Схема полнофункционального дата-кабеля для телефонов Siemens 55, 65

 

ü       Схема является “полной”.

ü       Работа с GPRS

ü       Работа фирменного Data Exchange Software

ü       Работа программ для перепрошивки телефона/патчей (Freia, V_Klay)

ü       Работа с другими аппаратами (Sony, Maxon и многие другие)

ü       Зарядка аккумуляторной батареи, что особенно важно при долговременной работе в Интернет.

ü       Светодиодная индикация – сразу видно причину всех неисправностей при перепрошивке или при работе в интернет

 

Схема питается от USB-порта PC.  Можно питать схему от PS/2 порта (например, собрав переходник), но в этом случае я не рекомендую подавать питание на телефон (1я ножка разъема). Ток, потребляемый телефоном при подзарядке довольно велик, до 400мА, а PS/2 порт не рассчитан на такие токи (в отличие от USB).

 

Довольно часто встречаются схемы питающиеся непосредственно от COM-порта. Такие схемы работают не везде, не всегда, и не со всеми программами. Многие материнские платы не обеспечивают достаточный ток, так как резисторы, подтягивающие выход порта к +12v имеют большой номинал (эти резисторы необходимы – выводы COM порта допускают короткое замыкание). К примеру, моя материнская плата GIGABYTE не тянет ни одну схему, питающуюся от COM-порта. Пока нагрузки нет - на выходе 78L05 присутствует +5V. Но стоит подключить хотя бы один светодиод, как напряжение опускается до 2V.  Поэтому я поступил профессионально и запитал схему кабеля от USB, что дополнительно обеспечивает зарядку аккумулятора.

 

Мной использованы две микросхемы MAX232A фирмы Maxim. Каждая содержит два приемника и два передатчика. Фирма Maxim используют оригинальную технологию преобразования питающего напряжения +5V в необходимые для RS232 интерфейса +/-10V. Преобразователь, работая на частоте около 200kHz, попеременно заряжает конденсаторы 0.1мкф от источника питания и затем разряжает их на нагрузку. Когда конденсаторы подключаются к источнику питания, они заряжаются параллельно, а при разрядке включаются друг за другом, тем самым, удваивая напряжение. Ток получается небольшой, но для “прокачки” RS232 линии хватает.

 

Я встречал схемы, которые не используют дорогостоящие приемопередатчики Maxim. Вместо этого применяют КМОП инверторы 561ЛН2 или даже просто обыкновенные транзисторы. Такая схема будет работать только с последними компьютерами, отвечающими  относительно новому стандарту EIA/TIA232E, в котором описано требование cable fault protection. Стандарт рекомендует, чтобы выход приемника оставался высоким, когда на входе отрицательный потенциал, либо он висит в воздухе, либо замкнут на массу. Поэтому все схемы, не использующие двуполярное питание, являются “хаком”.  И все вопросы “почему схема не работает” появляются не оттого, что человек неправильно собрал схему, а оттого, что фокус, за счет которого она работает, просто не получился. Я противник конструирования схем работающих за счет сомнительных трюков, и не просто так существуют специализированные микросхемы приемопередатчиков.

 

Существуют более серьезные причины, почему нужно ставить полноценные приемопередатчики. Если базовая станция находится далеко, то телефон вынужден поднимать мощность сигнала. При этом во всех проводниках  наводятся помехи. Даже при обычной мощности передачи помехи хорошо слышны (а также видны на телевизоре, мониторе, и т.д.). Чем слабее сигналы, тем сильнее они подвержены влиянию помех и наводкам. Стандарт RS232 определяет так называемую “мертвую зону” вблизи 0V. Все сигналы меньшие по размаху +/-3V по стандарту считаются шумом, помехой. Мне встречалась схема на 561ЛН2 питающаяся от 3.3v. С точки зрения входов телефона это сделано правильно (см. далее) но нужному размаху сигнала на выходе в RS232-кабель взяться попросту неоткуда и схема не преодолевает необходимый порог 3v, не говоря уже о уровне +/-3v. Последовательный интерфейс обладает некоторой толерантностью (устройства при большом количестве ошибок могут снизить скорость связи и тем самым решить проблему) но мне хотелось гарантировать устойчивую, бессбойную работу на высоких скоростях. В особенности мне не хотелось уничтожить телефон из-за ошибки в данных при его перепрограммировании.  Это еще одна причина, по которой я предпочел дорогие приемопередатчики, а не сомнительный дешевый “хак”.

 

Я выбрал MAX232A как наиболее доступные микросхемы. Фирма Maxim выпускает довольно широкую номенклатуру преобразователей интерфейса и среди них есть микросхемы, содержащие в одном корпусе все каналы. Но, во-первых, они довольно дефицитны, а во-вторых, одна такая микросхема стоит значительно дороже двух MAX232A. Микросхемы от Maxim можно (и даже нужно, так как я считаю, что фирменная цена на MAX232 неадекватно задрана) заменить их прямыми аналогами от Sipex или Analog Devices – это SP232A и ADM232A/ADM202.

 

Большинство GSM телефонов производится по 3.3v CMOS технологии. Уровни сигналов для 3.3v CMOS технологии должны иметь соответсвующий уровень. Иначе входы телефона перегружаются и могут выйти из строя. Поэтому я установил два маломощных стабилитрона на 2.7v. Они не позволяют подняться уровню логической единицы выше, чем это нужно для 3.3v CMOS.  Надо сказать, что 99% схем встречающихся в Интернет никак не учитывают это. От таких варварских схем несчастный Siemens55 спасается только тем что разработчики встроили на входе телефона ESD-фильтр (стабилитроны и резисторы). Замечу - поэтому ни вход, ни выход нашего кабеля со стороны телефона не нуждается в фильтрах.

Можно построить конвертер RS232<->CMOS3.3v иначе. Можно использовать низковольтные приемопередатчики MAX3232 и убрать стабилитроны. Микросхемы MAX3232 (они же Sipex SP3232) питаются напряжением 3.3v и формируют правильные уровни CMOS. Ограничивающие стабилитроны при этом не нужны. Зато необходимо полчить 3.3V для питания микросхем. Стабилитрон с резистором тут не помогут (снова каменьв сторону неграмотных схем), так как стабилитрон является генератором напряжения,  а передатчикам микросхем требуется довольно значительный ток – все зависит от скорости соединения и емкости кабеля. По Datasheet на MAX3232 это порядка 10-40 мА (на один корпус, а у нас два). Так что придется или собрать простейший параметрический стабилизатор (для этого потребуется транзистор), поставить интегральный микро-стабилизатор или даже так называемый Step-Down, выпускаемый теми же Maxim.

 

Возможность появления 900MHz-наводок на слаботочные 3.3v CMOS цепи определяет физический дизайн кабеля. Китайцы и русские умельцы обычно собирают схему в RS232-разъеме компьютера. Это неправильно. Схема должна находиться в непосредственной близости от телефона, т.е. удлиненными должны быть проводники с помехоустойчивым RS232, а не слабыми CMOS3.3v сигналами. Общая длина кабеля в моей схеме составляет 2м, что гораздо удобнее китайского огрызка.

 

Телефоны Siemens 55й серии сами автоматически определяют тип подключенного аксессуара. При этом телефон руководствуется соединением определенных выводов разъема на массу (это необходимо делать через резисторы ,потому что эти сигналы являются как входами так и выходами). Именно поэтому между массой и контактами 5,7 мной включены резисторы номиналом 10к. С их помощью телефон определяет наш кабель как USB DATA CABLE DCA-510. Если убрать эти резисторы, то телефон не сможет определить тип кабеля как USB и откажется подзаряжать батарею.

 

Питание на схему и телефон подается через USB коннектор.

Если USB питание подключено к компьютеру, то телефон и схема будут питаться от него. При этом кабель определяется как DCA-510.  Если USB разъем отключить, то питание на схему начнет давать сам телефон и несмотря на отсутствие USB-питания, датакабель по-прежнему продолжит работать. При этом телефон без внешнего питания идентифицирует наш кабель как DCA-5

Для того чтобы прошивать firmware  телефона нужно подать питание на схему преобразователя, но при этом сам телефон должен находится в выключенном состоянии и на него не должно поступать напряжение питания. Для этой цели мной применен выключатель в цепи питания телефона.

 

Некоторые люди, столкнувшись с тем, что телефон, не заряжался от USB (не знали про резисторы) и с тем, что схема не заработала с питанием от COM-порта, поступили предельно просто – подключили к схеме зарядку. Телефон находит ~6v, и начинает заряжаться. Я не советую так делать. Счастье, если зарядка гальванически изолирована от сети 220v. Если нет, или изоляция плохая (существует утечка) – то в один прекрасный момент вы получите четыре “трупа”: сгоревший телефон, испорченный дата-кабель, сгоревшую зарядку и сгоревший компьютер.

 

Под конец одно маленькое предупреждение. Будьте благоразумны. Прежде чем подключать телефон или USB шнур сделайте элементарные проверки прибором – нет ли замыканий? Все ли напряжения идут в нужной полярности? Если полярность питания неверна, телефон мгновенно сгорит.  Если у вас закоротит USB, то вам повезет, если включится защита блока питания вашего компьютера. Современные блоки питания довольно мощны и при коротком замыкании ваш БП скорее сожгет дорожки на материнской плате, нежели чем включится его внутренняя защита. В любом случае сначала проверяйте, потом подключайте телефон. Если активизировать Developer menu (вручную или через SiMoCo) то внутри меню есть монитор COM-порта телефона. Очень удобно для отладки. Там же есть расширенное меню accessories.

 

В качестве кабеля я взял обычный, дешевый плоский 10-жильный шлейф (1.5 метра) – по 10й жиле подается питание +5v.  Если вы поступите также, и COM-разъем у вас с иглами для наколки на кабель, то учтите, что номера проводников в шлейфе с накалывающимся разъемом DB9 не соответствуют нумерации штырьков DB9-разъема, так что будьте внимательны.

Плата у меня занимает площадь чуть меньше спичечного коробка. Все детали для поверхностного монтажа (кроме микросхем). Светодиоды также для поверхностного монтажа, разведены с самого края печатной платы. Можно оставить только два светодиода – TxD и RxD, так как остальные малоинформативны. Выключатель припаян к плате. Телефонный разъем вынут из корпуса и припаян к плате. Вся схема залита прозрачной эпоксидной смолой так, что выключатель возвышается над заливкой. Разъем можно взять от китайской гарнитуры (порядка 40-100 рублей), сделать его из розетки RJ-45 или из фрагмента AGP разъема от сгоревшей материнской платы.

В качестве быстрого и грязного решения можно выполнить разъем в виде продолжения печатной платы. Нужно сделать на плате прямоугольный выступ, который заходит в разъем телефона и на котором в соответсвии с шагом разъема вытравлены дорожки. На дорожки припаять тонкие проволочки, а снизу под плату приклеить прямоугольный кусочек стирательной резинки для прижима платы.

Схема в postscript-формате для распечатки на принтере. [14,997 байт]
А вот здесь можно взять схему и описание запакованые в один файл. [43,094 байт]

 

Last edition:  20-SEN-2004