Optinis izoliuotas vieno laido ryšys: 4 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

Sveiki, akvariumo projektui man reikėjo ilgo elektros laido, kuris galėtų:

• maitinti įrenginį
• leisti bendrauti

Kiti

• Srovė ir įtampa yra maža
• Vielos ilgis +/- 3 m
• Lėtas duomenų perdavimas
• Dvipusis ryšys, pusiau dvipusis
• Ribota vieta įrenginyje
• Galvaninė izoliacija

Ryšys vyksta tarp 2 įrenginių. Prietaisas gali būti „Arduino“, „Raspberry PI“ar kitas įrenginys, naudojant skaitmeninius kaiščius.

1 žingsnis:

Kai kurie jutikliai, pvz., DS18B20, naudoja 3 laidus, tiekdami energiją ir bendraudami su kitu įrenginiu. Šiame projekte laidai atlieka šias funkcijas:

• +5V
• Gruntas
• Duomenys (0 / +5V)

Po kelių paieškų internete neradau kažko paprasto, kurį būtų galima lengvai įgyvendinti. Dauguma sąrankų yra pagrįstos tam tikrais lustais ir protokolais su daugybe parinkčių, kurių man nereikėjo. Nors radau keletą gražių pavyzdžių, kuriuos būtų galima pritaikyti mano poreikiams:

• NXP, AN2342, https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23…. 5 pav
• EmSa, https://www.esacademy.com, Ar galiu galvaniškai atsieti I2C magistralę?
• Įterptas, https://www.embedded.com/print/4025023, 1 pav

Norėdami būti lankstūs, nusprendžiau sukurti grandinę, naudoti standartines / bendras dalis, užprogramuoti paprastą protokolą. Pastaba: Kadangi šis projektas naudojamas kitame projekte, paaiškinsiu grandinės kūrimą ir bandymo programos programavimą. Nesivaržykite tai naudoti savo projektui, turite sukurti savo poreikiams tinkamą protokolą.

2 žingsnis: dalių sąrašas

• Maitinimas +5V
• Lankstus buitinis elektros laidas su 3 laidininkais
• Perforatorius 5x7 cm
• 2x rezistorius 470Ω
• 1x rezistorius 680Ω
• 2x rezistorius 1kΩ
• 2x diodas (pvz., 1N4148)
• 2x optinis jungiklis EL817
• Vadovavo
• Smeigtuko antgalio patelė 2 kontaktų
• Smeigtuko antgalio patelė 3 kontaktų
• Smeigtuko antgalio patelė 4 kontaktų
• Apvali antraštė, 6 kontaktų
• Apvalios antraštės patelė 4 kontaktų

Taip pat reikalingi kai kurie įrankiai: pincetai, pjaustytuvai, vise, lituoklis, dagtis, stovas.

Kaip lituoti:

Žinokite apie pavojų saugai ir naudokite asmenines apsaugos priemones.

3 žingsnis: schema

Schemos paaiškinimas:

Dėl ribotos erdvės, dešinė schemos pusė yra įrenginyje su įrenginiu 2. Kairioji schemos pusė yra masinė ir valdoma 1 įrenginiu. Tarp kairiojo ir dešiniojo duomenų laidininko.

• Skaitmeninis „OUT“dešinėje pusėje yra apsaugotas diodu.
• Optronas „OUT“yra apsaugotas diodu.
• Norėdami apriboti srovę, prieš 1 optinio jungiklio „IN“ir „OUT“kaištį yra rezistorius
• Optronų 2 kaištis yra prijungtas prie žemės
• 3 kaiščio spinduolis yra įžemintas rezistoriumi
• 4 kaiščio kolektorius tiekiamas su maitinimu

Norėdami vizualizuoti duomenų perdavimą, prie duomenų linijos prijungtas šviesos diodas. Rezistoriaus vertė priklauso nuo šviesos diodo ir norimo ryškumo. Įspėjimas: Jei rezistoriaus vertė yra per maža, per didelė srovė išdegs 2 įrenginio kaištį arba optinis jungiklis „IN“nebus tinkamai varomas.

Žr. Lentelę:

• Jei „OUT1“arba „OUT2“yra „HIGH“, duomenų linija bus +5V.
• Jei „OUT1“arba „OUT2“yra „LOW“, duomenų eilutė bus 0V.
• Prie kaiščio „IN1“arba IN2 “galima nuskaityti duomenų eilutės vertę.

Fritzing nustatomas dalių išdėstymas perfoboard. Diodai ir rezistoriai yra vertikaliai, mato geltonas, oranžines ir raudonas linijas. Mėlynos linijos yra laidininkai po perfoboard.

4 žingsnis: programavimas

Norėdami patikrinti, ar grandinė veikia, galite naudoti pridėtas programas.

1 įrenginys yra pagrindinis ir turėtų būti maitinamas paskutinis. Jis atsiųs tam tikrą bitų seką. Iš pradžių 8 startbitai, 1 stopbitas ir tada seka „įjungta“ir „išjungta“.

2 įrenginys yra vergas ir pirmiausia turėtų būti įjungtas. Programa pradės skaityti duomenų lentelę. Kai skaitomi 8 pradiniai bitai. Programa pradės įrašyti bitus. Kai įrašomi 8 bitai, programa grąžina bitus.

Duomenų keitimo metu „įjungtus“ir „išjungtus“bitus galima stebėti mirksinčiu šviesos diodu ir įrenginių šviesos diodais (kaiščiu 13).

Kai jūsų litavimas yra gerai ir programos įkeliamos, vaizdo įraše pamatysite mirksinčias lemputes, panašias į LED.

(Kad nebūtų sutrumpintas grandinė, plikus metalinius laidininkus galima padengti epoksidine danga)