USBシリアル通信での電源への疑問

質問

USBには+5VとGNDと信号線がありますが、
USBによる通信機器を触っていて、疑問があります。

通信機器の双方が+5Vを持っていて、ショートとかしないのでしょうか？
違う電源同士のGNDは厳密に言えばくっつけても良いものなのでしょうか？

http://www.alles.or.jp/~thisida/mycpu207.html
上記通信機器のようにＦＴ２３２ＲＬを介して、パソコン側のUSBに接続したいのですが、
お互いの＋５V電源というのは干渉しないように作られているんでしょうか。
ＦＴ２３２ＲＬを駆動する＋５V電源は通信機器のどちら側から4Pinと20pinに供給すれば良いか、決まっているのでしょうか？ それと関連して、今ＦＴ２３２Ｒが乗ったUSBコードの電圧を計測しているのですが、4pinにすでに+5VがPC(USB)側から供給されています。この場合、非PC側からはTXとRXだけ送れば良いのでしょうか。TXとRXの信号の電圧は5Vとか3.3Vとか決まっているのでしょうか？？？

回答No.3

koujikuu · ベストアンサー

FT232RL 4pinはVCCIOです、TX/RXのTTL信号レベルを決定します、接続するマイコンの電源が5Vなら5Vを3.3Vなら3.3Vを供給します
USB電源は限りがあり、+5Vをショートさせるとパソコン本体がシステムダウンする危険があります
その為USB電源はFT232RLのみで外部機器は別電源にしたほうが良いです、またFT232RL RX/TX/GNDを接続すればパソコンと通信が出来ます

参考
http://akizukidenshi.com/download/kairo/データ/RS232・USB関係/L023_FT232RL%20USBシリアル.pdf

お礼

VCCIOとFT232RL自体の電源って違うのですね。。

実は参考サイトを見て、手元にあるFT232RL搭載の自動車用USB通信ケーブルの『USB接続口と基盤上のFT232RLのICだけを流用して』、秋月のご紹介にありますケーブルに似たものを自作しようと思っておりました。

そのケーブルをPCのUSBに差し込むと、FT232RLの4pinに+5V、20pinに0です。という事は、まだFT232RLには電源が入っていないという事ですね？

でも20pinに電源を入れたとしても中のEEPROMが自動車用になっていた場合は、秋月のようなものにはならないんですかね。あー、難しい。。ドライバも上手く認識してくれないし、ご紹介のものを買ったほうが早いっすね＾＾；

補足

では逆に質問があります。
お示しの秋月のシリアルケーブルだとUSBの+5Vは使われていないということで、
もし+5Vのみに限定すれば、PC側のUSBからFT232RLの4pinと20pinに給電してもOKという事でしょうか？

回答No.5

noname#203464

No.2です。
じゃんじゃん出る別の質問には付き合いきれません。悪しからず。

＞ブートローダーの書き込みは1回でいいので、USBシリアル変換ケーブルを秋月で買うのが馬鹿らしい。
＞だから手元にあった自動車用USBケーブルからFT232RLだけ使えないか、と思いました。
馬鹿らしい？必要なものだと理解せず、代替品の知識もないクセに？

＞要はゲストには別の電源がある。でもホストはFT232RLの4pinに給電している。
＞ではあとはホストからか、ゲストからか、FT232RLの20pinに給電すればOKなんでしょうね？？

普通は、動作用電源のみを単独で与える事はあっても、IO用電源を単独で与える事はないんですけどね。
粗悪設計品なんじゃないですか。

回答No.4

shintaro-2

>USBには+5VとGNDと信号線がありますが、
>USBによる通信機器を触っていて、疑問があります。

> 通信機器の双方が+5Vを持っていて、ショートとかしないのでしょうか？
> 違う電源同士のGNDは厳密に言えばくっつけても良いものなのでしょうか？

USBの場合は、ホスト側から電源を供給するだけです。
ゲスト側の５V端子は、電力を供給してもらう側です。

従って、ゲスト側の電源回路をUSBに給電するようにUSBの５Vに接続することは望ましくありません。
通常は、USBの５Vからゲスト側の電源をつくります。

お礼

ありがとうございます。今回はPCと別の機器を通信させます。私には初めてのことです。
機器(Arduinoみたいなマイコン)にはブートローダーを書き込む為のシリアル信号線TX,RXがあります。
しかし『電源とGNDを繋ぐ』説明があります。

ブートローダーの書き込みは1回でいいので、USBシリアル変換ケーブルを秋月で買うのが馬鹿らしい。
だから手元にあった自動車用USBケーブルからFT232RLだけ使えないか、と思いました。
そのケーブルをUSBに差し込むと、FT232RLの4pinには+5Vがあります。

要はゲストには別の電源がある。でもホストはFT232RLの4pinに給電している。
ではあとはホストからか、ゲストからか、FT232RLの20pinに給電すればOKなんでしょうね？？

『電源とGNDを繋ぐ』説明があったので、良くわかりませんでしたが、特に不要かな？
秋月のシリアルケーブルだとUSBの+5Vは使われていないということですか？？

回答No.2

noname#203464

＞通信機器の双方が+5Vを持っていて、ショートとかしないのでしょうか？

構造によりますが、普通はショートすると問題あるのでしてません。

＞違う電源同士のGNDは厳密に言えばくっつけても良いものなのでしょうか？
電源のGND同士を繋ぐのは必須ではありませんが、同時に信号GNDにもなってるなら
信号伝達の観点で繋ぐ必要があります。

＞お互いの＋５V電源というのは干渉しないように作られているんでしょうか。
EIA232 を初め、機器外部に信号線が出るインターフェースはよく考えられていて、
電源入ってない時の信号ラインのインピーダンスもある程度以上あること、と定められています。
ロジックIC同士の接続で、電源ONな回路からのHighレベルが、電源OFFな回路に達し
保護ダイオードを通じ電源を与えてしまうケースがありますが、
このようななインタフェースIC同士なら心配いらないでしょう。

＞この場合、非PC側からはTXとRXだけ送れば良いのでしょうか。
意味不明です。

＞TXとRXの信号の電圧は5Vとか3.3Vとか決まっているのでしょうか？？？
EIA-232規格 であれば、±５V～±15V 、と決められています。
FT232RL の、PC側との信号電圧の話であれば、FT232RL のデータシートに記載されてます。

意味不明です。

お礼

Highレベルとは信号のことですか？信号にもHighレベルとLowがあるのは規格なんですか？

補足

ありがとうございます。USBにGNDが付いているのは信号伝達で、必要だからなのですね^^
質問が意味不明なのは、私が電気回路を勉強中だからです。是非教えて下さい。以下、補足させて頂きます。

参照URLの一番下の画像の回路図でいうと、FT232RLでは1:TXD,5:RXD,4:VCCIO,20:VCCとあります。
FT232RLというICは多分+3.3Vでも+5Vでも駆動すると思う？ので、4と20に入力した電源が+5Vであるとすれば、この図でいう15,16:USBDM,USBDPからは5Vの信号が出力されるわけですね？

じゃあ、図のPIC16F88側から出てくる信号(TX,RX)もPICの電圧と同じですか、って事です。そもそも信号っていうのは電圧があるんですよね？？

回答No.1

doc_somday

>違う電源同士のGNDは厳密に言えばくっつけても良いものなのでしょうか？

あたりまえじゃない、そうじゃなきゃ乾電池を朝列につないで高電圧など得られない。