Hola, Habr, soy un estudiante con especialización en láser en sistemas de información y comunicación y trabajé primero con fibra óptica. Me ofrecieron participar en un proyecto relacionado con la transmisión de datos a través de fibra óptica y emprendí este trabajo con interés.
La fibra se está volviendo cada vez más fuerte en nuestras vidas. Esto es Internet, conectando una variedad de sensores, dispositivos láser. También se utiliza en la iluminación de habitaciones.
Las líneas ópticas tienen varias ventajas: no hay problemas con la conexión a tierra, alta inmunidad al ruido, privacidad (sin radiación electromagnética que pueda ser escuchada), ligereza.
Objetivo: crear un prototipo funcional de una placa con un puerto serie, cuyas señales se transmiten a través de una línea de comunicación de fibra óptica de plástico. Basado en el programador MBFTDI, construido en el chip FT2232H. El conector JTAG del programador tuvo que ser removido y un receptor óptico y un transmisor deberían colocarse en su lugar. Lo cual fue hecho.
A continuación hablaré sobre qué y cómo lo hice.
Al escuchar los términos de referencia, inmediatamente dije que esto no es posible. Puedo decir que en la universidad hablamos más de una vez sobre fibra óptica, pero todo el tiempo se hizo hincapié en la fibra de cuarzo, que ahora se usa en las líneas de comunicación. Para trabajar con él necesitas un equipo costoso. Y fue necesario encontrar una solución económica.
Sin embargo, después de estudiar el
artículo sobre Habré , estaba muy perplejo. Eso es lo que me desconcertó: cuando lo califiqué como "excelente" y casi el 100% asistió a todas las clases (sí, no perdí la oportunidad de elogiarme a mí mismo). No podía asumir que había POF (fibra óptica de plástico). Esta es una fibra de plástico que es perfecta para nuestra tarea.
- Sus dimensiones son de 2,2 mm de diámetro. A modo de comparación: el diámetro de una fibra de sílice estándar es de 125 micras.
- El procesamiento casi no es necesario. Puede cortar la fibra con un cuchillo ordinario y no procesar el final, pero funcionará de todos modos.
- El receptor y el transmisor juntos cuestan un poco más de 1000 rublos, que es menos que un dispositivo para trabajar con fibra de cuarzo.
- El mínimo de absorción está en el espectro visible - 650 nm (color rojo)
Naturalmente, el rendimiento de transferencia es mejor para la fibra de cuarzo, pero POF también es excelente para nosotros. Sus ventajas hacen que nuestro trabajo sea más fácil y más conveniente, y el bajo precio de los componentes generalmente nos hace felices.
Pasemos al proceso de desarrollo en sí.
De principio a fin en 3 pasos
Para trabajar con esta fibra, necesitamos un receptor y un transmisor. La elección recayó en SFH551 (negro) y SFH756 (blanco), respectivamente.
Para comenzar, se montó un modelo de prueba en una placa de circuito impreso, todo funcionaba en un cable de 15-20 cm de largo, pero cuando se conectó toda la bobina (aproximadamente 100 m), la radiación se dispersó en la fibra y no llegó al final. Parece que el LED en el transmisor es demasiado tenue. Habiendo entendido la documentación, quedó claro que el transmisor necesita más corriente. El microcircuito FTDI en la salida no puede dar más de 12 mA, pero se necesitan al menos 50 mA. Este problema se resuelve agregando un transistor al circuito del transmisor.
Habiendo recibido un circuito de aislamiento óptico en funcionamiento, comenzamos a cablear la placa. La base, por supuesto, se tomó el circuito programador MBFTDI. Se siguió trabajando en el programa DipTrace. No encontré una biblioteca para ella con nuestros elementos y los hice yo mismo. Honestamente, usé este programa por primera vez, pero su interfaz fácil de usar me ayudó a acostumbrarme rápidamente. También en DipTrace hay una interesante función de Vista previa en 3D, que muestra el tablero con todos los elementos en 3D. Fue emocionante para mí a su manera, ya que también puede asignar un modelo 3D a su elemento. Y, por supuesto, los hice. El trabajo se realizó en Compass 3D. Los modelos creados se pueden convertir a un formato adecuado para DipTrace - STEP.
Aquí está el modelo que salió al final, al lado del tablero terminado:
Con los dispositivos de trabajo en la mano, la fase de investigación ha comenzado. Primero, verificamos si nuestro prototipo funciona. Sí, todo funcionó perfectamente: a una velocidad de 921600 bits por segundo a una distancia de 100 metros, los datos se transmitieron y recibieron con éxito. Para la recepción y transmisión, se utilizaron los programas PUTTY y TeraTerm.
Ahora ha surgido la pregunta: ¿es posible transmitir información en un solo cable? Y si es posible, ¿cómo?
Por ejemplo, puede construir un esquema con cubos divisores de luz.
Aquí ya estamos pensando en el precio de los cubos, y esta opción desaparece de inmediato. Pues bien, buscaremos otra cosa. Y encontrar! Recordamos los divisores ópticos.
Busqué en Internet, pero por alguna razón nadie los ofreció a la venta (o me veía mal), aunque había
varios artículos sobre este tema.
Bueno, en cualquier caso, la idea es clara para nosotros, puedes probarla tú mismo. Hacemos un bisel en cada cable, aproximadamente a la mitad. Al combinarlos, obtenemos algo así como X: el divisor.
Las muescas se hicieron con un cuchillo de oficina, no vale la pena calcular la división de poder, las pérdidas en el cruce son demasiado altas. Pero como un pequeño experimento, nos conviene, incluso sucedió algo.
También debe recordar que al agregar divisores al circuito, la potencia que llega al receptor disminuye: con los cubos obtenemos el 25%, con los divisores el 50% de la potencia inicial. Esto tampoco es particularmente útil para nosotros.
Breve conclusión
Conocimiento agradable con DipTrace. Una introducción inesperada a POF y trabajar con él. Obteniendo experiencia (en algún lugar sin ella) y solo alegría por el trabajo realizado. Desafortunadamente, la pregunta sigue siendo sobre el uso de un cable para la transmisión en ambas direcciones.
Se puede encontrar una biblioteca de dos elementos AVAGO en
GitHub .
Espero que hayas disfrutado el artículo, si tienes algún consejo, estaré encantado de leerlo.