¿Cómo transmitir datos con un rayo láser? [cerrado]

No recomiendo el uso de componentes IR, por ninguna otra razón que no pueda verlos. Para este tipo de configuración experimental, un haz visible es mucho más fácil de alinear y diagnosticar. Además, hace que para una demostración mucho más eficaz.

Las entrañas de un pequeño puntero láser podrían funcionar para el transmisor. Pro = más que suficiente potencia de haz para unos pocos metros. Con = requiere alineación precisa con el receptor. Como alternativa, algunos LED rojos de muy alto brillo obtienen su especificación de brillo al tener un ancho de haz muy estrecho. No es tan estrecho como un puntero láser, por lo que debería tener suficiente propagación del haz a unos pocos metros para que la alineación sea menos crítica.

Comienza con algo simple como una onda cuadrada de 100 Hz. En el receptor, pase la forma de onda recuperada directamente al amplificador de audio y al altavoz. Cuando eso funcione, aumente la frecuencia hasta que alcance unos pocos kHz. Si la forma de onda recuperada es agradable y cuadrada, esto indica que vale la pena probar las frecuencias más altas.

5 kBps es 40 kHz, que no podrá escuchar directamente. Sin embargo, como se indicó anteriormente, el habla legible es posible con tasas de datos mucho más bajas.

Nota: sea muy cuidado con la protección de los ojos.

Mi respuesta es sobre el uso de diodos láser.

El uso de un láser para transmitir información óptica requiere un poco de conocimiento. El primer conocimiento es el umbral actual que se necesita para que el dispositivo comience a utilizar el láser. Por debajo de esta corriente, el láser es pobre o cero y hay un retraso en el tiempo para volver al láser cuando la corriente vuelve a aumentar. Esto significa que sus datos pueden ser interrumpidos. Entonces, si quieres un buen sistema, mantente por encima del alcance del láser. Sin embargo, ese umbral depende de la temperatura: -

Fuente de la imagen

Entonces, ¿dónde se aplica la corriente directa para cubrir las variaciones probables (o posibles) de temperatura (teniendo en cuenta el autocalentamiento del dispositivo)? ¿Qué hay de esto: -

Sielijounacorrientemínimade55mA,siemprepuedoproducirluzláser.Verlalíneaazulqueheañadidoalaimagendearriba.Perosilapotenciadesalidamáximaesde10mW,nopuedomodularlaluzconunacorrientesuperioraaproximadamente65mAa0°C.Estomeproporcionaunasalidadeluzquevaríaentreaproximadamente6mWy10mWa0°Cyentreaproximadamente1mWy3mWa50°C.

Peropodríasirporunenfoquemássofisticado.Podríahacerquelacorrientepromediodelláseraumenteconlatemperaturausandountermistor.Entonces,a0°Clacorrientepromedioesdeaproximadamente52mAya60°Cesdeaproximadamente78mA.Estoahoraposicionalasalidadeluznomoduladaa5mWatravésdelrangodetemperaturas.

Estoesimportanteporqueahorapuedemodularlasalidadeluzentre1mWy10mW;estosedenominarelacióndeextinción(porcierto),esdecir,larelaciónentrelosnivelesdesalidadeluzlásermásclarosymásoscuros.

Todavíaesunpococomplicado,yaqueparaobtenerde1mWa10mWa0gradoscentígradosserequiereuncambioenlacorrientedeunos25mA,mientrasquea50gradosCnuncaobtendrás10mWinclusocon100mA,peroesposiblequeobtengas1mWa9mWconuncambioenlacorrientede45mA.

Porlotanto,lagananciadesalidadellásersereduceconlatemperatura.

Estoytrabajandoestosdospuntos(elumbralylasensibilidadalatemperaturadeganancia)porquenoestoybajoningunailusión,paralograrqueunsistemaconfiabledetransmisiónenelespaciolibrefuncioneatravésdeunespaciode20metrosrequierecadaajusteposibleparaquefuncionecorrectamente./p>

Necesitaráun"ángulo de desviación" pequeño (pero no paralelo) para que su sistema sea utilizable pero, debido a esto, recibirá micro vatios (en el mejor de los casos) a 20 metros y es posible que esté "en el ruido". "de su receptor.

Solo piense en esa pequeña ventana en su fotodiodo (sí, use un fotodiodo para la velocidad): es posible que tenga un área activa de 1 mm cuadrado. Si su láser está iluminando un objetivo distante de 20 m con un área de 100 mm x 100 mm, ha distribuido su potencia promedio de 5 mW en poco más de 10,000 mm cuadrados y, por lo tanto, la ventana de su receptor adquiere solo 500 nW, ¡y eso es justo en un buen día!

No subestimes las dificultades y el rascarse la cabeza. No subestime el tiempo que puede pasar intentando comprender el ruido de entrada equivalente de este o ese fotodiodo. Se puede hacer pero también puede ser muy complicado. Elija un fotodiodo que sea lo más grande posible pero no tan grande como para que la velocidad de datos sea demasiado lenta. Si puede obtener 4 mm2, entonces ha cuadruplicado la potencia de recepción en comparación con 1 mm cuadrado.

Si va a utilizar una lente (o necesita una lente), móntela en el extremo del láser y no en el extremo del fotodiodo. El montaje en el extremo del fotodiodo es mucho menos efectivo dado que la lente solo puede recibir y enfocar la potencia que llega a la lente. Por lo tanto, una lente receptora pequeña es de uso moderado en comparación con una lente en el láser utilizado para enfocar un haz ligeramente divergente.

El tipo de láser más fácil de usar será un láser de diodo . Usar casi cualquier otro tipo de láser será una molestia masiva, así que apégate a eso. Los láseres de diodo pueden cambiar extremadamente rápido, hasta el punto donde el factor limitante suele ser el circuito del variador. Es relativamente poco probable que deba cambiar a una velocidad tan alta.

Para el receptor, la velocidad del componente se convierte más en un cuello de botella. Un fototransistor normalmente cambia en los 100 KHz, lo que puede no ser suficiente. Si necesita un baño más rápido, puede ir con un fotodiodo. This cambia a 5 ns, ciertamente suficiente para su aplicación.

Editar: Dado que especifica 5 kBps, un fototransistor debería estar bien. Además, ya está utilizando un láser, por lo que probablemente no necesite una lente ...