Komunikasi Kabel Tunggal Terisolasi Optik: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Halo, untuk proyek akuarium saya membutuhkan kabel listrik panjang yang dapat:

• suplai daya ke perangkat
• izinkan komunikasi

Lainnya

• Arus dan tegangan rendah
• Panjang kawat +/- 3m
• Transfer data lambat
• Komunikasi dua arah, setengah dupleks
• Ruang terbatas di perangkat
• Isolasi galvanik

Komunikasi adalah antara 2 perangkat. Perangkat tersebut dapat berupa Arduino, Raspberry PI atau perangkat lain yang menggunakan pin digital.

Langkah 1:

Beberapa sensor, seperti DS18B20, menggunakan 3 kabel untuk memasok daya dan berkomunikasi dengan perangkat lain. Dalam proyek ini kabel memiliki fungsi sebagai berikut:

• +5V
• Tanah
• Data (0 / +5V)

Setelah beberapa pencarian di internet, saya tidak dapat menemukan sesuatu yang sederhana yang dapat dengan mudah diimplementasikan. Sebagian besar pengaturan didasarkan pada chip dan protokol tertentu dengan banyak opsi yang tidak saya perlukan. Meskipun saya menemukan beberapa contoh bagus yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan saya seperti:

• NXP, AN2342, https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23…. angka 5
• EmSa, https://www.esacademy.com, Dapatkah saya melakukan decoupling galvanik pada bus I2C saya?
• Tertanam, https://www.embedded.com/print/4025023, gambar 1

Agar fleksibel saya memutuskan untuk membangun sirkuit, menggunakan bagian standar / umum, memprogram protokol sederhana. Catatan: Karena proyek ini digunakan dalam proyek lain, saya akan menjelaskan pembuatan sirkuit dan pemrograman program pengujian. Jangan ragu untuk menggunakan ini untuk proyek Anda sendiri, Anda perlu membuat protokol yang sesuai untuk kebutuhan Anda.

Langkah 2: Daftar Bagian

• Catu daya + 5V
• Kabel listrik rumah tangga fleksibel dengan 3 konduktor
• Papan berlubang 5x7cm
• 2x Resistor 470Ω
• 1x Resistor 680Ω
• 2x Resistor 1kΩ
• 2x Dioda (misalnya 1N4148)
• 2x Optocoupler EL817
• LED
• Pin header perempuan 2 pin
• Pin header perempuan 3 pin
• Pin header perempuan 4 pin
• sundulan bulat perempuan 6 pin
• sundulan bulat perempuan 4 pin

Juga beberapa alat yang dibutuhkan: pinset, pemotong, catok, besi solder, sumbu, dudukan.

Cara menyolder:

Waspadai risiko keselamatan dan gunakan alat pelindung diri.

Langkah 3: Skema

Penjelasan skema:

Karena ruang yang terbatas, sisi kanan skema ditempatkan di mesin dengan perangkat 2. Sisi kiri skema adalah massal dan dioperasikan oleh perangkat 1. Di antara sisi kiri dan kanan konduktor data.

• Digital "OUT" di sisi kanan dilindungi oleh dioda.
• Optocoupler "OUT" dilindungi oleh dioda.
• Untuk membatasi arus sebuah resistor berada di depan pin 1 optocoupler “IN” dan “OUT”
• Pin 2 optocoupler terhubung ke ground
• Pin 3 emitor dibumikan dengan resistor
• Kolektor pin 4 disuplai dengan daya

Untuk memvisualisasikan transfer data, sebuah led dihubungkan ke jalur data. Nilai resistor tergantung pada led dan kecerahan yang diinginkan. Peringatan: Jika nilai resistor terlalu rendah, terlalu banyak arus akan menyebabkan pin keluar dari perangkat 2 atau optocoupler "IN" tidak akan digerakkan dengan benar.

Lihat tabel:

• Jika "OUT1" atau "OUT2" adalah "TINGGI", jalur Data akan menjadi +5V.
• Jika "OUT1" atau "OUT2" adalah "LOW" jalur Data akan menjadi 0V.
• Pada pin “IN1” atau IN2 nilai jalur Data dapat terbaca.

Dalam Fritzing tata letak bagian-bagian pada perfoboard ditentukan. Dioda dan resistor diposisikan secara vertikal, lihat garis kuning, oranye dan merah. Garis biru adalah konduktor di bawah perfoboard.

Langkah 4: Pemrograman

Untuk menguji apakah sirkuit berfungsi, Anda dapat menggunakan program terlampir.

Perangkat 1 adalah master dan harus diberi daya terakhir. Ini akan mengirim urutan bit tertentu. Pada 8 startbit pertama, 1 stopbit dan kemudian urutan "on" dan "off".

Perangkat 2 adalah budak dan harus diaktifkan terlebih dahulu. Program akan mulai membaca dataline. Ketika 8 bit awal dibaca. Program akan mulai merekam bit. Ketika 8 bit direkam, program akan mengembalikan bit.

Selama pertukaran data, bit “on” dan “off” dapat dipantau oleh led yang berkedip dan led (pin13) pada perangkat.

Ketika penyolderan Anda baik-baik saja dan program dimuat, maka Anda akan melihat kedipan led yang mirip dengan led dalam video.

(Untuk menghindari korsleting sirkuit, konduktor logam telanjang dapat dilapisi dengan epoksi)