FTDI-POF - это наш экспериментальный проект для исследования возможностей пластикового оптического волокна (Plastic Optical Fiber). Плата сделана на основе нашего программатора MBFTDI, а значит использует ту же самую микросхему FT2232H. Теперь эта новая плата, конечно, никакого отношения к JTAG программированию не имеет. Плата FTDI-POF - это USB-to-COM, то есть устройство, которое представляет два последовательных порта на шине USB2. При этом первый последовательный порт оснащен оптическим приемником и передатчиком для POF. Далее подробное описание проекта.
Оптический передатчик AVAGO/Broadcom SFH756V содержит светодиод 650nm (красный), способный работать на 10MBd.
Оптический приемник той же компании AVAGO/Broadcom SFH551/1-1V содержит микролинзу, фотодиод с усилителем и триггером Шмидта. Выход - открытый коллектор. Скорость передачи по документации <5MBd.
И приемник и передатчик выглядят конструктивно почти одинаково (если не считать количество выводов), приемник черного цвета, передатчик белого. Оптический кабель просто вставляется и фиксируется закручивающимся зажимом.
Структура пластикового волокна для передачи информации представлена ниже:
Получается собственно волокно толщиной 1 миллиметр и оболочка толщиной 0.5. Итого диаметр кабеля 2 миллиметра.
Кабель не требует специальной обработки торца волокна. Точнее сказать так: для лучшей и надежной передачи торец кабеля желательно обрабатывать на специальной шлифовальной бумаге 600грит, полировочных пленках 3мкм. Однако, если этого не сделать и так работает (но возможно моглобы работать и лучше, будем пробовать).
Ниже демонстрационное видео, которое показывает соединение волокна с приемопередатчиком, управление оптическим сигналом в режиме bit-bang (вкл-выкл-вкл-выкл..), а так же передачу и прием в последовательный порт программой терминала PUTTY на скорости 921600 на расстояние 100 метров.
У данного технического решения есть определенные достоинства и недостатки.
Плюсы (в основном характерные для многих систем оптической связи):
- Отсутствие уравнивающих токов по сигналу "Земля", какие бывают при подключении обычного нульмодемного кабеля для последовательной передачи. Здесь просто нет электрической связи и нет "Земли".
- Высокая помехозащищенность и отсутствие перекрестных помех у рядом лежащих кабелей.
- Секретность передачи - нет паразитного электромагнитного излучения, по которому злоумышленик может подслушивать канал связи.
- Довольно легкий, вероятно может использоваться для передачи управляющих сигналов в летательных аппаратах для снижения веса.
- Прост в монтаже и присоединении.
Недостатки:
- Небольшая скорость передачи. Возможно существуют более быстрые фотодиоды. Этот вопрос требует изучения.
- Цена - на мой взгляд кабель не очень дешев. Мы приобрели 100 метров кабеля за $68.
- Для двусторонней передачи требуется два кабеля, но это обычно и в электрических соединениях так.
Я думаю применение POF оправдано например для сбора информации от датчиков АСУ ТП и передачи управляющих команд оборудованию. Но это только одно из возможных применений. Я думаю мы можем разработать такие контроллеры.
Кроме систем передачи информации, оказывается, POF применяется и для освещения и для декорирования помещений. Существуют POF с боковым свечением специально для светового дизайна.
Тоже интересное направление. Ниже пример такого дизайна:
Интересно сделано, правда?
Подробнее...