Transmission laser avec Arduinos : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Ce projet était pour le jeune scientifique de BT en 2019.

J'étais en charge du "Modèle de Démonstration".

La démonstration consistait en deux lasers contrôlés par arduino qui clignotent pour envoyer un signal à un autre arduino à une certaine distance. Il a été testé pour fonctionner jusqu'à 100 m, au-delà de la mise au point et de la visée des lasers, c'était très pénible. Nous avons calculé une distance maximale théorique (en supposant un laser très collimaté) de quelques milliers de km.

Assez fier de l'avoir fait fonctionner. Nous avons été interviewés par quelques politiciens et professeurs et nous sommes même rendus aux journaux et à la télévision locaux à Dublin. Nous avons même été tweetés par un conférencier de DCU !!!

En termes de prix, nous avons reçu la mention "Fortement recommandé".

Fournitures

Pour l'émetteur de démonstration j'ai utilisé:

Un clone arduino uno

Une alimentation pour les lasers. L'arduino était alimenté par un ordinateur portable.

2x lasers verts haute puissance

Relais pour contrôler les lasers (nous n'avions pas de MOSFET ou quoi que ce soit)

Un grand écran LCD avec un sac à dos I2C pour afficher le texte etc.

2x LED à clignoter en même temps que les lasers, une verte et une rouge (principalement pour l'effet mais aussi pour le débogage)

Pour le récepteur nous avons utilisé:

Un clone arduino uno

2x photodiodes

Résistances assorties pour régler la sensibilité

2x LED pour montrer quel signal arrive pour le débogage et le dépannage. Aussi pour effet comme avec l'émetteur.

Un écran LCD pour afficher les transmissions reçues

Un interrupteur pour réinitialiser l'arduino

Étape 1: Étape 1: Assemblage

Tout a été assemblé comme indiqué sur les schémas.

Une paire laser et photodiode a été utilisée pour les données, l'autre pour l'horloge. Il est possible d'utiliser un seul laser pour les deux, mais je ne le savais pas à l'époque.

Nous avons fabriqué des étuis de fortune pour les modules émetteur et récepteur en Lego pour la présentation.

Pour s'assurer qu'il était clair qu'il n'y a pas de connexion filaire entre les deux appareils, une alimentation séparée a été utilisée pour chacun. Les deux lasers, ayant des tensions différentes, étaient alimentés séparément par une verrue murale et des régulateurs de tension. Je sais que l'utilisation de relais n'est pas idéale car elle limite le taux de transmission, mais c'est tout ce que nous avions à portée de main à l'époque.

Étape 2: Coder

Le code est ce qui a pris le plus de temps car je n'avais pas trop d'expérience avant de tenter ce projet.

Mon code est disponible sur mon github

Étape 3: Tester

Si vous devez le faire vous-même, il faudra le tester.

J'ai fait cela en enregistrant les sorties de l'une des photodiodes et en collant les résultats dans une feuille de calcul.

À partir de là, j'ai modifié la valeur des résistances du récepteur jusqu'à ce que le graphique généré soit aussi défini que possible. La vitesse était alors le prochain objectif. Plus le laser clignote rapidement, moins il y a de luminosité et donc moins la qualité du signal est bonne. Nous étions limités par les relais à 60hz environ mais gérons des vitesses allant jusqu'à 50 bits par seconde (chaque caractère faisant 1 octet, environ 6 lettres par seconde) avec les lasers les plus puissants que nous avions et avec les photodiodes réglées pour être plus sensibles. Pas plus que cela et les relais ont commencé à manquer des cycles d'horloge.

Étape 4: Produit final

cela a fonctionné comme un charme presque à chaque fois, surtout sur le peu d'espace disponible sur notre stand.

Nous avons constaté que les lumières clignotantes, les fils, les écrans, etc. attiraient plutôt bien les foules.