תקשורת חד -חוטית בודדת אופטית: 4 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

שלום, לפרויקט אקווריום הייתי צריך חוט חשמלי ארוך שיכול:

• לספק כוח למכשיר
• לאפשר תקשורת

אַחֵר

• הזרם והמתחים נמוכים
• אורך החוט +/- 3 מ '
• העברת נתונים איטית
• תקשורת דו כיוונית, חצי דופלקס
• מקום מוגבל במכשיר
• בידוד גלווני

התקשורת היא בין 2 מכשירים. המכשיר יכול להיות Arduino, Raspberry PI או מכשיר אחר באמצעות הפינים הדיגיטליים.

שלב 1:

חלק מהחיישנים, כמו ה- DS18B20, משתמשים ב -3 חוטים לאספקת חשמל ולתקשר עם מכשיר אחר. בפרויקט זה החוטים כוללים את הפונקציות הבאות:

• +5V
• קרקע, אדמה
• נתונים (0 / +5V)

לאחר חיפושים ברשת לא הצלחתי למצוא משהו פשוט שניתן ליישם בקלות. רוב ההגדרות מבוססות על שבבים ופרוטוקולים מסוימים עם הרבה אפשרויות שלא הייתי צריך. למרות שמצאתי כמה דוגמאות נחמדות שניתן להתאים לצרכים שלי כמו:

• NXP, AN2342, https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23…. איור 5
• EmSa, https://www.esacademy.com, האם אוכל לבצע ניתוק גלווני של האוטובוס I2C שלי?
• מוטבע, https://www.embedded.com/print/4025023, איור 1

כדי להיות גמיש החלטתי לבנות מעגל, להשתמש בחלקים סטנדרטיים / משותפים, לתכנת פרוטוקול פשוט. הערה: מכיוון שפרויקט זה משמש בפרויקט אחר אסביר את בניית המעגל ואת התכנות של תוכנית הבדיקה. אל תהסס להשתמש בזה לפרויקט שלך, עליך ליצור פרוטוקול מתאים לצרכיך.

שלב 2: רשימת חלקים

• ספק כוח +5V
• חוט חשמלי ביתי גמיש עם 3 מוליכים
• Perfoboard 5x7cm
• 2x נגד 470Ω
• 1x נגד 680Ω
• 2x נגד 1kΩ
• דיודה 2x (למשל 1N4148)
• 2x Optocoupler EL817
• לד
• כותרת סיכה נקבה 2 פינים
• כותרת סיכה נקבה 3 פינים
• כותרת סיכה נקבה 4 פינים
• כותרת עגולה נקבה 6 פינים
• כותרת עגולה נקבה 4 פינים

כמו כן יש צורך בכמה כלים: פינצטה, חותכים, מברשת, מלחם, פתילה, מעמד.

כיצד להלחם:

היו מודעים לסיכוני הבטיחות והשתמשו בציוד מגן אישי.

שלב 3: סכמטי

הסבר הסכימטי:

בגלל המרחב המוגבל, הצד הימני של הסכימה שוכן במכונה עם מכשיר 2. הצד השמאלי של הסכימה הוא בתפזורת ומופעל על ידי מכשיר 1. בין הצד השמאלי לימין מוליך הנתונים.

• "OUT" הדיגיטלי בצד ימין מוגן על ידי דיודה.
• מצמד האופטי "OUT" מוגן על ידי דיודה.
• כדי להגביל את הזרם הנגד נמצא מול סיכה 1 של מצמדי האופטי "IN" ו- "OUT"
• סיכה 2 של מצמדים אופטיים מחוברת לקרקע
• פולט פין 3 מקורקע עם נגד
• אספן פין 4 מסופק בחשמל

כדי להמחיש העברת נתונים לד חיבור לקו הנתונים. ערך הנגד תלוי במנורה ובהירות הרצויה. אזהרה: אם ערך הנגד נמוך מדי, יותר מדי זרם יישרף מהסיכה מהמכשיר 2 או שהמצמד האופטי "IN" לא יונע כראוי.

רואה שולחן:

• אם "OUT1" או "OUT2" הוא "HIGH" שורת הנתונים תהיה +5V.
• אם "OUT1" או "OUT2" הוא "נמוך" שורת הנתונים תהיה 0V.
• בסיכה "IN1" או IN2 "ניתן לקרוא את ערך שורת הנתונים.

ב- Fritzing פריסת החלקים בלוח הבסיס נקבעת. הדיודות והנגדים ממוקמים אנכית, ראו את הקווים הצהובים, הכתומים והאדומים. הקווים הכחולים הם המוליכים מתחת לפרבורדבורד.

שלב 4: תכנות

כדי לבדוק אם המעגל פועל, תוכל להשתמש בתוכניות המצורפות.

התקן 1 הוא המאסטר וצריך להפעיל אותו לאחרונה. הוא ישלח רצף מסוים של סיביות. בהתחלה 8 startbits, 1 stopbit ולאחר מכן רצף "on" ו- "off".

מכשיר 2 הוא העבד וצריך להפעיל אותו תחילה. התוכנית תתחיל לקרוא את הנתונים. כאשר קוראים 8 startbits. התוכנית תתחיל להקליט את הביטים. כאשר נרשמים 8 סיביות התוכנית תחזיר את הביטים.

במהלך החלפת הנתונים ניתן לעקוב אחר הסיביות "on" ו- "off" על ידי הנורית המהבהבת והנורות (pin13) בהתקנים.

כאשר ההלחמה שלך תקינה והתוכניות נטענות, תראה מהבהב של הנורות בדומה ללד בסרטון.

(כדי להימנע מקצר המעגל, ניתן לצפות את מוליכי המתכת החשופים באפוקסי)