Giao tiếp dây đơn cách ly quang học: 4 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Xin chào, đối với một dự án bể cá, tôi cần một dây điện dài có thể:

• cung cấp điện cho thiết bị
• cho phép giao tiếp

Khác

• Hiện tại và điện áp thấp
• Dây dài +/- 3m
• Truyền dữ liệu chậm
• Giao tiếp hai chiều, bán song công
• Dung lượng hạn chế trong thiết bị
• Cách ly điện

Giao tiếp giữa 2 thiết bị. Thiết bị có thể là Arduino, Raspberry PI hoặc thiết bị khác sử dụng chân kỹ thuật số.

Bước 1:

Một số cảm biến, như DS18B20, sử dụng 3 dây để cấp nguồn và giao tiếp với một thiết bị khác. Trong dự án này, dây có các chức năng sau:

• + 5V
• Đất
• Dữ liệu (0 / + 5V)

Sau một số tìm kiếm trên mạng, tôi không thể tìm thấy thứ gì đó đơn giản có thể dễ dàng thực hiện được. Hầu hết các thiết lập đều dựa trên một số chip và giao thức nhất định với nhiều tùy chọn mà tôi không cần. Mặc dù tôi đã tìm thấy một số ví dụ hay có thể được điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu của tôi như:

• NXP, AN2342, https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23…. hình 5
• EmSa, https://www.esacademy.com, Tôi có thể tách galvanic trên xe buýt I2C của mình không?
• Đã nhúng, https://www.embedded.com/print/4025023, hình 1

Để linh hoạt, tôi quyết định xây dựng một mạch, sử dụng các bộ phận tiêu chuẩn / chung, lập trình một giao thức đơn giản. Lưu ý: Bởi vì dự án này được sử dụng trong một dự án khác, tôi sẽ giải thích việc xây dựng mạch và lập trình của chương trình thử nghiệm. Hãy thoải mái sử dụng điều này cho dự án của riêng bạn, bạn cần tạo một giao thức phù hợp cho nhu cầu của mình.

Bước 2: Danh sách bộ phận

• Nguồn điện + 5V
• Dây điện gia dụng linh hoạt với 3 ruột dẫn
• Perfoboard 5x7cm
• Điện trở 2x 470Ω
• 1x Điện trở 680Ω
• 2x Điện trở 1kΩ
• 2x Diode (ví dụ: 1N4148)
• 2x Optocoupler EL817
• Dẫn đến
• Pin tiêu đề nữ 2 pin
• Pin tiêu đề nữ 3 pin
• Đầu ghim cái 4 pin
• Đầu tròn nữ 6 pin
• Đầu tròn nữ 4 pin

Ngoài ra cần có một số dụng cụ: nhíp, dao cắt, vise, mỏ hàn, bấc, chân đế.

Cách hàn:

Nhận thức được các rủi ro về an toàn và sử dụng thiết bị bảo vệ cá nhân.

Bước 3: Sơ đồ

Giải thích về giản đồ:

Do không gian hạn chế, phía bên phải của sơ đồ được đặt trong máy có thiết bị 2. Phía bên trái của sơ đồ là khối lớn và được vận hành bởi thiết bị 1. Giữa bên trái và bên phải là dây dẫn dữ liệu.

• “OUT” kỹ thuật số ở phía bên phải được bảo vệ bởi một diode.
• Optocoupler “OUT” được bảo vệ bởi một diode.
• Để giới hạn dòng điện, một điện trở ở phía trước chân 1 của bộ ghép quang “IN” và “OUT”
• Chân 2 của bộ ghép quang được kết nối với mặt đất
• Bộ phát chân 3 được nối đất với một điện trở
• Bộ thu chân 4 được cung cấp nguồn điện

Để trực quan hóa việc truyền dữ liệu, một đèn led được kết nối với đường dữ liệu. Giá trị điện trở phụ thuộc vào led và độ sáng mong muốn. Cảnh báo: Nếu giá trị điện trở quá thấp, dòng điện quá lớn sẽ làm cháy chân của thiết bị 2 hoặc bộ ghép quang “IN” sẽ không được điều khiển chính xác.

Xem bảng:

• Nếu “OUT1” hoặc “OUT2” là “HIGH”, Đường dữ liệu sẽ là + 5V.
• Nếu “OUT1” hoặc “OUT2” là “LOW”, dòng Dữ liệu sẽ là 0V.
• Tại chân “IN1” hoặc IN2”, giá trị của dòng Dữ liệu có thể được đọc.

Trong Fritzing, bố cục của các bộ phận trên bảng điều khiển được xác định. Các điốt và điện trở được định vị thẳng đứng, nhìn thấy các vạch màu vàng, cam và đỏ. Các đường màu xanh lam là dây dẫn bên dưới bảng điều khiển.

Bước 4: Lập trình

Để kiểm tra xem mạch có hoạt động hay không, bạn có thể sử dụng các chương trình kèm theo.

Thiết bị 1 là thiết bị chính và sẽ được cấp nguồn cuối cùng. Nó sẽ gửi một chuỗi bit nhất định. Ở 8 startbit đầu tiên, 1 stopbit và sau đó là một chuỗi “bật” và “tắt”.

Thiết bị 2 là thiết bị phụ và phải được cấp nguồn đầu tiên. Chương trình sẽ bắt đầu đọc dữ liệu. Khi 8 startbits được đọc. Chương trình sẽ bắt đầu ghi lại các bit. Khi 8 bit được ghi chương trình sẽ trả về các bit.

Trong quá trình hoán đổi dữ liệu, các bit “bật” và “tắt” có thể được giám sát bằng đèn led nhấp nháy và đèn led (pin13) trên thiết bị.

Khi quá trình hàn của bạn đã ổn và các chương trình đã được tải, thì bạn sẽ thấy đèn led nhấp nháy tương tự như đèn led trong video.

(Để tránh ngắn mạch, các dây dẫn kim loại trần có thể được phủ bằng epoxy)