ოპტიკური იზოლირებული ერთჯერადი მავთულის კომუნიკაცია: 4 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

გამარჯობა, აკვარიუმის პროექტისთვის მჭირდებოდა გრძელი ელექტრული მავთული, რომელსაც შეეძლო:

• ენერგიის მიწოდება მოწყობილობაზე
• კომუნიკაციის დაშვება

სხვა

• დენი და ძაბვები დაბალია
• მავთულის სიგრძე +/- 3 მ
• მონაცემთა ნელი გადაცემა
• ორმხრივი კომუნიკაცია, ნახევრად დუპლექსი
• შეზღუდული სივრცე მოწყობილობაში
• გალვანური იზოლაცია

კომუნიკაცია ხდება 2 მოწყობილობას შორის. მოწყობილობა შეიძლება იყოს Arduino, Raspberry PI ან სხვა მოწყობილობა ციფრული ქინძისთავების გამოყენებით.

Ნაბიჯი 1:

ზოგიერთი სენსორი, DS18B20- ის მსგავსად, იყენებს 3 მავთულს ელექტროენერგიის მიწოდებისა და სხვა მოწყობილობასთან კომუნიკაციისთვის. ამ პროექტში მავთულს აქვს შემდეგი ფუნქციები:

• +5V
• გრუნტი
• მონაცემები (0 / +5V)

ქსელში გარკვეული ძებნის შემდეგ მე ვერ ვიპოვე რაღაც მარტივი, რომლის განხორციელებაც ადვილი იქნებოდა. უმეტესი დაყენება ემყარება გარკვეულ ჩიპებსა და პროტოკოლებს მრავალი ვარიანტით, რომლებიც მე არ მჭირდება. მიუხედავად იმისა, რომ მე ვიპოვე რამდენიმე კარგი მაგალითი, რომელიც შეიძლება მორგებული იყოს ჩემს საჭიროებებზე, როგორიცაა:

• NXP, AN2342, https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23…. ფიგურა 5
• EmSa, https://www.esacademy.com, შემიძლია თუ არა ჩემი I2C ავტობუსის გალვანური დაშლა?
• ჩაშენებული, https://www.embedded.com/print/4025023, ფიგურა 1

მოქნილობისთვის გადავწყვიტე ავაშენო წრე, გამოვიყენო სტანდარტული / საერთო ნაწილები, დავაპროგრამო მარტივი პროტოკოლი. შენიშვნა: რადგან ეს პროექტი გამოიყენება სხვა პროექტში, მე ავხსნი წრის აგებას და სატესტო პროგრამის პროგრამირებას. მოგერიდებათ გამოიყენოთ ეს თქვენი საკუთარი პროექტისათვის, თქვენ უნდა შექმნათ შესაბამისი პროტოკოლი თქვენი საჭიროებისთვის.

ნაბიჯი 2: ნაწილების სია

• კვების წყარო +5V
• მოქნილი საყოფაცხოვრებო ელექტრო მავთული 3 გამტარებით
• პერფობორდი 5x7 სმ
• 2x რეზისტორი 470Ω
• 1x რეზისტორი 680Ω
• 2x რეზისტორი 1kΩ
• 2x დიოდი (მაგ. 1N4148)
• 2x Optocoupler EL817
• ხელმძღვანელობდა
• Pin header ქალი 2 pin
• Pin header ქალი 3 pin
• Pin header ქალი 4 pin
• მრგვალი სათაური ქალი 6 პინი
• მრგვალი სათაური ქალი 4 პინი

ასევე საჭიროა გარკვეული ინსტრუმენტები: პინცეტი, საჭრელი, ვიზა, გასაყიდი რკინა, ფითილი, სადგამი.

როგორ გავაკრათ:

იცოდეთ უსაფრთხოების რისკების შესახებ და გამოიყენეთ პირადი დამცავი მოწყობილობა.

ნაბიჯი 3: სქემატური

სქემატური ახსნა:

შეზღუდული სივრცის გამო, სქემატური მარჯვენა მხარე მოთავსებულია აპარატში მოწყობილობით 2. სქემატური მარცხენა მხარე არის ნაყარი და მუშაობს მოწყობილობით 1. მარცხენა და მარჯვენა მხარეს მონაცემთა გამტარი.

• ციფრული "OUT" მარჯვენა მხარეს დაცულია დიოდურით.
• Optocoupler "OUT" დაცულია დიოდურით.
• დენის შესაზღუდავად, რეზისტორი დგას ოპტოწყვილების "IN" და "OUT" პინ 1 -ის წინ
• ოპტოწყვილების პინ 2 უკავშირდება მიწას
• Pin 3 გამცემი დასაბუთებულია რეზისტორით
• Pin 4 კოლექტორი უზრუნველყოფილია ენერგიით

მონაცემთა გადაცემის ვიზუალიზაციისათვის led უკავშირდება მონაცემთა ხაზს. რეზისტორის მნიშვნელობა დამოკიდებულია led და სასურველ სიკაშკაშეს. გაფრთხილება: თუ რეზისტორის მნიშვნელობა ძალიან დაბალია, ძალიან ბევრი დენი ამოწურავს მოწყობილობას 2 მოწყობილობიდან, ან ოპტიკულატორი „IN“არ იქნება მართული სწორად.

იხილეთ ცხრილი:

• თუ "OUT1" ან "OUT2" არის "HIGH" მონაცემთა ხაზი იქნება +5V.
• თუ "OUT1" ან "OUT2" არის "LOW" მონაცემთა ხაზი იქნება 0V.
• პინ "IN1" ან IN2 "მონაცემთა ხაზის მნიშვნელობის წაკითხვა შესაძლებელია.

ფრიზინგში განისაზღვრება პერფობორდის ნაწილების განლაგება. დიოდები და რეზისტორები განლაგებულია ვერტიკალურად, იხილეთ ყვითელი, ნარინჯისფერი და წითელი ხაზები. ლურჯი ხაზები არის გამტარები პერფობორდის ქვეშ.

ნაბიჯი 4: პროგრამირება

იმის შესამოწმებლად, მუშაობს თუ არა წრე, შეგიძლიათ გამოიყენოთ თანდართული პროგრამები.

მოწყობილობა 1 არის სამაგისტრო და უნდა იკვებებოდეს ბოლო. ის გამოგიგზავნით ბიტების გარკვეულ თანმიმდევრობას. თავიდან 8 სტარტიბი, 1 სტობიტი და შემდეგ თანმიმდევრობა "ჩართული" და "გამორთული".

მოწყობილობა 2 მონაა და ჯერ უნდა იკვებებოდეს. პროგრამა დაიწყებს მონაცემთა ბაზის წაკითხვას. როდესაც იკითხება 8 სტარტიბი. პროგრამა დაიწყებს ბიტების ჩაწერას. როდესაც 8 ბიტი ჩაწერილია პროგრამა დააბრუნებს ბიტებს.

მონაცემთა გადატვირთვის დროს "ჩართული" და "გამორთული" ბიტების მონიტორინგი შესაძლებელია მოწყობილობებზე მოციმციმე led და leds (pin13) საშუალებით.

როდესაც თქვენი შედუღება ნორმალურია და პროგრამები დატვირთულია, მაშინ დაინახავთ led– ის მოციმციმე მსგავს led– ს ვიდეოში.

(მიკროსქემის შეწყვეტის თავიდან ასაცილებლად, შიშველი ლითონის გამტარები შეიძლება დაფარული იყოს ეპოქსიდით)