RS232 पिनआउट और विनिर्देश

RS232 सीरियल कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल क्या है?

RS-232 एक मानक है जिसे 60 के दशक की शुरुआत मे सीरियल डेटा ट्रासमिशन के लिए पेश किया गया था और यह आज भी व्यापक रूप से उपयोग मे है, मुख्यतः क्योकि यह बहुउद्देशीय, संचालित और बनाए रखने मे आसान, सुलभ, और व्यापक रूप से समर्थित है यह केवल विद्युत संकेतो की विशेषताओं को ही परिभाषित नही करता, जैसे संकेत संचरण दर, वोल्टेज स्तर, केबल की लंबाई, समय-निर्धारण और शॉर्ट-सर्किट व्यवहार, बल्कि कई अन्य चीजे भी, जिनमे इंटरफेस की यात्रिक विशेषताएँ, कनेक्टर, और पिनआउट शामिल है

RS-232 मानक के अनुसार, सारा डेटा बिट्स की समय-श्रृखला मे प्रेषित किया जाता है पीसी के लिए, सबसे सामान्य कॉन्फ़गरेशन एक एसिक्रोनस लिक है जो 7-बिट या 8-बिट पैकेट भेजता है हालाकि, यह मानक सिक्रोनस ट्रासमिशन का भी समर्थन करता है

RS232 ट्रासमिशन उदाहरण

अपने सभी लाभो के साथ, RS-232 मे रेज और डेटा थ्रूपुट प्रदर्शन के मामले मे कुछ गंभीर सीमाएँ है, इसलिए इसके अनुप्रयोग का मुख्य क्षेत्र औद्योगिक उपकरण, नेटवर्किग और लैब उपकरण है

RS-232 के लिए मुख्य विनिर्देश

ऑपरेशन मोड: सिगल-एंडेड
अधिकतम केबल लंबाई: 15.24 मीटर (50 ft)
अधिकतम डेटा थ्रूपुट: 20 kbps
अधिकतम ड्राइवर आउटपुट वोल्टेज: +/-25V
अधिकतम स्ल्यू रेट: 30V/uS
हाई Z अवस्था मे अधिकतम ड्राइवर करंट: +/-6mA @ +/-2v (पावर ऑफ)
ड्राइवर लोड इम्पीडेस: 3000-7000 ओम
ड्राइवर आउटपुट सिग्नल स्तर: +/-5V से +/-15V (लोडेड) या +/-25V (अनलोडेड)
रिसीवर इनपुट रेसिस्टेस: 3000-7000 ओम
रिसीवर इनपुट वोल्टेज रेज: +/-15V
रिसीवर इनपुट सेसिटिविटी: +/-3V
एक लाइन पर ड्राइवर और रिसीवर की कुल संख्या: 1 ड्राइवर और 1 रिसीवर

RS232 मानक सीमाएँ

RS-232 सीरियल पोर्ट के साथ ज्ञात समस्याएँ क्या है? मानक COM पोर्ट का उपयोग कई सीमाओं के साथ आता है जिनसे आपको निपटना पड़ता है यहा मानक की स्पष्ट सीमाएँ है:

  • बड़ वोल्टेज स्विग के कारण बिजली की खपत बढ़ जाना, पावर सप्लाई डिज़इन के लिए एक बड़ जटिलता है
  • कई डिवाइस फ्लो कंट्रोल के लिए हैडशेक लाइनो का उपयोग नही करते, जिससे RS-232 अविश्वसनीय हो जाता है
  • हालाकि मल्टी-ड्रॉप कनेक्शन की समस्या को अधिक विश्वसनीय विकल्पो के साथ संबोधित किया गया है, फिर भी यह RS232 पोर्ट की अनुकूलता और गति संबंधी सीमाओं की भरपाई नही करता
  • किसी परिधीय डिवाइस को कंप्यूटर से जोड़ते समय हर बार नल मॉडेम या क्रॉसओवर केबल की आवश्यकता
  • RS-232 सिगल-एंडेड सिग्नलिग द्वारा प्रस्तुत समस्या का समाधान नही करता

RS-232 कनेक्टर्स

एक RS-232 डिवाइस या तो सर्किट-टर्मिनेटिग उपकरण (DCE) के रूप मे या डेटा टर्मिनल उपकरण (DTE) के रूप मे होता है, यह इस पर निर्भर करता है कि प्रत्येक सिग्नल को भेजने और प्राप्त करने के लिए कौन-सी तारो का उपयोग किया जाता है

डेटा संचार उपकरण (DCE)

RS-232 मानक के अनुसार, DCE का अर्थ महिला कनेक्टरो के लिए होता है, और DTE पुरुष कनेक्टरो के लिए होता है हालाकि, ऐसे उपकरण भी है जिनमे कनेक्टर जेडर/पिन परिभाषाओं के सभी तरह के संयोजन होते है उदाहरण के लिए, एक टर्मिनल जिसमे ऑनबोर्ड महिला कनेक्टर होते है और जो ऐसे केबल के साथ आता है जिसके दोनो सिरो पर एक-एक पुरुष कनेक्टर होता है, RS-232 मानक का पूरी तरह पालन करता है

रिविज़न C तक, मानक D-subminiature 25-पिन कनेक्टर के उपयोग की सिफारिश करता है, हालाकि यह केवल रिविज़न D से अनिवार्य है ऐसा इसलिए है क्योकि अधिकाश उपकरणो को वास्तव मे मानक मे निर्दिष्ट उन सभी 20 सिग्नलो की जरूरत नही होती, और RS-232 9-पिन कनेक्शन बहुत सस्ते होते है और बहुत कम जगह लेते है अधिक कॉम्पैक्ट, और कम महंगे यह 9-पिन RS-232 कनेक्टर व्यक्तिगत कंप्यूटरो और इसी तरह के उपकरणो के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है

DB25 कनेक्टर

यह ध्यान देने योग्य है कि हर 25-पिन D-sub कनेक्टर मे RS-232-C अनुरूप इंटरफ़स नही होता कुछ PC निर्माता अपने PC COM पोर्ट पिनआउट के कुछ पिनो पर गैर-मानक सिग्नल और वोल्टेज का विकल्प चुनते है उदाहरण के लिए, मूल IBM PC मे, फीमेल D-sub कनेक्टर का उपयोग पैरेलल Centronics प्रिटर पोर्ट के लिए किया जाता था

25-पिन सीरियल पिनआउट:

DB25 pinout scheme

पिन 1: GND − शील्ड ग्राउंड।

पिन 2: TxD → प्रेषित डेटा डेटा टर्मिनल से डेटा सेट तक डेटा ले जाता है

पिन 3: RxD ← प्राप्त डेटा डेटा सेट से डेटा टर्मिनल तक डेटा ले जाता है

पिन 4: RTS → भेजने का अनुरोध। डेटा टर्मिनल, डेटा ट्रासमिशन की तैयारी के लिए डेटा सेट को संकेत देता है

पिन 5: CTS ← भेजने के लिए स्पष्ट। डेटा सेट, डेटा टर्मिनल को संकेत देता है कि वह डेटा प्राप्त करने के लिए तैयार है

पिन 6: DSR ← डेटा सेट तैयार। DCE डेटा प्राप्त करने और भेजने के लिए तैयार है

पिन 7: GND − सिस्टम ग्राउंड। शून्य वोल्टेज संदर्भ।

पिन 8: CD ← कैरियर डिटेक्ट। डेटा सेट, किसी अन्य डिवाइस के पता चले कैरियर के बारे मे डेटा टर्मिनल को संकेत देता है

पिन 9: आरक्षित

पिन 10: आरक्षित

पिन 11: STF → ट्रासमिट चैनल चुने

पिन 12: S.CD ← सेकेडरी कैरियर डिटेक्ट।

पिन 13: S.CTS ← सेकेडरी क्लियर टू सेड।

पिन 14: S.TXD → सेकेडरी ट्रासमिट डेटा

पिन 15: TCK ← ट्रासमिशन सिग्नल एलिमेट टाइमिग।

पिन 16: S.RXD ← सेकेडरी रिसीव डेटा

पिन 17: RCK ← रिसीवर सिग्नल एलिमेट टाइमिग।

पिन 18: LL → लोकल लूप कंट्रोल।

पिन 19: S.RTS → सेकेडरी रिक्वेस्ट टू सेड

पिन 20: DTR → Da रिमोट लूप कंट्रोल।

पिन 22: RI ← रिग इंडिकेटर। डेटा सेट, रिगिग स्थिति का पता चलने पर डेटा टर्मिनल को संकेत देता है

पिन 23: DSR → डेटा सिग्नल रेट सेलेक्टर।

पिन 24: XCK → ट्रासमिट सिग्नल एलिमेट टाइमिग।

पिन 25: TI ← टेस्ट इंडिकेटर।

असिक्रोनस संचार के दौरान, RTS और CTS दोनो पूरे सत्र के दौरान चालू रहते है फिर भी, यदि DTE एक मल्टीपॉइंट लाइन से जुड़ है, तो डेटा एक समय मे एक स्टेशन द्वारा प्रेषित किया जाता है (रिटर्न फोन पेयर साझा होने के कारण), इसलिए RTS का एकमात्र उपयोग मॉडेम के कैरियर को चालू और बंद करना है जब कोई स्टेशन प्रेषित करने के लिए तैयार होता है, तो वह RTS उठाता है मॉडेम अपना कैरियर चालू करता है, उसके स्थिर होने तक प्रतीक्षा करता है (आम तौर पर इसमे कुछ मिलीसेकंड लगते है), और CTS उठाता है CTS के ऊपर रहने के दौरान, DTE प्रेषित करता है एक बार ट्रासमिशन समाप्त हो जाने पर, स्टेशन RTS गिराता है और फिर मॉडेम CTS और कैरियर दोनो गिरा देता है

सीरियल केबल पिन 15, 17, और 24 पर COM पोर्ट पिनआउट के सभी क्लॉक सिग्नल केवल सिक्रोनस संचार के लिए है क्लॉक को डेटा स्ट्रीम से DSU या मॉडेम द्वारा निकाला जाता है या DSU निकालकर DTE को एक स्थिर क्लॉक सिग्नल प्रदान करने के लिए भेजता है यह जोर देना महत्वपूर्ण है कि प्राप्त और प्रेषित क्लॉक सिग्नल समान होना आवश्यक नही है और उनकी बॉड दरे अलग हो सकती है

9 पिन RS-232 पिनआउट

तो यहा पर्सनल कंप्यूटरो मे उपयोग किए जाने वाले सीरियल कनेक्शन पिनआउट का एक सरल संस्करण है: RS-232 9 पिन पिनआउट।

9-पिन RS232 मेल और फीमेल कनेक्टर

पिन 1: DCD ← डेटा कैरियर डिटेक्ट

पिन 2: RxD ← डेटा प्राप्त करे

पिन 3: TxD → डेटा प्रेषित करे

पिन 4: DTR → डेटा टर्मिनल तैयार

पिन 5: 0V/COM − 0V या सिस्टम ग्राउंड

पिन 6: DSR ← डेटा सेट तैयार

पिन 7: RTS → भेजने का अनुरोध

पिन 8: CTS ← भेजने के लिए क्लियर

पिन 9: RI ← रिग संकेतक

RS-232 संकेत

सिस्टम कॉमन (पावर/लॉजिक ग्राउंड) के सापेक्ष RS232 सीरियल पोर्ट पिनआउट्स के सिग्नलो का प्रतिनिधित्व करने वाले वोल्टेज स्तर। एक्टिव स्थिति (SPACE) का सिग्नल स्तर कॉमन के सापेक्ष पॉज़टिव होता है और आइडल स्थिति (MARK) का सिग्नल स्तर कॉमन के सापेक्ष नेगेटिव होता है RS-232 द्वारा एक कम्युनिकेशंस प्रोटोकॉल निर्दिष्ट किया जाना होता है साथ ही, RS-232 मे (अधिकाश मामलो मे) मॉडेम्स के साथ उपयोग के लिए कई हैडशेकिग लाइने होती है

RS-232 इंटरफेस यह मानता है कि DTE और DCE दोनो के पास समान इलेक्ट्रिकल बस्सेज़ और एक जैसे ग्राउंड्स होते है स्पष्ट रूप से, DTE और DCE के बीच लंबी लाइनो के मामले मे यह मान्यता पूरी तरह गलत हो सकती है

RS232 मानक द्वारा निर्दिष्ट अधिकतम ओपन-सर्किट वोल्टेज 25 V है, लेकिन सामान्यतः सिग्नल स्तर 5 V, 10 V, 12 V, और 15 V होते है

RS-232 मानक के अनुसार, सभी डेटा बाइ-पोलर होता है अधिकाश उपकरणो के लिए, ON या 0-स्टेट (SPACE) स्थिति +3 V से +12 V तक के वोल्टेज द्वारा दर्शाई जाती है और OFF या 1-स्टेट (MARK) स्थिति -3 V से -12 V तक के वोल्टेज द्वारा दर्शाई जाती है हालाकि, कुछ डिवाइस किसी भी नेगेटिव स्तर को नही पहचानते और OFF स्थिति के लिए 0 V पर्याप्त होता है और कभी-कभी ON स्थिति प्राप्त करने के लिए छोटे वोल्टेज भी पर्याप्त हो सकते है इस प्रकार RS-232 ट्रासमिशन/रिसीविग के लिए समग्र रेज को काफी हद तक कम करना संभव है

आउटपुट सिग्नल के लिए सामान्य वोल्टेज +12 V से -12 V तक होता है साथ ही, +3 V से -3 V रेज मे एक तथाकथित “डेड एरिया होता है, जिसका उद्देश्य लाइन नॉइज़ के अवशोषण के लिए होता है RS-232 जैसे अन्य सीरियल पोर्ट पिनआउट्स मे यह रेज अलग हो सकती है (जैसे V.10 परिभाषा मे +0.3 V से -0.3 V डेड एरिया होता है)। बहुत से RS-232 रिसीवर 1 V, या उससे भी कम, के डिफरेशियल्स को आसानी से सेस कर सकते है

RS-232 केबल विनिर्देश

RS232 इंटरफ़स

RS-232 मानक द्वारा केबल की लंबाई की सीमाएँ सीधे तौर पर परिभाषित नही की गई है, इसलिए मुख्य निर्धारक कारक एक अनुपालक ड्राइव सर्किट द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम कैपेसिटेस है एक सामान्य नियम के रूप मे, निर्णायक लंबाई 15 m होगी (या लगभग 300 m, बशर्ते कि केवल कम-कैपेसिटेस वाली केबलो का उपयोग किया गया हो)। साफ़-साफ़ कहे तो, अधिक दूरी के लिए, RS-232 मानक उच्च-गति लंबी-दूरी डेटा ट्रासफर के लिए सबसे अच्छा विकल्प नही है

यह ध्यान मे रखते हुए कि सभी डिवाइस निर्माता हर जगह मानक का पूरी तरह पालन नही करते, दस्तावेज़करण का अध्ययन करना और हर नए कनेक्शन को परखने के लिए एक ब्रेकआउट बॉक्स का उपयोग करना एक अच्छा अभ्यास है कुछ मामलो मे, केवल ट्रायल-एंड-एरर विधि ही प्रत्येक डिवाइस जोड़ को जोड़ने के लिए सही केबल खोजने मे मदद कर सकती है

RS-232 मानक के अनुरूप, एक DCE डिवाइस को DTE से ऐसी केबल के माध्यम से जोड़ जाना चाहिए जिसमे प्रत्येक कनेक्टर मे समान पिन नंबर हो (जिसे “स्ट्रेट केबल” कहा जाता है)। किसी भी केबल/कनेक्टर जेडर मिसमैच को जेडर चेजर से आसानी से ठीक किया जा सकता है साथ ही, सामान्य उपयोग मे ऐसी केबले भी है जिनके एक सिरे पर 25-पिन D-sub कनेक्टर और दूसरे सिरे पर RS-232 9-पिन कनेक्टर होता है 8P8C कनेक्टर वाले किसी भी उपकरण के साथ आमतौर पर ऐसी केबल दी जाती है जिसमे DB-9 या DB-25 होता है कुछ मे अतिरिक्त लचीलापन के लिए इंटरचेजेबल कनेक्टर भी होते है

यदि RS-232 की क्षमता का पूरा उपयोग करने की आवश्यकता नही है, तो आप न्यूनतम 3-तार कनेक्शन का उपयोग कर सकते है: ट्रासमिट, रिसीव, और ग्राउंड। एक-तरफ़ डेटा प्रवाह के लिए, 2-तार विकल्प है: डेटा और ग्राउंड। और दो-तरफ़ हार्डवेयर-नियंत्रित डेटा ट्रासमिशन के लिए, सबसे अच्छा विकल्प 5-तार संस्करण है, जो 3-तार जैसा ही है लेकिन इसमे RTS और CTS लाइने जोड़ जाती है

RS-232 डेटा प्रवाह आरेख

RS-232 मानक के अनुसार, डेटा कई प्रकारो मे प्रेषित किया जा सकता है हालाकि, सबसे सामान्य तरीका ऐसे पैकेट भेजना है जिनमे 7-8 बिट का वर्ड, और स्टार्ट, स्टॉप तथा पैरिटी बिट्स शामिल होते है जैसा कि आप नीचे दिए गए आरेख मे देख सकते है, पहले स्टार्ट बिट आता है (एक्टिव लो, +3 V से +15 V), फिर डेटा बिट्स, उसके बाद पैरिटी बिट (यदि प्रोटोकॉल द्वारा आवश्यक हो), और अंत मे स्टॉप बिट (लॉजिक हाई लाने के लिए उपयोग किया जाता है, -3 V से -15 V)।

RS232 डेटा प्रवाह आरेख

RS232 और अन्य मानको के बीच संबंध

RS-232 के अनुरूप पोर्ट आवश्यक रूप से RS-422, RS-423, RS-449, RS-422, 423, RS-485 आदि जैसे कई अन्य सीरियल सिग्नलिग मानको के साथ काम नही कर सकते +5 और 0 वोल्टेज के करीब TTL स्तर का उपयोग करने वाले GPS रिसीवर और डेप्थ फाइंडर के लिए, मार्क स्तर मानक के एक अपरिभाषित क्षेत्र मे चला जाता है इस तरह के वातावरण मे RS-232 मानक का उपयोग करने के लिए आपको एक करंट ट्रासलेटर की आवश्यकता होगी

वे कैसे संबंधित है:

  • RS-422 की गति RS-232 के समान होती है लेकिन सिग्नलिग मे भिन्न होता है
  • RS-423 की गति समान होती है, लेकिन इसमे बैलेस्ड सिग्नलिग नही होती
  • Rs-449 निष्क्रिय कर दिया गया


MIL-STD-188, RS-232 के समान है, लेकिन बेहतर इम्पीडेस के साथ इसमे राइज़ टाइम का उत्कृष्ट नियंत्रण होता है अपना RS-232 डिवाइस छोड़ने की सोच रहे है? इतनी जल्दी नही! जैसा कि आप देख सकते है, यह सीरियल प्रोटोकॉल उन सभी दावो को लगातार झुठलाता है कि इसे USB द्वारा पूरी तरह से बदल दिया गया है हालाकि आधुनिक संचार प्रणालियो को USB जैसे अधिक परिष्कृत सिस्टम की आवश्यकता होती है, हम मानक सीरियल पोर्ट का उपयोग जारी रखने जा रहे है

थर्ड-पार्टी एप्लिकेशन्स ने RS-232 सीरियल पोर्ट के साथ काम करने के तरीके को बेहतर बनाने मे अच्छा काम किया है एक उदाहरण Electronic Team द्वारा विकसित RS232 to Ethernet Connector है आप User Guide मे दिलचस्प उपयोग परिदृश्य पा सकते है

आधुनिक सीरियल पोर्ट उपयोग के मामले

सीरियल पोर्ट भले ही आकर्षक न हो, लेकिन वे इलेक्ट्रॉनिक्स और आईटी मे संचार के सबसे विश्वसनीय और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले तरीको मे से एक बने हुए है

चाहे आप औद्योगिक प्रणालियो, एम्बेडेड डिवाइसो, या नेटवर्क हार्डवेयर के साथ काम कर रहे हो, सीरियल पोर्ट पिनआउट्स को समझना आज भी एक मूल्यवान कौशल है

सीरियल पोर्ट अब लेगेसी पीसी से आगे विकसित हो चुके है

1. USB-से-सीरियल संचार

एडेप्टर आधुनिक लैपटॉप को सीरियल उपकरणो से आसानी से कनेक्ट करने की अनुमति देते है

2. वर्चुअल सीरियल पोर्ट्स

Virtual Serial Port Driver टेस्टिग के लिए COM पोर्ट्स और रिमोट कम्युनिकेशन को एम्युलेट कर सकता है

  • IoT और क्लाउड-कनेक्टेड सिस्टम्स मे उपयोगी
  • नेटवर्क्स पर पोर्ट शेयरिग सक्षम बनाता है

3. एम्बेडेड डेवलपमेट

सीरियल अभी भी इनके लिए प्राथमिक डीबगिग इंटरफ़स है:

  • माइक्रोकंट्रोलर
  • IoT डिवाइस
  • फ़र्मवेयर विकास

4. नेटवर्क डिवाइस कॉन्फ़गरेशन

कई एंटरप्राइज़ राउटर और स्विच अभी भी सीरियल कंसोल एक्सेस पर निर्भर है

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

RS (अनुशंसित मानक) को 60 के दशक मे इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज़ एसोसिएशन द्वारा मॉडेम और कंप्यूटर टर्मिनलो के बीच संचार को सुगम बनाने के लिए विकसित किया गया था

अधिकाश औद्योगिक स्वचालन और सर्वेक्षण प्रयोगशालाएँ इसकी सीमाओं के बावजूद सीरियल पोर्ट तकनीक का उपयोग जारी रखती है तोशिबा द्वारा टेक्रा पर्सनल कंप्यूटर पर DB-9M कनेक्टर का पुनः परिचय यह साबित करता है कि ये मानक फिलहाल बने रहने वाले है अपने अंतरो के बावजूद USB और RS-232 दोनो मानक प्रमुख ऑपरेटिग सिस्टमो मे अधिकाश सॉफ़टवेयर प्रोग्रामो का समर्थन करते है