Lasertransmisjon med Arduinos: 4 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Dette prosjektet var for BT Young -forskeren i 2019.

Jeg hadde ansvaret for "Demonstrasjonsmodellen".

Demonstrasjonen var to arduino-kontrollerte lasere som blinker for å sende et signal til en annen arduino et stykke unna. Det ble testet for å fungere så langt som 100 meter, utover det å fokusere og sikte laserne var en stor smerte i rumpa. Vi beregnet en teoretisk maksimal avstand (forutsatt en veldig kollimert laser) på noen tusen km.

Ganske stolt over at jeg fikk det til å fungere. Vi ble intervjuet av noen få politikere og professorer og kom til og med til lokalavisene og TV -en i Dublin. Vi ble til og med tweetet om av en foreleser i DCU !!!

Når det gjelder premier, ble vi tildelt "Highly commended".

Rekvisita

For demonstrasjonssenderen brukte jeg:

En arduino uno klon

En strømforsyning til laserne. Arduinoen ble drevet fra en bærbar datamaskin.

2x grønne lasere med høy effekt

Reléer for å kontrollere laserne (vi hadde ingen MOSFETS eller noe)

En stor LCD -skjerm med en I2C -ryggsekk for å vise teksten etc.

2x lysdioder som blinker samtidig med laserne, en grønn og en rød (mest for effekt, men også for feilsøking) blinkende lys har en tendens til å tiltrekke seg folk og få det til å se kulere ut.

For mottakeren brukte vi:

En arduino uno klon

2x fotodioder

Assorterte motstander for å justere følsomheten

2x lysdioder for å vise hvilket signal som kommer inn for feilsøking og feilsøking. Også for effekt som med senderen.

En LCD -skjerm for å vise mottatte overføringer

En bryter for å tilbakestille arduinoen

Trinn 1: Trinn 1: Montering

Alt ble satt sammen som vist i skjemaet.

Ett laser- og fotodiodepar ble brukt til data, det andre var for klokke. Det er mulig å bruke bare en laser for begge, men det visste jeg ikke den gangen.

Vi laget noen midlertidige tilfeller for sender- og mottakermodulene av Lego for presentasjon.

For å sikre at det var klart at det ikke er noen kablet forbindelse mellom de to enhetene, ble det brukt en separat strømforsyning for hver. De to laserne, som hadde forskjellige spenninger, ble drevet separat av en veggvorter og spenningsregulatorer. Jeg vet at bruk av reléer ikke er ideelt ettersom det begrenser overføringshastigheten, men det var alt vi måtte gi den gangen.

Trinn 2: Kode

Koden er det som tok lengst tid, ettersom jeg ikke hadde for mye erfaring før jeg prøvde dette prosjektet.

Koden min er tilgjengelig på github

Trinn 3: Testing

Hvis du skal lage dette selv, må det testes.

Jeg gjorde dette ved å registrere utgangene til en av fotodiodene og lime inn resultatene i et regneark.

Derfra justerte jeg verdien av motstandene på mottakeren til grafen som ble sendt ut var så definert som mulig. Hastighet var da det neste målet. Jo raskere laseren blinker, jo mindre lysstyrke, og derfor er signalkvaliteten lavere. Vi var begrenset av reléene til 60 Hz eller så, men klarte hastigheter på opptil 50 bits per sekund (hvert tegn er 1 byte, omtrent 6 bokstaver hvert sekund) med de kraftigere laserne vi hadde og med fotodiodene satt til å være mer følsomme. Mer enn det og reléene begynte å mangle klokkesykluser.

Trinn 4: Sluttprodukt

det fungerte som en sjarm nesten hver gang, spesielt over den korte plassen som er tilgjengelig på standen vår.

Vi fant ut at blinkende lys, ledninger, skjermer osv. Tiltrukket folkemengder ganske pent.