Null-modemkabels: bedrading, adapters en pinouts

Een null-modemkabel verbindt twee apparaten die beide verwachten het computeruiteinde van een seriële verbinding te zijn. Hij kruist de zend- en ontvangstlijnen zodat de uitgang van elke kant aankomt op de ingang van de andere kant, en het is het seriële equivalent van de crossover-kabel die bij Ethernet wordt gebruikt. Je hebt er een nodig wanneer twee DTE’s - twee pc’s, twee terminals, een pc en een routerconsole - met elkaar moeten praten zonder modem ertussen.

Waarom een straight kabel niet werkt

RS-232 definieert twee rollen. Een DTE is de computer of terminal; een DCE is de modem of andere communicatieapparatuur. Een straight-through kabel is pin-op-pin bedraad en is bedoeld om een DTE met een DCE te verbinden, omdat de modem de kruising al intern uitvoert. Zet twee DTE’s op een straight kabel en beide zenden op dezelfde draad en beide luisteren op de andere: er komt niets aan. De null-modem doet de kruising in de kabel.

Null-modembedrading

De minimale verbinding heeft alleen zenden, ontvangen en signaal-aarde nodig, gekruist of gedeeld. Hardware-flowcontrol voegt de handshake-lijnen toe. De volledige DB9 null-modemconfiguratie is:

Lees het als een kruising: TXD aan de ene kant komt uit op RXD aan de andere kant, RTS komt uit op CTS, en DTR kruist naar DSR en DCD. Signaal-aarde loopt recht door. Sommige kabels verbinden DTR met DSR en DCD aan hetzelfde uiteinde in plaats van ze te kruisen; dat voldoet aan software die alleen controleert of de lijn actief is, maar het draagt geen echte handshake.

Een drie-aderige null-modem gebruikt alleen pins 2, 3 en 5. Het werkt met software ingesteld op geen flowcontrol, en faalt met software die op CTS wacht. Als een verbinding opkomt en dan stopt na een burst aan data, is ontbrekende handshake-bedrading de gebruikelijke oorzaak.

DB9, DB25 en de adapters

De DE-9-connector, bijna altijd DB9 genoemd, is de gangbare pc-seriele poort. De DB25 was de oorspronkelijke pc- en modemconnector. De pinfuncties verschillen tussen de twee, dus een null-modem voor de een is niet dezelfde kabel als voor de ander. De volledige pinbezetting voor beide staat in de RS-232 seriële pinout-referentie.

Adapters bestaan in twee vormen. Een null-modemadapter is een kleine behuizing met een mannelijke connector aan de ene kant en een vrouwelijke aan de andere, intern bedraad als een kruising; hij verandert elke straight verlengkabel in een null-modemverbinding. Een null-modemkabel heeft de kruising ingebouwd en is de betere keuze voor een permanente installatie, omdat elk extra gepaard contactpunt een extra storingspunt is. Adapters zijn nuttig wanneer het connector-geslacht op de apparatuur vastligt en je de kabel niet kunt veranderen.

Gender changers

Een gender changer verwisselt mannelijk voor vrouwelijk zonder iets te kruisen. Het is geen null-modem en zal twee DTE’s niet laten praten. Het wordt gebruikt wanneer een kabel en een poort beide mannelijk of beide vrouwelijk zijn. Een null-modemadapter en een gender changer lijken op elkaar; controleer de labeling, en test bij twijfel de pinnen met een continuïteitsmeter.

DB9 naar DB25

Een DB9-naar-DB25 null-modemadapter moet de signalen kruisen en tegelijk de pinnummers vertalen. Een gewone DB9-naar-DB25 straight adapter doet geen van beide. Het door elkaar halen van de twee is een veelvoorkomende oorzaak van een verbinding die dood lijkt.

Wanneer de poort op een USB-adapter zit

Veel machines hebben geen seriële poort meer, dus de verbinding loopt via een USB-naar-serieel-converter. De converter presenteert een DTE, precies zoals een ingebouwde poort, dus de null-modemregel blijft onveranderd: twee DTE’s hebben een kruising nodig. De converterchip heeft het juiste stuurprogramma nodig, en adapters met TTL-uitgang zijn geen RS-232 en mogen niet direct met een RS-232-poort worden verbonden. Die punten worden behandeld in de USB naar seriële adapter-gids.

Testen met een lusback

Voordat je de kabel de schuld geeft, bewijs dat de poort werkt. Een lusbackplug verbindt TXD met RXD en, voor een volledige test, RTS met CTS en DTR met DSR en DCD. Met de plug gemonteerd komt alles wat je in een terminalprogramma typt direct terug. Als dat niet gebeurt, zijn de poort, het stuurprogramma of de terminalinstellingen de schuld, niet de null-modem.

Voor de kabel zelf bevestigt een continuïteitstester dat elke pin uitkomt waar de tabel zegt. Een eenvoudige wiremap-controle vindt onderbrekingen, kortsluitingen en gekruiste draden, maar kan je niet vertellen of de handshake-lijnen überhaupt bedraad zijn als de software ze nooit activeert. Test met de software die je van plan bent te gebruiken, op de baudrate die je van plan bent te draaien.

Wat er misgaat

• Twee DTE’s op een straight kabel. De meest voorkomende fout. Niets raakt beschadigd, maar er gaat geen data door. Monteer een null-modem.
• Een null-modem waar een straight kabel hoort. Een pc naar een modem of een pc naar een DCE heeft een straight kabel nodig. Een null-modem daar kruist de signalen twee keer en de verbinding faalt.
• Drie-aderige kabel met hardware-flowcontrol ingeschakeld. De verbinding start en hangt dan. Of bedraad de handshake-lijnen, of zet flowcontrol aan beide uiteinden uit.
• Gender changer gebruikt als null-modem. Hij verwisselt de behuizing, niet de signalen.
• TTL-serieel verbonden met RS-232. De laagspanningszijde kan beschadigd raken. RS-232 slingert tussen ruwweg plus en min 3 tot 15 V; een 3,3 V- of 5 V-microcontrollerpin is niet compatibel zonder level shifter.
• Een kabel langer dan de standaard toestaat. RS-232 is gespecificeerd tot 15 m (50 ft) bij 19.200 baud, en lagere baudrates reiken verder. Gebruik daarbuiten een converter naar een differentieel standaard zoals RS-422 of RS-485.
• De verkeerde adapter voor de taak. Een DB9-naar-DB25 straight adapter in een null-modemverbinding laat de kruising ontbreken.

Dezelfde logica verschijnt aan de netwerkkant, waar een crossover-kabel twee gelijke apparaten verbindt en een straight kabel een apparaat met een switch verbindt. Auto-MDI-X heeft dat op Ethernet grotendeels automatisch gemaakt, maar seriële poorten onderhandelen nooit: de kabel moet kloppen. De crossover-kabelvergelijking legt het Ethernet-geval uit.

Het juiste onderdeel kiezen

Koop of bouw de kabel voor de connector types die daadwerkelijk aanwezig zijn, en label beide uiteinden. Een null-modemkabel ziet er van buiten identiek uit aan een straight kabel, en de twee zijn makkelijk te verwisselen in een la. Een continuïteitscontrole kost een minuut en bespaart een middag.