Отправка музыки с помощью лазерного луча: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

ВНИМАНИЕ: этот проект предполагает использование и модификацию лазерных устройств. Хотя лазеры, которые я предлагаю использовать (купленные в магазине красные указки), относительно безопасны в обращении, НИКОГДА НЕ СМОТРИТЕ НАПРЯМУЮ НА ЛАЗЕРНЫЙ ЛУЧ, ОСТЕРЕГАЙТЕСЬ ОТРАЖЕНИЙ и БУДЬТЕ КРАЙНЕ ОСТОРОЖНЫ при МОДИФИКАЦИИ лазерного изделия. Кроме того, я не несу ответственности ни за какие глупости, которые вы делаете. Вот еще одна вещь, которую можно сделать с этими рекламными лазерными указками: отправить музыку (или данные) из точки A в точку B по лазерному лучу с использованием амплитудной модуляции. Все, что нужно, - это направить модифицированный лазер на детектор, и музыку можно будет услышать через подключенный усилитель. Диапазон и качество (или скорость передачи данных) могут варьироваться, но я получил ПОЛОВИНУ диапазона с отличным качеством звука и пропускной способностью около 300 бит / с. На изображении, показанном здесь, показаны передатчик и приемник, работающие на моем столе во время теста. КАК ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДВА ЛАЗЕРА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДВУХ МУЗЫКАЛЬНЫХ КАНАЛОВ И СМЕШИВАНИЯ ИХ С ПАРОЙ СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ ОЧКОВ, прочтите сообщение в блоге здесь. Видео о работе системы можно найти здесь: https://video.google.com/videoplay?docid = 6895048767032879458 & hl = enМногое вдохновение для этого проекта пришло из

Шаг 1. Соберите материалы

Чтобы отправить музыку по лазерному лучу, вам понадобятся следующие детали, большинство из которых можно приобрести менее чем за 5 долларов в общей сложности за радиошак (помимо указки, которая, вероятно, стоит 15 долларов). Если у вас ограниченный бюджет, попробуйте заменить лазер на красный светодиод и резистор 100 Ом, подключенные последовательно.

для передатчика: батарейки для лазерной указки (лучше всего подходит D-элемент), потенциометр (переменный резистор) 50 кОм или меньше аудиоисточник (iPod, проигрыватель компакт-дисков, микрофонный предусилитель, линейный выход ПК и т. работает лучше всего) тумблер (турбо-переключатель на старом ПК работает хорошо) аудиопреобразователь (можно вытащить из аудиооборудования) аудиоразъем 1/8 дюйма (можно получить на конце кабеля наушников) для приемника: фототранситор (фотодиоды или ИК-детекторы тоже работают) Аудиоразъем 1/8 дюйма еще несколько проводов усилитель с высоким коэффициентом усиления (ноутбук с микрофонным входом или микрофонный предусилитель с усилителем) увеличительное стекло (помогает на больших расстояниях) инструменты: паяльник для резки / зачистки проводов и электроника припаянная лента (прозрачная и / или электрическая) цифровой мультиметр (может быть полезен… на самом деле не требуется) штатив (помогает навести лазер на расстоянии) пустые коробки из-под пиццы с белыми задними частями (для поиска луча и регулировки) некоторые помощники

Шаг 2: взломайте лазер

Сначала необходимо модифицировать лазерную указку. Снимите все батареи и просуммируйте напряжение батарей, чтобы найти напряжение, необходимое для лазера. Например, у меня две батарейки AAA, то есть 2 x 1,5 или 3 вольта. Теперь припаяйте провода к положительной и отрицательной клеммам внутри лазера. Для этого может потребоваться немного разрезать корпус (иногда требуется дреммель).

Затем выясните, как удерживать кнопку на указателе, которая заставляет его светиться. Мне подойдут сбритый ластик для карандашей и резинка. Теперь проверьте модифицированный лазер, подключив батареи соответствующего напряжения к вновь присоединенным проводам. Если не работает, попробуйте подключить их в обратном направлении. В лазерных указках используются лазерные диоды, которые принимают ток только в одном направлении. Этот мод позволит нам управлять яркостью лазера, изменяя напряжение и ток, подаваемые на него. На фото ниже мой указатель с двумя прикрепленными батареями D.

Шаг 3: Создание схемы передатчика

Используйте приведенную ниже схему в качестве руководства при пайке для объединения схемы передатчика. Все, что находится слева от лазера, - это схема передатчика.

Приклейте скотчем или приклейте компоненты к листу картона или используйте макет. Посмотрите фото моей готовой платы. Я использовал гнездо 1/8 дюйма, чтобы упростить подключение. Чтобы проверить схему, увеличьте громкость iPod до MAX, включите музыку с большим количеством басов и поверните потенциометр до упора. Лазерная точка должна пульсировать вместе с музыкой, поскольку это схема с амплитудной модуляцией (AM).

Шаг 4: Настройте приемник

Припаяйте длинные выводы к фототранзистору (или фотодиоду). Подключите их к аудиоразъему 1/8 дюйма (идеально подходит кабель для наушников). Подключите его к порту MIC на ноутбуке или ПК или к другому предусилителю / усилителю MIC и увеличьте усиление и громкость до умеренного уровня. Постарайтесь установить всю установку (с местом для увеличительного стекла) на прочном, но портативном материале (например, на деревянной доске).

Для этого проекта усиление усилителя имеет решающее значение. Он должен быть очень высоким, чтобы улавливать небольшие отклонения входного сигнала (свет), чтобы вытащить музыку. Поэтому я создаю макетный предусилитель из макетного комплекта RadioShack «50-в-1» Sensor Lab, который я настоятельно рекомендую. Посмотрите фотографии и схемы из прилагаемой книги.

Шаг 5. Попробуйте

Направьте лазерный луч на фотодиод, нажмите кнопку воспроизведения на iPod и слушайте любые шумы, исходящие из усилителя. Поиграйте с громкостью iPod и положениями потенциометра, пока музыка не будет слышна четко и без искажений на принимающей стороне. Затем включите усиление приемника как необходимое.

Попробуйте установить лазер на штатив и передавать музыку на большее расстояние. Недавно я смог ясно слышать Starway to Heaven на расстоянии полумили. Это было сделано над небольшим озером, с помощником в тросе с коробкой для пиццы, чтобы помочь с прицеливанием.

Шаг 6: как это работает? и куда мне идти дальше?

Эта схема работает с использованием амплитудной модуляции, точно так же, как AM-радио, за исключением использования длины волны видимого света вместо радиочастоты. Аудиосигнал выходит из iPod в виде переменного напряжения, которое пропускает через лазер переменный ток. Затем переменная яркость лазера передает музыкальную информацию. Наконец, сопротивление фототранзистора меняется при изменении яркости. Микрофонный усилитель подает небольшое напряжение на фототранзистор и усиливает результирующий ток.

Проблема с этой системой заключается в том, что на каждом шаге существует нелинейная передаточная функция, то есть возникает искажение, потому что изменения яркости не всегда пропорциональны изменению приложенного напряжения. См. Пример на снимке экрана ниже и прослушайте прилагаемый образец аудио. Следующим шагом в этом проекте будет использование импульсов (таких как быстрый компьютерный код Морзе) для передачи цифровой информации, такой как текст, кристально чистый звук или даже видео. Можно даже объединить компьютеры в сеть с помощью лазерных лучей, аналогично волоконной оптике, но на открытом воздухе. Я отправлю код C для моих программ приема и передачи.