ارتباط تک سیم نوری جدا شده: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

سلام ، برای یک پروژه آکواریوم به یک سیم برق طولانی نیاز داشتم که بتواند:

• منبع تغذیه دستگاه
• اجازه برقراری ارتباط

دیگر

• جریان و ولتاژ پایین است
• طول سیم +/- 3 متر است
• کند انتقال داده ها
• ارتباط دو طرفه ، نیمه دوبلکس
• فضای محدود در دستگاه
• انزوا گالوانیک

ارتباط بین 2 دستگاه است. این دستگاه می تواند یک Arduino ، Raspberry PI یا دستگاه دیگری با استفاده از پین های دیجیتالی باشد.

مرحله 1:

برخی از سنسورها مانند DS18B20 از 3 سیم برای تامین برق و ارتباط با دستگاه دیگر استفاده می کنند. در این پروژه سیم ها عملکردهای زیر را دارند:

• +5 ولت
• زمین
• داده (0 / +5V)

پس از جستجو در شبکه نتوانستم چیز ساده ای را پیدا کنم که به راحتی قابل اجرا باشد. اکثر تنظیمات بر اساس تراشه ها و پروتکل های خاص با گزینه های زیادی است که من به آنها احتیاج ندارم. اگرچه من نمونه های خوبی پیدا کردم که می تواند با نیازهای من سازگار باشد مانند:

• NXP ، AN2342 ، https://www.nxp.com/docs/fa/application-note/AN23…. شکل 5
• EmSa ، https://www.esacademy.com ، آیا می توانم جداسازی گالوانیکی اتوبوس I2C خود را انجام دهم؟
• جاسازی شده ، https://www.embedded.com/print/4025023 ، شکل 1

برای انعطاف پذیری تصمیم گرفتم یک مدار بسازم ، از قطعات استاندارد / مشترک استفاده کنم ، یک پروتکل ساده برنامه ریزی کنم. توجه: از آنجا که این پروژه در پروژه دیگری استفاده می شود ، ساختمان مدار و برنامه نویسی برنامه آزمایشی را توضیح خواهم داد. با خیال راحت از این برای پروژه خود استفاده کنید ، شما باید یک پروتکل مناسب برای نیازهای خود ایجاد کنید.

مرحله 2: لیست قطعات

• منبع تغذیه +5 ولت
• سیم برق خانگی انعطاف پذیر با 3 هادی
• پرفرفورد 5x7 سانتی متر
• 2 برابر مقاومت 470Ω
• 1x مقاومت 680Ω
• مقاومت 2 برابر 1 کیلو وات
• 2x دیود (به عنوان مثال 1N4148)
• 2x Optocoupler EL817
• رهبری
• هدر پین زنانه 2 پین
• هدر پین زنانه 3 پین
• هدر پین زن 4 پین
• هدر گرد زنانه 6 پین
• هدر گرد زنانه 4 پین

همچنین به برخی از ابزارها نیاز است: موچین ، برش ، گلی ، آهن لحیم کاری ، فتیله ، پایه.

نحوه لحیم کاری:

از خطرات ایمنی آگاه باشید و از وسایل حفاظتی شخصی استفاده کنید.

مرحله 3: شماتیک

توضیح شماتیک:

به دلیل فضای محدود ، سمت راست شماتیک در دستگاه با دستگاه 2 قرار دارد. سمت چپ شماتیک عمده است و توسط دستگاه 1 اداره می شود. بین سمت چپ و راست هادی داده.

• "OUT" دیجیتال در سمت راست توسط یک دیود محافظت می شود.
• optocoupler "OUT" توسط یک دیود محافظت می شود.
• برای محدود کردن جریان یک مقاومت در مقابل پایه 1 optocouplers "IN" و "OUT" قرار دارد.
• پین 2 اتصال دهنده های نوری به زمین متصل است
• ساطع کننده پین 3 با یک مقاومت زمین شده است
• کلکتور پین 4 با برق تغذیه می شود

برای تجسم انتقال داده ، یک led به خط داده متصل می شود. مقدار مقاومت به led و روشنایی مورد نظر بستگی دارد. هشدار: اگر مقدار مقاومت بسیار کم باشد ، جریان زیاد پین دستگاه 2 را می سوزاند یا اپوکوپلر "IN" به درستی هدایت نمی شود.

جدول را ببینید:

• اگر "OUT1" یا "OUT2" "HIGH" باشد خط داده +5V خواهد بود.
• اگر "OUT1" یا "OUT2" "LOW" باشد خط داده 0 ولت خواهد بود.
• در پین "IN1" یا IN2 "مقدار خط داده را می توان خواند.

در Fritzing چیدمان قطعات روی تخته کف مشخص می شود. دیودها و مقاومتها به صورت عمودی قرار گرفته اند ، خطوط زرد ، نارنجی و قرمز را ببینید. خطوط آبی هادی های زیر صفحه نمایش هستند.

مرحله 4: برنامه نویسی

برای بررسی اینکه مدار کار می کند یا خیر ، می توانید از برنامه های پیوست استفاده کنید.

دستگاه 1 اصلی است و باید آخرین بار تغذیه شود. دنباله خاصی از بیت ها را ارسال می کند. در ابتدا 8 راه اندازی ، 1 توقف و سپس دنباله ای "روشن" و "خاموش".

دستگاه 2 برده است و باید ابتدا تغذیه شود. برنامه شروع به خواندن تاریخ خط می کند. هنگامی که 8 startbits خوانده می شود. برنامه شروع به ضبط بیت ها می کند. هنگامی که 8 بیت ثبت می شود ، برنامه بیت ها را برمی گرداند.

در حین بارگیری داده ها ، بیت های "روشن" و "خاموش" را می توان با چشمک زدن led و leds (pin13) در دستگاه ها کنترل کرد.

هنگامی که لحیم کاری شما خوب است و برنامه ها بارگیری می شوند ، در این صورت شاهد چشمک زدن led ها مانند led در ویدئو خواهید بود.

(برای جلوگیری از کوتاه شدن مدار ، رساناهای فلزی برهنه را می توان با اپوکسی پوشاند)