اتصال سلك مفرد معزول بصريًا: 4 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

مرحبًا ، بالنسبة لمشروع حوض السمك ، كنت بحاجة إلى سلك كهربائي طويل يمكنه:

• إمداد الطاقة للجهاز
• السماح بالاتصال

آخر

• التيار والفولتية منخفضة
• طول السلك +/- 3 م
• بطء نقل البيانات
• اتصال ثنائي الاتجاه ، نصف مزدوج
• مساحة محدودة في الجهاز
• العزلة كلفاني

الاتصال بين جهازين. يمكن أن يكون الجهاز عبارة عن Arduino أو Raspberry PI أو أي جهاز آخر يستخدم المسامير الرقمية.

الخطوة 1:

تستخدم بعض المستشعرات ، مثل DS18B20 ، 3 أسلاك لتزويد الطاقة والتواصل مع جهاز آخر. في هذا المشروع ، تقوم الأسلاك بالوظائف التالية:

• + 5 فولت
• أرضي
• البيانات (0 / + 5V)

بعد بعض البحث على الشبكة ، لم أجد شيئًا بسيطًا يمكن تنفيذه بسهولة. تعتمد معظم الإعدادات على شرائح وبروتوكولات معينة مع الكثير من الخيارات التي لم أكن بحاجة إليها. على الرغم من أنني وجدت بعض الأمثلة الجيدة التي يمكن تكييفها مع احتياجاتي مثل:

• NXP، AN2342، https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23 …. الشكل 5
• EmSa ، https://www.esacademy.com ، هل يمكنني القيام بفصل كلفاني لحافلة I2C الخاصة بي؟
• مضمن ، https://www.embedded.com/print/4025023 ، الشكل 1

لكي تكون مرنًا ، قررت إنشاء دائرة ، واستخدام الأجزاء القياسية / المشتركة ، وبرمجة بروتوكول بسيط. ملاحظة: نظرًا لاستخدام هذا المشروع في مشروع آخر ، سأشرح بناء الدائرة وبرمجة برنامج الاختبار. لا تتردد في استخدام هذا لمشروعك الخاص ، فأنت بحاجة إلى إنشاء بروتوكول مناسب لاحتياجاتك.

الخطوة 2: قائمة الأجزاء

• امدادات الطاقة + 5V
• سلك كهربائي منزلي مرن بثلاث موصلات
• بيرفوبورد 5x7 سم
• 2x المقاوم 470Ω
• 1x المقاوم 680Ω
• 2x المقاوم 1kΩ
• 2x ديود (على سبيل المثال 1N4148)
• 2x Optocoupler EL817
• قاد
• رأس دبوس أنثى 2 دبوس
• رأس دبوس أنثى 3 دبوس
• رأس دبوس أنثى 4 دبوس
• رأس دائري أنثى 6 دبوس
• رأس دائري أنثى 4 دبوس

هناك حاجة أيضًا إلى بعض الأدوات: ملاقط ، قواطع ، ملزمة ، مكواة لحام ، فتيل ، حامل.

كيفية اللحام:

كن على دراية بمخاطر السلامة واستخدم معدات الحماية الشخصية.

الخطوة 3: التخطيطي

شرح التخطيطي:

بسبب المساحة المحدودة ، يتم وضع الجانب الأيمن من المخطط في الجهاز مع الجهاز 2. الجانب الأيسر من التخطيطي هو الجزء الأكبر ويتم تشغيله بواسطة الجهاز 1. بين الجانب الأيسر والأيمن موصل البيانات.

• يتم حماية "OUT" الرقمي الموجود على الجانب الأيمن بواسطة الصمام الثنائي.
• جهاز optocoupler "OUT" محمي بواسطة الصمام الثنائي.
• للحد من التيار ، يوجد المقاوم أمام الدبوس 1 في optocouplers "IN" و "OUT"
• دبوس 2 من optocouplers متصل بالأرض
• تم تأريض باعث الدبوس 3 بمقاوم
• يتم تزويد مجمع Pin 4 بالطاقة

لتصور نقل البيانات ، يتم توصيل الصمام بخط البيانات. قيمة المقاوم تعتمد على الصمام والسطوع المطلوب. تحذير: إذا كانت قيمة المقاوم منخفضة للغاية ، فإن الكثير من التيار سوف يحرق دبوس الجهاز 2 أو لن يتم تشغيل optocoupler "IN" بشكل صحيح.

انظر الجدول:

• إذا كان "OUT1" أو "OUT2" هو "HIGH" ، فسيكون خط البيانات + 5V.
• إذا كان “OUT1” أو “OUT2” هو “LOW” ، فسيكون خط البيانات 0V.
• يمكن قراءة قيمة خط البيانات عند الطرف "IN1" أو IN2.

في فريتزينج ، يتم تحديد تخطيط الأجزاء الموجودة على لوح بيرفوبورد. يتم وضع الثنائيات والمقاومات عموديًا ، انظر الخطوط الصفراء والبرتقالية والحمراء. الخطوط الزرقاء هي الموصلات الموجودة أسفل لوح بيرفوبورد.

الخطوة 4: البرمجة

لاختبار ما إذا كانت الدائرة تعمل ، يمكنك استخدام البرامج المرفقة.

الجهاز 1 هو الجهاز الرئيسي ويجب أن يتم تشغيله أخيرًا. سوف ترسل سلسلة معينة من البتات. في أول 8 بتات بدء ، بت توقف واحد ثم تسلسل "تشغيل" و "إيقاف".

الجهاز 2 هو التابع ويجب تشغيله أولاً. سيبدأ البرنامج في قراءة البيانات. عندما يتم قراءة 8 بت البدء. سيبدأ البرنامج في تسجيل البتات. عندما يتم تسجيل 8 بتات ، سيعيد البرنامج البتات.

أثناء تبديل البيانات ، يمكن مراقبة بتات "التشغيل" و "الإيقاف" بواسطة المصباح الوامض والمصابيح (pin13) على الأجهزة.

عندما يكون اللحام على ما يرام ويتم تحميل البرامج ، سترى وميض المصابيح التي تشبه الصمام في الفيديو.

(لتجنب قصر الدائرة ، يمكن طلاء الموصلات المعدنية العارية بالإيبوكسي)