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信号管理システムで使用されるプロ用A/V機器は、一般にRS-232シリアル通信プロトコルによって制御されます。アンプ、スイッチャー、調光器、エクステンダー、プロジェクター、マトリックススイッチャーは、RS-232プロトコルで制御される機器のほんの一例です。
機器の使用中に問題が発生した場合、RS-232プロトコルの基礎となるテクノロジーを理解することが不可欠です。何を調べるべきかを知っておくと、RS-232接続のトラブルシューティングにかかる時間を最小限に抑えることができます。
この記事は、RS-232接続の基本を理解し、発生したシリアルポートの問題の解決するのにお役に立ちます。
内容
電子工業会(Electronic Industries Association:EIA)は、1962年にモデムとのインターフェース用の推奨規格(RS)としてRS-232を最初に定義しました。1987年1月に、この規格は最新バージョンのRS-232Dに修正されました。これらの修正は、国際標準CCITT V.24、V.28、およびIS2110に対応するように行われました。
以下は、IBM対応コンピューターのRS-232プロトコルの標準ピン配置です。最も一般的な接続には、9ピンまたは25ピンのコネクタが含まれています。
25ピンコネクタのすべてのピンがデータの送信に使用されるわけではありません。追加のピンは通常、ポートのループバックテストに使用されます。9ピンと25ピンのコネクタでは、2番ピンと3番ピンの指定が逆になっています。A/V機器は通常、RS-232接続に9ピンコネクタを使用します。多くの場合、ピン配置は、お使いのA/V機器と制御システムまたはコンピューターで異なる場合があります。例としては、2ピンと3ピンが逆になっているため、9ピンコネクタと9ピンケーブル間のピンtoピン配線による接続が可能になります。「ターミナルブロック(端子台)」コネクタは、A/V機器メーカーの間で普及しつつあります。これらのコネクタを使用すると、はんだ付けを必要とせずに簡単に取り付けることができます。
RS-232ピンのすべての信号ピンの標準電圧範囲は -15V ~ +15Vです。データの送信中に発生する電圧変動は合計30Vになる場合があります。RS-232ポートは、-5V ~ +5Vの低い電圧で動作します。RS-232が使用できる電圧範囲が広いため、さまざまなタイプの機器に対応でき、これによりノイズマージンが大きくなり、干渉を最小限に抑えることができます。
RS-232信号線は、電圧変動が大きいため、かなりの電気ノイズを発生する可能性があります。これは、この信号を高インピーダンスのマイクやオーディオラインの近くで実行するべきではないことを意味します。仮にこれらの信号を互いに近くで実行する必要がある場合は、すべてのオーディオワイヤを適切にシールドする必要があります。
ボーレートは2つのポート間のデータ送信速度を測定し、一般にビット/秒と考えられます。RS-232プロトコルはボーレートを制御します。通常、ボーレートは1200 ~ 19200の範囲に収まります。1200から始まり、レートは、一般的なボーレート1200、2400、4800、9600、19200と2倍になっていきます。
ボーレートが増加すると、A/V機器とその制御システムを接続するシリアルケーブルの長さは短くならざるを得ません。一般に、1200 ~ 2400ボーには100フィートのケーブルが適しています。9600ボーの場合、ケーブルの長さは最大50フィートにする必要があります。19200ボーで送信する場合は、これを20フィートに短縮する必要があります。
シリアルポートのトラブルシューティングは、大きく2つのカテゴリに分類されます。ソフトウェアが非対応だったり競合する場合は、お使いのハードウェアとの物理的な接続の問題と同様に、接続の問題を引き起こす可能性があります。
設置者がデバイスを制御システムに接続するときに遭遇する最も一般的なシリアルポートエラーの1つは、配線の誤りです。ほとんどの制御システムでは、制御対象デバイスに2本のワイヤを接続するだけで済みます。以下に示すように(図1)、制御システムの送信(Transmit:XMT)ピンとGround(グランド:GND)ピンは、それぞれ制御対象デバイスの受信(Receive:RCV)ピンとGround(グランド:GND)ピンに接続されます。
制御システムが被制御デバイスからの応答を受信する必要がある場合は、3本目のワイヤも接続する必要があります(図2)。例えば、お使いのコンピューターのCOMポートを介してデバイスを制御する場合、これは推奨される配線です。
すべてのピンにラベルが付いていないと、制御システムのポートと被制御デバイスのポート間の配線が正しく行われているかどうかを判断するのが困難になる可能性があります。ターミナルブロック(端子台)コネクタが使用されている場合は、電圧計を使用して電圧を監視し、接続が良好であることを確認できます。電圧計を「DC」に設定して電圧をテストします。ターミナルブロックコネクタのRCVピンとGNDピン間の読み取り値を-12V ~ -6Vにする必要があります。XMTラインの読み取り値は、以下と同じになるはずです(図3)。
制御システムと被制御デバイスの接続後も受信ラインの電圧が0ボルトのままである場合、これはシリアルポート接続の問題は、TransmitラインとReceiveラインが逆になっていることが原因であることを示しています(図4)。
ハードウェア接続を確認後もCOMポートエラーが続く場合は、制御システムと被制御デバイスの両方のソフトウェア通信設定に問題がある可能性があります。
デバイス間で正しく通信するには、ソフトウェア設定が同一である必要があります。ボーレートは両方のシステムで一致する必要があるパラメータの1つであるため、お使いの制御システムが2400ボーで動作している場合は、デバイスも2400ボーに設定する必要があります。Data Bits(データビット)、Parity(パリティ)、Stop Bits(ストップビット)は、通信を行うために同じように設定する必要があるその他のパラメータです。1文字で送信されるビット数はData Bits(データビット)と呼ばれ、7または8に設定できます。パリティは、1回の送信での1の数が奇数か偶数かを定義します。お使いのアプリケーションにとってパリティが重要でない場合は、「None(なし)」に設定できます。
Stop Bits(ストップビット)は0、1、または2に設定でき、送信の終了を定義します。A/Vデバイスは通常、Data Bits(データビット)を8、Parity(パリティ)をNone(なし)、Stop Bits(ストップビット)を1に設定します。これは「8 n 1」設定として知られています。シリアルポート通信の問題のトラブルシューティングを行う場合は、接続の両端でこれらの設定がすべて同じであることを確認してください。
Serial Port Debugger(シリアルポートデバッガ)ソフトウェアは、Electronic Teamがご提供するツールで、シリアルポート通信のトラブルシューティングをご支援いたします。本ツールをご使用いただくと、シリアルポート通信の問題を見つけて解決するのにご必要な時間を、大幅に短縮できます。
Serial Port Debugger (シリアルポートデバッガ)は、お客様の任意のシリアルポートをモニタリング、ログ、分析できるようにすることで、COMポートのトラブルシューティングをご支援いたします。本ソフトウェアツールのユーザーインターフェースを使用すると、そのデータをさまざまなビューで確認できるため、問題を迅速に追跡できます。また、シリアルデバイスへのデータ送信とセッションの再生をエミュレートして、ポートに送信される同じデータの複数のインスタンスを確認することもできます。これにより、お客様の問題の解決につながる可能性のある相違点を検索できます。
RS232デバッグソフトウェアは、シリアルポート通信の問題に直面した際に、不可欠なツールであることがわかります。そのため、ぜひ今すぐ、お使いのソフトウェアツールボックスに追加して、トラブルシューティングセッションの効率化を始めてください。