Conversor TTL-RS232

Construa você mesmo um conversor de sinal TTL para RS232

Daniel O. Basconcello Filho

Neste artigo vamos construir um conversor de nível de sinais TTL para RS232.

Nível TTL

O padrão TTL é um padrão elétrico e tem o seguinte enunciado:

" O nível lógico 'baixo', 'zero' ou 'low' é definido elétricamente por uma tensão de 0 a 0.8 volts. O nível lógico 'alto' ou 'high' é definido elétricamente por uma tensão entre 2 e 5 volts."

O padrão TTL foi estabelecido para permitir que diversos fabricantes de componentes eletrônicos, principalmente os digitais, pudessem fabricá-los de forma que um projetista não precise usar componentes eletrônicos de um fabricante único.

Desta forma, um circuito pode usar componentes de diversos fabricantes sem a preocupação de que o nivel lógico zero ou um varie elétricamente de componente à componente.

Nível RS232

O padrão RS-232 foi concebido para, entre outras vantagens, permitir a comunicação entre dois dispositivos eletrônicos distantes até mais ou menos 15 metros.

Equipamentos como mouse, teclados, até monitores dos antigos terminais burros usaram esse padrão durante as últimas décadas, portanto essa porta de comunicação está presente em diversos dispositivos até hoje.

A parte do padrão que estabelece os parâmetos elétricos enunciam:

"Sinais válidos são de -15 a -3 Volts e de 3 a 15 Volts. Sinais entre -3 e 3 Volts não são níveis RS-232 válidos"

Então no padrão RS-232, sinais lógicos "baixos" são representados de -3 a -15 volts e sinais lógicos "altos" são representados de 3 a 15 Volts.

Porque precisamos do conversor?

Um micro-controlador e a maioria dos dispositivos atuais possui uma porta de comunicação no padrão TTL. Até os smartphones como o iPhone possuem uma porta de comunicação TTL.

Podemos conectar qualquer um desses dispositivos a um computador que já possue uma porta RS232, porém analisando os enunciados dos dois padrões, percebemos que os niveis lógicos não correspondem eletricamente aos mesmos níveis, portanto para conectar um dispositivo TTL a uma porta RS-232 é necessário o conversor de nível.

Este artigo trata a construção do conversor TTL<>RS232

Todo material do artigo estará disponível para download no final do artigo.


Nosso conversor montado e finalizado

Esquema elétrico

Abaixo o esquema elétrico do nosso conversor:


Esquema elétrico do conversor

O esquema elétrico possui poucos componentes ativos e basicamente converte os sinais da porta RS-232 para os níveis TTL e vice versa. O conversor é bi-direcional e foi baseado no componente MAX 232 da fabricante Maxim.

O circuito possue um conector DB9 Fêmea para conectar à porta RS232, um conector com os sinais TTL 0, TX e RX, e um conector adicional para alimentação do conversor, que é feito com 5 Volts.

Uma nota interessante é sobre o chip conversor. Note que ele tem quatro capacitores (c1 a c4).

Esses capacitores são usados pela eletrônica interna do chip para gerar os níveis de tensão negativos além de serem usados para gerar tensões maiores que a tensão de alimentação do conversor.

Note que os níveis RS-232 variam de -15 Volts a 15 Volts e alimentamos o circuito com apenas 5 Volts.

Placa de Circuito Impresso

Desenvolvemos uma placa de circuito impresso para nosso conversor para facilitar a montagem e criar uma base física para os componentes.

A placa pode ser fabricada através do método da caneta ou do ferro de passar (transferência térmica).


Desenho da placa do nosso gravador

O leiaute da placa para impressão está disponível no final do artigo no formato PDF

Abaixo segue a relação de componentes necessários para a montagem:

  • 02 x Resistores 220 ohms 1/4 W
  • 01 x Resistores 330 ohms 1/4 W
  • 04 x Capacitor eletrolítico 10uF/16V
  • 01 x Capacitor cerâmico 100nF
  • 01 x Chip MAX232 MAXIM
  • 02 x Leds 3mm
  • 01 x Leds 5mm
  • 01 x Conector DB09 Fêmea para placa de circuito
  • 02 x Conectores barra-pino 3 vias ou compatível passo 100mil

Montagem

A montagem deste circuito não tem segredos nem dificuldades.

Os conectores de dados TTL e alimentação foram pensados para serem utilizados com pequenos cabos que são MUITO comuns em hobby (aero, automodelismo)

A única observação é sobre a polaridade dos dois leds indicativos. Os catodos ou chanfros dos LEDS estão voltados para as bordas da placa.


Leds com catodos virados para borda da placa

Outra observação é que na nossa montagem utilizamos capacitores de superfície ao invés de capacitores eletrolíticos. É o que tinhamos na mão no laboratório, os capacitores eletrolíticos podem ser usados normalmente.

Esses capacitores de superfície são soldados na parte de baixo da placa


Leds com catodos virados para borda da placa

Na próxima página vamos usar o conversor com uma placa arduino para demonstrar o seu uso

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