Komunikacja za pomocą światła widzialnego

[SQ9RZI]

Wpadł mi ostatnio do głowy pomysł zrealizowania prostego urządzenia do komunikacji głosowej prowadzonej za pośrednictwem fal świetlnych. Po raz pierwszy zetknąłem się z tematem w dzieciństwie, gdy przeczytałem artykuł o "fototelefonie" w "Młodym Techniku".

Na pierwszy ogień poszedł ten oto układ:
http://modulatedlight.org/optical_comms/...simple.gif

Zastosowałem niewielkie modyfikacje. To znaczy zamiast wskaźnika laserowego używam diody LED 3W sterowanej przez IRF540. Stopień PA zasilany jest z zasilacza CB 13,8V a cała reszta przez stabilizator 8V (nie miałem pod ręką wersji 9V). Pierwsze próby wypadły pomyślnie - przy zastosowaniu zwykłej luby spokojnie mogę przesyłać dźwięk na odległość kilku metrów, chociaż oczywiście dopiero odpowiednia optyka jest kluczem do sukcesu.

Na razie jednak trafiłem na pewien drobny problem. Mianowicie przy braku sygnału z mikrofonu przebieg na drugiej nóżce LM311 nie jest czysty. Pojawia się jakiś sygnał o amplitudzie i częstotliwości kilkadziesiąt razy mniejszej od właściwego sygnału z mikrofonu. Sygnał znika po odłączeniu zasilania od NE555.

Co może być powodem? Czy przypadkiem w układzie nie brakuje filtrowania zasilania? Próbowałem na wyczucie dodać filtry zasilania RC przed mikrofonem (około 1k i 10uF) oraz przed NE555 (jakieś 100k i 100uF). Nie pomogło. Zanim zacznę dalsze eksperymenty wolę zapytać. Takie zachowanie tego układu jest normalne? Jeśli nie, to co może być jego powodem?

[SQ4AVS]

Wrzuć oscylogramy, robiłęm podobny układ tylko na tl494. Masz może skypajeśli tak daj znać na priva.

[SQ9RZI]

Wyraźnie mam tam jakieś drgania na częstotliwości ponad akustycznej, zbliżonej do częstotliwości pracy 555.
Na pierwszym obrazku przebieg na linii zasilania (za stabilizatorem 9V). Duże peeki mają amplitudę powyżej 1V.
Na drugim zdjęciu przebieg na wyjściu uA741 (bez sygnału z mikrofonu) - amplituda około 100mV.

Zakłócenia znikają po odłączeniu zasilania od NE555.

Na trzecim zdjęciu przebieg na wyjściu NE555.

Jak się tego pozbyć?

[SQ4AVS]

Atlantis:
wszystkie wejścia i wyjścia stabilizatora zblokuj kombinacją 100n + 100uF
dzielnik podłączony do wejścia nieodwracającego wzmacniacza operacyjnego zblokuj taką samą kombinacją
zasilania ne555 i opamp taka sama kombinacja
jak dodałeś driver to wrzuć jego schemat zasilanie zblokuj z 1000uF +100nF
oczywiście wiesz, że przy braku sygnału dioda też będzie wysterowana przez połowę okresu przebiegu generatora ne555
a tu masz całą teorię
http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation

[SQ6ADE]

Można spróbować zatrudnić małego AVR jako wzbudnicę
Coś jak tu :
http://hackaday.com/2012/09/05/70-watt-a...an-attiny/

[SQ4AVS]

Udało mi się dziś zrobić z diody led fotododiodę, niby nic specjalnego ale jest to dioda która wzmacnia sygnał na skutek zjawiska lawinowego, to jest w stanie wyłapać dużo słabsze promieniowanie niż zwykła fotodioda.

[SQ9RZI]

(02-03-2013 11:18)SQ4AVS napisał(a):  wszystkie wejścia i wyjścia stabilizatora zblokuj kombinacją 100n + 100uF

Na razie stabilizator ma (zgodnie z notą) 330nF na wejściu i 100nF na wyjściu. Chyba faktycznie powinienem dodać elektrolity...

Cytat:dzielnik podłączony do wejścia nieodwracającego wzmacniacza operacyjnego zblokuj taką samą kombinacją
zasilania ne555 i opamp taka sama kombinacja

Ok, spróbuję dodać. Sam się trochę dziwiłem, że na schemacie nie ma żadnego filtrowania zasilania.
Układ nadajnika jest na razie zmontowany testowo, na breadboardzie.

Cytat:jak dodałeś driver to wrzuć jego schemat zasilanie zblokuj z 1000uF +100nF

Generalnie nie ma czego rysować. Dioda jest sterowana w najprostszy z możliwych sposobów. Wyjście zamiast do lasera podłączone jest do bramki IRF540. Dren połączyłem z plusem zasilania (13,8V) a pomiędzy źródłem a masą znajduje się dioda LED 3W w szereg z rezystorem 22om 2W.

Planuję także dodanie jakiegoś potencjometru przed bramką, który pozwoliłby mi w razie potrzeby zmniejszyć moc wyjściową.

Cytat:oczywiście wiesz, że przy braku sygnału dioda też będzie wysterowana przez połowę okresu przebiegu generatora ne555
a tu masz całą teorię
http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation

Co do PWM, to akurat wiem na czym polega ten sposób modulacji. Od jakiegoś czasu zresztą uczę się programowania mikrokontrolerów AVR w języku C, a tam to chleb powszedni. Myślałem nawet o zaprzęgnięciu jakiegoś ATTiny do pracy, ale w międzyczasie natknąłem się na ten schemat z układami liniowymi.

[SQ4AVS]

Planuję także dodanie jakiegoś potencjometru przed bramką, który pozwoliłby mi w razie potrzeby zmniejszyć moc wyjściową.

bardzo zły pomysł, daj znać o wynikach

[SQ9RZI]

(02-03-2013 20:06)SQ4AVS napisał(a):  bardzo zły pomysł, daj znać o wynikach

Niby dlaczego? Ze względu na nieliniową charakterystykę diody? Właśnie dlatego stosuje się PWM, a nie typową modulację amplitudy. W tym przypadku jednak przykręcenie potencjometru nie powinno mieć wpływu na sygnał - w końcu częstotliwość impulsów ani duty cycle nie ulegnie zmianie...

Widziałem rozwiązanie z potencjometrem w jakimś innym LED-owym transceiverze. Chyba chodziło o układ z modulacją FM na CD4046, opisywany parę lat temu w "Świecie Radio".

[SQ4AVS]

Po pierwsze dość dziwnie włączyłeś diodę, lepiej byłoby w drenie, oczywiście opornik w źródle zostaje. Pewnie Ci mosfet chodzi bez radiatora a z taką regulacją jak piszesz będzie wymagał chłodzenia i stracisz na sprawności. Wystarczy przejrzeć chcarakterystyjkę dowolnego mosfeta.