Laserový prenos s Arduinom: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Tento projekt bol pre vedca BT Young v roku 2019.

Mal som na starosti „predvádzací model“.

Ukážkou boli dva arduino-riadené lasery, ktoré blikajú a vysielajú signál ďalšiemu arduinu v určitej vzdialenosti. Testovalo sa, aby fungoval až na 100 m, pričom zaostrenie a zameranie laserov bola veľká bolesť v zadku. Vypočítali sme teoretickú maximálnu vzdialenosť (za predpokladu veľmi kolimovaného lasera) niekoľko tisíc km.

Som hrdý na to, že som to dostal do práce. Rozhovor nám poskytlo niekoľko politikov a profesorov a dokonca sme sa dostali do miestnych novín a televízie v Dubline. Dokonca nám tweetoval prednášajúci v DCU !!!

Čo sa týka cien, boli sme ocenení „Veľmi chválime“.

Zásoby

Na ukážkový vysielač som použil:

Klon arduino uno

Napájací zdroj pre lasery. Arduino bolo napájané z prenosného počítača.

2x vysoko výkonný zelený laser

Relé na ovládanie laserov (nemali sme žiadne MOSFETY ani nič)

Veľký LCD displej s batohom I2C na zobrazenie textu atď.

2x LED diódy blikajúce súčasne s lasermi, jedna zelená a jedna červená (väčšinou kvôli efektu, ale aj na ladenie) blikajúce svetlá majú tendenciu priťahovať ľudí a pôsobiť chladnejšie.

Pre prijímač sme použili:

Klon arduino uno

2x fotodiódy

Rôzne odpory na vyladenie citlivosti

2x LED diódy ukazujú, aký signál prichádza na ladenie a riešenie problémov. Tiež pre efekt ako s vysielačom.

LCD obrazovka na zobrazenie prijatých prenosov

Prepínač na resetovanie arduina

Krok 1: Prvý krok: Zostavenie

Všetko bolo zostavené podľa schém.

Jeden pár laserov a fotodiód slúžil na dáta, druhý na hodiny. Na oba je možné použiť iba jeden laser, ale vtedy som to nevedel.

Z Lega sme na prezentáciu vyrobili niekoľko provizórnych puzdier pre moduly vysielača a prijímača.

Aby sa zaistilo, že je zrejmé, že medzi týmito dvoma zariadeniami neexistuje káblové spojenie, pre každé bolo použité samostatné napájanie. Dva lasery s rôznym napätím boli napájané oddelene stenovou bradavicou a regulátormi napätia. Viem, že používanie relé nie je ideálne, pretože obmedzuje prenosovú rýchlosť, ale to je všetko, čo sme v tej dobe mali k dispozícii.

Krok 2: Kód

Kód bol tým, čo trvalo najdlhšie, pretože som pred pokusom o tento projekt nemal príliš veľa skúseností.

Môj kód je k dispozícii na mojom github

Krok 3: Testovanie

Ak si ho chcete vyrobiť sami, bude potrebné ho otestovať.

Urobil som to tak, že som zaznamenal výstupy jednej z fotodiód a výsledky som vložil do tabuľky.

Odtiaľ som dolaďoval hodnotu rezistorov na prijímači, kým graf, ktorý bol na výstupe, bol čo najdefinovanejší. Ďalším cieľom bola potom rýchlosť. Čím rýchlejšie laser bliká, tým je nižší jas, a teda aj nižšia kvalita signálu. Boli sme obmedzení relé asi na 60 Hz, ale zvládli sme rýchlosti až 50 bitov za sekundu (každý znak mal 1 bajt, asi 6 písmen každú sekundu) s výkonnejšími lasermi, ktoré sme mali, a s fotodiodami nastavenými tak, aby boli citlivejšie. O niečo viac a to v relé začalo chýbať hodinové cykly.

Krok 4: Konečný produkt

fungovalo to ako zaklínadlo takmer vždy, obzvlášť na krátkom mieste, ktoré je k dispozícii na našom stánku.

Zistili sme, že blikajúce svetlá, drôty, obrazovky atď. Pekne priťahovali davy.