Olá, Habr, sou um estudante com especialização em lasers em sistemas de informação e comunicação e trabalhei primeiro com fibra óptica. Me ofereceram a participação em um projeto relacionado à transmissão de dados via fibra óptica e iniciei este trabalho com interesse.
A fibra está se tornando cada vez mais forte em nossas vidas. Esta é a Internet, conectando uma variedade de sensores, dispositivos a laser. Também é usado na iluminação de salas.
As linhas ópticas têm várias vantagens: não há problemas com aterramento, alta imunidade a ruídos, privacidade (nenhuma radiação eletromagnética que pode ser ouvida), leveza.
Objetivo: criar um protótipo funcional de uma placa com uma porta serial, cujos sinais são transmitidos por uma linha de comunicação de fibra óptica de plástico. Baseado no programador MBFTDI, construído no chip FT2232H. O conector JTAG do programador teve que ser removido e um receptor óptico e transmissor devem ser colocados em seu lugar. O que foi feito.
A seguir, falarei sobre o que e como eu fiz
Ouvindo os termos de referência, eu disse imediatamente que isso não é possível. Posso dizer que na universidade conversamos mais de uma vez sobre fibra óptica, mas o tempo todo a ênfase era colocada na fibra de quartzo, que agora é usada nas linhas de comunicação. Para trabalhar com ele, você precisa de equipamentos caros. E era necessário encontrar uma solução barata.
No entanto, depois de estudar o
artigo sobre Habré , fiquei muito intrigado. Foi isso que me intrigou: quando o classifiquei como "excelente" e quase 100% assistiu a todas as aulas (sim, não perdi a chance de me elogiar), não podia assumir que havia POF (fibra óptica plástica). Esta é uma fibra plástica ideal para a nossa tarefa.
- Suas dimensões são 2,2 mm de diâmetro. Para comparação: o diâmetro de uma fibra de sílica padrão é de 125 microns.
- O processamento quase não é necessário. Você pode cortar a fibra com uma faca comum e não processar o final, mas funcionará de qualquer maneira.
- O receptor e o transmissor juntos custam pouco mais de 1000 rublos, o que é menos que um dispositivo para trabalhar com fibra de quartzo.
- O mínimo de absorção está no espectro visível - 650 nm (cor vermelha)
Naturalmente, o desempenho da transferência é melhor para a fibra de quartzo, mas o POF também é ótimo para nós. Suas vantagens tornam nosso trabalho mais fácil e conveniente, e o baixo preço dos componentes geralmente nos deixa felizes.
Vamos seguir para o próprio processo de desenvolvimento.
Do início ao fim em 3 etapas
Para trabalhar com essa fibra, precisamos de um receptor e um transmissor. A escolha recaiu sobre o SFH551 (preto) e SFH756 (branco), respectivamente.
Para começar, um modelo de teste foi montado em uma placa de circuito impresso, tudo funcionou em um cabo de 15 a 20 cm de comprimento, mas quando toda a bobina foi conectada (cerca de 100 m), a radiação se espalhou na fibra e não chegou ao fim. Parece que o LED no transmissor está muito escuro. Tendo compreendido a documentação, ficou claro que o transmissor precisa de mais corrente. O microcircuito FTDI na saída não pode dar mais do que 12mA, mas são necessários pelo menos 50mA. Esse problema é resolvido adicionando um transistor ao circuito do transmissor.
Tendo recebido um circuito de isolamento óptico em funcionamento, começamos a conectar a placa. A base, é claro, foi tomada no circuito do programador do MBFTDI. Mais trabalho foi realizado no programa DipTrace. Não encontrei uma biblioteca para ela com nossos elementos e os fiz eu mesmo. Honestamente, usei esse programa pela primeira vez, mas sua interface amigável me ajudou a me acostumar rapidamente. Também no DipTrace há uma interessante função de visualização em 3D, que mostra o quadro com todos os elementos em 3D. Foi emocionante para mim à sua maneira, já que você também pode atribuir um modelo 3D ao seu elemento. E, claro, eu os fiz. O trabalho foi realizado no Compass 3D. Os modelos criados podem ser convertidos para um formato adequado para o DipTrace - STEP.
Aqui está o modelo que foi lançado no final, próximo ao painel pronto:
Com os dispositivos de trabalho em mãos, a fase de pesquisa começou. Primeiro, verificamos se nosso protótipo funciona. Sim, tudo funcionou perfeitamente: a uma velocidade de 921600 bits por segundo a uma distância de 100 metros, os dados foram transmitidos e recebidos com sucesso. Para recepção e transmissão, foram utilizados os programas PUTTY e TeraTerm.
Agora, a questão surgiu - é possível transmitir informações em um único cabo? E se possível, então como?
Por exemplo, você pode criar um esquema com cubos de divisão de luz.
Aqui já estamos pensando no preço dos cubos, e essa opção desaparece imediatamente. Bem, então, procuraremos outra coisa. E encontre! Lembramos dos divisores ópticos.
Eu procurei na Internet, mas por algum motivo ninguém os ofereceu para venda (ou eu estava mal), embora houvesse
vários artigos sobre esse assunto.
Bem, em qualquer caso, a ideia é clara para nós, você pode tentar por si mesmo. Fazemos um chanfro em cada cabo, aproximadamente para o meio. Ao combiná-los, obtemos algo como X - o divisor.
Os entalhes foram feitos com uma faca de escritório, não vale a pena fazer nenhum cálculo da divisão de potência, as perdas no cruzamento são muito altas. Mas, como um pequeno experimento - nos convém, até algo aconteceu.
Você também precisa se lembrar de que, ao adicionar divisores ao circuito, a potência que chega ao receptor diminui: com cubos, obtemos 25%, com divisores, 50% da potência inicial. Isso também não é particularmente importante para nós.
Breve conclusão
Conhecimento agradável com DipTrace. Uma introdução inesperada à POF e trabalhar com ela. Obter experiência (em algum lugar sem ela) e apenas alegria pelo trabalho realizado. Infelizmente, permanece a pergunta sobre o uso de um cabo para transmissão nas duas direções.
Uma biblioteca de dois elementos AVAGO pode ser encontrada no
GitHub .
Espero que tenham gostado do artigo, se você tiver alguma dica, ficarei feliz em lê-las.