Lāzera pārraide ar Arduinos: 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šis projekts bija paredzēts BT jaunajam zinātniekam 2019.

Es biju atbildīgs par "demonstrācijas modeli".

Demonstrācija bija divi arduino kontrolēti lāzeri, kas mirgo, lai nosūtītu signālu citam arduino kādā attālumā. Tika pārbaudīts, ka tas darbojas līdz 100 m, turklāt lāzera fokusēšana un mērķēšana bija lielas sāpes dupsis. Mēs aprēķinājām teorētisko maksimālo attālumu (pieņemot ļoti kolimētu lāzeru) dažu tūkstošu km attālumā.

Diezgan lepns, ka man izdevās strādāt. Mūs intervēja daži politiķi un profesori un pat nokļuvām Dublinas vietējos laikrakstos un TV. Par mums pat tvītoja DCU pasniedzējs !!!

Balvu ziņā mēs tikām apbalvoti ar “Augsti novērtēti”.

Piegādes

Demonstrācijas raidītājam es izmantoju:

Arduino uno klons

Barošanas avots lāzeriem. Arduino tika darbināts no klēpjdatora.

2x lieljaudas zaļie lāzeri

Releji lāzeru vadīšanai (mums nebija neviena MOSFETS vai cita)

Liels LCD ekrāns ar I2C mugursomu teksta attēlošanai utt.

2x gaismas diodes, kas mirgo vienlaikus ar lāzeriem, viena zaļa un viena sarkana (galvenokārt efekta, bet arī atkļūdošanas nolūkos) mirgojošas gaismas parasti piesaista cilvēkus un padara to vēsāku.

Uztvērējam mēs izmantojām:

Arduino uno klons

2x fotodiodes

Dažādi rezistori jutības regulēšanai

2x gaismas diodes, lai parādītu, kāds signāls nāk atkļūdošanai un problēmu novēršanai. Arī efektam kā ar raidītāju.

LCD ekrāns, lai parādītu saņemtās pārraides

Slēdzis, lai atiestatītu arduino

Pirmais solis: montāža

Viss tika salikts, kā parādīts shēmā.

Viens lāzera un fotodiodes pāris tika izmantots datiem, otrs - pulkstenim. Abiem ir iespējams izmantot tikai vienu lāzeru, bet es toreiz to nezināju.

Mēs izgatavojām dažus pagaidu korpusus raidītāja un uztvērēja moduļiem no Lego prezentācijai.

Lai pārliecinātos, ka starp abām ierīcēm nav vadu savienojuma, katrai no tām tika izmantots atsevišķs barošanas avots. Abi lāzeri ar atšķirīgu spriegumu tika atsevišķi darbināti ar sienas kārpu un sprieguma regulatoriem. Es zinu, ka releju izmantošana nav ideāla, jo tas ierobežo pārraides ātrumu, bet tas ir viss, kas mums tobrīd bija jāsniedz.

2. darbība: kods

Kods aizņēma visilgāk, jo pirms šī projekta izmēģināšanas man nebija pārāk daudz pieredzes.

Mans kods ir pieejams manā github

3. darbība: pārbaude

Ja jūs gatavojaties to izgatavot pats, tas būs jāpārbauda.

Es to izdarīju, ierakstot vienas fotodiodes izvadi un ielīmējot rezultātus izklājlapā.

No turienes es mainīju uztvērēja rezistoru vērtību, līdz izvadītais grafiks bija pēc iespējas definēts. Nākamais mērķis bija ātrums. Jo ātrāk lāzers mirgo, jo mazāks spilgtums un līdz ar to arī signāla kvalitāte. Releji mūs ierobežoja līdz aptuveni 60 Hz, bet pārvaldījām ātrumu līdz 50 bitiem sekundē (katra rakstzīme ir 1 baits, aptuveni 6 burti katru sekundi), izmantojot jaudīgākos lāzerus un fotodiodes, kas bija jutīgākas. Vēl vairāk, un releji sāka trūkt pulksteņa ciklu.

4. solis: galaprodukts

tas gandrīz katru reizi darbojās kā šarms, it īpaši mūsu stendā pieejamās īsās vietas dēļ.

Mēs atklājām, ka mirgojošās gaismas, vadi, ekrāni utt. Diezgan labi piesaistīja pūļus.