USB接続用CI-Vインターフェースの製作


1. USB接続用CI-Vインターフェースの製作

RS-232CのRXDとTXDをTTL/COMSレベルでトランシーバーとやり取りすると、トランシーバーの外部コントロールが可能となるようです。

最近は、シリアルポートやプリンタポートが無く、USB(Universal Serial Bus)ポートしか持たないパソコンが増えてきました。
市販のUSBシリアル変換モジュールを利用して、USB接続用のCI-Vインターフェースを製作しました。

市販のUSBシリアル変換モジュールについて:

市販のUSBシリアル変換モジュールについてホームページを調べると、秋月電子通商の「FT232RL USBシリアル変換モジュール[AE-UM232R]」「FT232RL USB・RS232C変換モジュール[AE-USB/RS232C]」が見つかりました。

FT232RL USBシリアル変換モジュール K-01977FT232RL USB・RS232C変換モジュール K-01798
AE-UM232R AE-USB/RS232C
■定番のFT232を使用したUSBシリアル変換モジュールです。
■FT232RL・USBコネクタ搭載済み
 (基板は完成しています)
■通信速度:300bps〜460kbps
■256バイト受信バッファ、128バイト送信バッファ内蔵
■電源はホストからUSBで供給されます。
■仮想COMポートによりCOMポートとして使用できます。
■RS232CではなくTTL(COMS)レベルでの変換を行います。
 RS232CレベルはK-01798です。
■4本のデジタルI/O
■USBミニB端子
■基板サイズ:34x19mm
■RS232Cドライバーを搭載しない24ピンDIP-ICサイズで、
 通常の24ピンICソケットに挿して使用できます。
■定番のFT232を使用したUSB・RS232C変換モジュールです。
■RS232CレベルコンバーターIC、Dサブ9P、USBコネクタ搭載済み
 (基板は完成しています)
■通信速度:300bps〜460kbps
■256バイト受信バッファ、128バイト送信バッファ内蔵
■電源はホストからUSBで供給されます。
■仮想COMポートによりCOMポートとして使用できます。


■4本のデジタルI/O
■RX、TXのインジケーターLED付き
■USBミニB端子
■基板サイズ:68(W)x32(D)x15(H)mm

TTL/COMSレベルでの変換が行えればよいので、FT232RL USBシリアル変換モジュールを購入しました。

AE-UM232R AE-USB/RS232C
梱包の状況です。 袋から出しました。

基板上の部品配置を下図に示します。AE-UM232Rの回路図です。

AE-UM232R

TTL/COMS レベルとは何か、調べてみました。
5V±5%または3.3V±10%で動作可能なものがTTL/COMSレベルと言うようです。
J1のジャンパーピンを2-3間ジャンパに挿入し、VCCIO(I/Oピンの電源)がVCC(5V)から供給されるようにします。
J2のジャンパは有り(ショート)のままとして、USBポートからVCC 5Vが供給されるようにします。

USB接続用CI-Vインターフェースの製作:

FT232RL USBシリアル変換モジュールをUSB接続用CI-Vインターフェースとするためには、USBシリアル変換モジュール基板のTXDとRXDを結び、φ3.5mmモノラルプラグの先端(Tip)に接続します。また、GNDをφ3.5mmモノラルプラグのアース側(Sleeve)に接続します。

部品リストを下表に示します。

ケースはタカチ電機工業のSW-50B(35(W)x50(D)x25(H)mm)を用います。
USBシリアル変換モジュールをケースに固定するために、ユニバーサル基板を用いました。
また、シールド線を固定するために、インシュロックタイを用いました。

部品リスト
名称品名個数単価金額備考
FT232RL USBシリアル変換モジュールAE-UM232R 通販コード [K-01977]1950950秋月電子通商
USBケーブル(A−ミニB) 1.5m  通販コード [C-02016]1150150秋月電子通商
3.5φモノラル8角金メッキプラグYOKO(カモン) 35M-IT1100100千石電商
シールド線単芯15050千石電商
小型ユニバーサル基板Sunhayato ICB-288, 47×72mm18080千石電商
インシュロックタイ11010千石電商
SW型プラケースタカチ電機工業 SW-50B1100100千石電商
インダクタ1μH 270mA22040千石電商
セラミックコンデンサ50V 100pF11010千石電商
ショットキーバリアダイオードBAT43 (30V 200mA)12020秋月電子通商
合計1510

ユニバーサル基板の配線図を下図に示します。
回り込み防止用に、CT-17をまねて1μFのインダクタと100pFのコンデンサーを入れてみました。

また、ICT-Kuwaさんの「ICOM CT-17 CI-V インターフェースのトラブルと問題点」を参考にして、
秋月のショットキーバリアダイオードBAT43を入れました。
ダイオードの向きは、変換モジュールのTXDに流れ込む方向に取り付けます。
(2014/07/21追記)

ユニバーサル基板

AE-UM232R AE-USB/RS232C
ユニバーサル基板上に部品を配置しました。 ケースに入れて、収まりを確認しました。
AE-UM232R AE-USB/RS232C
ケーブルを取り付けました。 完成です。

FTDI VCP ドライバーのインストール:

USB接続用CI-Vインターフェースの USB ポートを利用するためには、FTDI のドライバーがインストールされている必要があります。
ドライバーのインストールは、FTDIのページの「Drivers」から、使用 OS 用の VCP(Virtual COM port)ドライバーをインストールします。
ちなみに、USB接続用CI-Vインターフェースで使っているデバイスは FT232Rです。

FTDI Drivers

FTI VCP Driversのインストール方法は、FTDIのページの「Installation Guides」に説明されています。
また、JN2AMD局のホームページのFTDI社製USB-RS232C変換用IC FT232B、FT232R用Windows XPドライバーのインストール方法に日本語で分かりやすく説明されています。

パソコンのUSBポートに本機をを接続すると、本機の接続が確認されます。
「コンピュータの管理」->「デバイスマネージャ」から「ポート(COMとLPT)」を開くと、USB Serial Potrt (COM 9)として認識されています。

FTDI Drivers