Seri iletişim, verilerin uzun mesafelerde iletilmesi için bir yoldur. Genellikle RS232 ve TTL seri ile ilişkilendirilen bu yöntem, Arduino ve diğer mikrodenetleyicilerin bilgisayarınız veya diğer seri cihazlarla iletişim kurmasını sağlar.
Teknoloji ilerlemiş olsa da ve şu anda USB gibi daha hızlı veri transfer yöntemlerimiz olsa da, seri iletişim hâlâ hayatımızda yaygın olarak görülmekte ve uygulanmaktadır.
Bugünkü blogda, seri iletişim hakkında şunları konuşacağız:
- Seri İletişim Nedir
- Seri İletişimin Özellikleri
- Seri İletişim Nasıl Çalışır
- Seri İletişimde İletim Modları
- Seri ve Paralel İletişim
- Seri İletişimin Donanım Uygulamaları
- RS232 Açıklaması
- TTL Açıklaması
- RS232 vs TTL
Seri İletişim Nedir?
Seri İletişim, verilerin bir tel üzerinden, bir bit olarak iletilmesi için bir yoldur. İki tarafı içerir; Verici ve Alıcı, iletilen veriler, seri dijital ikili yöntemler aracılığıyla ikili darbeler şeklinde aktarılır.
Kompleks mi geliyor? Endişelenmeyin, bunu farklı parçalara ayıracağım!
Seri İletişimin Özellikleri
Seri İletişimi anlamak için öncelikle özelliklerini anlamanız gerekecek! Bu özellikler, seri portlarla iletişim için kritik öneme sahiptir.
Baud Hızı
- İletim hızını ölçmek için kullanılır, bir saniyede geçen bit sayısını ifade eder.
- Daha yüksek baud hızları, saniyede daha fazla bitin geçtiğini gösterir.
Dur Bitleri
- Dur Bitleri, iletimi durdurmak için kullanılan tek bir paket için “T” ile gösterilir. Tipik değerler 1, 1.5 ve 2 bit’tir.
Parity Bit
- Parity Bit, verilerdeki hataları bulmak için kullanılan bir işlevdir. Dört türü vardır; çift, tek, işaretli ve boşluklu.
Seri İletişim Nasıl Çalışır?
Seri İletişim süreci basitleştirilmiş:
- Seri iletişim, her birinin iki seri pini olan iki seri cihazı içerir;
- Alıcı, RX
- Verici, TX
- Her iki cihaz, ana cihazın TX’inden dinleyicinin RX hattına kablolarla bağlanarak bağlantı kurar.
- Cihazlar, TTL seri, RS-232 gibi sinyal yöntemleri aracılığıyla seri olarak iletişim kurar.
Seri İletişimin nasıl çalıştığına dair detaylı bir açıklama için bu makaleye göz atabilirsiniz!
Seri İletişimde İletim Modları
Yukarıdan anladığımız gibi, seri iletişim iki tarafı içerir; Verici ve Alıcı. Ancak, iletim modlarına bağlı olarak her birinin farklı bir rol oynayabileceğini biliyor musunuz?
Seri İletişimde veri iletirken, farklı iletim modları vardır ve bu modlar bir fark yaratır!
Onların ne olduğunu merak ediyor olabilirsiniz? İşte 3 mod; Simplex, Yarım Duplex, Tam Duplex.
Simplex Yöntemi
- Tek yönlü iletişim, yalnızca gönderici veya alıcı bir anda aktiftir.
- Örnek: Radyo, Televizyon
Yarım-Duplex Modu
- Hem gönderici hem de alıcı aktiftir ancak aynı anda değil. Gönderici iletim yaparsa, alıcı kabul edebilir ama gönderemez, tersine de geçerlidir.
- Örnek: İnternet
Tam-Duplex Modu (En yaygın kullanılan)
- Hem gönderici hem de alıcı aynı anda iletim ve alım yapabilir.
- Örnek: Akıllı telefon iletişimi
Seri ve Paralel İletişim
Artık Seri hakkında daha fazla bilgi edindik, ancak başka bir iletişim yöntemi olduğunu biliyor musunuz? Seri iletişim bir yoldur, diğer yöntem ise paralel iletişimdir.
İşte her iki dünyayı daha iyi anlamanıza yardımcı olacak hızlı bir karşılaştırma:
| Seri İletişim | Paralel İletişim | |
|---|---|---|
| Veri Transferi | Bitler, bir saat darbesinde birer birer gönderilir. | Veri, bir seferde birden fazla bit olarak gönderilir. |
| Hız | Daha yavaş iletim hızı | Daha hızlı iletim hızı |
| Bağlantı | Daha az bağlantı ve kablo kullanır Uzun mesafe iletişimi için uygundur. |
Daha fazla kablo kullanır, sinyal bozulmasına neden olabilir Uzun mesafe iletimi için uygun değildir. |
| Maliyet ve Alan | Daha az maliyet ve alan gerektirir, çünkü daha az kablo kullanır. | Daha fazla kablo barındırmak için daha yüksek maliyet ve alan gerektirir. |
| Veri Gönderme ve Alma | Tam duplex veya Yarım Duplex | Semi duplex veya Yarım Duplex |
| Örnekler | PC’den PC’ye, PC’den MCU’ya | PC’den çok fonksiyonlu yazıcıya |
Seri iletişim ile paralel iletişim arasındaki ana fark:
- Seri: Verileri birer birer gönderir.
- Paralel: Verileri bir seferde birden fazla bit olarak gönderir.
Seri iletişim mi yoksa paralel iletişim mi daha iyidir?
Seri İletişim daha iyidir, işte nedeni!
Paralel iletişim daha yüksek veri transfer hızı ile daha iyi bir seçenek gibi görünse de, Seri iletişim tam-duplex desteği sunarak verilerin aynı anda iletim ve alımını sağlar. Bu nedenle, seri iletişim hâlâ daha hızlı olabilir!
Ayrıca, Arduino gibi mikrodenetleyiciler seri iletişim kullandığından, modern kullanım için çok daha uygundur!
Seri İletişimin Donanım Uygulamaları
Artık seri iletişim hakkında bilgi edindik ve ne işe yaradığını anladık. Devam edelim, seri iletişimin daha popüler iki donanım uygulamasına bakacağız: TTL ve RS-232. İlk olarak, RS-232!
RS232 Nedir?
Seri İletişim ile çalışırken, RS-232 terimi ile karşılaşmanız kaçınılmazdır. RS232 nedir diye sorabilirsiniz?
RS232, bilgisayarlar ve cihazlar için seri portlar aracılığıyla iletişim yöntemi olarak yaygın olarak kullanılan ilk seri iletişim protokolüdür. Mikrodenetleyici seri sinyallerinize benzer şekilde, verileri bir seferde bir bit olarak iletir.
RS232, Veri İletim Ekipmanı (DTE) ve Veri İletişim Ekipmanı (DCE) bağlayarak çalışır ve TXD, RXD ve RTS&CTS gibi pinlere sahiptir.
- TXD: Verici
- RXD: Alıcı
- RTS: Göndermek için İstek
- CTS: Göndermeye Hazır
- GND: Toprak
RS232 Özellikleri ve Parametreleri:
| Parametreler | RS232 |
|---|---|
| İletim Modu | Simplex |
| Bağlı maksimum cihaz sayısı | 2 cihaz: 1 verici, 1 alıcı |
| Maks. iletim hızı | 20Kbps |
| Maks. kablo uzunluğu | 15m |
| Çalışma modu | Tek uçlu (dengesiz tip) |
| Özellikler | Kısa mesafe Tam-duplex 1:1 bağlantı |
RS232’nin Avantajları ve Dezavantajları
Avantajları
- Düşük maliyet
- Telekomünikasyon endüstrisindeki uzun varlığı nedeniyle yaygın olarak mevcut ve uygulanabilir
- Sadece maksimum 1 verici ve 1 alıcı için basit kablolama ve konektörler
Dezavantajları
- Veri transfer hızı, şu anda alıştığımızdan daha yavaş olan 20 kilobit/saniye civarındadır.
- Bir bilgisayar ile cihaz arasında nokta-nokta bağlantı için 50 feet’ten fazla olmamalıdır.
Not: RS232 standardı, fiziksel seviyede bir protokoldür ve tüm ilgili cihazların iletim hızını tanımlamaz. Taşıma protokolleri, kullanılan cihazlara bağlı olarak değişir.
RS232 İletişim Cihazları
RS232 hakkında temel bir anlayışa sahip olduğunuz için, birkaç RS232 cihazına ve kullanım alanlarına bakalım:
Grove – RS232: Kararlı ve yüksek-hızlı seçenek
Grove – RS232, Arduino seri iletişiminin gerçekleşmesini sağlar; lehimleme, jumper kabloları kullanma gibi işlemler yapmadan, tak ve çalıştır yöntemiyle bağlanır.
Ne kadar kolay olduğuna inanamadınız mı? Grove sistemimiz sayesinde, gerçekten de bu kadar kolay!
USB TO RS232 / RS485 / TTL Endüstriyel İzole Dönüştürücü
- Bu, içinde orijinal FT232RL bulunan endüstriyel bir USB’den RS232/485/TTL’ye izole dönüştürücüdür.
- USB TO RS232/485/TTL kullanımı çok kolaydır, tamamen otomatik veri alışverişi sağlar ve gecikme olmadan çalışır. Hızlı iletişimi, kararlılığı, güvenilirliği ve güvenliği sayesinde, endüstriyel kontrol ekipmanları ve/veya yüksek iletişim gereksinimleri olan uygulamalar için ideal bir seçimdir.
- Özellikleri:
- Güç izolasyonu, ADI manyetik izolasyon ve TVS diyotu gibi gömülü koruma devreleri.
- Sağlam ve dayanıklı bir alüminyum alaşım kasa.
TTL seri nedir?
TTL, Transistör-Transistör Mantığı anlamına gelir; bu, günümüzde çoğu mikrodenetleyicide görülen UART (evrensel asenkron alıcı/verici) iletim yönteminde yaygın olarak bulunan bir seri iletişimdir.
TTL Serisinin Avantajları ve Dezavantajları
Avantajlar:
- Düşük maliyet
- Yüksek erişilebilirlik
- Mikrodenetleyici ile yüksek uyumluluk
- Kullanım kolaylığı
Dezavantajlar:
- Düşük gürültü marjı nedeniyle gürültülü
- Sınırlı hız ve frekans
- Yüksek frekanslarda daha yüksek enerji tüketimi
RS232 ile TTL: Fark nedir?
Dış koşullara duyarlılık
RS232’nin daha aşırı voltajları, gürültü, parazit ve bozulmaya karşı daha az duyarlı olmasına yardımcı olur.
Minimum ve Maksimum voltajlar
RS-232 sinyallerinin minimum ve maksimum voltajları +/-13V iken, TTL sinyalleri 0’dan 3.3V/5V’a kadar değişir.
Mikrodenetleyici ile eşleştirme kolaylığı
TTL serisi, mikrodenetleyici voltaj besleme aralığında güzel bir şekilde çalıştığı için mikrodenetleyici eşleştirmesi için daha kolay bir seçenek olacaktır.
Mantık seviyeleri
RS232 ve TTL arasındaki mantık seviyeleri ters çevrilmiştir; “1” ve “0” birbirinin tersidir.
Özet
Genel olarak, TTL gömülü devrelerde uygulanması çok daha kolaydır. Ancak, daha düşük voltaj seviyeleri uzun iletim kullanımını sınırlar. Bu, RS232’yi daha çok yönlü bir seçenek haline getirir.
RS232 karmaşık bir yapıya sahip olduğundan, Arduino veya diğer mikrodenetleyicilerle kolay bağlantı için önerilen RS232 ürünlerini dikkate almayı unutmayın!
- RS232 modülü: Grove – RS232
- Bilgisayarı MCU ile bağlama:
RS-232 To TTL Dönüştürücü (MAX3232IDR) - Endüstriyel Uygulama amaçları:
USB TO RS232 / RS485 / TTL Endüstriyel İzole Dönüştürücü