В данной статье приведено руководство, как самому собрать интерфейсный кабель для соединения мобильных телефонов (а также радиотелефонов DECT) Siemens с персональным компьютером для перекачки мелодий, картинок и т.п., использования GPRS, а также перепрошивки телефона. Статья ориентирована на людей, которые держали в руках паяльник, однако каких-либо особенных знаний по электронике от читателей не требуется. Предлагаемый кабель собирается из недорогих отечественных деталей, которые нетрудно купить в радиомагазинах (или на радиорынках) практически любого города России.

Интерфейсный кабель является аналогом родного кабеля DCA-500 от Siemens и подходит к следующим сериям телефонов: х55, х60, х65, x70, х75, SX1, А52, А62 и другим (полную таблицу совместимости можно посмотреть здесь), в документации которых указана совместимость с кабелем DCA-500 (например, радиотелефоны DECT серии Gigaset).
Владельцам 55-й серии также дополнительно предоставляется возможность подзарядки своего телефона.
В настоящее время данная схема кабеля была повторена большим количеством пользователей, которые отмечают ее стабильную работу и простоту сборки.

Предисловие

У многих читателей может появиться вопрос, для чего собирать самому интерфейсный кабель, когда его можно просто купить в магазине? Причин тому несколько. Во-первых, достать интерфейсный кабель намного сложнее, чем сам телефон – в небольшом городишке может быть десяток точек, где продаются телефоны, но ни одна их них не будет продавать интерфейсных кабелей. Во-вторых, цена интерфейсного кабеля может оказаться достаточно высокой (например, фирменный кабель DCA-500 может стоить до $40, в то время как недорогой телефон 65-й серии можно приобрести за немногим больше $100, что делает покупку кабеля просто экономически невыгодной). И, наконец, в-третьих, в продаже имеется большое количество так называемых «неполноценных» кабелей сторонних производителей. Их основное отличие в том, что они используют упрощенную модификацию протокола RS-232, реализующую только 2 интерфейсных сигнала (RxD и TxD), в то время как полноценный кабель должен реализовывать 5 (RxD, TxD, RTS, CTS и DCD). Внешне такой кабель ничем не отличается он «полноценного», но добиться от него, например, подключения к Интернету через GPRS (а также и некоторых других функций), увы, не получится. Поэтому если Вы все же решили приобретать уже готовый кабель стороннего производителя, постарайтесь договориться на money back в течение некоторого периода времени, в случае если этот кабель откажется работать правильно.

Еще одним плюсом предлагаемой схемы кабеля является ее питание от компьютера, а не от аккумулятора телефона. Только кабелем с «внешним» (т.е. не от телефона) питанием возможно осуществлять работу с телефоном в «сервисном» режиме (в котором осуществляется перепрошивка телефона и т.п.), т.к. в этом режиме телефон выключен, и питание на интерфейсный разъем не поступает.
Принципиальная схема кабеля

И телефон, и компьютер поддерживают протокол RS-232, но просто соединить их проводами (без электрической схемы) невозможно. Функции интерфейсного кабеля заключаются в сопряжении сигналов телефона и компьютера по напряжению, а также в их инверсии. Эти задачи возникают потому, что интерфейс RS-232 компьютера считает за логическую единицу напряжение в интервале -12 … -3 в, а за логический ноль +3 … +12 в, в то время как телефон считает логическим нулем напряжение около 0 вольт и логической единицей +2.5 … +3.8 в.

Оригинальные Data-кабели от Siemens выполняются на преобразователях напряжения фирмы MAXIM, специально предназначенных для такого рода задач. Двумя основными типами преобразователей, используемых в кабелях являются MAX232 и MAX3232. Для выполнения задачи преобразования напряжения в этих микросхемах имеется импульсный генератор и емкостный умножитель напряжения, обеспечивающий требуемые интерфейсом RS-232 компьютера двуполярные выходные напряжения при питании самой микросхемы напряжением +3.3 или +5 в (такое низкое напряжение питание объясняется тем, что оригинальные Data-кабели питаются от аккумулятора телефона, который выдает около +3.6 вольт).

К сожалению, цена таких преобразователей на российском рынке достаточно высока. В провинциальном городе их стоимость может составить $5 за штуку, в то время как для сборки интерфейсного кабеля таких микросхем нужно 2 (каждая МС имеет 4 канала, а полноценный кабель должен обеспечивать передачу 5-ти интерфейсных сигналов).

Предлагаемый вариант кабеля собран на широко распространенной отечественной КМОП микросхеме К561ЛН2, стоимость которой не превышает нескольких российских рублей. Применение КМОП микросхемы объясняется тем, что она имеет весьма низкую потребляемую мощность и может питаться любым напряжением в диапазоне +3 … +15 в.

Однако, при проектировании данного кабеля было принято следующее допущение: вместо положенного уровня логической единицы порта RS-232 компьютера в диапазоне -12 … -3 в, кабель выдает 0 в (логический ноль представлен напряжением +3.5 в, что соответствует требованиям порта). Опыт подключения устройств к персональному компьютеру по протоколу RS-232 показывает, что для 99.9% материнских плат такие уровни напряжения являются вполне допустимыми, и связь с устройствами происходит без каких-либо сбоев на скоростях до 115200 бод. Однако этот вопрос может Вас коснуться, если Вы планируете установить и использовать драйвер hiserial, обеспечивающий более высокие скорости обмена данными, т.к. при повышении частоты передаваемых через порт импульсов, больше искажается их форма и компьютер становится более «придирчивым» к уровням сигналов. Это вовсе не означает, что кабель гарантированно не будет работать на скоростях выше 115200; максимально возможная скорость обмена данными с телефоном через такой кабель будет определяться параметрами COM-порта конкретно Вашего экземпляра материнской платы. Среди людей, собравших кабель по данной схеме, были и те, у кого кабель отлично работает на скорости 900 Кбод.

Рис. 1. Принципиальная схема кабеля

Принципиальная электрическая схема кабеля приведена на рисунке 1. Вначале несколько слов о питании кабеля. Питать данный кабель возможно как от COM-порта непосредственно (от сигналов RTS или DTR), так и от блока питания компьютера (+5 в с блока питания подается в точку «+5 в» на схеме). Последний вариант предпочтительней, т.к. в этой ситуации питание на кабель будет поступать в любом случае, независимо от выходных сигналов компьютера. Но для питания кабеля от блока питания компьютера необходимо каким-либо образом к нему подключиться (COM-порт не имеет выхода +5в). Если Ваш корпус открыт, то возможно использовать питающий разъем аналогичный тем, которые устанавливаются на жестких дисках и оптических приводах. От такого разъема необходимо будет протянуть только один провод, по которому напряжение +5 в будет передаваться на схему кабеля (общий провод на разъеме COM-порта есть).

Если же корпус компьютера закрыт и никаких проводов изнутри тянуть не хочется, то Вы можете взять напряжение +5 в с любого свободного разъема USB. Для этого приобретается USB-штекер, из которого используется только один контакт +5 в. В этой ситуации кабель подключается к компьютеру двумя штекерами – один вставляется в COM-порт, другой в USB. Следует отметить, что если подключить такой кабель только в COM-порт, то его питание будет осуществляться оттуда (за счет диодов на входе схемы). При последующем подключении USB-штекера питание начнет подаваться от БП компьютера.

Как уже было сказано ранее, диоды VD3 – VD6 на входе схемы обеспечивают возможность ее питания непосредственно от COM-порта компьютера. Дополнительно они защищают входные цепи микросхемы от перенапряжения сигналами компьютера (на выходе компьютера может быть напряжение в пределах -12 .. +12 в). В качестве диодов можно использовать любые маломощные высокочастотные диоды, например, КД521 или КД522. Если кабель планируется питать только от COM-порта, рекомендуется установить диод VD7 (на схеме показан пунктиром), который обеспечит дополнительную возможность брать питание от сигнала DTR компьютера. Резисторы R2 – R6 на входах микросхемы снижают чувствительность кабеля к шумам (КМОП микросхемы имеют очень большое входное сопротивление, позволяющее им реагировать на наводки, возникающие в соединительных проводах), а также обеспечивают нулевой уровень сигнала, что необходимо, чтобы телефон верно определял подключенное устройство как интерфейсный кабель. Тип и мощность резисторов можно выбирать любыми, основное требование к ним – это малогабаритность. Стабилитрон VD2 служит для задания напряжения питания микросхемы на уровне +3.5 в (тип – КС133А), а резистор R1 на 100 Ом ограничивает ток через стабилитрон в случае питания кабеля от компьютера (если кабель планируется питать только от COM-порта, резистор R1 устанавливать не нужно). Резистор R1 также может быть любого типа и мощности. Конденсатор C1 защищает микросхему от импульсных помех по питанию, его рекомендуется установить непосредственно на микросхеме DD1, припаяв к выводам 7 и 14. Рекомендуемая емкость – 33 … 100 нФ.

Следует отдельно отметить возможность зарядки телефона с помощью такого кабеля. Во-первых, она возможна только при питании кабеля от +5 в (COM-порт выдает очень маленький ток, заряжать от него телефон попросту невозможно). Во-вторых, заряжать таким образом можно только 55-ю серию Siemens, более поздние серии не позволяют заряжаться от напряжения +5в.

Если Вы решили делать кабель с возможностью подзарядки телефона, следует обратить внимание на диод VD1, стоящей в ее цепи. Это должен быть диод Шоттки или германиевый диод с малым прямым падением напряжения и допустимым током 400 мА. Если вместо него установить обычный кремниевый диод (на котором падает около 0.7 в), то оставшихся 4.3 в не хватит для зарядки аккумулятора телефона. В крайнем случае, этот диод можно не устанавливать вообще (закоротить перемычкой), но тогда подключать телефон к выключенному компьютеру (или выключать компьютер при подключенном телефоне) нельзя, потому что аккумулятор телефона начнет разряжаться на цепь питания +5 в компьютера. Если зарядка телефона Вам не нужна, диод VD1 в схему ставить не нужно (в этом случае 1-й контакт телефона следует оставить неподключенным).

Отдельно следует отметить, что данная схема рассчитана на работу в непосредственной близости от телефонного аппарата и допускает значительное (5 – 10 м) удаление от компьютера. Длинный кабель для соединения с компьютером приветствуется при использовании GPRS-Интернета, т.к. в этом режиме телефон постоянно излучает высокочастотную энергию, и для уменьшения ее воздействия на пользователя, телефон лучше расположить подальше от компьютера. В качестве провода для соединения электрической схемы кабеля и компьютера можно использовать витую пару 5-й категории (UTP), которая содержит 4 пары проводов и используется для объединения компьютеров в локальную сеть. При достаточно большой (3 и более метров) длине кабеля лучше применять экранированный вариант витой пары (STP), при этом экран кабеля соединяется с землей схемы.

При выборе длины кабеля Вам также следует иметь в виду, что чем длиннее кабель, тем больше на нем падает напряжения, которое используется для зарядки телефона. Опыт показывает, что на 5-ти метровом кабеле уже падает 0.25 в (что еще позволяет заряжать телефон оставшимися 4.75 в), поэтому заряжать телефон через 10-ти метровый кабель, скорее всего, будет невозможно.

Возможный вариант печатной платы кабеля приведен на рисунке 2. Плата кабеля в сборе показана на рисунке 3, а весь кабель целиком – на рисунке 4.

Рис. 2. Печатная плата кабеля

Рис. 3. Собранная плата

Рис. 4. Кабель в сборе

Номера выводов контактов разъемов телефона Siemens и COM-порта представлены на рисунках 5 и 6 соответственно.

Рис. 5. Нумерация выводов разъема телефона

Рис. 6. Нумерация выводов разъема COM-порта

Проверка и настройка кабеля

Как уже было сказано выше, правильно собранный кабель не нуждается в настройке и сразу готов к работе. Если же по каким-либо причинам Ваш кабель не работает, ниже будет приведено описание по его проверке и настройке.

Первым делом следует проверить правильность монтажа. После этого необходимо подать питание на схему. Для этого берется любой источник напряжения +5 в (или 3 батарейки по 1.5 в соединенные последовательно) и подключается к точкам земли и «+5 в» схемы. Если Ваш кабель не ориентирован на питание от +5 в и не имеет резистора R1, этот резистор необходимо временно установить.

Теперь надо померить напряжение питания микросхемы DD1 (выводы 7 и 14), оно должно составлять 3.3 – 3.7 в. Если измеренное напряжение получилось около 0.7 в, значит стабилитрон установлен в обратной полярности. Напряжение порядка 1.4 в говорит о неправильной установке диодов VD3 – VD6. Для определения катода и анода диода следует воспользоваться тестером, т.к. маркировка на корпусе может быть нанесена неверно. А если напряжение питания микросхемы полностью совпадает с напряжением источника, значит стабилитрон VD2 неисправен и его необходимо заменить.

Далее следует изменить напряжения на выходах микросхемы (выводы 12, 6, 2, 4 и 10), оно должно равняться напряжению питания.

Последним этапом проверки кабеля является поочередная подача на входы микросхемы (выводы 13, 5, 1, 3 и 11) логической единицы (т.е. соединения их с напряжением +3.3 в) и контроль выходного напряжения соответствующего элемента. В момент подачи на вход логической единицы, выходное напряжение должно уменьшаться до нуля.

Также, при подключении одного экземпляра телефона Siemens SX1 к компьютеру с помощью такого кабеля было отмечено, что он начинает устойчиво работать с ним только при увеличении номинала резисторов R4 – R6 до 100 Ком. Скорее всего, это вызвано более низкой нагрузочной способностью данного телефона. Поэтому, если Вы абсолютно уверены в правильности сборки кабеля, а также в его исправности, можете попробовать увеличить номиналы этих резисторов.

При подготовке статьи использовались материалы журнала Mobile News. При перепечатке статьи, фрагментов из нее и цитировании обязательно размещение прямой ссылки на данную страницу и журнал Mobile News.

Выражаем благодарность автору статьи Бобу Джонсону (домашнаяя страница http://bobjohnson.nm.ru/) за предоставленные материалы.