COMポートとは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

COMポートとは
COMポートの仕様と特徴
COMポートの通信速度とデータ形式
COMポートのハードウェア構成
COMポートの電気的特性
COMポートの設定方法
Windowsでのデバイスマネージャーを使用したCOMポートの設定
COMポートの通信設定の確認と変更方法
COMポートのトラブルシューティング
COMポートの代替技術とその比較
USBポートとの比較 - 速度、利便性、互換性
Ethernetを使用したシリアル通信 - ネットワーク経由でのデバイス制御
ワイヤレス技術を使用したシリアル通信 - Bluetooth、Wi-Fiなど

COMポートとは

COMポートとはシリアル通信を行うためのインターフェースの一つで、コンピュータと周辺機器を接続するための規格です。COMポートはRS-232Cと呼ばれる通信規格に基づいており、主にモデムやプリンタ、計測機器などの接続に使用されてきました。

COMポートはパソコンの背面や内部にある9ピンまたは25ピンのコネクタを指しています。COMポートを介して、コンピュータとデバイス間でデータの送受信が行われ、双方向の通信が可能となります。

現在ではUSBポートの普及により、COMポートを搭載していないパソコンも増えてきています。しかし、産業用機器や計測機器などの分野では今でもCOMポートが使用されているケースが多くあります。

COMポートを使用する際はポート番号やボーレート、データビット数、パリティ、ストップビットなどの通信設定を正しく行う必要があります。これらの設定が適切でない場合、通信エラーが発生し、機器との通信ができなくなることがあります。

また、COMポートはハードウェアリソースの一つであるため、他のデバイスと競合しないように注意が必要です。複数のCOMポートを使用する場合はそれぞれのポートに異なる番号を割り当てることで、競合を回避することができます。

COMポートの仕様と特徴

COMポートに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

COMポートの通信速度とデータ形式
COMポートのハードウェア構成
COMポートの電気的特性

COMポートの通信速度とデータ形式

COMポートの通信速度はボーレートと呼ばれ、1秒間に送受信できるビット数を表します。一般的なボーレートは9600bps、19200bps、38400bps、115200bpsなどがあります。

また、COMポートのデータ形式はデータビット数、パリティ、ストップビットの組み合わせで決まります。データビット数は1バイトのデータを構成するビット数で、通常は8ビットが使用されます。パリティはデータの誤りを検出するための冗長ビットで、奇数パリティと偶数パリティがあります。

ストップビットはデータの終わりを示すためのビットで、1ビットまたは2ビットが使用されます。これらの設定は通信を行う機器間で一致させる必要があり、設定が異なる場合は通信エラーが発生します。

COMポートのハードウェア構成

COMポートはUARTと呼ばれる通信チップを使用して、シリアル通信を行います。UARTはパラレルデータをシリアルデータに変換し、シリアルデータをパラレルデータに変換する機能を持っています。

COMポートのコネクタはD-Subコネクタと呼ばれる9ピンまたは25ピンのコネクタが使用されています。9ピンコネクタは主にパソコンの背面に搭載されており、25ピンコネクタは主に産業用機器などで使用されています。

COMポートの各ピンにはTxD(送信データ)、RxD(受信データ)、RTS(送信要求)、CTS(送信可能)、DTR(データ端末レディ)、DSR(データセットレディ)、DCD(キャリア検出)、GND(グランド)などの信号が割り当てられています。これらの信号線を使用して、データの送受信や制御が行われます。

COMポートの電気的特性

COMポートの電気的特性はRS-232C規格に基づいています。RS-232Cは±3V～±15Vの電圧レベルを使用し、論理値の"1"は-3V～-15V、論理値の"0"は+3V～+15Vに対応します。

COMポートの最大ケーブル長は通信速度に依存します。低速の通信では最大50フィート(約15m)まで使用できますが、高速の通信ではケーブル長が短くなります。また、ケーブルの品質も通信に影響を与えるため、シールドされたケーブルを使用することが推奨されています。

COMポートは1対1の通信を前提としているため、複数の機器を接続する場合はマルチポートシリアルカードやシリアルデバイスサーバを使用する必要があります。これらのデバイスを使用することで、複数のCOMポートを仮想的に増設し、複数の機器と通信することができます。

COMポートの設定方法

COMポートに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

Windowsでのデバイスマネージャーを使用したCOMポートの設定
COMポートの通信設定の確認と変更方法
COMポートのトラブルシューティング

Windowsでのデバイスマネージャーを使用したCOMポートの設定

Windowsではデバイスマネージャーを使用して、COMポートの設定を確認・変更することができます。デバイスマネージャーはスタートメニューから「コンピュータを右クリック」→「プロパティ」→「デバイスマネージャー」の順に選択することで起動できます。

デバイスマネージャーの「ポート(COMとLPT)」の項目を展開すると、現在使用可能なCOMポートの一覧が表示されます。COMポートのプロパティを開くことで、ポート番号やデバイスの状態、ドライバの詳細などを確認することができます。

新しいデバイスを接続した場合はデバイスマネージャーの「アクション」メニューから「ハードウェアの変更の検出」を選択することで、自動的にCOMポートが割り当てられます。割り当てられたCOMポート番号はデバイスのマニュアルやソフトウェアの設定で使用します。

COMポートの通信設定の確認と変更方法

COMポートを使用するデバイスやソフトウェアは通信設定が適切に行われている必要があります。通信設定にはボーレート、データビット数、パリティ、ストップビットなどがあり、これらの設定がデバイス側とソフトウェア側で一致していないと、通信エラーが発生します。

WindowsではデバイスマネージャーのCOMポートのプロパティから、「ポートの設定」タブを選択することで、通信設定を確認・変更することができます。ただし、デバイス側の設定に合わせる必要があるため、デバイスのマニュアルを参照して、適切な設定を行ってください。

通信設定を変更する際はデバイスとの接続を切断した状態で行う必要があります。設定変更後はデバイスを再接続し、通信が正常に行われることを確認してください。

COMポートのトラブルシューティング

COMポートを使用する際に、通信エラーが発生する場合があります。通信エラーの原因としては通信設定の不一致、ケーブルの断線や接触不良、ドライバの問題などが考えられます。

通信エラーが発生した場合はまず、通信設定がデバイス側とソフトウェア側で一致しているか確認してください。次に、ケーブルの接続状態を確認し、必要に応じてケーブルを交換してください。

ドライバの問題が疑われる場合はデバイスマネージャーからドライバを更新したり、デバイスのメーカーWebサイトから最新のドライバをダウンロードしてインストールしたりすることで、問題が解決することがあります。それでも問題が解決しない場合はデバイスのメーカーや販売店に問い合わせて、適切な対処方法を確認してください。

COMポートの代替技術とその比較

COMポートに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

USBポートとの比較 - 速度、利便性、互換性
Ethernetを使用したシリアル通信 - ネットワーク経由でのデバイス制御
ワイヤレス技術を使用したシリアル通信 - Bluetooth、Wi-Fiなど

USBポートとの比較 - 速度、利便性、互換性

USBポートは現在最も一般的なインターフェースの一つで、COMポートの代替として広く使用されています。USBポートは最大480Mbps(USB 2.0)の高速通信が可能で、COMポートに比べて大容量のデータ転送に適しています。

また、USBポートはホットプラグに対応しているため、パソコンの電源を切ることなくデバイスの取り付けや取り外しが可能です。さらに、USBデバイスはドライバのインストールが自動化されているため、ユーザーにとって使いやすいインターフェースとなっています。

ただし、古いデバイスの中にはUSBポートに対応していないものもあるため、互換性の面ではCOMポートに分があります。このような場合はUSBシリアル変換ケーブルを使用することで、COMポートを搭載していないパソコンでも、COMポート対応デバイスを使用することができます。

Ethernetを使用したシリアル通信 - ネットワーク経由でのデバイス制御

Ethernetを使用したシリアル通信はネットワーク経由でデバイスを制御する方法の一つです。この方法ではシリアルデバイスサーバと呼ばれる機器を使用して、COMポートをEthernetに変換します。

シリアルデバイスサーバはTCP/IPプロトコルを使用してネットワーク上でデータを送受信するため、遠隔地からでもデバイスを制御することができます。また、複数のデバイスを同時に制御することも可能で、大規模なシステムの構築に適しています。

ただし、Ethernetを使用したシリアル通信ではネットワークの遅延やパケットロスの影響を受けるため、リアルタイム性が要求される用途では注意が必要です。また、ネットワークセキュリティにも十分な配慮が必要となります。

ワイヤレス技術を使用したシリアル通信 - Bluetooth、Wi-Fiなど

ワイヤレス技術を使用したシリアル通信はケーブルを使用せずに無線でデータを送受信する方法です。代表的なワイヤレス技術として、Bluetooth、Wi-Fi、ZigBeeなどがあります。

Bluetoothは近距離無線通信技術の一つで、低消費電力、低コストが特長です。Bluetoothシリアルモジュールを使用することで、COMポート対応のデバイスをワイヤレス化することができます。また、スマートフォンやタブレットからBluetoothを介してデバイスを制御することも可能です。

Wi-Fiを使用したシリアル通信ではWi-Fiシリアルモジュールを使用して、デバイスをワイヤレス化します。Wi-FiはBluetoothに比べて長距離の通信が可能で、既存のWi-Fiネットワークを利用することができます。ただし、消費電力が高く、コストもBluetoothに比べて高くなる傾向があります。

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。