютера (COM)

Одну из программ для анализа последовательного порта написал Валерий Ковтун (http://valery-us4leh.narod.ru/). Спасибо ему за хороший инструмент!

Программа называется Com Port Visual Control (http://valery-us4leh.narod.ru/ComVC.html), распространяется бесплатно и предназначена для визуального контроля, документирования обмена данными и исследования процессов, происходящих в приемопередатчике UART во время работы приложений, использующих СОМ-порт персонального компьютера. Функционирует эта программа в среде Windows 9x/Me/NT/2000/XP и осуществляет постоянный просмотр (мониторинг) всех регистров микросхемы UART. Контроллер имеет формат 8×8 (восемь регистров по восемь бит) и для каждого регистра независимо отображается: текущее состояние (одновременно в десятичном и в шестнадцатеричном формате), а также логическое состояние. Кроме того, программа может записывать значения в регистры (также в обоих форматах — десятичном и шестнадцатеричном) и соответственно управлять логическим состоянием. Помимо этого она отслеживает изменения в регистрах и ведет протокол (LOG) согласно командам приемопередатчика микросхемы UART, а также ведет протокол принятых и переданных данных на уровне машинных кодов. После работы программа просматривает и сохраняет LOG-файлы и может осуществлять в них поиск необходимой информации.

Com Port Visual Control имеет встроенный приемопередатчик для стандартной настройки режимов порта: битов данных, стоповых битов, скорости, четности, контроля ошибок, возможности приема и передачи текстовых данных и команд модема, а также индикатор контроля активного состояния команд UART (поддерживается 17 основных команд). Кроме того, осуществляется контроль портов компьютера с одновременным отображением группы регистров и битов состояния и ведется протокол изменения данных в базовом регистре.

Из подобных программ можно отметить бесплатную утилиту ComLite32 компании Realtime Communications (RTCOMM, http://www.rtcomm.com/), написанную для Windows 95, и ее расширенную платную версию ComLab32 (http://www.rtcard.com/comlab32.html).

Эти программы представляют собой мощные коммуникационные анализаторы реального времени, которые позволяют исследовать обмен по COM-порту и понять, как работает то или иное устройство, даже если на него отсутствует документация. Программа имеет удобный и интуитивно понятный интерфейс, облегчающий слежение за обменом, управление портами ввода-вывода и снабжение подробной онлайновой документацией.

Программы ComLite32 и ComLab32 работают с портами RS-232, RS-422, RS-485 и RTX485 (с последним портом — только на чтение) и позволяют вести протокол обмена с этими портами в обоих направлениях. Системные требования программы ComLite32 минимальны: всего 8 Мбайт оперативной памяти, 6 Мбайт дискового пространства и хотя бы одно устройство, работающее с последовательным портом (включая PCMCIA-модемы ноутбуков).

И наконец, хотелось бы отметить программы Advanced Serial Port Monitor и Advanced Serial Data Logger компании AGG Software (http://www.aggsoft.ru). Advanced Serial Data Logger обрабатывает данные, полученные по RS-232, и передает их в файл Excel, Access, или в какое-либо другое приложение Windows. Программа предоставляет возможность в реальном времени собирать данные с любого устройства, а также принимать и передавать данные по интерфейсу RS-232 или по интерфейсу RS-485 при наличии аппаратного конвертора. Advanced Serial Data Logger собирает данные с последовательного порта, обрабатывает их в соответствии с нуждами пользователя, выделяет блоки данных из общего потока, а затем передает данные в любое приложение Windows или DOS — путем нажатия соответствующих клавиш в окне приложения. Данные передаются через DDE (Dynamic Data Exchange), ODBC, OLE и т.д. Это решение можно использовать в автоматизированных системах сбора данных или в системах анализа звонков офисных АТС.

Advanced Serial Data Logger также может передавать запросы и команды через последовательный порт для непосредственного управления устройствами по ASCII (по умолчанию) или MODBUS-протоколу. Таким образом, программа Advanced Serial Data Logger становится сервером ввода-вывода. Что касается управления и настройки, то они очень просты и интуитивно понятны. Дополнительное программирование для сбора данных не требуется.

Кроме того, Advanced Serial Data Logger может работать как сервис под Windows NT/2000/XP/2003, который будет стартовать при загрузке системы и записывать данные с последовательного порта в файл на диске или в другие указанные места еще до входа пользователя в систему (и продолжит функционировать после завершения сеанса пользователя).

Программа имеет возможность запуска нескольких копий на одном компьютере, так что несколько портов могут протоколироваться одновременно.

Что касается программы Advanced Serial Port Monitor, то она может пригодиться как начинающим пользователям, так и профессионалам.

Advanced Serial Port Monitor может служить как для наблюдения за передачей данных другими приложениями, так и для отправки и приема данных через последовательный порт компьютера (RS-232). Программа предоставляет различные способы сохранения данных в файл или визуализации их на экране монитора.

Таким образом, вы можете работать с любыми устройствами, работающими по интерфейсу RS-232 либо RS-485 (RS-422) при наличии соответствующего преобразователя. Вы будете наблюдать за обменом данными между любым Windows-приложением и внешними устройствами, подсоединенными к последовательному порту. Это может быть или измерительное устройство, или домашняя радиостанция, или же другой компьютер, соединенный через z-модемный или нуль-модемный кабель.

Advanced Serial Port Monitor поддерживает дуплексный режим работы, то есть вы можете наблюдать за обменом в обе стороны, не используя другие программы и не прерывая работу других приложений. Вся проходящая через последовательный порт информация отображается на экране в специальном окне и может быть записана в файл. Все отображаемые параметры можно менять во время работы. При этом программа поддерживает два режима — автоматический и ручной, то есть можно отсылать данные по нажатию кнопки «Отправить» или они будут отправляться автоматически через определенный интервал (от 10 до 10 000 мс).

С помощью дополнительных модулей можно не только принимать данные или передавать команды, но и эмулировать работу каких-то конкретных устройств, а в режиме наблюдателя (перехватчика) — просто следить за обменом данными между внешним устройством, подсоединенным к последовательному порту, и каким-то приложением Windows. И наконец, Advanced Serial Port Monitor имеет свой встроенный язык написания сценариев, с помощью которого можно запускать программу с предустановленными опциями и действиями, а также выполнять команды из модулей.

Контроль параллельного порта компьютера (LPT)

У Валерия Ковтуна есть и другая полезная коммуникационная программа — LPT 3D Hard Analyzer. Программа представляет собой графический запоминающий анализатор-осциллограф, предназначенный для снятия цифровых сигналов и протоколов устройств, подключенных к параллельному порту компьютера в ОС Windows 95/98/Mе/NT/2000/XP.

LPT 3D Hard Analyzer работает через LPT-порт и позволяет анализировать пять входных линий (каналов) и 12 выходных каналов (то есть управлять цифровыми сигналами с компьютера) в режиме SPP или манипулировать четырьмя выходными и 14 входными параметрами в режиме EPP. Двунаправленный ЕРР-режим параллельного порта предусмотрен практически на всех компьютерах, выпущенных после 1993 года. Иногда, правда, он не включен по умолчанию в BIOS (это необходимо проверить и по возможности — включить).

При работе в режиме осциллографа программа запоминает все 17 графиков (линий), глубина (отображаемая длина графика по времени) которых ограничена только свободной памятью компьютера (а с учетом файла подкачки в OC Windows это будет несколько сот мегабайт). Также доступна возможность автоматического сохранения каждой новой страницы в графическом формате.

Анализатор-осциллограф LPT 3D Hard Analyzer строит графики изменения данных в двумерном и трехмерном виде, а также показывает две независимые диаграммы: 17-канальный осциллограф (по биту на канал) и график регистров порта (входных, выходных, контрольных). Имеется регулировка скорости анализа, и отображается общее количество циклов за весь период продвижения графика. Можно программировать и количество циклов с возможностью копирования графиков в память (глубина построения ограничена только доступной оперативной памятью компьютера). Программа имеет средства для экономии системных ресурсов во время считывания данных с высокоскоростных устройств, подключенных к LPT-порту и синхронизированных с ним данной программой (то есть она может применяться на относительно слабых компьютерах). При отключении графического режима вывода на дисплей графики копируются только в память компьютера — в результате скорость работы программы повышается в десятки раз. По окончании анализа график просматривается так же, как если бы он был переведен в графический режим отображения. Прокрутка графиков осуществляется плавно и постранично (правой кнопкой мыши). Имеется гибкая настройка скорости и шага прокрутки, а также возможность автоматического сжатия всей диаграммы в пределах одной страницы. Снимки состояния выбранной страницы графика можно запоминать в форматах BMP и WMF (Windows-метафайл) или задавать автоматическое сохранение в отдельный файл каждой новой страницы. Для просмотра в пакете имеется встроенный браузер графических файлов.

Модуль управления портами основан на ядре кода другой программы Валерия Ковтуна — XP LPT, использующей драйвер ввода-вывода LPT WDMIO.

Программа XP LPT предназначена для управления параллельными портами компьютера из ОС Windows 9x/2000/XP и имеет следующие возможности:

  • производит автоматическую регистрацию драйвера в Windows XP на правах администратора системы;
  • ведет автоматическую проверку установленных портов;
  • осуществляет одновременное чтение регистров данных, контроля и состояния выбранного LPT-порта;
  • отображает содержимое регистров одновременно в разных форматах (десятичном и шестнадцатеричном), что избавляет от необходимости пересчета.

У этой программы доступен исходный код, описание, а также примеры создания программ для управления внешними устройствами посредством параллельного порта на основе данного решения.

Как мы уже упоминали, программа функционирует через драйвер ввода-вывода LPT WDMIO и предназначена специально для обучения и отладки самостоятельно изготавливаемых программ управления внешними устройствами посредством параллельного порта в среде Windows.

Валерий Ковтун также создал программу PortControl, которая используется для управления параллельным портом с 17-битным анализатором протокола обмена данными устройств, использующих LPT-порт компьютера. Программа написана для семейства ОС Windows и обладает следующими возможностями:

  • имеются три независимых канала, с помощью которых реализуются ввод адреса порта (регистра), автоматическое чтение данных с порта, запись данных в порт в десятичном и шестнадцатеричном формате, а также отображение данных в форматах bite, word и Dword;
  • отображается состояние каждого из 17 битов LPT-порта и осуществляется управление выходными битами;
  • имеется девять программируемых банков памяти порт/данные;
  • работает 17-канальный анализатор-осциллограф логического состояния каждого бита с возможностью установки скорости анализа (по времени), синхронизации по любому из 17 битов — как по высокому уровню (1), так и по низкому (0), а также работает счетчик переданных данных по каждому биту и многие другие функции для удобной проверки и настройки цифровых устройств, подключенных к компьютеру.

Эта программа может использоваться как в качестве цифрового многоканального осциллографа, так и для управления внешними устройствами посредством компьютера.

Программы анализа и управления портами могут иметь различные применения. Во-первых, их можно использовать для детальной проверки и тестирования работоспособности параллельного порта компьютера, например для проверки быстродействия LPT-порта и системы в целом с помощью режима Test out. Причем все операции удобно наблюдать во времени с помощью встроенного 17-канального анализатора-осциллографа с возможностью гибкой настройки под определенный тип измерений.

Для анализа подключенных к компьютеру высокоскоростных шин передачи цифровых данных различных радиоэлектронных устройств и микросхем рекомендуется компьютер с частотой процессора не ниже 300 МГц. Но для низкоскоростных устройств нормально работают и более слабые компьютеры под управлением Windows 95.

Во-вторых, программы-анализаторы можно применять для управления, анализа, настройки, разработки, проверки и ремонта цифровых радиоэлектронных схем (отдельных модулей, блоков, управляющих шин, протоколов управления синтезаторов частот, элементов управления цифровыми индикаторами, программаторами ПЗУ и т.д.), то есть там, где широко используются цифровые микросхемы, формирующие управляющие сигналы и как-то реагирующие на них.

В-третьих, программы — анализаторы портов можно просто использовать для считывания протоколов обмена. А синхронизировав шину данных и управляющие сигналы устройств хранения и идентификации информации, можно даже прочитать закодированные в последовательности нулей и единиц служебные сигналы и/или пароли доступа. В общем, эти программы предназначены для расширения возможностей радиолюбителя, электронщика или инженера-разработчика. Наглядное изучение протоколов работы радиоэлектронных устройств может быть полезно также при разработке собственного программного обеспечения под управлением различных контроллеров.

В-четвертых, программы-анализаторы окажутся очень полезными для ремонта оргтехники, так или иначе использующей параллельный порт компьютера, — различных принтеров, сканеров, кассовых аппаратов и других устройств.

В-пятых, перечисленные программы пригодятся начинающим программистам. Например, если вы решили написать небольшую программу для управления теми или иными внешними устройствами посредством параллельного порта, то вам будет очень удобно визуально наблюдать алгоритм работы вашей программы в многофункциональном интерфейсе PortControl. В результате вам удастся вовремя обнаружить и устранить допущенные ошибки без использования измерительных приборов на выходе порта и без вмешательства в схемотехнику управляемого устройства.

И наконец, для параллельного порта Валерий Ковтун предлагает полезную программу PinRegistrator, предназначенную для слежения и регистрации логического состояния битов LPT-порта. Написана программа под Windows 95/98/Me и протоколирует состояние параллельного порта автоматически или вручную.

Контроль USB-порта компьютера

У вышеупомянутой компании AGG Software существуют программы, предназначенные для анализа и мониторинга USB-портов, шин, контроллеров и устройств. Например, Advanced USB Monitor (http://www.aggsoft.ru/usb-monitor/index.htm) позволяет захватывать, анализировать, просматривать и перерабатывать USB-трафик для эффективной отладки и тестирования USB-устройств. Поддерживаются устройства, соответствующие всем спецификациям: UHCI- (старые устройства USB 1.x, работающие на скоростях до 1,5 Мбит/с), OHCI- (устройства USB 1.x следующего поколения, работающие на скоростях до 12 Мбит/с) и, наконец, устройства EHCI-стандарта USB 2.0 (работают на скоростях до 480 Мбит/с). Advanced USB Monitor позволяет расширить лабораторный инструментарий как разработчиков USB-устройств, так и продвинутых пользователей.

Advanced USB Monitor может отображать передаваемые пакеты данных в читаемом виде, декодировать дескрипторы, определять ошибки в пакетах и измерять производительность устройств. Во время захвата пакеты данных могут отображаться в реальном времени, что позволяет отслеживать состояние устройств. Пакеты данных сохраняются в хронологическом порядке и содержат полную информацию об адресах и конечных точках. Это позволяет очень просто идентифицировать пакеты, фильтровать их и осуществлять по ним поиск. Программа предоставляет несколько уровней детализации при отображении данных. Быстрое декодирование USB-трафика дает возможность работать даже с такими скоростными устройствами, как USB-диски или USB-камеры. Причем захват, мониторинг и запись захватываемых данных происходят в реальном времени. С помощью Advanced USB Monitor вы можете просматривать трафик в тот же самый момент, когда он возникает, причем одновременно для ряда USB-устройств с помощью нескольких одновременно открытых окон мониторинга.

Использование драйвера ядра для захвата данных с поддержкой WDM, WMI, Power Management и PNP позволяет достичь полной совместимости с операционной системой и USB-устройствами, обеспечивая максимальное быстродействие.

Программа также дает возможность измерить производительность любого USB-устройства. Advanced USB Monitor легко ориентируется в топологии USB-устройств и получает детальную техническую информацию о таких устройствах, как USB-диски (интерфейсы, конечные точки, информация в реестре, информация о классе и многое другое). В конце исследования можно получить готовый отчет о подключенных устройствах и USB-трафике, а по окончании исследований распечатать его на принтере. Кроме того, программа имеет развитые функции экспорта данных в форматы PDF, XML или Microsoft Word, что позволяет не ограничивать процесс постобработки данных только одной этой программой.

По тому же принципу, что и вышеописанные анализаторы-осциллографы для параллельного порта, работают и USB-осциллографы (http://www.usb-osc.narod.ru/). USB-осциллограф в первую очередь предназначен для радиолюбителей, которые по роду своей деятельности сталкиваются с необходимостью проводить анализ низкочастотных аналоговых сигналов, регистрировать длительные медленно меняющиеся процессы, а также исследовать двоичные сигналы от различных устройств. Кроме того, USB-осциллограф может быть использован в качестве простого двухканального вольтметра для напряжений в диапазоне +/–20 В, частотомера для частот сигналов до 50 кГц или пробника со звуковым оповещением.

Итак, USB-осциллограф обеспечивает следующие режимы работы:

  • двухканальный осциллограф (маркерные измерения, синхронизация, измерение напряжения и частоты сигнала, фильтрация и т.д.);
  • двухканальный спектроанализатор (маркерные измерения, различные оконные функции, фильтрация и т.д.);
  • двухканальный самописец (маркерные измерения, запись сигнала в течение нескольких десятков часов и т.д.);
  • 8/16-канальный логический анализатор (маркерные измерения, синхронизация, пропуск заданного количества импульсов, поиск заданной логической комбинации, расшифровка интерфейсов UART, SPI, I2C, 1-Wire и т.д.);
  • 8-канальный логический генератор (табличное задание сигнала или непосредственное построение временных диаграмм мышью и т.д.).

Кроме того, USB-осциллограф позволяет сохранять результаты всех измерений в виде векторного или растрового рисунка для последующего импорта в другие программы или для сохранения в файле для последующего анализа. Результаты всех измерений можно распечатывать, копировать в буфер обмена, а также задавать события и сопровождать их звуковым комментарием. Можно рассчитывать различные цифровые фильтры и производить фильтрацию аналоговых сигналов и сглаживание временных диаграмм осциллографа. Устройство позволяет отображать статистику по всем каналам логического анализатора и генератора.

Однако USB-осциллографы — это уже не просто программы, а устройства, выполненные в виде внешних блоков с USB-интерфейсом и сопровождаемые обслуживающими их программными модулями. То есть это целый универсальный измерительный комплекс, состоящий из коммутационной приставки и компьютера. Кстати, производить обновление прошивки такого устройства можно по USB-шине, что позволяет дополнять возможности устройства любыми функциями на заказ.

Производят такие устройства украинская компания Da-Labs (http://www.da-labs.com/) и российская компания «Трейд-М» (http://motor-master.ru/index.htm/). Цена комплекта российской фирмы составляет 1850 руб. без учета доставки.

Итак, вооружившись необходимым инструментарием, мы теперь имеем возможность самостоятельно писать программы управления различными внешними устройствами с помощью любых портов нашего компьютера.

KOMITART — развлекательно-познавательный портал

Разъёмы USB 2.0 – распайка.
РАспайка разъемов USB 2_0
В этой статье мы хотим рассказать вам о разъемах USB 2.0, применяемых в различных электронных устройствах. Они до сих пор не потеряли своей актуальности, не смотря на выход более скоростной USB 3.0, о которой мы поговорим немного позже в следующей статье на эту тему.
Аббревиатура USB расшифровывается как Universal Serial Bus, переводится как Универсальная Последовательная Шина.
Ниже на картинке представлены разъемы USB версии 2.0 (вид со стороны рабочей части, обращаем ваше внимание, это не сторона пайки):
1_USB_preview
При распайке выберите нужный разъем, рассматривайте его в зеркальном отражении, и подпаивайте провода в соответствии с их цветом. Цвета жил кабелей описаны чуть ниже.
Как видите, в названии разъемов (USB, USB mini, USB micro) присутствуют индексы. Первая буква индекса определяет тип разъема:
● А – разъем активного питающего устройства (хост, разъем компьютера или др.)
● В – разъем пассивного устройства, подключаемого к активному (разъемы принтеров, сканеров, и т.д.)
Вторая буква индекса определяет “пол” разъема:
● М – от английского слова male – то есть штекер – то есть разъем “Папа”
● F – от английского слова female – то есть гнездо – то есть разъем “Мама”
Просто USB, mini или micro говорит нам о размере разъема. Приведем пример:
USB mini AM — это разъем типа “Папа” (штекер) для подключения к активному питающему устройству размера mini.
Разберем теперь распиновку (распайку) разъемов USB.
USB-кабель имеет 4 провода:
2_Разъемы USB 2_0_standart
● 1 — Провод красного цвета – VBUS — +5 Вольт с максимальным током 0,5 Ампер.
● 2 – Провод белого цвета – D- (минус Data).
● 3 – Провод зеленого цвета – D+ (плюс Data)
● 4 – Провод черного цвета – GND – общий провод, минусовой, “земля”
Mini & Micro разъемы 5-ти контактные. Распайка следующая:
3_USB_mini_micro
● 1 – Провод красного цвета – VBUS.
● 2 – Провод белого цвета – Data минус.
● 3 – Провод зеленого цвета – Data плюс.
● 4 – Провод голубого цвета – в разъемах с индексом “В” не задействуется, в разъемах с индексом “А” соединен с черным проводом (GND) чтобы поддерживалась функция “OTG”.
● 5 – Провод черного цвета – GND.
При разделке кабеля иногда можно встретить еще одну жилу без изоляции – Shield – оплетка, экранирующая жила, корпус. Эта жила без номера.
Распайка разъемов USB Mini и USB Micro показана на следующем рисунке:
4_USB-BMmini+micro_solder
При распайке дата-кабеля для связи мобильного телефона, смартфона или планшетника с компьютером 4-й контакт остается пустой. При распайке OTG-кабеля, например, для подключения флешки к смартфону, 4-й контакт нужно соединить с 5-м (GND).
USB-мышь. Распайка разъема:
● 1 – Провод оранжевого цвета – VBUS.
● 2 – Провод белого цвета – Data минус.
● 3 – Провод зеленого цвета – Data плюс.
● 4 – Провод черного цвета – GND.
Это стандартные цвета проводов кабеля USB-мыши, но в зависимости от производителя эти цвета могут быть отличными от вышеуказанных. Например, в мышках китайского производства типа Jusajoa X-7 многих подобных цвета проводов могут быть следующие:
● 1 – Провод оранжевого цвета – VBUS.
● 2 – Провод зеленого цвета – Data минус.
● 3 – Провод синего цвета – Data плюс.
● 4 – Провод белого цвета – GND.
Назначение выводов разъема материнской платы для кабеля USB 2.0
OTG – что это?
Выше мы упоминали о функции OTG, поэтому сейчас немного разберемся, что же это такое.
OTG расшифровывается как “On The Go”, переводится как “На ходу”, то есть это позволяет соединять посредством USB различные периферийные устройства без подключения к компьютеру. Иногда такое подключение называют USB-Host. Например, можно подключить флэш-накопитель сразу к мобильному телефону или планшету как к полноценному ПК, подключить клавиатуру или мышку к гаджету, правда если этот гаджет поддерживает это периферийное оборудование. Посредством USB-OTG можно соединить фотокамеру и фотопринтер, фотокамеру со смартфоном, мобильный телефон с принтером, и т.д.
Существует ряд ограничений по такому виду подключения:
● Устаревшие модели мобильных телефонов не поддерживают USB-OTG.
● Для подключения флэш-накопителя по USB-OTG его формат должен быть FAT32.
● Максимальный размер флэш-накопителя зависит от аппаратной возможности телефона.
● HDD – так же в FAT32, и для его питания потребуется отдельный источник.
В лавках с мобильными телефонами, смартфонами и прочими гаджетами можно найти готовые OTG-кабели, и при желании можно приобрести готовый переходник. Допустим, флэшку нужно подключить к мобильному телефону с разъемом USB micro, для этого потребуется переходник USB_AF – USB_AM micro. В разъем USB-AF подключается флэшка, а штекер разъема USB-AM micro в телефон соответственно. Внешний вид переходника OTG MICRO USB THROW OTG/USB показан на следующем изображении:
6_переходник OTG MICRO USB THROW OTG_USB
Подключение флэшки к планшету точно такое же, только вместо разъема USB micro в переходнике должен быть USB mini.
И так, вы уже поняли, что обычный USB кабель отличается от USB-OTG тем, что в обычном 4-й контакт разъема не задействован, а в OTG между 4-м и 5-м контактами установлена перемычка. Именно по наличию перемычки в USB mini или micro телефон, смартфон или планшет определяет, что вы собрались к нему подключить периферию. И если вы вдруг решите сделать соединение посредством обычного кабеля, то гаджет, к которому собрались подключиться, проигнорирует подключенную флэшку, и сам будет являться пассивным устройством. Ниже на картинке показан разъем кабеля USB-OTG micro:
7_USB-OTG
Подключение гаджетов.
8_Подключение гаджетов

Рубрики: IT

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *