การส่งเลเซอร์ด้วย Arduinos: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

โครงการนี้จัดทำขึ้นสำหรับนักวิทยาศาสตร์ BT Young ในปี 2019

ฉันอยู่ในความดูแลของ "แบบจำลองการสาธิต"

การสาธิตเป็นเลเซอร์ที่ควบคุมโดย Arduino สองตัวที่แฟลชเพื่อส่งสัญญาณไปยัง Arduino อื่นที่อยู่ไกลออกไป มันถูกทดสอบว่าทำงานได้ไกลถึง 100 เมตร นอกเหนือจากนั้นการโฟกัสและการเล็งเลเซอร์นั้นเป็นเรื่องที่เจ็บปวดอย่างมาก เราคำนวณระยะทางสูงสุดตามทฤษฎี

ค่อนข้างภูมิใจที่ได้มาทำงาน เราได้รับการสัมภาษณ์จากนักการเมืองและอาจารย์สองสามคน และถึงกับส่งไปยังหนังสือพิมพ์ท้องถิ่นและโทรทัศน์ในดับลิน เราถูกทวีตถึงโดยวิทยากรใน DCU !!!

ในส่วนของรางวัล เราได้รับรางวัล "ยกย่องอย่างสูง"

เสบียง

สำหรับเครื่องส่งสัญญาณสาธิตฉันใช้:

โคลน Arduino uno

แหล่งจ่ายไฟสำหรับเลเซอร์ Arduino ใช้พลังงานจากแล็ปท็อป

เลเซอร์สีเขียวกำลังแรงสูง 2 เท่า

รีเลย์ควบคุมเลเซอร์ (เราไม่มี MOSFET หรืออะไรเลย)

หน้าจอ LCD ขนาดใหญ่พร้อมกระเป๋าเป้สะพายหลัง I2C เพื่อแสดงข้อความ ฯลฯ

ไฟ LED กะพริบ 2 ดวงพร้อมๆ กันกับเลเซอร์ ไฟกะพริบสีเขียวหนึ่งดวงและสีแดงหนึ่งดวง (ส่วนใหญ่สำหรับเอฟเฟกต์ แต่ยังรวมถึงการดีบักด้วย) ไฟกะพริบมักจะดึงดูดผู้คนและทำให้ดูเย็นลง

สำหรับเครื่องรับเราใช้:

โคลน Arduino uno

โฟโตไดโอด 2 เท่า

ตัวต้านทานสารพันเพื่อปรับความไว

2x LEDs เพื่อแสดงว่าสัญญาณใดเข้ามาสำหรับการดีบักและการแก้ไขปัญหา สำหรับเอฟเฟกต์เช่นเดียวกับตัวส่งสัญญาณ

หน้าจอ LCD เพื่อแสดงการส่งสัญญาณที่ได้รับ

สวิตช์เพื่อรีเซ็ต Arduino

ขั้นตอนที่ 1: ขั้นตอนที่หนึ่ง: การประกอบ

ทุกอย่างถูกประกอบตามที่แสดงในแผนผัง

คู่เลเซอร์และโฟโตไดโอดหนึ่งคู่ถูกใช้สำหรับข้อมูล อีกคู่สำหรับนาฬิกา เป็นไปได้ที่จะใช้เลเซอร์เพียงตัวเดียวสำหรับทั้งสองอย่าง แต่ตอนนั้นฉันไม่รู้

เราทำเคสชั่วคราวสำหรับโมดูลตัวส่งและตัวรับจากเลโก้เพื่อการนำเสนอ

เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการเชื่อมต่อแบบมีสายระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองจึงใช้แหล่งจ่ายไฟแยกต่างหากสำหรับแต่ละอุปกรณ์ เลเซอร์สองตัวซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าต่างกัน ถูกขับเคลื่อนโดยแยกจากหูดที่ผนังและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ฉันรู้ว่าการใช้รีเลย์ไม่เหมาะเพราะมันจำกัดอัตราการส่งข้อมูล แต่นั่นคือทั้งหมดที่เราต้องทำในเวลานั้น

ขั้นตอนที่ 2: รหัส

รหัสคือสิ่งที่ใช้เวลานานที่สุดเนื่องจากฉันไม่มีประสบการณ์มากเกินไปก่อนที่จะลองทำโครงการนี้

รหัสของฉันมีอยู่ใน github. ของฉัน

ขั้นตอนที่ 3: การทดสอบ

ถ้าจะทำเองก็ต้องทดสอบ

ฉันทำสิ่งนี้โดยการบันทึกเอาต์พุตของโฟโต้ไดโอดตัวใดตัวหนึ่งแล้ววางผลลัพธ์ลงในสเปรดชีต

จากนั้นฉันปรับค่าของตัวต้านทานบนตัวรับจนกระทั่งกราฟที่ส่งออกถูกกำหนดให้มากที่สุด ความเร็วเป็นเป้าหมายต่อไป ยิ่งเลเซอร์กะพริบเร็วเท่าใด ความสว่างก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ดังนั้นคุณภาพของสัญญาณก็จะยิ่งต่ำลง เราถูกจำกัดโดยรีเลย์ที่ 60hz หรือมากกว่านั้น แต่จัดการความเร็วได้สูงถึง 50 บิตต่อวินาที (อักขระแต่ละตัวมีขนาด 1 ไบต์ ประมาณ 6 ตัวอักษรทุกวินาที) ด้วยเลเซอร์ที่ทรงพลังกว่าที่เรามี และด้วยโฟโตไดโอดที่ตั้งค่าให้มีความละเอียดอ่อนมากขึ้น มากกว่านั้นและรีเลย์ก็เริ่มรอบสัญญาณนาฬิกาหายไป

ขั้นตอนที่ 4: ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

มันทำงานเหมือนมีเสน่ห์เกือบทุกครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่สั้นๆ ที่มีอยู่บนขาตั้งของเรา

เราพบว่าไฟกระพริบ สายไฟ ฉากกั้น ฯลฯ ดึงดูดฝูงชนได้ค่อนข้างดี