Salut, Habr, je suis étudiant avec une spécialisation en lasers dans les systèmes d'information et de communication et j'ai d'abord travaillé avec la fibre optique. On m'a proposé de participer à un projet lié à la transmission de données via fibre optique et j'ai repris ce travail avec intérêt.
La fibre devient de plus en plus forte dans nos vies. Il s'agit d'Internet, qui connecte une variété de capteurs et d'appareils laser. Il est également utilisé dans l'éclairage des pièces.
Les lignes optiques ont plusieurs avantages: il n'y a pas de problèmes de mise à la terre, une grande immunité au bruit, une intimité (pas de rayonnement électromagnétique pouvant être indiscret), une légèreté.
Objectif: créer un prototype fonctionnel d'une carte avec un port série, dont les signaux sont transmis via une ligne de communication en fibre optique plastique. Basé sur le programmeur MBFTDI, construit sur la puce FT2232H. Le connecteur JTAG du programmateur a dû être retiré et un récepteur optique et un émetteur doivent être mis à sa place. Ce qui a été fait.
Ensuite, je vais parler de quoi et comment j'ai fait
En entendant le mandat, j'ai immédiatement dit que ce n'était pas possible. Je peux dire qu'à l'université, nous avons parlé plus d'une fois de la fibre optique, mais tout le temps, l'accent était mis sur la fibre de quartz, qui est maintenant utilisée dans les lignes de communication. Pour travailler avec, vous avez besoin d'un équipement coûteux. Et il fallait trouver une solution peu coûteuse.
Cependant, après avoir étudié l'
article sur Habré , j'étais très perplexe. C’est ce qui m’a laissé perplexe: lorsque j’ai jugé qu’il était «excellent» et que presque 100% des élèves ont suivi tous les cours (oui, je n’ai pas raté l’occasion de me féliciter), je ne pouvais pas supposer qu’il y avait POF (Plastic Optical Fiber). Il s'agit d'une fibre plastique qui convient parfaitement à notre tâche.
- Ses dimensions sont de 2,2 mm de diamètre. A titre de comparaison: le diamètre d'une fibre de silice standard est de 125 microns.
- Le traitement n'est presque pas nécessaire. Vous pouvez couper la fibre avec un couteau ordinaire et ne pas traiter la fin, mais cela fonctionnera de toute façon.
- Le récepteur et l'émetteur coûtent ensemble un peu plus de 1000 roubles, ce qui est moins qu'un appareil pour travailler avec de la fibre de quartz.
- Le minimum d'absorption est dans le spectre visible - 650 nm (couleur rouge)
Naturellement, les performances de transfert sont meilleures pour la fibre de quartz, mais POF est également excellent pour nous. Ses avantages rendent notre travail plus facile et plus pratique, et le faible prix des composants nous rend généralement heureux.
Passons au processus de développement lui-même.
Du début à la fin en 3 étapes
Pour travailler avec cette fibre, nous avons besoin d'un récepteur et d'un émetteur. Le choix s'est porté sur SFH551 (noir) et SFH756 (blanc), respectivement.
Pour commencer, un modèle d'essai a été assemblé sur une carte de circuit imprimé, tout fonctionnait sur un câble de 15 à 20 cm de long, mais lorsque la bobine entière était connectée (environ 100 m), le rayonnement diffusé dans la fibre et n'atteignait pas la fin. Il semble que la LED de l'émetteur soit trop faible. Après avoir compris la documentation, il est devenu clair que l'émetteur a besoin de plus de courant. Le microcircuit FTDI en sortie ne peut pas donner plus de 12mA, mais au moins 50mA est nécessaire. Ce problème est résolu en ajoutant un transistor au circuit émetteur.
Ayant reçu un circuit d'isolation optique fonctionnel, nous avons commencé à câbler la carte. La base, bien sûr, a été prise le circuit de programmation MBFTDI. D'autres travaux ont été effectués dans le cadre du programme DipTrace. Je n'ai pas trouvé de bibliothèque pour elle avec nos éléments et les ai faits moi-même. Honnêtement, j'ai utilisé ce programme pour la première fois, mais son interface conviviale m'a aidé à m'y habituer rapidement. Dans DipTrace, il existe également une fonction d'aperçu 3D intéressante, qui montre la carte avec tous les éléments en 3D. C'était excitant pour moi à sa manière, car vous pouvez également attribuer un modèle 3D à votre élément. Et, bien sûr, je les ai faites. Le travail a été réalisé dans Compass 3D. Les modèles créés peuvent être convertis dans un format adapté à DipTrace - STEP.
Voici quel modèle est sorti à la fin, à côté de la planche finie:
Avec les dispositifs de travail en main, la phase de recherche a commencé. Tout d'abord, nous avons vérifié si notre prototype fonctionne. Oui, tout fonctionnait parfaitement: à une vitesse de 921600 bits par seconde à une distance de 100 mètres, les données ont été transmises et reçues avec succès. Pour la réception et la transmission, les programmes PUTTY et TeraTerm ont été utilisés.
Maintenant, la question s'est posée - est-il possible de transmettre des informations sur un seul câble? Et si possible, alors comment?
Par exemple, vous pouvez créer un schéma avec des cubes divisant la lumière.
Ici, nous pensons déjà au prix des cubes, et cette option disparaît immédiatement. Eh bien, nous chercherons autre chose. Et trouvez! Nous nous sommes souvenus des séparateurs optiques.
J'ai regardé sur Internet, mais pour une raison quelconque, personne ne les a proposés à la vente (ou je cherchais mal), bien qu'il y ait eu
plusieurs articles sur ce sujet.
Eh bien, en tout cas, l'idée est claire pour nous, vous pouvez l'essayer vous-même. Nous faisons un biseau sur chaque câble, approximativement au milieu. En les combinant, nous obtenons quelque chose comme X - le diviseur.
Les encoches ont été faites avec un couteau de bureau, aucun calcul de division de puissance ne vaut la peine d'être fait, les pertes à la jonction sont trop importantes. Mais comme une petite expérience - cela nous convient, même quelque chose s'est produit.
Vous devez également vous rappeler que lors de l'ajout de diviseurs au circuit, la puissance qui atteint le récepteur diminue: avec les cubes, nous obtenons 25%, avec les diviseurs 50% de la puissance initiale. Ce n'est pas non plus particulièrement à portée de main pour nous.
Conclusion courte
Bonne connaissance de DipTrace. Une introduction inattendue à POF et à travailler avec elle. Acquérir de l'expérience (quelque part sans cela) et juste de la joie pour le travail accompli. Malheureusement, la question demeure d'utiliser un seul câble pour la transmission dans les deux sens.
Une bibliothèque de deux éléments AVAGO peut être trouvée sur
GitHub .
J'espère que vous avez apprécié l'article, si vous avez des conseils, je serai heureux de les lire.