Optiliselt isoleeritud ühe juhtmega side: 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Tere, akvaariumi projekti jaoks oli mul vaja pikka elektrijuhet, mis suudaks:

• toita seadet toitega
• lubada suhtlemist

Muu

• Vool ja pinged on madalad
• Traat on +/- 3 m pikk
• Aeglane andmeedastus
• Kahesuunaline side, pooldupleksne
• Piiratud ruum seadmes
• Galvaaniline isolatsioon

Side toimub kahe seadme vahel. Seade võib olla Arduino, Raspberry PI või muu digitaalseid tihvte kasutav seade.

Samm 1:

Mõned andurid, näiteks DS18B20, kasutavad toiteallikaks ja teise seadmega suhtlemiseks kolme juhtmest. Selles projektis on juhtmetel järgmised funktsioonid:

• +5V
• Maa
• Andmed (0 / +5V)

Pärast mõningast netis otsimist ei leidnud ma midagi lihtsat, mida oleks lihtne rakendada. Enamik seadistusi põhineb teatud kiipidel ja protokollidel, millel on palju võimalusi, mida ma ei vajanud. Kuigi leidsin mõningaid toredaid näiteid, mida saaks minu vajadustele kohandada, näiteks:

• NXP, AN2342, https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23…. joonis 5
• EmSa, https://www.esacademy.com, Kas ma saan oma I2C bussi galvaaniliselt lahti ühendada?
• Embedded, https://www.embedded.com/print/4025023, joonis 1

Paindlikkuse huvides otsustasin ehitada vooluahela, kasutada standardseid / tavalisi osi, programmeerida lihtsa protokolli. Märkus: Kuna seda projekti kasutatakse teises projektis, selgitan vooluringi ülesehitust ja testimisprogrammi programmeerimist. Kasutage seda julgelt oma projekti jaoks, peate looma oma vajadustele sobiva protokolli.

2. samm: osade loend

• Toide +5V
• Paindlik majapidamises kasutatav elektrijuhe 3 juhtmega
• Perforaator 5x7 cm
• 2x takisti 470Ω
• 1x takisti 680Ω
• 2x takisti 1kΩ
• 2x diood (nt 1N4148)
• 2x optoelement EL817
• Led
• Nööpnõela päis emane 2 tihvtiga
• Nööpnõela päis emane 3 tihvtiga
• Nööpnõela päis emane 4 tihvtiga
• Ümmargune heedriga emane 6 tihvtiga
• Ümmargune päis emane 4 tihvtiga

Samuti on vaja mõningaid tööriistu: pintsette, lõikureid, kruustangid, jootekolb, taht, alus.

Jootmine:

Olge teadlik ohutusriskidest ja kasutage isikukaitsevahendeid.

3. samm: skemaatiline

Skeemi selgitus:

Piiratud ruumi tõttu on skeemi parem pool paigutatud masinasse seadmega 2. Skeemi vasak pool on lahtiselt ja seda juhib seade 1. Vasaku ja parema külje vahel on andmejuht.

• Paremal küljel olev digitaalne “OUT” on kaitstud dioodiga.
• Optomoodul “OUT” on kaitstud dioodiga.
• Voolu piiramiseks on takisti optoelementide "IN" ja "OUT" tihvti 1 ees.
• Optronühenduse tihvt 2 on maandusega ühendatud
• Pin 3 emitter on maandatud takistiga
• Tihvti 4 kollektor on toitega varustatud

Andmeedastuse visualiseerimiseks on andmeliiniga ühendatud LED. Takisti väärtus sõltub valgusdioodist ja soovitud heledusest. Hoiatus: kui takisti väärtus on liiga madal, põletab seadme 2 tihvt liiga palju voolu välja või optilist sidurit “IN” ei juhita õigesti.

Vaata tabelit:

• Kui “OUT1” või “OUT2” on “HIGH”, on andmeside +5V.
• Kui “OUT1” või “OUT2” on “LOW”, on andmerea 0V.
• Pistikul “IN1” või IN2”saab lugeda andmerea väärtust.

Fritzingis määratakse kindlaks osade paigutus perfoboardil. Dioodid ja takistid on paigutatud vertikaalselt, vaadake kollast, oranži ja punast joont. Sinised jooned on juhtmed perfoboardi all.

4. samm: programmeerimine

Et kontrollida, kas vooluring töötab, saate kasutada lisatud programme.

Seade 1 on juhtiv ja see peaks olema viimasena sisse lülitatud. See saadab teatud bittide jada. Alguses 8 stardibitti, 1 stopbit ja seejärel jada “sisse” ja “välja”.

Seade 2 on ori ja see tuleks kõigepealt sisse lülitada. Programm hakkab andmejoont lugema. Kui loetakse 8 stardibitti. Programm hakkab bitte salvestama. Kui salvestatakse 8 bitti, tagastab programm bitte.

Andmevahetuse ajal saab sisse- ja väljalülitatud bitte jälgida seadmete vilkuvate LED -ide ja LED -ide (tihvt 13) abil.

Kui teie jootmine on korras ja programmid on laaditud, näete videol LED -idega sarnaste LED -ide vilkumist.

(Et vältida vooluahela lühistamist, võib katmata metalljuhte katta epoksüga.)