Transmisja laserowa z Arduino: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Ten projekt był dla naukowca BT Young w 2019 roku.

Byłem odpowiedzialny za „Model demonstracyjny”.

Demonstracją były dwa lasery sterowane przez arduino, które błyskają, aby wysłać sygnał do innego arduino znajdującego się w pewnej odległości. Został przetestowany, aby działał na odległość do 100 m, poza tym ogniskowanie i celowanie laserami było dużym bólem w dupie. Obliczyliśmy teoretyczną maksymalną odległość (zakładając bardzo skolimowany laser) na kilka tysięcy km.

Całkiem dumny, że udało mi się go uruchomić. Udzieliliśmy wywiadu kilku politykom i profesorom, a nawet trafiliśmy do lokalnych gazet i telewizji w Dublinie. Byliśmy nawet tweetowani przez wykładowcę w DCU!!!

W zakresie nagród zostaliśmy wyróżnieni „Wysoce wyróżnieni”.

Kieszonkowe dzieci

Do demonstracyjnego nadajnika użyłem:

Klon arduino uno

Zasilacz do laserów. Arduino było zasilane z laptopa.

2x zielone lasery dużej mocy

Przekaźniki do sterowania laserami (nie mieliśmy żadnych MOSFET-ów ani nic)

Duży ekran LCD z plecakiem I2C do wyświetlania tekstu itp.

2x diody LED migające w tym samym czasie co lasery, jedna zielona i jedna czerwona (głównie dla efektu, ale także do debugowania) migające światła przyciągają ludzi i sprawiają, że wygląda fajniej.

Do odbiornika użyliśmy:

Klon arduino uno

2x fotodiody

Różne rezystory do dostrajania czułości

2x diody LED pokazujące, jaki sygnał przychodzi do debugowania i rozwiązywania problemów. Również dla efektu jak z nadajnikiem.

Ekran LCD do wyświetlania odebranych transmisji

Przełącznik do resetowania arduino

Krok 1: Krok pierwszy: Montaż

Wszystko zostało zmontowane tak, jak pokazano na schematach.

Jedna para lasera i fotodiody była używana do danych, druga do zegara. Do obu można użyć tylko jednego lasera, ale wtedy tego nie wiedziałem.

Zrobiliśmy kilka prowizorycznych etui na moduły nadajnika i odbiornika z Lego do prezentacji.

Aby było jasne, że nie ma połączenia przewodowego między dwoma urządzeniami, dla każdego zastosowano osobny zasilacz. Dwa lasery o różnych napięciach były zasilane oddzielnie przez brodawkę ścienną i regulatory napięcia. Wiem, że używanie przekaźników nie jest idealne, ponieważ ogranicza szybkość transmisji, ale to wszystko, co musieliśmy wtedy mieć pod ręką.

Krok 2: Kod

Kod trwał najdłużej, ponieważ nie miałem zbyt dużego doświadczenia przed przystąpieniem do tego projektu.

Mój kod jest dostępny na moim githubie

Krok 3: Testowanie

Jeśli masz to zrobić sam, musisz to przetestować.

Zrobiłem to, rejestrując wyjścia jednej z diod fotograficznych i wklejając wyniki do arkusza kalkulacyjnego.

Stamtąd dostosowywałem wartość rezystorów na odbiorniku, aż wykres, który został wygenerowany, był tak zdefiniowany, jak to możliwe. Następnym celem była wtedy prędkość. Im szybciej laser miga, tym mniejsza jasność, a co za tym idzie, gorsza jakość sygnału. Byliśmy ograniczeni przez przekaźniki do około 60 Hz, ale zarządzaliśmy prędkościami do 50 bitów na sekundę (każdy znak to 1 bajt, około 6 liter na sekundę) z mocniejszymi laserami, które mieliśmy i z fotodiodami ustawionymi na większą czułość. Co więcej, przekaźniki zaczęły tracić cykle zegara.

Krok 4: Produkt końcowy

prawie za każdym razem działał jak urok, zwłaszcza na niewielkiej przestrzeni dostępnej na naszym stoisku.

Okazało się, że migające światła, przewody, ekrany itp. całkiem ładnie przyciągały tłumy.