RS232 e null modem: como escolher o cabo DB9 sem errar

O facto de dois equipamentos terem um conector DB9 não garante que consigam comunicar quando os liga com um cabo qualquer. A porta pode ser RS232, outra interface que reaproveita a mesma carcaça ou até uma ligação proprietária. Se for mesmo RS232, falta ainda resolver o género físico, a cablagem direta ou cruzada, os sinais utilizados e a configuração da porta série.

A compra correta começa no manual de cada dispositivo. Procure termos como RS232, DTE, DCE, TXD, RXD, GND, null modem e controlo de fluxo. Depois compare essa informação com o pinout do cabo e não apenas com uma fotografia dos seus conectores.

O DB9 descreve a forma, o RS232 a interface

DB9 é o nome habitual do conector de nove contactos, embora a sua designação técnica também apareça como DE-9. O RS232 define características elétricas e sinais para comunicação série. São conceitos diferentes: um DB9 pode transportar RS232, mas a sua presença não demonstra por si só que a porta cumpre essa norma.

Em computadores antigos, a porta série DB9 costuma ser macho. Muitos periféricos têm uma tomada fêmea, embora existam numerosas exceções em maquinaria, instrumentação, consolas de administração e sistemas de controlo. O género também não identifica se o equipamento é DTE ou DCE.

Nas ligações DB9 de RS232 mais habituais, um DTE usa o pino 2 como RXD, o 3 como TXD e o 5 como massa de sinal. Um DCE troca as funções de transmissão e receção relativamente ao DTE. Esta relação explica porque é que umas vezes é necessário um cabo direto e outras um null modem.

Cabo direto face a null modem

Um cabo direto liga cada pino ao mesmo número na outra extremidade: 2 com 2, 3 com 3, 5 com 5, e assim sucessivamente para as linhas implementadas. Utiliza-se normalmente entre um DTE e um DCE, por exemplo, na arquitetura clássica de terminal e modem.

Um cabo null modem cruza pelo menos transmissão e receção para pôr em comunicação dois dispositivos do mesmo tipo lógico, muitas vezes dois DTE. Na sua forma básica, liga o TXD de um lado ao RXD do outro, o RXD ao TXD e mantém a massa de sinal. Os cabos mais completos também cruzam ou interligam os sinais de controlo de fluxo.

Não existe um único pinout null modem para todos os casos. Há variantes de três fios, de «loopback» local e de controlo de fluxo completo. Um equipamento que só usa TXD, RXD e GND pode funcionar com o cruzamento básico; outro que exija RTS/CTS, DTR/DSR ou deteção de portadora pode ficar à espera se essas linhas não estiverem ligadas como ele espera.

A secção de cabos e adaptadores série e paralelo é útil para comparar formatos depois de identificados a interface, os géneros e o esquema de ligação necessário.

Género físico: macho, fêmea e orientação

Num DB9 macho veem-se nove pinos; num DB9 fêmea, nove alojamentos. Descreva separadamente cada extremidade do cabo: macho-macho, macho-fêmea ou fêmea-fêmea. Não deduza o género pela função do aparelho.

Um cabo null modem DB9 fêmea-fêmea de 5 m encaixa fisicamente entre duas portas macho separadas por essa distância, mas só será adequado se ambos os equipamentos exigirem null modem e o seu pinout admitir a cablagem correspondente.

Pinout habitual de um DB9 RS232

A tabela reflete a atribuição habitual vista a partir de um DTE. O manual do fabricante prevalece, sobretudo em equipamentos que reaproveitam o DB9 com outro pinout. A numeração também se pode confundir ao olhar para a face de soldadura em vez da face de ligação; ambas aparecem visualmente invertidas.

Checklist para escolher sem tentativa e erro

• Confirme que as duas portas são RS232 e não RS422, RS485, CAN, vídeo ou uma interface proprietária sobre DB9.
• Registe se cada porta é macho ou fêmea, olhando para os pinos e os alojamentos.
• Identifique cada equipamento como DTE ou DCE, se o manual o especificar.
• Verifique se a ligação exige cabo direto ou null modem.
• Confirme de que variante null modem precisa: três fios ou sinais de controlo cruzados.
• Compare os pinos TXD, RXD e GND em ambas as extremidades.
• Verifique se o equipamento requer RTS/CTS, DTR/DSR ou DCD.
• Escolha um comprimento suficiente sem criar um percurso desnecessário junto a cabos de potência.
• Confirme a velocidade, os bits de dados, a paridade, os bits de paragem e o controlo de fluxo no software.

Parâmetros que o cabo não pode corrigir

Mesmo que o pinout esteja correto, ambas as extremidades têm de usar a mesma configuração: velocidade em baud, bits de dados, paridade e bits de paragem. Um ajuste típico escreve-se 9600 8N1, ou seja, 9600 baud, oito bits de dados, sem paridade e um bit de paragem. «Típico» não significa obrigatório; consulte o equipamento.

O controlo de fluxo também tem de coincidir. Pode ser inexistente, por software através de XON/XOFF ou por hardware através de RTS/CTS. Um cabo de três fios não transporta RTS e CTS. Se o dispositivo exigir controlo por hardware, desativá-lo ao acaso pode causar bloqueios ou perda de dados.

O que muda ao usar um adaptador USB-série

Os computadores atuais costumam não ter porta RS232, pelo que se utiliza um adaptador USB-série. Este dispositivo cria uma porta COM no Windows ou um dispositivo como /dev/ttyUSB0 no Linux. Necessita de um controlador compatível com o seu chipset e sistema operativo.

O adaptador não substitui automaticamente um null modem. Muitos adaptadores USB-RS232 comportam-se como DTE; ao ligá-los a outro DTE pode continuar a ser necessário cruzar TXD e RXD.

Não confunda um adaptador USB-TTL com USB-RS232. TTL e RS232 usam níveis elétricos diferentes; uma ligação direta pode não funcionar e poderia danificar uma entrada. Também não são equivalentes os adaptadores USB-RS485, ainda que sejam vendidos para comunicações série.

Erros comuns

1. Escolher pela carcaça DB9. O mesmo conector pode alojar interfaces incompatíveis.
2. Pensar que fêmea-fêmea significa null modem. O género descreve a mecânica; o cruzamento descreve a cablagem interna.
3. Inverter a numeração ao soldar. A vista frontal e a traseira são imagens especulares.
4. Cruzar apenas 2 e 3 quando há controlo de fluxo. A ligação pode abrir-se, mas parar ao iniciar uma transferência.
5. Alterar muitos parâmetros ao mesmo tempo. Assim torna-se difícil saber se a falha está no cabo, na porta COM ou na configuração.
6. Supor que o USB-série resolve qualquer ligação. O chipset, os controladores, os níveis elétricos e a função DTE/DCE continuam a ser importantes.

Perguntas frequentes

Um cabo DB9 macho-fêmea é sempre direto?

Não. O género não informa sobre a cablagem interna. Embora muitas extensões macho-fêmea sejam diretas, é preciso consultar o seu pinout ou medir a continuidade.

Posso ligar dois computadores com um cabo direto?

No RS232 clássico, dois computadores costumam comportar-se como DTE e precisam de null modem para cruzar transmissão e receção. Confirme as portas e o pinout antes de os ligar.

Todos os cabos null modem cruzam os mesmos pinos?

Não. O cruzamento mínimo afeta TXD e RXD, mas as variantes gerem de forma diferente RTS/CTS, DTR/DSR e DCD. O equipamento pode exigir uma variante concreta.

Qual é a diferença entre RS232 e RS485?

O RS232 costuma ser ponto a ponto e usa sinais referidos à massa. O RS485 usa sinalização diferencial e permite outras topologias. Um conector DB9 não converte uma interface na outra.

Preciso de instalar um controlador para USB-série?

Depende do chipset e do sistema operativo. Alguns têm suporte integrado e outros requerem um controlador específico. Depois de o instalar, verifique que porta COM ou dispositivo foi criado.