Optik İzoleli Tek Telli Haberleşme: 4 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Merhaba, bir akvaryum projesi için şunları yapabilecek uzun bir elektrik kablosuna ihtiyacım vardı:

• cihaza güç sağlamak
• iletişime izin ver

Başka

• Akım ve voltajlar düşük
• Tel +/- 3m uzunluğunda
• Yavaş veri aktarımları
• Çift yönlü iletişim, yarı çift yönlü
• Cihazda sınırlı alan
• Galvanik izolasyon

İletişim 2 cihaz arasındadır. Cihaz bir Arduino, Raspberry PI veya dijital pinleri kullanan başka bir cihaz olabilir.

Aşama 1:

DS18B20 gibi bazı sensörler, güç sağlamak ve başka bir cihazla iletişim kurmak için 3 kablo kullanır. Bu projede teller aşağıdaki işlevlere sahiptir:

• +5V
• Zemin
• Veri (0 / +5V)

İnternette biraz araştırdıktan sonra kolayca uygulanabilecek basit bir şey bulamadım. Çoğu kurulum, ihtiyaç duymadığım birçok seçeneğe sahip belirli çiplere ve protokollere dayanmaktadır. Her ne kadar ihtiyaçlarıma uyarlanabilecek bazı güzel örnekler bulmuş olsam da:

• NXP, AN2342, https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23…. şekil 5
• EmSa, https://www.esacademy.com, I2C veri yolumun galvanik ayrıştırmasını yapabilir miyim?
• Yerleşik, https://www.embedded.com/print/4025023, şekil 1

Esnek olmak için bir devre kurmaya, standart/ortak parçalar kullanmaya, basit bir protokol programlamaya karar verdim. Not: Bu proje başka bir projede kullanıldığı için devrenin yapımını ve test programının programlanmasını anlatacağım. Bunu kendi projeniz için kullanmaktan çekinmeyin, ihtiyaçlarınıza uygun bir protokol oluşturmanız gerekir.

2. Adım: Parça listesi

• Güç kaynağı +5V
• 3 iletkenli esnek ev tipi elektrik teli
• Perfoboard 5x7cm
• 2x Direnç 470Ω
• 1x Direnç 680Ω
• 2x Direnç 1kΩ
• 2x Diyot (ör. 1N4148)
• 2x Optokuplör EL817
• Led
• Pin başlığı dişi 2 pin
• Pin başlığı dişi 3 pin
• Pin başlığı dişi 4 pin
• Yuvarlak başlık dişi 6 pin
• Yuvarlak başlık dişi 4 pin

Ayrıca bazı araçlara ihtiyaç vardır: cımbız, kesiciler, mengene, havya, fitil, stand.

Lehim nasıl yapılır:

Güvenlik risklerinin farkında olun ve kişisel koruyucu ekipman kullanın.

Adım 3: Şematik

Şematik açıklaması:

Sınırlı alan nedeniyle, şemanın sağ tarafı cihaz 2'ye sahip makineye yerleştirilmiştir. Şemanın sol tarafı topludur ve cihaz 1 tarafından çalıştırılır. Sol ve sağ taraf arasında veri iletkeni.

• Sağ taraftaki dijital “OUT”, bir diyot ile korunmaktadır.
• Optokuplör “OUT” bir diyot tarafından korunmaktadır.
• Akımı sınırlamak için “IN” ve “OUT” optokuplörlerinin pin 1'inin önünde bir direnç bulunur.
• Optokuplörlerin Pin 2'si toprağa bağlı
• Pin 3 emitörü bir dirençle topraklanmıştır
• Pin 4 toplayıcı güç ile beslenir

Veri aktarımını görselleştirmek için veri hattına bir led bağlanır. Direnç değeri led ve istenilen parlaklığa bağlıdır. Uyarı: Direnç değeri çok düşükse, çok fazla akım cihaz 2'nin pinini yakar veya optokuplör “IN” doğru sürülmez.

Tabloya bakın:

• “OUT1” veya “OUT2” “HIGH” ise Veri hattı +5V olacaktır.
• “OUT1” veya “OUT2” “LOW” ise Veri hattı 0V olacaktır.
• “IN1” veya IN2” pininde Veri hattının değeri okunabilir.

Fritzing'de parçaların perfoboard üzerindeki yerleşimi belirlenir. Diyotlar ve dirençler dikey olarak konumlandırılmıştır, sarı, turuncu ve kırmızı çizgilere bakın. Mavi çizgiler perfoboardun altındaki iletkenlerdir.

Adım 4: Programlama

Devrenin çalışıp çalışmadığını test etmek için ekteki programları kullanabilirsiniz.

Cihaz 1 ana cihazdır ve en son çalıştırılmalıdır. Belirli bir bit dizisi gönderir. İlk 8 startbit, 1 stopbit ve ardından “on” ve “off” dizisi.

Cihaz 2 bağımlıdır ve önce güç verilmelidir. Program veri hattını okumaya başlayacaktır. 8 başlangıç biti okunduğunda. Program bitleri kaydetmeye başlayacaktır. 8 bit kaydedildiğinde program bitleri döndürür.

Veri değiş tokuşu sırasında cihazlar üzerinde yanıp sönen led ve ledler (pin13) ile “on” ve “off” bitleri izlenebilir.

Lehimleme işleminiz tamamlanıp programlar yüklendiğinde videodaki ledlere benzer şekilde ledlerin yanıp söndüğünü göreceksiniz.

(Devrenin kısa devre yapmasını önlemek için çıplak metal iletkenler epoksi ile kaplanabilir)