使得在原有支持RS485布網的數據傳輸系統中,能夠采用塑料光纖通道作為傳輸介質進行通信傳輸,經濟可靠。
[0028]優選的,如圖2所示,在另一個實施例中,塑料光纖與RS485通信轉換裝置,還包括光功率檢測控制模塊500,光功率檢測控制模塊500與電源模塊100、主控模塊300、信號轉換模塊400連接,該光功率檢測控制模塊500包括光功率檢測單元510和光功率控制單元520。
[0029]光功率檢測單元510,用于采集光信號功率的檢測信號發送給主控模塊300 ;主控模塊300根據檢測信號輸出功率調節控制信號給光功率控制單元520。
[0030]光功率控制單元520根據功率調節控制信號以控制信號轉換模塊400的光信號功率。
[0031]具體的,如圖3所示,在其中一個實施例中,光功率檢測單元510包括光敏電阻LED1、第一電阻R1、運算放大器D1、第一電容Cl、第二電阻R2和第二電容C2,光敏電阻LEDl的陽極與電源模塊100的輸出端V5P0連接,其陰極分別與第一電阻Rl的一端、運算放大器Dl的正輸入端連接,第一電阻Rl的另一端接地,運算放大器Dl的負輸入端與第一電容Cl的一端、第二電阻R2的一端連接,運算放大器Dl的輸出端與第一電容Cl的另一端、第二電阻R2的另一端、主控模塊的檢測信號輸入端AD TRG連接,運算放大器Dl的正電源端與電源模塊100的輸出端V5P0、第二電容C2的一端連接,運算放大器Dl的負電源端接地,第二電容C2的另一端接地。
[0032]優選的,光敏電阻LEDl選用強光下阻值320歐,室內阻值1.4Κ_3.6Κ,昏暗室內阻值15.6Κ的光敏電阻,第一電阻Rl選用阻值為1K的電阻,運算放大器Dl選用LMV710MG的運放芯片,第一電容Cl選用容量為0.1uF的電容,第二電阻R2選用330Κ的電阻,第二電容C2選用容量為0.1uF的電容。
[0033]光功率控制單元520包括MOS管V1、第三電阻R3、第四電阻R4和第一電感LI,MOS管Vl的柵極與第三電阻R3的一端連接,第三電阻R3的另一端與主控模塊功率調節控制信號的輸出端、第四電阻R4的一端連接,第四電阻R4的另一端接地,MOS管Vl的源極與第一電感LI的一端連接,第一電感LI的另一端與信號轉換模塊400的電源輸入端連接。
[0034]優選的,MOS管Vl選用IRLML6401型號的PMOS管,第三電阻R3、第四電阻R4均選用阻值為1K的電阻。
[0035]光功率檢測控制模塊500的工作原理為:
[0036]如圖4光敏電阻隨光強變化感應電流的變化曲線圖、圖5的(a)光敏電阻隨光強變化阻值變化在線性直角坐標系的曲線圖、(b)光敏電阻隨光強變化阻值變化在對數直角坐標系的曲線圖,可知:光敏電阻的光電特性是指在一定電壓作用下流過光敏電阻的電流與作用到光敏電阻上的光通量(光照度)的關系為:
[0037]Ip= SgUaEy
[0038]其中,γ = 0.5?I表示照度指數;a為電壓指數;Sg比例系數,與材料有關。
[0039]弱光——γ為1,光電流與照度成線性。
[0040]強光——γ為0.5,光電流與照度成拋物線。
[0041]因此,光功率檢測單元510中的光敏電阻LEDl為檢測器件,利用光敏電阻LEDl的光電特性檢測光信號的功率。具體的,該器件在不同光照條件下具備不同的阻值,在該實施例選用的光敏電阻下,其強光下為320 Ω,室內為1.4k?3.6k,昏暗的室內阻值為15.6k,可以利用該光電特性,通過檢測其阻值反映光信號的功率大小。
[0042]如圖3所示,具體的光信號功率檢測控制過程為:光敏電阻LEDl與電阻Rl分壓后,通過運算放大器Dl將采集的檢測信號輸入主控模塊300的檢測信號輸入端AD TRG,主控模塊300根據該檢測信號輸入端AD TRG的檢測信號和光敏電阻LEDl的光電特性換算后得到光信號的功率大小,并根據該換算結果輸出PWM脈沖控制信號控制MOS管Vl的柵極,通過控制PWM脈沖的占空比,控制其輸出電壓,實現對信號轉換模塊400電壓輸入端VCC的控制。由于,塑料光纖的發光部分可簡化為發光管和電阻串連的模型,可以通過調節PWM脈沖的占空比以控制模型的供電電壓來調節發光管的光強。具體的,PWM脈沖控制信號的占空比越小,則MOS管導通時間越短,輸出給信號轉換模塊400電壓輸入端VCC的電壓越低,塑料光纖上的光信號越暗;PWM脈沖控制信號的占空比越大,則MOS管導通時間越長,輸出給信號轉換模塊的VCC的電壓越高,塑料光纖上的光信號越亮。因此,主控模塊300輸出的PWM脈沖控制信號可根據光功率檢測單元510的檢測信號實時調整PffM的占空比,光功率控制單元520根據該PffM脈沖控制信號形成對光功率大小的完整閉環控制。圖6所示,可見光信號的電流與PWM占空比的關系。
[0043]優選的,由于塑料光纖波長為0.65 μπι,在該實施例中選用CdS光敏電阻和CdSe光敏電阻,因為CdS光敏電阻峰值響應波長為0.52 μ m,CdSe光敏電阻峰值相應波長為0.72 μ m,調整S和Se的比例,可使Cd (S,Se)光敏電阻的峰值響應波長大致控制在0.52?0.72 μπι范圍內。而且,檢測光功率大小的元件可選但不僅限于光敏電阻,還可為公知的其它光敏傳感器。控制光功率大小的方式也可選但不僅限于PWM脈沖控制,可選用其它電壓調節方式,如DA與功放電路結合實現電壓連續可調。
[0044]在該實施例中,本實用新型提出的塑料光纖與RS485通信轉換裝置包括光功率檢測控制模塊500,可實時檢測、控制光功率,對光功率大小實現完整閉環控制的功能。一方面,可根據實際需要提高發射功率,有效解決塑料光纖通訊成功率受距離、布線彎曲程度、光纖線材料等影響的問題;另一方面,可在保證通訊能力的前提下適當減小發射功率,減少資源浪費和防止器件老化。
[0045]優選的,在其中一個實施例中,如圖7所示,本實用新型提出的塑料光纖與RS485通信轉換裝置,還包括復位模塊600,與電源模塊100和信號轉換模塊400連接,信號轉換模塊400向復位模塊600輸入脈沖信號,當接收到的脈沖信號中斷或異常時,復位模塊600向信號轉換模塊400發出復位信號。
[0046]優選的,復位模塊600為看門狗電路,與信號轉換模塊400連接,脈沖信號為喂狗信號。
[0047]當喂狗信號為周期不大于1.6s、脈寬不小于50ns的正常脈沖信號時,看門狗電路輸出高電平信號,使信號轉換模塊400維持正常工作。
[0048]當喂狗信號中斷或為周期大于1.6s、脈寬小于50ns的異常脈沖信號時,看門狗電路輸出低電平信號,使信號轉換模塊400復位。
[0049]在該實施例中,塑料光纖與RS485通信轉換裝置還包括復位模塊600,可監控信號轉換模塊400是否正常工作,當其脈沖信號中斷或異常時,可使其復位,提高數據傳輸的成功率。
[0050]如圖8-11所示,顯示了本實用新型塑料光纖與RS485通信轉換裝置的一個具體實施例。
[0051]如圖8所示,顯示了電路模塊的具體電路結