Optical Isolated Single Wire Communication: 4 Hakbang (na may Mga Larawan)

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-23 15:13

Kumusta, para sa isang proyekto sa aquarium kailangan ko ng isang mahabang kawad na elektrikal na maaaring:

• supply ng kapangyarihan sa aparato
• payagan ang komunikasyon

Iba pa

• Ang mga kasalukuyang at boltahe ay mababa
• Ang wire ay +/- 3m ang haba
• Mabagal na paglilipat ng data
• Komunikasyon sa bidirectional, kalahating duplex
• Limitadong espasyo sa aparato
• Paghihiwalay ng Galvanic

Ang komunikasyon ay nasa pagitan ng 2 mga aparato. Ang aparato ay maaaring isang Arduino, Raspberry PI o iba pang aparato gamit ang mga digital na pin.

Hakbang 1:

Ang ilang mga sensor, tulad ng DS18B20, ay gumagamit ng 3 wires upang magbigay ng lakas at makipag-usap sa ibang aparato. Sa proyektong ito ang mga wire ay may mga sumusunod na pagpapaandar:

• + 5V
• Lupa
• Data (0 / + 5V)

Matapos ang ilang paghahanap sa net ay hindi ako nakakita ng isang simpleng bagay na madaling maipatupad. Karamihan sa mga pag-setup ay batay sa ilang mga chips at protokol na may maraming mga pagpipilian na hindi ko kailangan. Bagaman nakakita ako ng ilang magagandang halimbawa na maaaring maiakma sa aking mga pangangailangan tulad ng:

• NXP, AN2342, https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23…. pigura 5
• EmSa, https://www.esacademy.com, Maaari ba akong mag-galvanic decoupling ng aking I2C bus?
• Naka-embed, https://www.embedded.com/print/4025023, larawan 1

Upang maging may kakayahang umangkop nagpasya akong bumuo ng isang circuit, gumamit ng pamantayan / karaniwang mga bahagi, programa ng isang simpleng protocol. Tandaan: Dahil ang proyektong ito ay ginagamit sa ibang proyekto ay ipapaliwanag ko ang pagbuo ng circuit at ang programa ng programa ng pagsubok. Huwag mag-atubiling gamitin ito para sa iyong sariling proyekto, kailangan mong lumikha ng isang angkop na protokol para sa iyong mga pangangailangan.

Hakbang 2: Mga Listahan ng Bahagi

• Suplay ng kuryente + 5V
• Nababaluktot na wire ng kuryente sa sambahayan na may 3 conductor
• Perfoboard 5x7cm
• 2x Resistor 470Ω
• 1x Resistor 680Ω
• 2x Resistor 1kΩ
• 2x Diode (hal. 1N4148)
• 2x Optocoupler EL817
• Pinangunahan
• Pin header babae 2 pin
• Pin header babae 3 pin
• Pin header babae 4 pin
• Round header babae 6 pin
• Round header babae 4 pin

Gayundin ang ilang mga tool ay kinakailangan: tweezer, cutter, vise, soldering iron, wick, stand.

Paano maghinang:

Magkaroon ng kamalayan sa mga panganib sa kaligtasan at gumamit ng mga pansariling kagamitan sa pagprotekta.

Hakbang 3: Skematika

Paliwanag ng eskematiko:

Dahil sa limitadong espasyo, ang kanang bahagi ng eskematiko ay nakalagay sa makina na may aparato 2. Ang kaliwang bahagi ng eskematiko ay ang maramihan at pinapatakbo ng aparato 1. Sa pagitan ng kaliwa at kanang bahagi ng conductor ng data.

• Ang digital na "OUT" sa kanang bahagi ay protektado ng isang diode.
• Ang optocoupler na "OUT" ay protektado ng isang diode.
• Upang limitahan ang kasalukuyang isang risistor ay nasa harap ng pin 1 ng mga optocoupler na "IN" at "OUT"
• Ang pin 2 ng mga optocoupler ay konektado sa lupa
• Ang pin 3 emitter ay pinag-grounded ng isang risistor
• Ang Pin 4 na kolektor ay ibinibigay ng lakas

Upang mailarawan ang paglilipat ng data ang isang led ay konektado sa linya ng data. Ang halaga ng risistor ay nakasalalay sa humantong at nais na ningning. Babala: Kung ang halaga ng risistor ay masyadong mababa, ang sobrang kasalukuyang ay masusunog na pin sa labas ng aparato 2 o ang optocoupler na "IN" ay hindi maitutulak nang tama.

Tingnan ang talahanayan:

• Kung ang "OUT1" o "OUT2" ay "TAAS" ang linya ng Data ay magiging + 5V.
• Kung ang "OUT1" o "OUT2" ay "LOW" ang linya ng Data ay 0V.
• Sa pin na "IN1" o IN2 "maaaring mabasa ang halaga ng linya ng Data.

Sa Fritzing ang layout ng mga bahagi sa perfoboard ay natutukoy. Ang mga diode at resistors ay nakaposisyon nang patayo, tingnan ang dilaw, orange at pulang linya. Ang mga asul na linya ay ang mga conductor sa ilalim ng perfoboard.

Hakbang 4: Programming

Upang masubukan kung gumagana ang circuit, maaari mong gamitin ang mga nakalakip na programa.

Ang aparato 1 ay ang panginoon at dapat na pinalakas. Magpadala ito ng isang tiyak na pagkakasunud-sunod ng mga piraso. Sa unang 8 startbits, 1 stopbit at pagkatapos ay isang sunud-sunod na "on" at "off".

Ang aparato 2 ay alipin at dapat munang patakbuhin. Sisimulan ng programa na basahin ang dataline. Kapag nabasa ang 8 startbits. Magsisimula ang programa upang maitala ang mga piraso. Kapag 8 mga piraso ay naitala ang programa ay ibabalik ang mga piraso.

Sa panahon ng dataswap ang mga "on" at "off" na mga piraso ay maaaring subaybayan ng kumikislap na humantong at ang mga leds (pin13) sa mga aparato.

Kapag ok ang iyong paghihinang at na-load ang mga programa, makikita mo ang pagkurap ng mga leds na katulad ng humantong sa video.

(Upang maiwasan ang pag-ikli ng circuit, ang mga hubad na conductor ng metal ay maaaring pinahiran ng epoxy)