Arduino dijital pin ve IC arasında ne kadar süre var?

Mevcut projem, bir LED ekranı kontrol etmek için 74HC595 vardiya kayıtlarının kullanılmasını içeriyor, ancak ekran Arduino kartından 5 metreye kadar uzakta olabilir. Plan, Arduino içeren bir kutu ile ekranlı bir muhafaza arasında bazı DB9 / RS232 kabloları kullanmaktır. Dijital sinyalin dijital çıkış pimlerinden kaydırma yazmacına bozulmadan geçmesi için uzunluk çok uzun olur mu?

74HC595, CMOS teknolojisidir, bu nedenle onu sürmek için akım yolunda neredeyse hiçbir şey almamalıdır, bu nedenle IR düşüşü endişe olmaz.

Aşağıdaki sinyallerin frekansını 100kHz dediğiniz sürece, iletim hattı etkileri hakkında endişelenmenize gerek yoktur. LED'lerin insan gözü olması için tasarladığınız gözlemciyi varsayarsak, yine de yüksek hızlar için endişelenmeniz gerekmez. Örneğin, 7 segmentte 8 basamak ve her biri ondalık basamak 64 LED öğesidir ve yalnızca 9600 bps'de ekranı 7 msn'nin hemen altında güncelleyebilirsiniz.

Endişeleneceğim tek şey, Arduino'dan gelen dijital yüksek çıkış seviyesinin vardiya kaydınızda yüksek giriş olarak kaydedilip kaydedilmeyeceğidir. Vardiya kaydı 5V'luk bir kaynaktan (ve 6 gibi garip bir şeyden) çalıştığı sürece, orada da iyi olmalısınız. (ve bu bir sorun olacaksa, sadece 10 cm'lik bir tel üzerinde kendini gösterecekti, bu yüzden kontrol edilmesi kolay)

Kısa cevap: Arduino'dan kabloya 74HC595'lere sorunsuzca gidebileceğiniz çok yüksek olasılık.

Benim hissim, bu uzunlukta iyi olmalısın. En iyi bahisiniz denemek ve işe yarayıp yaramadığını görmek olabilir.

Çalışmazsa, yardımcı olmak için yapabileceğiniz birkaç şey vardır: - blendajlı, bükümlü çift kablo kullanın veya kabloları birlikte bükün. - Sonuna küçük bir kapak (0.01 uF veya yaklaşık) yerleştirin. Bu, gürültünün bir kısmının iptal edilmesine yardımcı olmalıdır (çok büyük bir kapasitör kullanmak işe yaramaz, bu durumda daha büyük daha iyi değildir). - Açılır pencereleriniz için normalde olduğundan biraz daha düşük değerli dirençler kullanın. - Düşük empedanslı kablo kullanın.

Bir veri noktası olarak, bir Arduino, 50 '(belki daha fazla?) İçin korumasız kablo üzerinden 9600 seri çalıştırabilir.

Doğru bir şekilde çalışmasını sağlamak için yine de kapsamalısınız, ancak burada iletim hattı etkilerini belirlemek için dikkate almanız gereken düşünce süreci / matematik.

• Kenar yükselme ve düşme süresi, bazılarının burada yayınladıklarının aksine, iletim hattı etkilerini ne zaman dikkate almanız gerektiğini belirlerken sinyalin frekansı hiç önemli değildir. Yüksek frekanslı sinyallerin daha hızlı yükselme / düşme sürelerine sahip olduğu doğrudur, ancak düşük frekanslı sinyaller, yüksek bir dönüş oranına sahip bir alıcı-verici tarafından düşük frekansta sürülüyorsa, çok hızlı yükselme ve düşme sürelerine sahip olabilir. Kullandığınız parçalar için teknik özelliklerin içinde kalmak için mümkün olan en yavaş yükselme / düşme sürelerini her zaman kullandığınız gibi, kaynaktaki bir RC filtresi ile yükselme ve düşme sürelerini azaltabilirsiniz. Genelde, telin uzunluğu Tr = (2 * Td) 'den büyükse Tr = kaynaktaki sinyal yükselme süresine ve Td = kablo uzunluğunun birim uzunluğu başına yayılma gecikmesine göre iletim hattı etkilerini göz önünde bulundurmanız gerekir. kullanıyor. Yük oldukça kapasitif ise, daha kısa kablolardaki sinyal hatlarını düzgün bir şekilde sonlandırmanız gerekebilir, bu tür bir sistemde kapasitif etkileri olan birçok öğe olduğu için bu hesaplamak biraz zordur. Bu sorunla karşılaşırsanız, sinyalde çınlama (kenarlarda alt ve üst çekim) fark edeceksiniz.

• Kablodaki akım, bu alıcı IC'nin teknik sayfasında giriş akımı olarak tanımlanacaktır. Kablonun direnci ile birlikte bu, alıcı IC'nin özellikleri göz önüne alındığında voltaj düşüşünün kabul edilebilir olup olmadığını söyleyecektir. Bu sadece ortalama bir akım değeri. Gerçek tepe akımı kullanılan sonlandırma türüne bağlı olabilir ve sürüş IC'sinin yükü kaldırabileceğine veya bir hat sürücüsüne ihtiyacınız olup olmadığına karar verirken dikkate alınması gerekir. Tepe akımı, sadece devrenin gidiş-dönüş yayılma gecikmesi kadar sürmelidir.

İletim hattı efektlerini hesaba katmanız gerekirse, kablonun karakteristik empedansını ve sürüş IC'sinin çıkış empedansını da bilmeniz gerekir.

İletim hattı efektlerini işlemeniz gerekiyorsa, sonlandırma stili için birkaç seçenek vardır. Dikkate alacağım sadece ikisi kaynak sonlandırması ve AC biased son sonlandırmasıdır.

Kaynak sonlandırmada, kablonun karakteristik empedansından eksi sürüş IC'sinin çıkış empedansına eşit bir değerle sürücü IC'sine mümkün olduğunca yakın bir direnç yerleştirmeniz gerekir; kablo konektörlerinin empedansı da sistemi etkileyecek ve sürüş ve alıcı IC'leri yansımaları azaltmak için konektörlere mümkün olduğunca yakın yerleştirecektir. Bu muhtemelen en kolay ve muhtemelen bu durumda en iyi yöntemdir. Tepe akımı (Vhigh - Vlow) / (2 * Z0) Z0 = kablonun karakteristik empedansına eşit olacaktır.

AC eğimli uç sonlandırmada, sinyal hattına, alıcı IC'ye mümkün olduğunca yakın bir şekilde, kapasitör toprağa bağlı bir kapasitör ile seri bir direnç bağlarsınız. Direnç değeri kablonun karakteristik empedansı olmalıdır, kapasitörün değeri sinyalin frekansı ile belirlenir (R ve C bir düşük geçiş filtresi oluşturur). Pik sürücü akımı kaynak sonlandırma ile aynıdır. Ortalama sürücü akımı, sinyalin görev döngüsüne bağlıdır, eğer% 50'ye çok yakınsa, kabaca alıcı IC'nin giriş akımına eşit olacaktır,% 50'nin üzerindeyse ortalama sürücü akımı daha yüksek olacaktır . R ve C düşük geçişli bir filtre oluşturduğundan, bu sonlandırma stili bazı yüksek frekanslı gürültüyü filtreler.

Aklınızda bulundurmanız gereken birkaç şey:

• Tek uçlu sinyaller için bükümlü çiftlerin kullanılması gürültü alımını hiç azaltmaz. İletim hattı için daha tutarlı bir karakteristik empedans ile sonuçlanır. Sinyali düzgün bir şekilde sonlandırmış olsaydınız, ancak vermediyseniz, çıkış daha iyi görünebilir. Hattaki dış EM gürültüsünü azaltmak için hiçbir şey yapmaz.

• Tek uçlu bir sistemde blendajlı kablo kullanılması en iyisidir. Genellikle dışarıdaki gürültünün blendajla kapasitif olarak birleştiği ve blendajda akım akışına yol açacak ve daha sonra sinyal kablosuna bağlanacak bir durum oluşturabilirsiniz. Fark sinyalini kullanmadığınız sürece blendajlı kablo kullanmaktan rahatsız olmazdım. Ayrıca, bir kalkanın yüksek frekanslı gürültü üzerindeki faydası, toprağa endüktansa bağlıdır, düşük endüktans yolları genellikle özel konektörler gerektirir.

İster kablo ister 2 inçlik PCB izi olsun, herhangi bir hatta aynı düşünce işlemeyi kullanabilirsiniz.

Bu kablo uzunluğunu sürmek için muhtemelen tamponlara ihtiyacınız olacaktır - 74HC244 tampon / hat sürücüsü gibi bir şey uygun olmalıdır.