Laser Transmission With Arduinos: 4 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό το έργο ήταν για τον BT Young επιστήμονα το 2019.

Wasμουν υπεύθυνος για το «Μοντέλο επίδειξης».

Η επίδειξη ήταν δύο λέιζερ ελεγχόμενα με arduino που αναβοσβήνουν για να στείλουν σήμα σε άλλο arduino σε κάποια απόσταση. Δοκιμάστηκε να λειτουργήσει έως και 100 μέτρα, πέρα από το ότι η εστίαση και η στόχευση των λέιζερ ήταν ένας σημαντικός πόνος στον κώλο. Υπολογίσαμε μια θεωρητική μέγιστη απόσταση (υποθέτοντας ένα πολύ ευθυγραμμισμένο λέιζερ) μερικών χιλιάδων χιλιομέτρων.

Είμαι πολύ περήφανος που το πήρα στη δουλειά. Μας πήραν συνέντευξη μερικοί πολιτικοί και καθηγητές και φτάσαμε ακόμη και στις τοπικές εφημερίδες και την τηλεόραση στο Δουβλίνο. Μας έκανε ακόμη Tweet από έναν λέκτορα στο DCU !!!

Όσον αφορά τα έπαθλα, βραβευτήκαμε "Highly compmended".

Προμήθειες

Για τον πομπό επίδειξης χρησιμοποίησα:

Ένας κλώνος arduino uno

Τροφοδοτικό για τα λέιζερ. Το arduino τροφοδοτήθηκε από φορητό υπολογιστή.

2x πράσινα λέιζερ υψηλής ισχύος

Ρελέ για τον έλεγχο των λέιζερ (δεν είχαμε κανένα MOSFET ή τίποτα)

Μεγάλη οθόνη LCD με σακίδιο I2C για εμφάνιση κειμένου κ.λπ.

2x LED που αναβοσβήνουν ταυτόχρονα με τα λέιζερ, ένα πράσινο και ένα κόκκινο (κυρίως για εφέ αλλά και για εντοπισμό σφαλμάτων) τα φώτα που αναβοσβήνουν τείνουν να προσελκύουν τους ανθρώπους και να φαίνονται πιο δροσερά.

Για τον δέκτη χρησιμοποιήσαμε:

Ένας κλώνος arduino uno

2x φωτοδιόδους

Ποικιλία αντιστάσεων για ρύθμιση της ευαισθησίας

2x LED για να δείξετε ποιο σήμα έρχεται για εντοπισμό σφαλμάτων και αντιμετώπιση προβλημάτων. Επίσης για αποτέλεσμα όπως με τον πομπό.

Οθόνη LCD για την εμφάνιση των ληφθέντων μεταδόσεων

Διακόπτης για επαναφορά του arduino

Βήμα 1: Βήμα πρώτο: Συναρμολόγηση

Όλα συγκεντρώθηκαν όπως φαίνεται στα σχήματα.

Το ένα ζεύγος λέιζερ και φωτοδιόδου χρησιμοποιήθηκε για δεδομένα, το άλλο ήταν για ρολόι. Είναι δυνατό να χρησιμοποιήσετε μόνο ένα λέιζερ και για τα δύο, αλλά δεν το ήξερα τότε.

Κάναμε μερικές αυτοσχέδιες θήκες για μονάδες πομπού και δέκτη εκτός Lego για παρουσίαση.

Για να διασφαλιστεί ότι ήταν σαφές ότι δεν υπάρχει ενσύρματη σύνδεση μεταξύ των δύο συσκευών, χρησιμοποιήθηκε ξεχωριστό τροφοδοτικό για κάθε μία. Τα δύο λέιζερ, με διαφορετικές τάσεις, τροφοδοτήθηκαν χωριστά από κονδυλώματα τοίχου και ρυθμιστές τάσης. Ξέρω ότι η χρήση ρελέ δεν είναι ιδανική καθώς περιορίζει το ρυθμό μετάδοσης, αλλά αυτό ήταν το μόνο που έπρεπε να παραδώσουμε εκείνη τη στιγμή.

Βήμα 2: Κωδικός

Ο κώδικας είναι αυτός που χρειάστηκε περισσότερο, καθώς δεν είχα μεγάλη εμπειρία πριν επιχειρήσω αυτό το έργο.

Ο κωδικός μου είναι διαθέσιμος στο github μου

Βήμα 3: Δοκιμή

Εάν πρόκειται να το φτιάξετε μόνοι σας, θα πρέπει να δοκιμαστεί.

Το έκανα αυτό καταγράφοντας τις εξόδους μιας από τις διόδους φωτογραφιών και επικολλώντας τα αποτελέσματα σε ένα υπολογιστικό φύλλο.

Από εκεί τροποποίησα την τιμή των αντιστάσεων στον δέκτη έως ότου το γράφημα που εξήχθη ήταν όσο το δυνατόν πιο καθορισμένο. Η ταχύτητα ήταν τότε ο επόμενος στόχος. Όσο πιο γρήγορα αναβοσβήνει το λέιζερ, τόσο λιγότερη φωτεινότητα και συνεπώς τόσο μικρότερη η ποιότητα του σήματος. Περιοριστήκαμε από τα ρελέ στα 60hz περίπου, αλλά διαχειριστήκαμε ταχύτητες έως 50 bits ανά δευτερόλεπτο (κάθε χαρακτήρας είναι 1 byte, περίπου 6 γράμματα κάθε δευτερόλεπτο) με τα πιο ισχυρά λέιζερ που είχαμε και με τις φωτοδιόδους να είναι πιο ευαίσθητες. Περισσότερο από αυτό και τα ρελέ άρχισαν να λείπουν κύκλοι ρολογιού.

Βήμα 4: Τελικό προϊόν

λειτούργησε σαν γούρι σχεδόν κάθε φορά, ειδικά για το σύντομο διαθέσιμο χώρο στο περίπτερό μας.

Διαπιστώσαμε ότι τα φώτα που αναβοσβήνουν, τα καλώδια, οι οθόνες κλπ προσέλκυσαν τα πλήθη αρκετά όμορφα.