Despre adaptoarele USB – COM şi programele de radiocomunicaţii digitale.

Cristian Colonati – YO4UQ

Programele de comunicaţii digitale, cum ar fi binecunoscutele HDR Ham Radio Deluxe, N1MM Logger sau altele utilizează pentru legătura între calculator şi staţia de radio porturi sau adaptoare de comunicaţie serială şi interfeţe cu sau fără izolare galvanică. Nu vom intra în aspectele hardware ale comunicaţiei seriale care bănuim că de acum sunt bine cunoscute de cei dornici să funcţioneze într-o configuraţie combinată dintre un calculator şi un transceiver. Amintim totuşi:

  • Indiferent de forma fizică a conectorului din staţia de radio: DB9, DB25, DIN6, miniDIN8 sau miniDIN6 semnalele alocate unor pini din conector au aceiaşi semnificatie funcţională.
  • De exemplu pentru un conector DB9 (Yaesu FT450,FT2000, etc.) avem:
1 DCD Data Carrier Detect
2 RxD Rx Data
3 TxD Tx Data
4 DTR Data Terminal Ready
5 GND Ground
6 DSR Data Set Ready
7 RTS Request To Send
8 CTS Clear To Send
9 RI Ring

Nota: la pagina 108 din cartea “Ghid practic de radiocomunicaţii digitale” FRR 2011 sunt prezentate conexiunile specifice seriale pentru CAT la principalele echipamente radio uzuale.

Transceiverele nu au active şi nu utilizează toate semnalele menţionate mai sus. De regulă în programele de radiocomunicaţii digitale se folosesc numai câteva semnale şi anume: 2-RxD pentru CAT, 3-TxD pentru CAT, 4-DTR pentru CW sau PTT, 7-RTS pentru control CAT sau PTT, 5-GND pentru masa semnalelor.

  • Calculatoarele au evoluat spectaculos, sau miniaturizat iar conectorii, fluxurile de date şi protocoalele de comunicaţie sau modernizat. Nu vom intra încă în lumea “tabletelor” a comunicaţiilor “Bluetooth sau WiFi” ci rămânem în zona clasică a conexiunilor fir pentru calculatoarele desktop sau laptop. Majoritatea calculatoarelor PC nu mai au interfeţe seriale DB9. La PC-uri au apărut o multitudine de porturi USB (Universal Serial Bus) precum şi adaptoare externe între fluxul de pachete USB, portul USB şi interfaţa serială clasică DB9 numită şi COM atunci când este nevoie de o astfel de interfaţă. Adaptoarele pot fi simple, port la port, sau multiple 1xUSB la multi port COM (2xCOM sau chiar 4xCOM în format hard de placă PCI sau PCI Express). Oricum, la ieşire, de regulă conectorii seriali sunt format DB9 cu protocoale RS232 sau RS485. Interfeţele seriale se utilizează încă în mod curent în industrie şi domeniul aparatelor de măsură unde este necesară comunicaţia mod caracter.

Pentru a asigura comunicaţia între un port USB şi un port COM (RxD,TxD) este nevoie deci de un adaptor hardware precum şi de un program de conversie numit “driver”. Portul USB trimite un flux de pachete de date şi de control din spre programul utilizator către portul USB care prin intermediul adaptorului şi a programului “driver” (specific fabricantului de adaptor) transformă şi poziţionează corect semnalele menţionate anterior pe o interfaţă COM cu conector DB9.

Sistemele de operare uzuale Windows XP şi Windows 7 admit instalarea de drivere pentru până la 256 de porturi COM. Vă veţi întreba dece aşa de multe când nu mai există conectori dedicaţi?

Multe din programele de aplicaţie, indiferent care ar fi ele şi cât de sofsticate sunt, dacă au nevoie de comunicaţie şi prelucrare în „mod caracter”, ceea ce presupune filozofia protocoalelor de comunicaţie serială, le este necesară setarea unui port COM.

Un exemplu de setarea parametrilor, funcţie de nevoi, a unui port COM pentru driver-ul adaptorului ATEN model UC-232A şi care driver se instalează automat în Windows 7, dispozitivul fiind recunoscut automat de sistemul de operare, este prezentat ca exemplu în continuare:

– Viteza – Bit per second între 75 şi 128000 bps.

– Formatul caracterului de date – Data bit de 4,5,6,7 sau 8 biţi.

– Control de paritate – Parity None, Even sau Odd.

– Biţi de stop – Stop bits 1, 1,5 sau 2.

– Controlul fluxului – Flow control Xon/Xoff, Hardware sau None.

Prin setare avansată (Advanced) se alege şi numărul de port COMx cu x=1÷256.

Nenumărate dispozitive USB auxiliare cum ar fi: stikuri de memorie, interfeţe bluetooth sau WiFi, interfeţe pentru reţelele publice de telefonie şi date, etc. folosesc porturile USB ale calculatoarelor sau ale HUB-urilor USB şi unele din ele emulează în structura lor software drivere de porturi COM.

Pentru fiecare nou dispozitiv care are nevoie explicit sau implicit de un port COM sistemul de operare le verifică pe cele ocupate deja de drivere instalate anterior şi alocă în continuare un număr nou de port COM în intervalul de 1 la 256.

Unele programe de radiocomunicaţii digitale cum ar fi N1MM Logger sau HRD-DM780 admit pentru lucru un număr limitat de porturi COM accesibile. N1MM Logger COM1÷COM8, respectiv HRD COM1÷COM6 / COM20÷COM21 pentru serverul intern. La fel programul Fldigi poate seta numai porturile fizice existente în calculator şi a adaptoarelor active conectate, nu vede şi porturile alocate de driverele dispozitivelor neconectate, inactive.

Ca exemple comentate, unele situaţii se pot vedea în figurile alăturate.

clip_image002

În configuratorul de la N1MM Logger se vede cum numărul de COM-uri este limitat la 8.

clip_image004

COM1 este setat pentru CAT iar PTT-ul este setat să se facă automat prin CAT pentru comunicaţiile digitale şi CW.

clip_image006

COM3 este setat numai pentru CW pe pinul 4 DTR al interfeţei seriale.

clip_image008

Pentru HRD este prezentata situaţia tuturor driverelor COM care au fost instalate in calculator, fiindcă a fost selectată opţiunea “Show All ports”, şi anume:

– COM1 este portul serial implicit de pe placa de bază a unui desktop.

– COM3 şi COM4 sunt porturile seriale ale unei placi suplimentare PCI.

– COM5 FTDI este portul COM al driverului pentru interfaţa serială a analizorului de antenă miniVNA care este neconectat.

– COM6 şi COM7 sunt alocate celor două adaptoare ATEN pentru poturile USB neconectate.

clip_image010

Dacă în HRD s-a selectat opţiunea “Show Only ports connected to PC” se observa numai porturile COM fizic conectate, calde, ale PC-ului.

Dece toată acestă laborioasă introducere?

Din mai multe părţi ale spaţiului YO, prietenii comunicaţiilor digitale, care au început să fie din ce în ce mai mulţi şi să participe activ în concursuri, au întâmpinat greutăţi în alocarea unui număr de port COM convenabil adaptat programului de aplicaţie folosit. În această situaţie numărul de drivere ascunse, invizibile (hidden) datorită alocării unor COM-uri aferente USB pe interfeţele unor echipamente care nu mai erau conectate depăşise numărul de COM-uri admis de programul de comunicaţii digitale acesta nu mai putea fi utilizat în conexiune cu calculatorul.

Exemplu concret.

La instalarea lui N1MM Logger pe un laptop, pentru cele două adaptoare USB-COM unul pentru CAT şi celălalt pentru CW şi eventual PTT sistemul de operare a instalat automat porturile COM23 şi COM24. Toate celelalte porturi COM de la 1 la 23 erau ocupate de driverele invizibile ale unor echipamente care au fost folosite cândva sau erau folosite sporadic. Driverele rămân instalate şi devin active numai la conectarea dispozitivelor hardware corespondente pe care le recunosc automat. N1MM Logger nu poate lucra decât cu porturile seriale COM1÷COM8.

Ce este de făcut în acest caz?

Sunt de luat în consideraţie mai multe situaţii:

– Dacă este un calculator nou conectaţi mai întâi adaptoarele USB-COM utilizate de N1MM Logger în porturile USB şi instalaţi driverele. Ele vor lua în primire primele COM-uri din intervalul COM1 la COM8. De regulă Windows 7 care are câteva zeci de mii de drivere le va recunoaşte şi le va instala.

– Dacă este un calculator utilizat dar nu au fost agăţate în el în decursul timpului ca într-un “pom de crăciun” diverse echipamente USB aveţi şansa ca driverele adaptoarelor USB-COM să se instaleze tot în intervalul rezonabil COM1÷COM8.

– Dacă sau instalat multe dispozitive USB atunci în mod sigur adaptoarele USB-COM vor depăşi valoare COM8 şi N1MM Logger sau oricare alt program cu astfel de restricţii nu va mai putea funcţiona în colaborare cu calculatorul. Reamintim că dacă echipamentele auxiliare USB nu sunt conectate driverele există şi COM-urile sunt alocate. Nu este numai situaţia lui N1MM Logger ci şi a multor alte aplicaţii la care este prevăzut accesul la un număr limitat de porturi COM sau chiar la numai un anumit port.

Soluţiile.

– Ştergerea driverelor pentru porturile COM inutile din intervalul 1 la 8 ale căror echipamente USB nu se mai folosesc

– Realocarea driverelor echipamentelor USB care ocupă intervalul COM1 la COM8 la niveluri mai mari şi alocarea intervalului rămas pentru adaptoarele USB-COM ale comunicaţiilor digitale.

Notă – Porturile COM ale plăcilor de bază (DB9) sau ale plachetelor de tip PCI-COM cu ieşiri seriale ale calculatoarelor desktop sunt native şi pot fi folosite oricând cu orice dispozitiv serial. Nu au treabă cu porturile USB. Ele sunt văzute de la instalarea sistemului de operare.

Cum se face evidenţierea şi vizualizarea tuturor driverelor USB-COM ascunse şi cum se manevrează asupra lor, ştergere sau realocare de număr? Paşii de urmat sunt următorii:

– Evidenţierea tuturor driverelor şi a porturilor COM asociate indiferent dacă echipamentele USB sunt sau nu conectate.

– Ştergerea sau realocarea driverelor nedorite din intervalul COM1÷COM8 la niveluri superioare şi eliberarea totală sau parţială a acestui interval pentru a face loc adaptoarelor de comunicaţii seriale pentru comunicaţiile digitale.

În prima etapă, pentru Windows 7, avem activarea funcţiei de vizualizare:

Start > Computer > System properties > Advanced system setting > Environment Variables > se deschide fereastra User variables for… > New > fereastra Edit User Variable > si se scriu în câmpurile afişate frazele:

Variable name: devmgr_show_nonpresent_devices

Variable value: 1

Ø OK > OK > OK

clip_image012

În cea de a doua etapă este procedura de vizualizare:

Start > Computer > System properties > Device manager > View > Show hidden device > Ports (COM&LPT) iar în extensie vom vedea toate COM-urile active şi inactive. Cele inactive sunt evidenţiate cu o culoare mai deschisă. Opţiunea Show hidden device se selectează la fiecare acţiune de vizualizare, ea nu rămâne setată permanent.

Ştergerea driverelor se poate face cu click dreapta pe orice linie de Ports (COM & LPT) din fereastra Device Manager şi se dă comanda de Uninstall pentru dispozitivele inactive.

Realocarea, mutarea driverelor din intervalul 1 la 8 la numere de COM mai mari de 8 pentru a elibera spaţiul se face astfel: click dreapta pe linia de port ce trebuie mutată > Properties > se deschide fereastra specifică dispozitivului ales > tabul Port Setting > Advanced > si din fereastra Advanced Setting for COMx > se merge în COM Port Number unde se deschide lista şi se alege un număr de port convenabil mai mare decât 8, care nu este utilizat, din cele 256 de porturi disponibile > OK > OK.

La fel se procedează cu eventuala realocare al adaptoarelor USB-COM care sau instalat la numere mari de COM pentru aducerea lor în intervalul COM1 la COM8.

clip_image014

clip_image016

clip_image018

clip_image020

Oricum este bine să aplicăm această parametrizare pentru a controla toate driverele “hidden” din calculatoare şi să le eliminăm pe cele inutile. Scuze pentru experţii în sisteme de operare dar am încercat să ajut în eliminarea unor anomalii pe cei din ce în ce mai mulţi operatori de comunicaţii digitale din YO care se pot întâlni cu o astfel de situaţie.

This entry was posted in HamRadio - Radioamateur. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s