Câble null modem : Câblage de deux ports série de même rôle

Les ports série ne négocient pas. Chaque extrémité émet sur une broche et reçoit sur une autre, et les deux extrémités ont été conçues pour être différentes.

Un ordinateur, une imprimante, une étiqueteuse, un enregistreur de données et la plupart des modules de contrôle industriels possèdent un type de port. Un modem, et les périphériques qui le remplacent, possèdent l'autre type. Un câble droit reliant deux appareils de chaque type transmet des données. Le même câble reliant deux appareils d'un même type ne transmet aucune donnée, et les deux ports restent silencieux.

Un câble null modem inverse les broches d'émission et de réception et permet le fonctionnement de l'autre côté de la connexion. Deux éléments déterminent si une liaison nécessite ce câble : le rôle du port à chaque extrémité et la broche qui transporte les données d'émission.

Pourquoi deux ports nécessitent parfois un câble croisé

La répartition des rôles que suppose la norme RS-232

L'interface RS-232 attribuait une fonction différente à chaque extrémité de la liaison. Côté terminal (DTE), les données étaient générées. Côté communication (DCE), elles étaient transmises. Un ordinateur de bureau appartenait au premier groupe, ainsi qu'une imprimante, un enregistreur de données et un module de contrôle industriel. Un modem appartenait au second groupe, avec les équipements conçus pour le simuler.

Le problème de broche a été résolu. Une extrémité émettait sur la broche 3 et recevait sur la broche 2. Une extrémité de communication émettait sur la broche 2 et recevait sur la broche 3. En insérant un exemplaire de chaque extrémité dans un câble, la broche d'émission était correctement connectée à la broche de réception. Tous les fils pouvaient alors passer directement.

Quand les deux extrémités revendiquent le même rôle

Deux ports d'ordinateur sur une même liaison ont perturbé cette configuration. Les deux envoyaient des données sur la broche 3. Un câble droit a relié les broches 3 et 2 entre elles, mais aucune donnée n'a été reçue. Les deux ports sont restés prêts tandis que la liaison demeurait inactive.

Deux ports de communication ont connu la même panne. Même cause, même réparation.

D'où vient le nom ?

L'adaptateur qui a permis la réparation a remplacé deux modems. Deux terminaux communiquaient auparavant via deux modems et une ligne téléphonique. L'adaptateur a court-circuité la ligne et reproduit la seule action effectuée par les modems sur les câbles : l'inversion des broches. Sans ligne, pas d'appel, pas de réseau. Le système a enregistré ces trois absences.

Pourquoi le câble a survécu au modem

Deux ordinateurs de bureau transféraient autrefois des fichiers via un câble série en l'absence de carte réseau. Ce même principe a été conservé pour les systèmes embarqués. Un ordinateur portable communiquait avec un contrôleur disposant d'un port côté terminal, et aucun modem n'était présent dans la pièce.

Veuillez lire le type de port avant de passer commande.

Le genre du connecteur comme premier indice

Le connecteur à 9 broches et sa convention de genre proviennent de la norme TIA/EIA-574. Un port DCE était généralement équipé d'un connecteur DB9 femelle, et un port DTE d'un connecteur DB9 mâle. Les rallonges de panneau, les câbles adaptateurs et les équipements anciens ont souvent dérogé à cette norme, rendant parfois le boîtier peu intuitif.

Vérification du bon fonctionnement du signal à chaque extrémité

La broche 3 aux deux extrémités permettait de fixer le câble. Les deux extrémités transmettaient sur cette broche, croisant ainsi les broches. Une extrémité transmettant sur la broche 3 et l'autre sur la broche 2, toutes les broches étaient connectées directement. Le manuel du contrôleur ou le schéma du port indiquait le brochage du câble RS-232 pour cet appareil ; quatre lignes pouvaient être utilisées : transmission, réception, demande d'émission et autorisation d'émission.

Que doit contenir la note de port ?

Pour chaque appareil, la fiche technique comportait quatre informations : son nom, le rôle du port, le type de connecteur et la broche de transmission. Le fournisseur travaillait à partir de ces quatre éléments. Sans eux, il posait une question et la commande était mise en attente pour obtenir des précisions.

Quelles lignes un câble null modem traverse-t-il ?

Les trois lignes qui transportent les données

Un modem null se connecte initialement avec trois fils. La broche 2 à une extrémité est reliée à la broche 3 à l'autre. La broche 3 est reliée à la broche 2. La broche 5 est reliée à une autre broche 5. Une paire croisée transmet les données dans les deux sens, et la broche 5 fournit une référence commune aux deux extrémités. Une liaison qui transmet des données en continu ne nécessite rien de plus.

Ajout de la paire de poignées de main

Le contrôle de flux nécessitait davantage de câbles. Une requête d'envoi à une extrémité a reçu l'autorisation d'envoi à l'autre extrémité ; un port qui attendait une autorisation avant d'envoyer l'a donc reçue. Les données étaient prêtes, le terminal de données était prêt et la détection de porteuse était désactivée ou bouclée, car chaque port attendait une réponse du modem.

Certaines liaisons utilisaient trois fils. Un appareil qui conservait ses données jusqu'à l'obtention de l'autorisation de lecture ne le pouvait pas.

Pourquoi la mise en page n'est pas fixée par la norme

La norme RS-232 définissait les rôles des ports et les noms des signaux. Le brochage d'un adaptateur null modem n'était pas conforme à cette norme. Les fournisseurs différaient principalement au niveau des fils de synchronisation, si bien que deux câbles à synchronisation complète vendus sous la même marque pouvaient présenter deux brochages différents. Le schéma a permis de trancher. La correspondance des broches a été vérifiée entre les deux appareils, car l'étiquette du sachet était pour le moins imprécise.

Transformer la décision de câblage en un ordre de production

Construction de câbles pour la distance et les interférences

Un schéma indiquait le brochage, le boîtier du port et la longueur. Le câble lui-même était souvent absent du schéma, et c'est le tracé lui-même qui déterminait cette partie.

Un câble plat gris à conducteurs en cuivre étamé de calibre 28 AWG, isolé en PVC, était acheminé à l'intérieur de l'armoire. Ce câble avait satisfait aux exigences des tests de flamme verticale des normes UL et CSA et ses caractéristiques de température et de tension étaient adaptées aux environnements intérieurs des équipements.

Un câble qui contournait le châssis permettait de raccorder le fil, lequel restait flexible là où il devait suivre le châssis.

Une armoire remplie d'onduleurs et d'alimentations à découpage nécessitait également un blindage : feuille d'aluminium ou tresse de cuivre étamé, mesurée sur la bande des gigahertz.

Au-delà de cinq mètres, le blindage disparaissait ou le conducteur s'épaississait, car la résistance et le bruit couplé augmentaient ensemble sur la distance.

Connecteur IDC ou bornes à sertir

Le port et le volume ont sélectionné le terminal. Une prise IDC a pressé la nappe sur des lames à déplacement d'isolant en une seule opération, et le pas a sélectionné le composant. La taille standard de 2,54 mm était compatible avec l'imprimante, le contrôleur industriel et le connecteur de circuit imprimé.

Les bornes à sertir permettaient de réaliser des interfaces inaccessibles aux prises IDC, jusqu'aux plus petits pas sur les instruments.

L'ajustement devait être vérifié dans les deux cas. Une lame IDC devait pouvoir traverser l'isolant jusqu'au cuivre. Un barillet devait se fermer avec une force suffisante sur le fil multibrins. Une marge de courant d'un cinquième garantissait que le contact restait dans sa plage nominale, et le bronze phosphoreux plaqué étain ou or protégeait contre l'oxydation.

L'erreur de broche provoquée par un câble croisé

Deux dessins étaient posés sur un établi. L'un était droit, l'autre croisé. Un opérateur choisit la feuille correspondant à la longueur voulue, fabriqua le câble, et celui-ci semblait correct jusqu'à ce qu'on le teste.

L'affichage de la correspondance des broches à la station a résolu le problème. Les deux modèles ont été affichés côte à côte, et le premier article a été vérifié par rapport au dessin avant que la production ne se poursuive.

Comment chaque assemblage est vérifié avant son expédition

Les tests qui prouvent la carte des épingles

Le contrôle de continuité a commencé par vérifier chaque point du schéma. Il a détecté un câble croisé monté droit et un câble droit monté croisé, et les deux semblaient corrects à l'œil nu.

La résistance de contact a ensuite été mesurée, et une construction sur mesure a été limitée à 15 milliohms ou moins. La résistance d'isolement atteignait plusieurs centaines de mégohms. Chaque borne a subi un test de traction, car un sertissage trop faible pouvait résister au test et s'ouvrir sur le terrain. Lorsqu'un blindage était installé, son efficacité a été mesurée.

Chaque assemblage série et COM construit par LUONYX a été testé pièce par pièce avant d'être emballé.

Les contrôles des matières premières et des processus qui les sous-tendent

La plupart de ces défaillances sont survenues bien avant l'assemblage. Un sertissage trop faible a laissé le conducteur mal fixé dans le cylindre. L'oxydation du plaquage a augmenté la résistance au niveau de la jonction. Une lame IDC qui s'est arrêtée avant le cuivre a provoqué un circuit ouvert.

Chaque cause disposait d'un réglage permettant de l'éliminer. La force de sertissage était calibrée en fonction du diamètre du fil. Les fils et les bornes entrants étaient contrôlés conformément aux spécifications avant leur stockage. Les lames de coupe étaient réglées de manière à inciser l'isolant tout en préservant l'intégrité du conducteur.

Ce qui doit figurer sur le dessin

Le schéma indiquait les broches et leur correspondance. Il précisait le type de câble, sa longueur, le pas du connecteur et les critères d'acceptation relatifs à la continuité et à la résistance à la traction. Chaque test sur la ligne consistait à comparer un câble à ce schéma. En l'absence de schéma, l'inspecteur devait se contenter de comparer le câble à une estimation approximative.

Là où un produit standard nécessite encore des améliorations

Les pièces du catalogue suivaient le même schéma. Lorsqu'un meuble nécessitait plusieurs ports, un câble plat multi-ports série Ils étaient transportés sur un seul câble ruban, le filtre étant intégré au câble. Un panneau manipulé en service nécessitait un câble série COM moulé renforcé à neuf broches, là où la coque moulée supportait l'usure à la place du joint. Lorsque le nombre de ports, la coque ou le pas étaient hors catalogue, le Programme de câbles ODM/OEM Le brochage, le connecteur et les critères de test ont été définis dans un schéma avant le début de la production.

Conclusion

Les deux ports fixent le câble. Si le signal circule dans le même sens sur les broches de données, la paire est croisée. S'il circule dans des sens opposés, toutes les broches sont droites. La norme ne précise pas le câblage de contrôle de flux, le croisement est donc inclus dans la spécification. Le test de continuité vérifie ensuite le brochage de chaque unité.

FAQ

Q1 : Un adaptateur peut-il remplacer un câble null modem ?

A1 : Il remplit la même fonction et ajoute deux interfaces de connexion à la liaison. Cela fonctionne en laboratoire. Dans un équipement où l’espace est limité, ces deux interfaces supplémentaires représentent deux connexions de plus à sécuriser. Il est donc préférable d’intégrer le câble croisé directement dans le câble.

Q2 : Chaque câble null modem traverse-t-il les lignes de négociation ?

A2 : Non. La version à trois lignes relie les lignes de transmission, de réception et de masse, et convient à une liaison en flux continu. Un périphérique qui conserve ses données jusqu'à la réception d'un signal d'autorisation nécessite également le croisement des lignes de protocole. La documentation du port indique ces lignes.

Q3 : Que doit indiquer un bon de commande ?

A3 : Correspondance des broches avec les numéros indiqués, type de câble, longueur, pas du connecteur et critères d’acceptation pour la continuité et la résistance à la traction. Ces éléments figurant sur le schéma permettent de vérifier la conformité du câble livré à la commande.