Transmisión láser con Arduinos: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Este proyecto fue para el científico BT Young en 2019.

Estuve a cargo del "Modelo de demostración".

La demostración consistió en dos láseres controlados por arduino que parpadean para enviar una señal a otro arduino a cierta distancia. Se probó que funcionaba hasta 100 m, más allá de eso, enfocar y apuntar los láseres era un gran dolor de cabeza. Calculamos una distancia máxima teórica (asumiendo un láser muy colimado) de algunos miles de km.

Muy orgulloso de haberlo hecho funcionar. Fuimos entrevistados por algunos políticos y profesores e incluso llegamos a los periódicos y la televisión locales de Dublín. ¡Incluso un profesor de DCU nos twitteó!

En términos de premios, fuimos galardonados con "Muy elogiados".

Suministros

Para el transmisor de demostración que utilicé:

Un clon de arduino uno

Una fuente de alimentación para los láseres. El arduino se alimentó desde una computadora portátil.

2x láseres verdes de alta potencia

Relés para controlar los láseres (no teníamos MOSFETS ni nada)

Una gran pantalla LCD con una mochila I2C para mostrar el texto, etc.

2x LED para parpadear al mismo tiempo que los láseres, uno verde y uno rojo (principalmente para efectos pero también para depuración) las luces intermitentes tienden a atraer a la gente y hacer que se vea más fresco.

Para el receptor usamos:

Un clon de arduino uno

2x fotodiodos

Resistencias surtidas para ajustar la sensibilidad

2x LED para mostrar qué señal está entrando para depurar y solucionar problemas. También para efectos como con el transmisor.

Una pantalla LCD para mostrar las transmisiones recibidas.

Un interruptor para reiniciar el arduino

Paso 1: Paso uno: Montaje

Todo se ensambló como se muestra en los esquemas.

Se utilizó un par de láser y fotodiodo para los datos y el otro para el reloj. Es posible usar un solo láser para ambos, pero no lo sabía en ese momento.

Hicimos algunos estuches improvisados para los módulos transmisor y receptor de Lego para su presentación.

Para asegurarse de que estaba claro que no hay conexión por cable entre los dos dispositivos, se utilizó una fuente de alimentación separada para cada uno. Los dos láseres, que tenían diferentes voltajes, fueron alimentados por separado por una verruga de pared y reguladores de voltaje. Sé que usar relés no es ideal ya que limita la velocidad de transmisión, pero eso es todo lo que teníamos a mano en ese momento.

Paso 2: Código

El código es lo que me tomó más tiempo, ya que no tenía mucha experiencia antes de intentar este proyecto.

Mi código está disponible en mi github

Paso 3: prueba

Si va a hacer esto usted mismo, deberá probarlo.

Hice esto grabando las salidas de uno de los fotodiodos y pegando los resultados en una hoja de cálculo.

A partir de ahí, ajusté el valor de las resistencias en el receptor hasta que el gráfico que se generó fue lo más definido posible. La velocidad fue entonces el siguiente objetivo. Cuanto más rápido destelle el láser, menor brillo y, por lo tanto, menor será la calidad de la señal. Estábamos limitados por los relés a 60 Hz más o menos, pero manejamos velocidades de hasta 50 bits por segundo (cada carácter es de 1 byte, aproximadamente 6 letras por segundo) con los láseres más potentes que teníamos y con los fotodiodos configurados para ser más sensibles. Más que eso y los relés comenzaron a perder ciclos de reloj.

Paso 4: Producto final

funcionó a las mil maravillas casi siempre, especialmente en el poco espacio disponible en nuestro stand.

Descubrimos que las luces intermitentes, los cables, las pantallas, etc. atraían bastante bien a las multitudes.