Komunikasi Wayar Tunggal Terasing Optik: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Halo, untuk projek akuarium, saya memerlukan wayar elektrik panjang yang dapat:

• bekalan kuasa ke peranti
• membenarkan komunikasi

Yang lain

• Arus dan voltan rendah
• Panjang wayar +/- 3m
• Pemindahan data yang perlahan
• Komunikasi dua arah, separuh dupleks
• Ruang terhad dalam peranti
• Pengasingan galvanik

Komunikasi antara 2 peranti. Peranti boleh berupa Arduino, Raspberry PI atau peranti lain menggunakan pin digital.

Langkah 1:

Beberapa sensor, seperti DS18B20, menggunakan 3 wayar untuk membekalkan kuasa dan berkomunikasi dengan peranti lain. Dalam projek ini, kabel mempunyai fungsi berikut:

• + 5V
• Tanah
• Data (0 / + 5V)

Setelah membuat carian di internet, saya tidak dapat mencari sesuatu yang mudah yang dapat dilaksanakan dengan mudah. Sebilangan besar persediaan berdasarkan cip dan protokol tertentu dengan banyak pilihan yang saya tidak perlukan. Walaupun saya menemui beberapa contoh bagus yang dapat disesuaikan dengan keperluan saya seperti:

• NXP, AN2342, https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23…. rajah 5
• EmSa, https://www.esacademy.com, Bolehkah saya melakukan pelucutan galvanik bas I2C saya?
• Dilekatkan, https://www.embedded.com/print/4025023, gambar 1

Untuk fleksibel, saya memutuskan untuk membina litar, menggunakan bahagian standard / umum, memprogramkan protokol mudah. Catatan: Oleh kerana projek ini digunakan dalam projek lain, saya akan menerangkan pembinaan litar dan pengaturcaraan program ujian. Jangan ragu untuk menggunakannya untuk projek anda sendiri, anda perlu membuat protokol yang sesuai untuk keperluan anda.

Langkah 2: Senarai bahagian

• Bekalan kuasa + 5V
• Kawat elektrik isi rumah yang fleksibel dengan 3 konduktor
• Papan tulis 5x7cm
• 2x Perintang 470Ω
• 1x Perintang 680Ω
• 2x Perintang 1kΩ
• 2x Diod (mis. 1N4148)
• 2x Optocoupler EL817
• Diketuai
• Pin header perempuan 2 pin
• Pin kepala perempuan 3 pin
• Pin header perempuan 4 pin
• Header bulat perempuan 6 pin
• Header wanita bulat 4 pin

Juga diperlukan beberapa alat: pinset, pemotong, cat, solder, sumbu, pendirian.

Cara pematerian:

Ketahui risiko keselamatan dan gunakan peralatan pelindung diri.

Langkah 3: Skematik

Penjelasan skema:

Kerana ruang yang terhad, sebelah kanan skematik ditempatkan di mesin dengan peranti 2. Bahagian kiri skema adalah pukal dan dikendalikan oleh peranti 1. Di antara kiri dan kanan konduktor data.

• Digital "OUT" di sebelah kanan dilindungi oleh diod.
• Optocoupler "OUT" dilindungi oleh dioda.
• Untuk mengehadkan arus perintang berada di depan pin 1 optocouplers "IN" dan "OUT"
• Pin 2 optocouplers disambungkan ke tanah
• Pemancar Pin 3 dibumikan dengan perintang
• Pengumpul Pin 4 dibekalkan dengan kuasa

Untuk memvisualisasikan pemindahan data, led disambungkan ke garis data. Nilai perintang bergantung pada led dan kecerahan yang diingini. Amaran: Sekiranya nilai perintang terlalu rendah, arus yang terlalu banyak akan mengeluarkan pin keluar dari peranti 2 atau optocoupler "IN" tidak akan dipacu dengan betul.

Lihat jadual:

• Sekiranya "OUT1" atau "OUT2" adalah "TINGGI" garis Data akan menjadi + 5V.
• Sekiranya "OUT1" atau "OUT2" adalah "RENDAH" garis Data akan menjadi 0V.
• Pada pin "IN1" atau IN2 "nilai baris Data dapat dibaca.

Dalam Fritzing, susun atur bahagian-bahagian pada papan tulis ditentukan. Diod dan perintang diposisikan secara menegak, lihat garis kuning, oren dan merah. Garis biru adalah konduktor di bawah papan wangi.

Langkah 4: Pengaturcaraan

Untuk menguji sama ada litar berfungsi, anda boleh menggunakan program yang dilampirkan.

Peranti 1 adalah induk dan harus dihidupkan terakhir. Ia akan menghantar urutan bit tertentu. Pada permulaan 8 bit, 1 stopbit dan kemudian urutan "on" dan "off".

Peranti 2 adalah hamba dan harus dihidupkan terlebih dahulu. Program akan mula membaca dataline. Apabila 8 permulaan dibaca. Program akan mula merakam bit. Apabila 8 bit direkodkan, program akan mengembalikan bit.

Semasa pertukaran data bit "on" dan "off" dapat dipantau oleh led berkedip dan led (pin13) pada peranti.

Apabila pematerian anda baik dan program dimuatkan, anda akan melihat sekelip mata yang serupa dengan yang dipimpin dalam video.

(Untuk mengelakkan litar pintas, konduktor logam telanjang boleh dilapisi dengan epoksi)