Adaptador USB a serie

Un adaptador USB a serie es un convertidor de protocolo que se utiliza para convertir señales de datos USB a y desde estándares de comunicación serie ( puertos serie ). Generalmente, las señales de datos USB se convierten a datos serie RS-232 , RS-485 , RS-422 o UART de nivel TTL . El antiguo protocolo serie RS-423 ya casi no se usa, por lo que los adaptadores USB a RS-423 son menos comunes.

Los adaptadores USB a serie RS-232 se utilizan con frecuencia en aplicaciones de consumo, comerciales e industriales, mientras que los adaptadores USB a serie RS-485/422 se emplean principalmente en aplicaciones industriales. Actualmente, los convertidores USB a UART de nivel TTL son ampliamente utilizados por estudiantes y aficionados, ya que pueden conectarse directamente a microcontroladores.

También existen adaptadores para convertir USB a otros protocolos estándar o propietarios ; sin embargo, estos no suelen denominarse adaptadores serie.

El principal escenario de aplicación consiste en permitir que los ordenadores con conexión USB accedan y se comuniquen con dispositivos serie que cuenten con conectores D-sub (normalmente DE-9 o DB-25 ) o terminales de tornillo, donde la seguridad de la transmisión de datos no suele ser un problema.

Los adaptadores serie USB pueden ser aislados o no aislados. La versión aislada incorpora optoacopladores y/o supresores de sobretensiones para evitar que la electricidad estática u otras sobretensiones afecten a las líneas de datos, previniendo así la pérdida de datos y daños al adaptador y al dispositivo serie conectado. La versión no aislada no ofrece protección contra la electricidad estática ni las sobretensiones, por lo que suele recomendarse únicamente para aplicaciones no críticas y para distancias de comunicación cortas.

Históricamente, la mayoría de las computadoras personales tenían un puerto serie RS-232 D-sub integrado, también conocido como puerto COM, que podía usarse para conectar la computadora a la mayoría de los dispositivos serie RS-232. A finales de la década de 1990, muchos fabricantes de computadoras comenzaron a eliminar gradualmente el puerto serie COM en favor del puerto USB (en parte debido a la arquitectura PC97 de Microsoft ).

A mediados de la década de 2000, algunos ordenadores tenían tanto un puerto serie COM como un puerto USB; sin embargo, muchos ya no tenían puerto serie COM para entonces, y hoy en día la mayoría de los ordenadores modernos no tienen puerto serie COM, sino solo puertos USB.

Dado que muchos dispositivos serie con puerto RS-232, RS-485 o RS-422 todavía se utilizan e incluso se siguen fabricando hoy en día, la desaparición del puerto serie COM de los ordenadores personales ha creado la necesidad del adaptador USB a serie.

Como ejemplo simplificado, un adaptador USB a serie estándar típico consta de un chip procesador USB que procesa las señales USB. El procesador USB envía las señales USB procesadas a un chip controlador serie que aplica los voltajes correctos y envía las señales de datos procesadas a la salida serie. ^{[ 1 ]}

Para que el ordenador pueda detectar y procesar las señales de datos, es necesario instalar controladores en el ordenador. Algunos modelos de chips tienen controladores instalados de forma predeterminada, incluido FTDI, mientras que los controladores para otros modelos de chips deben instalarse manualmente (por ejemplo, para Windows y MacOS, WCH (Jiangsu Qin Heng) CH340, ^{[ 2 ]} Silicon Labs 210x, ^{[ 3 ]} Prolific PL2303 ^{[ 4 ]} ).

Cuando el adaptador USB a serie se conecta al ordenador mediante el puerto USB, el controlador del ordenador crea un puerto COM virtual que aparece en el Administrador de dispositivos en Windows y en /dev en Linux y macOS. Se puede acceder a este puerto COM virtual y utilizarlo como si fuera un puerto serie integrado.

Sin embargo, las características del puerto COM virtual no son exactamente las mismas que las de un puerto COM interno real, principalmente debido a la latencia de datos ; lo que significa que si se requiere una transferencia de datos muy sensible y precisa, el adaptador USB a serie podría no ser fiable y no ser la solución deseada. ^{[ 5 ]} Los controladores de puerto COM virtual suelen estar disponibles solo para Windows, Linux y Mac. ^{[ 6 ]}