Лазерная передача с Arduinos: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Этот проект был реализован для молодых ученых БТ в 2019 году.

Я отвечал за «Демонстрационную модель».

Демонстрацией были два управляемых Arduino лазера, которые мигают, чтобы послать сигнал другому Arduino на некотором расстоянии. Он был протестирован на работу на расстоянии до 100 метров, кроме того, фокусировка и наведение лазеров были большой головной болью. Мы рассчитали теоретическое максимальное расстояние (при условии наличия очень коллимированного лазера) в несколько тысяч км.

Очень горжусь тем, что у меня все заработало. У нас взяли интервью несколько политиков и профессоров, и мы даже попали в местные газеты и на телевидение Дублина. О нас даже написал в Твиттере преподаватель DCU !!!

Что касается призов, мы получили оценку «Высоко оценены».

Запасы

Для демонстрационного передатчика я использовал:

Клон arduino uno

Источник питания для лазеров. Arduino питался от ноутбука.

2 мощных зеленых лазера

Реле для управления лазерами (у нас не было МОП-транзисторов или чего-то еще)

Большой ЖК-экран с рюкзаком I2C для отображения текста и т. Д.

2 светодиода мигают одновременно с лазерами, один зеленый и один красный (в основном для эффекта, но также для отладки) мигают, как правило, привлекают людей и заставляют выглядеть круче.

В качестве ресивера мы использовали:

Клон arduino uno

2х фотодиода

Ассорти резисторов для настройки чувствительности

2 светодиода, показывающие, какой сигнал поступает для отладки и устранения неполадок. Также для эффекта, как с передатчиком.

ЖК-экран для отображения полученных передач

Переключатель для сброса Arduino

Шаг 1: Шаг первый: сборка

Все было собрано, как показано на схемах.

Одна пара лазера и фотодиода использовалась для данных, другая - для часов. Для обоих можно использовать только один лазер, но в то время я этого не знал.

Для презентации мы сделали из конструктора Lego импровизированные корпуса для модулей передатчика и приемника.

Чтобы было ясно, что между двумя устройствами нет проводного соединения, для каждого использовался отдельный источник питания. Два лазера с разным напряжением питались отдельно от настенной бородавки и регуляторов напряжения. Я знаю, что использование реле не идеально, поскольку оно ограничивает скорость передачи, но это все, что у нас было в то время.

Шаг 2: Код

Код - это то, что заняло больше всего времени, так как у меня не было слишком большого опыта перед попыткой этого проекта.

Мой код доступен на моем github

Шаг 3. Тестирование

Если вы собираетесь сделать это самостоятельно, его нужно будет протестировать.

Я сделал это, записав выходные сигналы одного из фотодиодов и вставив результаты в электронную таблицу.

Оттуда я настроил резисторы на приемнике до тех пор, пока выводимый график не стал настолько четким, насколько это было возможно. Тогда следующей целью была скорость. Чем быстрее мигает лазер, тем меньше яркость и, следовательно, меньше качество сигнала. Мы были ограничены реле до 60 Гц или около того, но управляли скоростью до 50 бит в секунду (каждый символ - 1 байт, около 6 букв в секунду) с более мощными лазерами, которые у нас были, и с более чувствительными фотодиодами. Более того, реле начали пропускать тактовые циклы.

Шаг 4: конечный продукт

почти каждый раз это срабатывало как шарм, особенно в условиях ограниченного пространства на нашем стенде.

Мы обнаружили, что мигалки, провода, экраны и т. Д. Довольно хорошо привлекают толпу.