Transmissió làser amb Arduinos: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Aquest projecte va ser per al científic BT Young el 2019.

Vaig estar al capdavant del "Model de demostració".

La demostració era de dos làsers controlats per arduino que parpellejaven per enviar un senyal a un altre arduino a certa distància. Es va provar que funcionava fins a 100 m, més enllà que l'enfocament i l'objectiu dels làsers era un dolor important al cul. Hem calculat una distància màxima teòrica (suposant un làser molt colimat) d’uns milers de km.

Molt orgullós d’haver aconseguit que funcionés. Vam ser entrevistats per alguns polítics i professors i fins i tot vam arribar als diaris locals i a la televisió de Dublín. Fins i tot, un professor de DCU ens va fer un tuit.

Pel que fa als premis, se’ns va atorgar un premi molt reconegut.

Subministraments

Per al transmissor de demostració he utilitzat:

Un clon arduino uno

Una font d'alimentació per als làsers. L’arduino s’alimentava d’un ordinador portàtil.

2x làsers verds d’alta potència

Relés per controlar els làsers (no teníem MOSFETS ni res)

Una gran pantalla LCD amb una motxilla I2C per mostrar el text, etc.

Els LEDs 2x que parpellegen al mateix temps que els làsers, un de color verd i un de vermell (sobretot per a efectes però també per a depuració), els llums intermitents tendeixen a atraure la gent i fan que sembli més fresc.

Per al receptor hem utilitzat:

Un clon arduino uno

Fotodíodes 2x

Assortiment de resistències per afinar la sensibilitat

2x LEDs per mostrar quin senyal entra per a la depuració i la solució de problemes. També per a efectes com amb el transmissor.

Una pantalla LCD per mostrar les transmissions rebudes

Un commutador per restablir l'arduino

Primer pas: primer pas: muntatge

Tot es va muntar tal com es mostra als esquemes.

S'utilitzava un parell de làser i fotodiode per a les dades, i l'altre per al rellotge. És possible utilitzar només un làser per a tots dos, però no ho sabia en aquell moment.

Vam fer alguns estoigs improvisats per als mòduls transmissor i receptor de Lego per a la seva presentació.

Per garantir que quedava clar que no hi ha cap connexió per cable entre els dos dispositius, es va utilitzar una font d'alimentació separada per a cadascun. Els dos làsers, amb diferents tensions, eren alimentats per separat per una berruga de paret i reguladors de tensió. Sé que l'ús de relés no és ideal, ja que limita la velocitat de transmissió, però això és tot el que havíem de lliurar en aquell moment.

Pas 2: Codi

El codi és el que va trigar més, ja que no tenia massa experiència abans d’intentar aquest projecte.

El meu codi està disponible al meu github

Pas 3: proves

Si ho voleu fer vosaltres mateixos, caldrà provar-ho.

Ho vaig fer enregistrant les sortides d’un dels díodes fotogràfics i enganxant els resultats en un full de càlcul.

A partir d’aquí vaig ajustar el valor de les resistències del receptor fins que el gràfic que es va emetre va quedar el més definit possible. La velocitat era el següent objectiu. Com més ràpid parpelleja el làser, menor brillantor i, per tant, menor serà la qualitat del senyal. Els relés ens limitaven a 60 Hz aproximadament, però aconseguim velocitats de fins a 50 bits per segon (cada caràcter era d’1 byte, aproximadament 6 lletres cada segon) amb els làsers més potents que teníem i amb els fotodíodes configurats per ser més sensibles. Més que això i els relleus van començar a perdre cicles de rellotge.

Pas 4: producte final

funcionava com un encant gairebé cada vegada, sobretot pel poc espai disponible al nostre estand.

Vam comprovar que els llums intermitents, els cables, les pantalles, etc. atreien gent molt bé.