كابل تسلسلي

أنواع الكابلات التسلسلية

يُعرف كابل التسلسل أيضًا باسم اتصال متسلسل أو كابل نقل بيانات متسلسل، ينقل البيانات في تيار واحد. لقد تطور من نماذج معيار RS-232 إلى إصدارات أخرى تنقل البيانات لمسافات أطول بسرعات أعلى.

تشمل أنواع الكابلات التسلسلية:

• كابل RS-232 التسلسلي: يُستخدم هذا الكابل لربط أجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر والmodems. يتصل الكابل بموصل DB-9 ذو 9 دبابيس أو موصل DB-25 ذو 25 دبوس. يحدد معيار RS-232 مستويات الجهد، وتكوين الدبابيس، وأقصى طول للكابل (حتى 50 قدمًا).
• كابل RS-422 التسلسلي: يُعد هذا الكابل التسلسلي مناسبًا لنقل البيانات لمسافات طويلة (حتى 4000 قدم) بسرعات عالية. يستخدم موصل DB-25 ذو 25 دبوس من معيار RS-232، لكنه يوفر أداءً أفضل. يمكن لـ RS-422 ربط ما يصل إلى عشرة أجهزة ويُستخدم في الأتمتة الصناعية.
• كابل RS-485 التسلسلي: على غرار RS-422، يمكن لهذا الكابل نقل البيانات لمسافة تصل إلى 4000 قدم وربط ما يصل إلى 32 جهاز. يستخدم موصل DB-9 ذو 9 دبابيس أو موصل DB-25 ذو 25 دبوس. يُستخدم RS-485 في الحصول على البيانات، وآلات CNC، وغيرها من المواقف التي تتطلب اتصالات متعددة النقاط.
• كابل محول USB إلى تسلسلي: لا تحتوي العديد من الأجهزة الحديثة على منافذ موازية. يساعد هذا الكابل على ربط هذه الأجهزة بأجهزة تحتوي على اتصالات منافذ تسلسلية. من الأمثلة على ذلك أجهزة Modbus، وأجهزة GPS، وبعض الآلات القديمة.
• كابل Cat5/Cat6 تسلسلي: تُستخدم الكابلات المصنوعة من كابلات Ethernet من الفئة 5 أو 6 لإنشاء اتصالات تسلسلية لمسافات طويلة. يمكنها نقل البيانات التسلسلية لمسافات طويلة (حتى 1000 قدم) مع انخفاض فقدان الإشارة. في كثير من الأحيان، يستخدم محولان لتحويل البيانات التسلسلية إلى تنسيق كابل Ethernet والعكس.
• كابل تسلسلي ألياف بصرية: يستخدم هذا الكابل الألياف الضوئية لنقل البيانات التسلسلية ويُستخدم في البيئات التي تتطلب نقل البيانات بسرعات عالية لمسافات طويلة (حتى 50 ميلًا). كابل التسلسلي ألياف بصرية مقاوم للتداخل الكهرومغناطيسي ويمكن استخدامه في البيئات الصناعية.
• كابل تسلسلي متعدد القنوات: يحتوي هذا الكابل على موصلات تسلسلية متعددة (عادة 4 أو 8). يسمح بربط أجهزة تسلسلية متعددة في وقت واحد من كابل واحد إلى محول تسلسلي متعدد المنافذ. يمكن توصيل الأجهزة من خلال واجهات RS-232 أو RS-422 أو RS-485.

الوظائف والميزات

• نوع الموصل: يُعد نوع موصل كابل التسلسل أحد أهم الميزات، لأنه يحدد الأجهزة التي يمكن ربطها بواسطة الكابل. تُعد موصلات DB9 و DB25 من الأنواع الشائعة التي تُستخدم لربط modems القديمة، والفئران، والمكونات الطرفية الأخرى بجهاز الكمبيوتر. يُستخدم موصل Canon، المعروف أيضًا باسم موصل DX9، في الغالب لربط أجهزة مثل أنظمة نقاط البيع، ومسجلات البيانات، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. تستخدم العديد من الأجهزة اليوم موصل Mini-DIN ذو 5 دبابيس، الذي أصغر حجمًا من موصلات DB غالبًا ما يُستخدم لربط الفئران وأجهزة التحكم في الألعاب. لا تحتوي جميع الكابلات التسلسلية على موصلات تتناقص في الحجم عند طرفيها، ولكن هذه الثلاثة هي الأكثر شيوعًا والتي تم استبدالها إلى حد كبير بكابلات USB.
• مادة الكابل: تتأثر متانة كابل التسلسل، ومرنته، وإمكاناته طويلة الأمد بشكل كبير بالمادة المستخدمة في صنع الكابل. يستخدم النحاس، وهو موصل كهربائي ممتاز، في صنع الكابلات التسلسلية، وهو ما يضمن نقل الإشارة مع مقاومة ضئيلة للغاية. غالبًا ما تكون رؤوس الكابلات مصنوعة من الزنك، وهو معدن يساعد في التمدد ومقاومة التآكل، لربط النحاس. تعزل المادة العازلة للكابل الأسلاك وتساعد على الحفاظ على نقاء ووضوح إشارات البيانات. تُحمي الطبقة الخارجية للكابل، أو الغطاء الواقي، المكونات الداخلية من التلف. يحافظ على سلامة النواة والموصل ويحمي الأجزاء الأساسية من التأثيرات، والغبار، والرطوبة.
• معدل نقل البيانات: يُعد معدل نقل البيانات ميزة أساسية للكابلات التسلسلية، لأنه يحدد سرعة نقل البيانات بين الأجهزة. يقيس معدل الـ Baud عدد البتات التي يمكن للكابل التسلسلي نقلها في الثانية. تستخدم العديد من الأجهزة الحديثة اتصالات USB بدلاً من الكابلات التسلسلية. مع ذلك، يمكن لـ العديد من الكابلات التسلسلية التوصل إلى سرعات نقل تصل إلى 115،200 بت في الثانية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات عالية السرعة مثل الفضاء، والروبوتات، واتصالات الهاتف، وأنظمة نقاط البيع.

تطبيقات كابل التسلسل

تُناقش تطبيقات الكابلات التسلسلية المتنوعة أدناه:

• نقل البيانات: تنقل الكابلات التسلسلية البيانات لمسافات طويلة. إنها مفيدة بشكل خاص للأنظمة التي تحتاج إلى إرسال واستقبال البيانات باستمرار مع حد أدنى من الأخطاء أو بدونها. تُستخدم هذه الكابلات أيضًا لربط الأجهزة التي تشكل جزءًا من سلسلة الأتمتة الصناعية، مثل وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)، والأجهزة الاستشعارية، والمنشآت.
• اتصال طرفي: تربط هذه الكابلات التسلسلية أجهزة الكمبيوتر بأجهزة طرفية مثل modems، والموجهات، والمفاتيح. يستخدمها مشرفو النظام لتسجيل الدخول إلى واجهات سطر الأوامر للأجهزة للإعداد أو حل المشكلات.
• النظم المضمنة: تساعد الكابلات التسلسلية في تصحيح أخطاء النظم المضمنة ومراقبتها. يستخدمها المطورون لربط النظم المضمنة بأجهزة الكمبيوتر لتطوير البرامج، وتصحيح الأخطاء، وتسجيل البيانات.
• أنظمة نقاط البيع (POS): في منافذ البيع بالتجزئة، تربط الكابلات التسلسلية أجهزة نقاط البيع بقارئات البطاقات، ومسحّات الباركود، والطابعات، والمكونات الطرفية الأخرى.
• الأتمتة الصناعية: تُستخدم الكابلات التسلسلية في الصناعات لربط والتحكم في الأجهزة الصناعية مثل وحدات التحكم في المحركات، وآلات CNC، والروبوتات. تنقل هذه الكابلات إشارات التحكم للأجهزة لإنجاز مهام الأتمتة الدقيقة.
• النظم القديمة: غالبًا ما تعتمد أنظمة الكمبيوتر القديمة ومعدات الشبكة على الكابلات التسلسلية للاتصال. لا تزال العديد من الأجهزة تستخدم هذه الكابلات للتهيئة، ونقل البيانات، والتوصيلات من جهاز إلى آخر.
• الاختبار والقياس: في المختبرات، يستخدم المهندسون الكابلات التسلسلية لربط معدات الاختبار مثل راسمات الذبذبات، ومحللي الطيف، ومولدات الإشارة وغيرها لقياس وتحليل الإشارات في تطوير المنتجات.
• نظم AV: تُستخدم الكابلات التسلسلية في نظم الصوت / الفيديو للتحكم في الأجهزة مثل الكاميرات، والأضواء، وخلاطات الصوت.
• العسكرية والفضاء: تستخدم التطبيقات العسكرية والفضائية كابلات تسلسلية لربط أجهزة الاتصال، وأنظمة التحكم، ومعدات الاختبار في الطائرات، والمركبات الفضائية، و العمليات العسكرية.

كيفية اختيار الكابلات التسلسلية

عند شراء كابلات بيانات تسلسلية بكميات كبيرة، من الضروري مراعاة بعض العوامل لضمان ربحية الصفقة. يستثمر العديد من المستخدمين النهائيين في الكابلات التي يمكنها تحمل الظروف البيئية القاسية وتكون متوافقة مع النظم الحديثة والقديمة. علاوة على ذلك، من الضروري العثور على الكابلات التي تتمتع بميزات لضمان نقل البيانات بشكل فعال وحماية البيانات من الفقدان. هنا بعض العوامل التي يجب مُراعاتها عند شراء الكابلات التسلسلية:

• الكمية وتسعير الكميات الكبيرة: من المرجح أن يستثمر مشترون الجملة في الـ cods بكميات كبيرة. لذلك، من المهم مراجعة هيكل التسعير. يصبح التسعير أكثر ربحية وتنافسية عند الشراء بكميات كبيرة.
• التوافق ومواصفات التحديث: تُعد كابلات التسلسل السوطية متوافقة مع السياط التي تحتوي على مُوصلات سوطية. تُعرف كابلات التسلسل السوطية أيضًا باسم كابلات السوط السوطية. تُعد أيضًا متوافقة مع الأجهزة التي تحتوي على واجهات تسلسلية RS232 و RS422 و RS485. تُستخدم كابلات التسلسل السوطية لربط الأجهزة التي تحتوي على مُنافذ RS232 بأجهزة تحتوي على مُنافذ DB25 و DB9. تساعد مراجعة مواصفات التوافق المشترين على تحديد عدد الكابلات التي سيتم شراؤها لمختلف التطبيقات.
• جودة المنتج: عند شراء كابلات تسلسلية بكميات كبيرة، من المهم فحص ما إذا كانت الكابلات مصنعة للتوافق مع معايير الصناعة. من المرجح ألا تتطور الأعطال في الكابلات المتينة والمُصنعة بجودة عالية. تُعد هذه الكابلات قادرة على تحمل الظروف البيئية القاسية، مما يُقلل من تكاليف الإصلاح والاستبدال.
• التخزين والصيانة: يجب على المشترين التفكير في كيفية تخزين الكابلات وصيانتها لضمان بقائها في حالة جيدة. يجب لف الكابلات بشكل صحيح ووضعها في مكان جاف بعيدًا عن أشعة الشمس.
• الاختبار والشهادة: لضمان عمل الأجهزة بشكل صحيح، يجب على المشترين اختبار الكابلات قبل دمجها في نظمهم. يُمكّن اختبار الكابلات المرء من التأكد من سلامة البيانات و السرعة. تأكد من فحص ما إذا كانت الكابلات قد حصلت على شهادة من منظمات معترف بها. تُثبت هذه الشهادات أن الكابلات تتوافق مع المعايير وتعمل كما هو مطلوب.

أسئلة وأجوبة حول الكابل التسلسلي

س1. هل يمكن لكابل مُوازي أن يُحل محل كابل تسلسلي؟

ج1. لا. نظرًا لأن الكابلات الموازية و التسلسلية تعمل بطرق مختلفة، لا يمكن لواحد أن يُحل محل الآخر. لا تُقبل العديد من الأجهزة الحديثة الاتصالات التسلسلية أو الموازية. أحد بدائل هذه الكابلات هو موصل نظام الذاكرة المُتزامن العالمي (USB). تُعد البدائل الأخرى، مثل كابل Ethernet، أيضًا بدائل للـ كابلات الموازية و التسلسلية الأقدم.

س2. هل تنقل الكابلات التسلسلية البيانات بسرعة؟

ج2. لا تتمتع هذه الكابلات بسرعات نقل بيانات سريعة، لكنها جيدة في إرسال البيانات لمسافات طويلة. لهذا السبب، لا يزال يتم استخدامها، على رغم أن كابلات USB يمكنها نقل البيانات إلى الأجهزة القريبة بسرعة أسرع.

س3. ما الذي يمكن أن يُحل محل كابل تسلسلي للتحكم في جهاز؟

ج3. إذا أراد المستخدمون التحكم في جهاز من موقع بعيد، فيمكنهم استخدام محول تسلسلي إلى Ethernet. ستقوم هذه المعدات بربط الكابل التسلسلي بشـبكة Ethernet و سماح للمستخدم بالوصول إلى الجهاز من كمبيوتر أو جهاز ذكي في أي مكان على الشبكة.

س4. ما هي أقصى مسافة التي يمكن أن يعمل عليها كابل تسلسلي؟

ج4. يمكن لـ كابلات ARS-232 التسلسلية العمل لمسافة أقصاها 50 قدمًا، بينما يمكن للأنواع الأخرى، مثل RS-485، أن تغطي 4000 قدم. لتمديد مسافة الكابل التسلسلي، استخدم مركز أو مكرر.