Недавняя реализация простой на FreeBSD, дала почву для развития этой темы. По сути это ее продолжение но немного отделенное по смыслу.
В статье описан способ мониторинга наличия напряжения 220 вольт в электросети через LPT порт.
Статья будет полезна тем, у кого есть ПК с LPT портом, UPS без возможности управления с ПК, желающим корректного завершения работы ОС, вырубания соседних машин и уведомления при отсутствии электричества.
Дано:
UPS без возможности подключения к ПК.
Сервер FreeBSD с LPT портом
Простейшая безопасная схема для подключения 220 к LPT =).
Программа lptmon
Пример работы:
Гдето работает сервер, внезапно пропадает электричество. Cервер и его друзья: конвертер, маршрутизатор, серверы и пр. продолжают работать от UPS.
Cервер, почуяв неладное отправляет об этом смс админу, пишет лог, ждет минуту (вдруг это 5ти секундный сбой) и вырубает другие серверы. Все корректно завершено, данные не утеряны, админ в курсе.
Если электричество появилось, но минута не прошла и сервер не успел вырубиться, он отправляет смс админу что все впорядке и продолжает работать.
Если сервер успел вырубиться, и электричество появилось например через час, то при появлении 220 сервер врубается (через опцию в биосе), загружается, врубает другие сервера через Wake on LAN (прим: настройка Wake on LAN в статье не описывается) и отправляет смс админу о том что все ок.
Инструменты:
FreeBSD + mysql (второе не обязательно, только для лога)
LPT порт
Паяльник, припой, канифоль, провода
Cхема мониторинга 220 (блок питания и оптрон)
программа lptmon
Суть:
У LPT порта есть 5 ног чтения (они же пины) 10,11,12,13 и 15, заметьте 14й тут нет!. Они являются входами и используются принтерами как тумблеры, при событиях например:
кончилась бумага,
принтер занят,
ошибка печати, итд итп.
Они то нам и нужны, к ним можно подключить 5 разных устройств.
Распиновка LPT порта
 |
Под FreeBSD работает программа lptmon которая мониторит эти пины.
Если взять кусок проволоки и замкнуть любой из вышеперечисленных
пинов на землю. (земля - любой с 18 по 25 пин этого же LPT порта) то программа
будет считать что пин включился. Каждый пин, через программу lptmon, может вызывать 3 события при которых можно выполнять комманды или запускать скрипты:
1. Пин включился
2. Пин работает (срабатывает каждую секунду пока пин замкнут)
3. Пин выключился
Собстно lptmon выполняя комманды при событиях от пинов запускает скрипты которые пишут в базу лог срабатывания, текущее состояние устройств подключенных к lpt порту, сохраняет скриншоты с камеры на винт, отправляют смс если нада итд.
План действий
1. Собрать схему, подключить ее к LPT
2. Настроить lptmon
3. Настроить скрипты.
1. Сборка и подключение схемы
Т.к мы будем подключать 220 к порту, необходимо позаботиться о его безопасности. Для этого нужно использовтаь небольшое напряжение, для чего берем блок питания (я нашел на 5в, 2.5А от конвертера) подключаем его к оптрону через резистор и потом уже к LPT.
Оптрон, грубо говоря, работает по принципу: если есть достаточное напряжение и сила тока на 1 и 2 ногах то он замыкает 5 и 4 ноги. Если силы и напряжения не достаточно (когда БП выключен) то он не замыкает 4 и 5 ноги. А если более чем достаточные (например бп переглючил и он стал давать 120вольт) то оптрон сгарает и это не влияет на 4 и 5 ноги (т.е на вторую цепь).
Поскольку оптрон (4n35) штука защитная, имеющая две цепи не связанные между собой, он еще и призван умирать при силе тока большей чем 60мА (это 0.06А, а у моего БП аж 2.5А). То есть, силы тока 2.5А более чем достаточно для того чтоб он испугался и умер. По этому, для того чтобы ограничить силу тока используем резистор. В моем случае это 500ом. Резистор подбирается индивидуально под блок питания. Вычислить резистор можно формулой R=U/I где U - напряжение дающее БП (вольты), I - нужная оптрону сила тока (Амперы) для работы. Сила тока нужная оптрону для замыкания второй цепи лежит в пределах от 0 до 60 мА, Допустим решили подавать ему 1мА для чего расчитаем резистор: R=5в/0.01А, R = 500 следовательно нам нужен резистор 500ом. Можно взять и меньше, 400, 300 ом главное чтоб сила тока не получилась больше 60мА.
Для подключения к LPT был разобран старый шнур от принтера. В корпусе от шнура собраны гнездо для подключения БП и оптрон.
Вот что получилось:
Готовый lpt разьем и черный кабель от БП.
 |
Оптрон с резистором, они внутри разъема
 |
2. Настройка lptmon
Создаем директорию /usr/local/etc/lptmon
качаем архив lptmon.tar.gz с программой lptmon и примерами скриптов и распаковываем:
| #mkdir /usr/local/etc/lptmon #cd /usr/local/etc/lptmon #fetch http://zgbox.ru/files/notes/lptmon.tar.gz #tar -xzvf lptmon.tar.gz |
Зеркало:
В архиве лежит lptmon.c - это исходники программы, писал я ее сам, это моя первая программа на С++ под FreeBSD как и в прочем первая на C =) так что если есть примечения, дополнения - в студию.
Также там лежит сам уже откомпелированный файл lptmon, можно юзать его, установив chmod 777 lptmon если необходимо, а можно откомпелировать исходники коммандой
Теперь программа lptmon будет стартовать с системой, также ее можно стартовать вручную как просто запустив./lptmon так и выполнив rc.d скрипт /usr/local/etc/rc.d/lptmon start или stop
В запуске нет ничего особенного, просто запускается /usr/local/etc/lptmoon/lptmon а при stop убивается коммандой killall lptmon
Но пока не нужно ничего запускать, сначала нужно настроить конфиг, об этом чуть пожже.
Директория testlpt, в ней лежит программа pr22 и ее исходник для тестирования lpt порта. Работает просто: запускается, получает состояния с 10 по 15 пинов и если какойто пин замкнут на землю то выдает pin10 on
у меня в данный момент 10й пин замкнут на что программа отвечает
| #./pr22 pin10 on |
Можно смело использовать в своих скриптах
Итак собсно пробуем замнкть один или несколько из 10,11,12,13,15 пинов на землю (на любой с 18 по 25 пин) и запустить./pr22
Если программа показывает что замкнутые пин(ы) on значит все ок, если нет - то я хз почему не видит ваш lpt порт, ковыряйте исходники %)
Переходим к настройке самого lptmon.
Итак, исходя из того, что у нас будет подключена схема к 12 пину то сконфигурим так чтоб при событиях 12 пина при старте и запуске выполнялись скрипты 12_start, 12_end.
Ложим конфиг lptmon.config из расспакованного архива в /usr/local/etc/lptmon.config и редактируем любимым редактором, у меня это mcedit от mc.
| #cp lptmon.config /usr/local/etc/lptmon.config #mcedit /usr/local/etc/lptmon.config |
Это сокращенный, необходимый только для этой статьи конфиг, подробный в архиве.
| #конфиг файл lptmon.config программы lptmon #должн лежать в /usr/local/etc/ #в параметрах допускаются табы и пробелы #ковычки не допустимы! #каждый пин может вызывать 3 события (выполнять комманды) при смене состояния: #1. при переходе из пассивного состояния в активное #2. при работе в цикле (срабатыват каждый раз при опросе если пин # в активном состоянии) #3. при переходе из активного состояния в пассивное pin12enable = yes pin12onstart = /usr/local/etc/lptmon/220v/12_start pin12oncycle = /usr/local/etc/lptmon/220v/12_cycle pin12onend = /usr/local/etc/lptmon/220v/12_end |
3. Настройка скриптов
Листинг 12_start
| #!/bin/sh #скрипт срабатывает когда дали электричество #или загрузился комп #двумя запросами пишем лог в базу и устанавливаем статус on для устройства 220v sql="use $db_name ; insert into objects_hist (obname,status ,dt) values \ ("$obname ","on",now());" #echo $sql /bin/echo $sql | /usr/local/bin/mysql -h$db_host -u$db_user -p$db_pass sql="use $db_name ; update objects set status ="on", dtstart=now() \ where obname="$obname ";" /bin/echo $sql | /usr/local/bin/mysql -h$db_host -u$db_user -p$db_pass #отправляем смс админу о том что 220 дали или серв включился /usr/local/etc/lptmon/sms "220v ON "`date +%m.%d-%H:%M:%S` |
листинг 12_end
| #!/bin/sh #срабатывает когда отключилось 220 db_host=localhost db_pass= db_user=root db_name=security obname=220v #пишем в базу логи и состояние off устройства 220v sql="use $db_name ; insert into objects_hist (obname,status ,dt) values \ ("$obname ","off",now());" #echo $sql sql="use $db_name ; update objects set status ="off", dtend=now() \ where obname="$obname ";" #/bin/echo $sql | /usr/local/bin/mysql -h$db_host -u$db_user -p$db_pass #отправляем смс о том что нет электричества и ставим таймер на 60 сек #по завершению которого скрипт 12_cycle вырубит компы /usr/local/etc/lptmon/sms "220v OFF "`date +%m.%d-%H:%M:%S` echo 60 > /usr/local/etc/lptmon/220v/timer |
Эти скрипты выполняют по два Sql запроса к mysql. Запросы обновляют текущее состояие устройства с именем 220v в таблице objects и пишут лог в таблицу objects_hist. Дамп структуры таблиц dump_security.sql также лежит в архиве.
Помимо этого скрипты отправляют смс.
Скрипт 12_end записывает цифру 60 в файл /usr/local/etc/lptmon/220v/timer для того чтобы потом скрипт 12_cycle который будет срабатывай каждую секунду пока нет электричества, брал эту цифру и отнимал по единице. Когда станет 0 он запустит программу wudown которая вырубит по сети комп с windows (ip 192.168.97.52) и вырубит сервак коммандой shutdown -p now.
листинг 12_cycle
| #!/bin/sh path=/usr/local/etc/lptmon/220v/timer timer=`cat $path ` timer=`expr $timer - 1`; if [ $timer -gt 0 ]; then echo $timer > $path echo $timer else echo "shuttdowning..." /usr/local/bin/wudown 192 .168 .97 .52 1209 shutdown shutdown -p now fi |
|
размещено: 2011-06-29, |
Один мой друг, увидев статью http://habrahabr.ru/blogs/DIY/92655/ захотел себе устройство для управления нагрузкой по LPT порту. Но управлять он хотел не одним устройством, а аш 8-мью!
По образу и подобию устройства в статье и была изготовлена данная железка, с небольшими отличиями, во-первых я подключил реле к каждому выходу LPT порта (8 шт.) , а во-вторых сделал человеческую печатную плату. Обо всём по порядку.
Описанное устройство позволяет управлять с компьютера через lpt порт любыми устройствами, такими как лампы освещения, вентилятор и многими другими, мощность которых при питании от сети 220В не должна превышать 1кВт. При написании соответствующего софта, и наличии интернет соединения можно управлять своими устройствами с любой точки земли.
Схема устройства для управления нагрузкой через LPT порту наипростейшая.
Программой с ПК можно управлять логическими уровнями на выходах D0..D7 LPT порта. Уровень логической единицы в LPT порте составляет 5В, что очень удобно для дальнейшего оперирования исполнительными устройствами. Так как тока с выхода LPT недостаточно для управления реле, используем усилитель на транзисторе VT1. Резистор R1 ограничивает ток в цепи базы транзистора. Транзистор коммутирует питание на обмотку реле, и та включает мощную нагрузку, которой вы хотите управлять, к примеру, лампочку, двигатель и другие. Плата разведена под реле HJR-3FF-S-Z (обмотка на 12В, коммутируемый контактами ток 5А при 230В переменного напряжения). Диод VD1 защищает транзистор VT1 от выброса обратного напряжения в момент выключения реле. На схеме показан один узел, для линии D0 LPT порта, но управление для остальных линий идентично.
Это наипростейшее устройство, собрать его сможет любой, даже начинающий радиолюбитель. Но если вы собираетесь с его помощью управлять устройствами с номинальным напряжением питания 220В, то перед включением особое внимание обратите на монтаж, особенно монтаж цепей 220В, чтобы не было связи данных цепей с низковольтными цепями, например из-за сопли или недотрава. Рекомендую перед включением всё тщательно прозвонить Омметром для обнаружения нежелательных связей. При неудачном монтаже вы рискуете не только угробить компьютер, но и подвергаете свою жизнь опасности!
Под данное устройство я разработал в программе Sprint Layout одностороннюю печатную плату.
Плата была изготовлена при помощи лазерного принтера и утюга. Я немного передержал плату в растворе, да и защитный рисунок получился не очень качественным, видно, что раствор хлорного железа, местами, сквозь защитное покрытие проел дорожки. Да, это не очень удачная плата, но так как дорожки широкие, и я потом их залудил, то всё обошлось. Все связи на месте
Практически собранное устройство показано на следующей фотографии. Видно, что диоды я подпаял к плате со стороны дорожек прямо на выводы реле идущих к обмотке. 
В статье первоисточника (ссылка начале статьи), есть программы для управления LPT портом и их описание.
Одним из самых простых программаторов AVR является программатор для LPT порта. Это обусловлено тем, что уровни сигналов LPT порта совместимы с уровнями сигналов необходимыми для программирования АВР. Поэтому сигналы с LPT порта можно напрямую подать на микроконтроллер (резисторы нужны лиш для защиты порта от случайных замыканий). Такой программатор можно собрать из подручных материалов буквально за 5 минут!
Как Вы видите схема LPT программатора для AVR предельно проста:
Для изготовления LPT программатора нам понадобится:
Резисторы можно использовать любые, какие найдете в пределах от 100 до 150 Ом. Можно программатор собрать вообще без резисторов, но тогда спалить порт станет еще легче. В качестве шлейфа можно заюзать IDE шлейф. При подключении шлейфа, для более устойчивой работы программатора, каждый «сигнальный» провод должен чередоваться с «земляным» проводом. Это позволит уменьшить уровень помех наводимых в линиях и за счет этого увеличить длину программирующего провода. Длина шлейфа должна быть в пределах 50 см. Еще нужен разъем для подключения к программируемому устройству.
Для внутрисхемного программирования Atmel рекомендует стандартные разъемы:
Если Вы планируете серьезно заняться микроконтроллерами, сделайте разъемы стандартными. Для разового программирования устройства я рекомендую использовать на программаторе (такими разъемами к материнской плате подключаются кнопки и светодиоды корпуса компьютера) и штырьки PLS «папы» на плате. Это позволяет максимально упростить разводку платы устройства, так как штырьки для программатора устанавливаются в непосредственной близости возле ножек микроконтроллера. Ножки MOSI, MISO, SCK у микроконтроллеров AVR всегда расположены вместе, поэтому для них можно применить строенный разъем. Отдельно делаем подключение для «земли»-GND и «сброса»-Reset.
Сборка LPT программатора за 5 шагов:
Перемычки между ножками разъема 2-12 и 3-11 нужны для того, чтобы наш программатор был виден для программ как программатор STK200/300 (STK200/300 своего рода стандарт и поэтому наш программатор станет виден для многих программами).
Для того чтобы наш LPT программатор заработал нужна , к которой мы подключим программатор и для микроконтроллера.
Общие рекомендации:
— LPT порт довольно нежен — его очень легко «пальнуть», поэтому при работе с портом будьте аккуратны.
— Отдельное подключение для «земли» я бы рекомендовал делать во всех программаторах. Это нужно для того, чтобы «землю» можно было подключить первой и уравнять потенциалы «земли» программируемого устройства и компьютера. (Для тех кто не знает — если у Вас компьютер включен в обычную розетку без заземляющего контакта, то в виду особенности фильтра блока питания компьютера, на корпусе компьютера всегда присутствует потенциал в 110В. При «удачном» подключении программатора этого вполне достаточно для того чтобы сжечь микроконтроллер или LPT порт компьютера.
Заключение:
-Если Вы надумали собрать свой первый программатор и у Вашего компьютера есть LPT порт, то программатор «5 проводков» лучший вариант! Он предельно прост и его повторить не составит труда. Кроме того, программатор совместим с классическими программаторами STK200/300, а значит, он будет поддерживаться многими программами для программирования AVR.
-Если Вы планируете программировать довольно часто, с целью обезопасить LPT порт, рекомендую собрать LPT программатор с буферными элементами (неплохой вариант LPT программатора можно посмотреть на изиэлектроникс) или собрать такой же простой (COM порт гораздо выносливей и сжечь его трудней).
(Visited 66 789 times, 19 visits today)
Управление выходами по заранее заданному сценарию (скрипту)
Программа управляет выходами LPT порта компьютера в соответствии с заранее заданным
сценарием. В версиях, начиная с 0.2.9 есть возможность управления устройствами через COM порт (или USB-COM) с управлением до 32 выходов.Сценарий (скрипт) представляет собой текстовый файл (ASCII или Unicode),
в котором последовательно записаны управляющие команды и значения, которые следует
вывести в порт.
Программа идеально подходит для управления панелью
из двенадцати светодиодов , непосредственно подключенных
к порту.
Кроме того, благодаря WndLpt LPT порт может быть использован для управления шаговым двигателем, блоками реле, неответственными процессами, которые управляются дискретными сигналами.
Светомузыка через LPT-порт
К LPT-порту подключены 8 или 12 светодиодов?
— В таком случае легким движением руки WndLpt превращается... в светомузыкальюную установку. В этом режиме программа записывает звук с выбранного источника звуковой карты и превращает его в светомузыку. Рекомендуется выбирать источник «Стерео микшер» или «Моно выход».
Вам по душе плагины к плеерам Winamp/AIMP2/WMP?
— Да, WndLpt умеет работать как плагин визуализации для трех популярнейших плееров Winamp, AIMP2, WMP! При этом светомузыка может работать как от звука плеера, так и от любого доступного источника звуковой карты.
Интерактивное управление выходами LPT порта с помощью клавиатуры или мыши
— На вкладке «Manual » изображена схема клавиатуры; на ней отмечены кнопки, которыми можно пользоваться для управления светодиодами. Впрочем, нажимать на них можно и мышью.
— На вкладке «Pins » находятся 12 флажков (Out pins), соответствующих 12-ти выходным пинам LPT-порта. Кроме того присутствуют 5 дополнительных флажка (Input pins) не доступных для изменения. Они являются индикаторами логического уровня, подаваемого на пять входных пинов LPT порта. Правее изображен и сам порт. Красным цветом показаны пины, на которые подано напряжение соответствующее уровню логической единицы. Синим — соответствующее уровню логического нуля. Бледн ым цветом отображены входные пины; когда к ним ничего не подключено — они находятся в состоянии логической единицы. Бел ым цветом показаны «общие» пины.
Состояние выходных пинов можно менять кликая мышкой либо по флажкам, либо прямо по пинам схематично изображенного LPT порта.
Примеры управления светодиодами
О том, как подключить 12 (или 8) светодиодов к LPT порту читаем в статье «Подключение двенадцати светодиодов к LPT порту ».
О том, как заставить WndLpt управлять светодиодной иллюминацией рассказано в статье «Светодиодная иллюминация с помощью WndLpt ».
Быстрый старт
Работа WndLpt по сценарию
1. Запустить исполняемый файл wndlpt.exe из главного меню или папки с программой.
3. Сценарий будет автоматически откомпилирован и запущен. Можно наблюдать за светодиодами или другим устройством, подключенным к LPT порту.
Работа WndLpt в качестве самостоятелной светомузыки
1. Запустить исполняемый файл wndlpt.exe.
2. Выбрать вкладку «Music».
3. Клик левой или правой кнопкой мыши по изображению визуализации приводит к смене эффекта.
4. Клик левой кнопкой по картинке панели светодиодов меняет предполагаемый цвет светодиодов. Правой кнопкой — расположение светодиодов.
Работа WndLpt в качестве плагина визуализации Winamp, AIMP2, WMP
1. Установить WndLpt Plugin for Winamp/AIMP2/WMP.
3. Запустить плеер и активировать плагин визуализации WndLpt.
Прочее
* При запуске без параметров командной строки программа выполняет скрипт autorun.txt, в случае, если таковой присутствует в папке исполняемого файла.
* Окно программы можно скрыть (фоновый режим) и обратно показать — эти действия можно выполнить при помощи контекстного меню иконки, появляющейся в панели задач . Скрытие и показ окна могут быть заложены в сценарии.
* Можно выполнить перезапуск сценария (в любое время) при помощи функциональной клавиши F6 или соответствующей кнопки в системном меню, при этом файл сценария будет считан и откомпилирован заново.
* Отладчика открывается по кнопке F12.
* Исправлено: Stroboscope длина паузы обновляется при изменении с клавиатуры
* Новое: WndLpt SDK
* Новое: Команда: random call Function1 Function2 Function3 ; вызов произвольной функции
* Новое: Команда: random jump Label1 Label2 Label3 ; переход на произвольную метку
* Новое: Команда: 00??00??00?? ; ? - бит, устанавливаемый случайным образом
* Новое: Команда: ? (3,4,7,8,11,12) ; биты, устанавливаемые случайным образом
* Улучшено: Команда: call Func1 Func2 Func3 Func4 последовательно вызывает указанные функции
* Новое: Библиотека wndlpt_remap.dll для переназначения пинов порта (шаблон для C++ и Delphi)
* Новое: Проект wndlpt_gate
как шаблон программы (C++, VB.NET) использующей WndLpt для прямого доступа к LPT порту
* Новое: Stepdrive для управления с помощью произвольных систем
* WndLpt plugin: Добавлена поддержка AIMP3
* Утилиты LPT Buttons, Stroboscope, EasyDrive работают в Windows Vista/Seven/7
* LPT Buttons: добавлена возможность редактирования положения кнопок
* EasyDrive: добавлены кнопки для ручного выполнения шагов, добавлены новые системы управления
* Исправлены надписи «Pin 2, 3, 4» на вкладке «Pins»
* Исправлена работа мышкой с кнопками виртуальной клавиатуры
### Добавлены новые утилиты ###
* LPT Buttons - новое средство для управления пинами порта
* Stroboscope - удобное управление стробосткопом
* EasyDrive - управление шаговым двигателем
* Реакция на 5 входных сигналов LPT порта «test i 1»
* Реакция на 12 выходных сигналов LPT порта «test q 3»
* Реакция на состояние пинов порта "test pin 12"
* Синтаксис: test
* Ветвления по командам jz
* На вкладке «Manual» флажок «Arrows like 1, 2, 3, 4» - стрелки работают как кнопки 1, 2, 3, 4
* На вкладке «Manual» флажок «Not fix digital buttons» - меняет логику работы цифровых кнопок
* Эмуляция часов с минутной и часовой стрелкой «cmd enable_clock 1»
* Установка нового состояния числом в десятичной системе $ 95
* Установка нового состояния числом в шестнадцатеричной системе $ 5Fh, $ 0xFED
* Добавлена настройка степени фильтрации (вызывается правым кликом по слову Filter)
* Добавлены ярлыки для запуска плееров в Windows Vista и 7
* Добавлены ярлыки для помещения в автозапуск (папка WndLpt => Links в меню Пуск )
* Добавлены исполняемые файлы для работы в Windows 98/ME (wndlpt98.exe, vis_wl98.dll, lptport98.exe)
* Добавлена новая утилита для управления стробоскопом (stroboscope.exe)
* Новые вкладки: Manual, Pins, Settings
* Новая команда "cmd enable_music 1"
* Новая команда "cmd music_preset [+num | -num | num]"
* Новая команда "shift [=num | +num | -num]"
* Доработана команда "cmd switch_to_music"
* Доработан плагин визуализаци vis_wndlpt.dll для WMP 11 (Windows Media Player)
* wndlpt.exe является загрузчиком для vis_wndlpt.dll
* Вкладка Manual для управления выходами с клавиатуры
* Вкладка Pins для управления выходами с помощью мыши
* Вкладка Settings для выбора базового адреса LPT-порта
* Добавлен плагин визуализаци vis_wndlpt.dll для Winamp 5
* Добавлен плагин визуализаци vis_wndlpt.dll для WMP 10 (Windows Media Player)
* Добавлен плагин визуализаци vis_wndlpt.dll для AIMP2
* Файл vis_wndlpt.dll одинаков для всех плееров.
* Добавлен выбор источника звука для светомузыки
* Добавлена автоподстройка светомузыки под уровень звука
* Добавлено переключение режимов Моно/Стерео
* Добавлена фильтрация
* Добавлена возможность изменения количества светодиодов
* Добавлена визуализация музыки — светомузыка
* Добавлена картинка, отображающая ожидаемое состояние светодиодов
Еще на заре появления первых компьютеров перед создателями стояла задача возможности подключения к ним разнообразных устройств. Особенно это стало актуальным тогда, когда компьютеры перестали занимать целые комнаты, а начали помещаться на столе, то есть стали персональными. Ведь компьютер - это не только средство для выполнения вычислений, но и устройство, пользователь которого может выполнять множество различных функций: распечатать текст или фотографии, управлять различными устройствами, воспроизводить фильмы и музыку, связаться с другими пользователями со всех уголков мира с помощью компьютерной сети. Все это становится возможным при подключении к компьютеру внешних устройств, которые называют общим словом периферия, с помощью специальных унифицированных разъемов, называемых портами.
Порты персонального компьютера
Порты персонального компьютера (иначе их еще называют интерфейсы) - это специальные устройства, расположенные на материнской плате компьютера, либо дополнительные платы, подключаемые к ней, которые предназначены для передачи данных между компьютером и внешними устройствами (принтером, мышкой, монитором, веб-камерой и т. п.). Все порты условно можно разделить на 2 большие группы:
- Внутренние - для подключения устройств внутри ПК (жесткие диски, видеокарты, платы расширения).
- Внешние - для подключения внешней периферии (сканера, монитора, клавиатуры, фотоаппарата, флешки).
В данной статье мы рассмотрим один из видов внешнего порта, а именно LPT-port, его принцип работы, подключаемые устройства и современное применение.
Появление LPT-порта
Изначально LPT-port (его еще называют разрабатывался только для подключения к ПК принтеров, это отражено даже в его названии - Line Printer Terminal, построчный принтерный терминал. Но в дальнейшем этот интерфейс стал применяться и для подключения других устройств: сканеров, дисководов и даже компьютеров между собой.
LPT-port был разработан компанией Centronics, занимавшейся в 70-х годах прошлого века производством матричных принтеров. Но уже через 10 лет его стала использовать фирма IBM для подключения своих скоростных устройств. Дело дошло до того, что было несколько вариантов данного интерфейса от разных производителей периферии.
В первоначальной версии этот порт был однонаправленным, то есть мог передавать данные только в одном направлении: от компьютера к периферийному устройству. Но это ограничение вскоре перестало устраивать пользователей, так как на рынок массово начали выходить устройства с возможностью передачи данных в обоих направлениях. Для этого различные производители предлагали свои усовершенствования - двунаправленный, ECP, EPP и другие. Пока в 1994 году не был принят международный стандарт IEEE 1284.
Схема LPT-порта
LPT-порт называется параллельным потому, что передача данных с помощью него осуществляется по нескольким проводникам одновременно, то есть параллельно. Этот интерфейс имеет 8-битную шину для передачи данных, 5-битную шину передачи сигналов и 4-битную шину передачи состояния.
Ниже представлена схема контактов LPT-порта.
Принцип работы LPT-порта
В простейшей конфигурации, чтобы реализовать принцип работы параллельного интерфейса, хватило бы только одиннадцати проводов, а именно: 1 провод на корпус (масса), 2 провода подтверждения и 8 проводов передачи данных. Но, по общепринятому стандарту IEEE 1284, каждый из восьми проводов передачи (2-9) данных имеет отдельное заземление.
Во время передачи данных оба устройства должны сообщать друг другу сведения о своем состоянии. Это реализуется с помощью контактов 18 и 35, на которые подается напряжение 0 В либо 5 В.
По проводнику 1 передается особый сигнал STROBE, сообщающий, что компьютер установил байт данных на линии и принтер может начинать печать.
По контакту 11 передается компьютеру сигнал BUSY, сообщающий, что устройство выполняет действие (занято), обрабатывая ту информацию, что находится в буфере.
По контактам 12-14 передаются сигналы, сообщающие контрольные сигналы о состоянии принтера и конфликтах в его оборудовании.
По проводнику 12 на ПК передается информация о том, что в принтере нет бумаги. Компьютер реагирует на это передачей сигналов по линиям SELECT и ERROR и останавливает печать.
По проводнику 13 на компьютер передается информация о состоянии принтера - включен и готов или выключен и не готов.
По контакту 14 принтеру передается сигнал об автоматическом переводе строки.
По контакту 31 (16) передается сигнал о переводе принтера в начальное состояние и очищается буфер данных, т. е. все данные стираются из памяти принтера.
По контакту 32 (15) передаются все сигналы об ошибках во время передачи данных. Сигналы, передаваемые по этой линии, влияют на все остальные контакты и могут остановить печать. Например, часто возникающая ошибка принтера - Time Out, возникающая, когда принтер занят однотипной работой с данными и не может передать на ПК через сигнал BUSY, что он не готов к получению новых данных. Через некоторое время по линии ERROR на компьютер передается ошибка Time Out и новые данные не передаются. Иначе, при отсутствии сигнала ERROR, происходила бы дальнейшая передача данных, что привело бы к зависанию всей системы.
По контакту 36 (17) передается информация о готовности принтера к работе, например после устранения ошибки.
Режимы работы LPT-порта
Существует несколько режимов работы LPT-порта, которые позволяет использовать стандарт IEEE 1284:
- SPP (Standard Parallel Port) — представляет собой однонаправленный порт, который отлично совмещается в работе с интерфейсом Centronics.
- NibbleMode — использование этого порта является возможностью организации двунаправленного обмена данными в режиме SPP, при помощи использования управляющих линий (4 бит) для передачи данных от периферийного устройства к контроллеру.
- Byte Mode— режим для двустороннего обмена данными, который используется довольно редко. Его применяли в некоторых старых контроллерах до принятия стандарта IEEE 1284.
- EPP (Enhanced Parallel Port) — над разработкой этого порта работали сразу несколько известных компаний: Intel, Xircom и Zenith Data Systems. По своей работе это двунаправленный порт, который передает данные со скоростью до 2 Мбайт/сек.
- ЕСР (Extended Capabilities Port) — этот вариант порта появился в результате работы двух компаний: HP и Microsoft. У него появились уже дополнительные возможности, например, возможность аппаратного сжатия данных, присутствие буфера и способность работать в режиме DMA. Также поддерживает работу двунаправленного обмена данными (симметричного), скорость которого может быть до 2,5 Мбайт/с.
Настройка LPT-порта
Настройка LPT-порта происходит в два этапа: предварительная настройка аппаратных средств порта и текущее переключение режимов порта прикладным ПО.
Способ и возможности настройки LPT-порта зависят от его местоположения и вида исполнения. Порты, расположенные на картах расширения, обычно конфигурируются через перемычки на самих платах, а порты, размещенные напрямую на материнской плате компьютера, - через настройки BIOS.
Выборы режимов напрямую или через BIOS сами по себе не приводят к повышению скорости обмена данными между ПК и периферией, а служат для возможности выбора драйвером оптимального режима работы. Но драйверы современных устройств сами автоматически выставляют наиболее эффективные режимы работы параллельного порта, поэтому ручная настройка в большинстве случаев уже не требуется.
Виды реализаций LPT-порта
Раньше большинство производителей материнских плат размещали контроллеры LPT-port на своей продукции либо на задней панели платы. Был еще один вариант расположения. В некоторых случаях было удобно помещать контроллер на самой плате - коннекторе для подключения внешней LPT-port планки. Но с момента появления более скоростных интерфейсов для передачи данных материнских плат с распаянными LPT-портами становилось все меньше и меньше. Сейчас даже не у каждого производителя в ассортименте выпускаемой продукции имеются такие платы. И тогда на помощь приходят карты расширения, подключаемые к более современным интерфейсам:
- PCI - LPT-port. Переходник между LPT-портом и более современным разъемом PCI.
- PCI2 - LPT-port (PCI-Ex. 2.0). Переходник между LPT-портом и разъемом PCI-Ex.2.0
- USB - LPT-port. Переходник между LTP-портом и современной версией широко используемого USB-разъема.
Современное применение LPT-порта
Из-за способности параллельной передачи данных такого порта, в 70-х - 80-х годах он зарекомендовал себя одним из самых быстроработающих интерфейсов компьютера. Поэтому он использовался даже для соединения 2-х компьютеров между собой. Но эта же особенность накладывает и ограничение на максимальную длину кабеля из-за возникающих помех в соседних проводниках. Длина не может превышать 5 м, иначе искажения сигналов превышают допустимые для корректного распознавания данных.
C появлением более скоростных интерфейсов актуальность LPT-порта сошла на нет. Второе дыхание ему придали радиолюбители, которые используют его для управления собранными схемами (освещение в доме, светомузыка и другие устройства).
