ส่งเพลงผ่านลำแสงเลเซอร์: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:08

คำเตือน: โครงการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้และการดัดแปลงอุปกรณ์เลเซอร์ แม้ว่าเลเซอร์ที่ฉันแนะนำให้ใช้ (ตัวชี้สีแดงที่ซื้อจากร้านค้า) นั้นค่อนข้างปลอดภัยที่จะจัดการ แต่อย่ามองเข้าไปในลำแสงเลเซอร์โดยตรง ระวังแสงสะท้อน และระมัดระวังอย่างยิ่งเมื่อทำการดัดแปลงผลิตภัณฑ์เลเซอร์ นอกจากนี้ ฉันไม่รับผิดชอบต่อสิ่งใดที่โง่เขลาที่คุณทำ นี่เป็นอีกสิ่งหนึ่งที่ต้องทำกับตัวชี้เลเซอร์ส่งเสริมการขายเหล่านั้น: ส่งเพลง (หรือข้อมูล) จากจุด A ไปยังจุด B เหนือลำแสงเลเซอร์โดยใช้การปรับแอมพลิจูด เพียงแค่ชี้เลเซอร์ที่ปรับแต่งแล้วไปที่เครื่องตรวจจับ และสามารถได้ยินเสียงเพลงจากเครื่องขยายเสียงที่ต่ออยู่ ช่วงและคุณภาพ (หรือความเร็วข้อมูล) อาจแตกต่างกันไป แต่ฉันได้รับช่วง HALF MILE พร้อมคุณภาพเสียงที่ยอดเยี่ยมและปริมาณงานประมาณ 300bps รูปภาพที่แสดงที่นี่คือตัวส่งและตัวรับที่ทำงานบนโต๊ะทำงานของฉันในระหว่างการทดสอบเพื่อดู วิธีใช้เลเซอร์สองอันในการส่งสองช่องเพลงและผสมกับแว่นกันแดด ตรวจสอบบล็อกโพสต์ที่นี่ สามารถดูวิดีโอของระบบการทำงานได้ที่นี่: https://video.google.com/videoplay?docid =6895048767032879458&hl=thแรงบันดาลใจมากมายสำหรับโครงการนี้มาจาก

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมวัสดุ

ในการส่งเพลงผ่านลำแสงเลเซอร์ คุณจะต้องมีชิ้นส่วนต่อไปนี้ ซึ่งส่วนใหญ่สามารถซื้อได้ในราคาไม่ถึง 5 ดอลลาร์สำหรับเรดิโอแช็ค (นอกเหนือจากพอยน์เตอร์ ซึ่งอาจมีราคา 15 ดอลลาร์) หากคุณมีงบประมาณจำกัด ให้ลองเปลี่ยนเลเซอร์เป็นไฟ LED สีแดงและตัวต้านทาน 100 โอห์มต่ออนุกรมกัน

สำหรับตัวส่งสัญญาณ: แบตเตอรี่ตัวชี้เลเซอร์ (D-cell ทำงานได้ดีที่สุด) โพเทนชิโอมิเตอร์ (ตัวต้านทานผันแปร) แหล่งกำเนิดเสียง 50k ohm หรือน้อยกว่า (iPod, เครื่องเล่นซีดี, ปรีแอมป์ไมค์, สายสัญญาณออก PC ฯลฯ) สายไฟบางส่วน (cat5 aka ethernet cabling ทำงานได้ดีที่สุด) สวิตช์สลับ (สวิตช์เทอร์โบจากพีซีเครื่องเก่าทำงานได้ดี) หม้อแปลงเสียง (สามารถดึงจากอุปกรณ์เครื่องเสียง) แจ็คเสียง 1/8" (สามารถรับได้จากปลายสายหูฟัง) สำหรับเครื่องรับ: phototransitor (โฟโตไดโอดหรือเครื่องตรวจจับ IR ก็ใช้งานได้) แจ็คเสียงขนาด 1/8" แอมพลิฟายเออร์กำลังขยายสูงแบบมีสายเพิ่มเติม (แล็ปท็อปที่มีอินพุตไมโครโฟน หรือปรีแอมป์ไมโครโฟนพร้อมแอมพลิฟายเออร์) แว่นขยาย (ช่วยในระยะไกล) เครื่องมือ: เครื่องตัดลวด/เครื่องปอกหัวแร้งและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เทปบัดกรี (แบบใสและ/หรือแบบไฟฟ้า) ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ (มีประโยชน์… ไม่จำเป็นจริงๆ) ขาตั้งกล้อง (ช่วยในการเล็งเลเซอร์ในระยะไกล) กล่องพิซซ่าเปล่าที่มีหลังสีขาว (สำหรับค้นหาลำแสงและสำหรับการปรับ) ผู้ช่วยบางคน

ขั้นตอนที่ 2: แฮ็กเลเซอร์

ก่อนอื่นต้องแก้ไขตัวชี้เลเซอร์ ถอดแบตเตอรีทั้งหมดออกและเพิ่มแรงดันไฟของแบตเตอรีทั้งหมดเพื่อค้นหาแรงดันไฟที่เลเซอร์ต้องการ ตัวอย่างเช่น ของฉันใช้แบตเตอรี่ AAA สองก้อน นั่นคือ 2 x 1.5 หรือ 3 โวลต์ ตอนนี้ประสานสายไฟเข้ากับขั้วบวกและขั้วลบภายในเลเซอร์ นี้อาจต้องตัดเปิดเคสเล็กน้อย (บางครั้ง dremmel จำเป็น)

ต่อไป ให้หาวิธีกดปุ่มบนตัวชี้ที่ทำให้ไฟสว่างค้างไว้ ยางลบดินสอแบบโกนและยางรัดผมใช้ได้ผลสำหรับฉัน ตอนนี้ทดสอบเลเซอร์ดัดแปลงโดยเชื่อมต่อแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมกับสายไฟที่ต่อใหม่ หากไม่ได้ผล ให้ลองเชื่อมต่อในทิศทางตรงกันข้าม ตัวชี้เลเซอร์ใช้เลเซอร์ไดโอดซึ่งใช้กระแสในทิศทางเดียวเท่านั้น ตัวดัดแปลงนี้จะช่วยให้เราควบคุมความสว่างของเลเซอร์โดยเปลี่ยนแรงดันและกระแสที่จ่ายให้กับมัน ในภาพด้านล่าง คุณจะเห็นพอยน์เตอร์ของฉัน โดยติดแบตเตอรี่ D-cell สองก้อน

ขั้นตอนที่ 3: สร้างวงจรส่งสัญญาณ

ใช้แผนผังด้านล่างเป็นแนวทางในการบัดกรีวงจรเครื่องส่งสัญญาณเข้าด้วยกัน ทุกอย่างทางด้านซ้ายของเลเซอร์คือวงจรส่งสัญญาณ

ติดเทปหรือกาวส่วนประกอบลงบนกระดาษแข็ง หรือใช้เขียงหั่นขนม ตรวจสอบรูปถ่ายของบอร์ดที่เสร็จแล้วของฉัน ฉันใช้แจ็คตัวเมียขนาด 1/8 นิ้วเพื่อให้การเชื่อมต่อง่ายขึ้น ในการทดสอบวงจร ให้เพิ่มระดับเสียงของ iPod เป็น MAX เล่นเพลงที่มีเสียงเบสมาก และปรับโพเทนชิออมิเตอร์ลงจนสุด จุดเลเซอร์ควรปรากฏเป็นจังหวะพร้อมกับเสียงเพลง เนื่องจากเป็นวงจรมอดูเลตแอมพลิจูด (AM)

ขั้นตอนที่ 4: ตั้งค่าเครื่องรับ

บัดกรีตะกั่วยาวบนโฟโตทรานซิสเตอร์ (หรือโฟโตไดโอด) ต่อสิ่งเหล่านี้เข้ากับแจ็คเสียงขนาด 1/8 นิ้ว (สายหูฟังจะสมบูรณ์แบบ) เสียบปลั๊กนี้เข้ากับพอร์ต MIC บนแล็ปท็อปหรือ PC หรือปรีแอมป์/แอมป์ MIC อื่นๆ แล้วเพิ่มเกนและระดับเสียงให้อยู่ในระดับปานกลาง พยายามติดตั้งอุปกรณ์ทั้งหมด (โดยมีพื้นที่สำหรับแว่นขยาย) บนวัสดุที่ทนทานแต่พกพาสะดวก (เช่น แผ่นไม้)

สำหรับโครงการนี้ GAIN ของเครื่องขยายเสียงเป็นสิ่งสำคัญ จะต้องสูงมากในการรับความแตกต่างเล็กน้อยของสัญญาณอินพุต (ไฟ) เพื่อดึงเพลงออกมา ดังนั้นฉันจึงสร้างแอมป์เขียงหั่นขนมจากชุดเขียงหั่นขนม 50-in-1 Sensor Lab ของ RadioShack ซึ่งฉันขอแนะนำอย่างยิ่ง ตรวจสอบภาพถ่ายและแผนผังจากหนังสือที่รวมอยู่

ขั้นตอนที่ 5: ให้มันลอง

เล็งลำแสงเลเซอร์ไปที่โฟโตไดโอด กดเล่นบน iPod และฟังเสียงใดๆ ที่มาจากแอมป์ เล่นโดยปรับระดับเสียงของ iPod และตำแหน่งโพเทนชิออมิเตอร์จนได้ยินเสียงเพลงอย่างชัดเจนและไม่ผิดเพี้ยนจากด้านรับ จากนั้นเปิดกำไรที่ได้รับตามความจำเป็น

ลองติดเลเซอร์บนขาตั้งกล้องและส่งเพลงในระยะทางที่ไกลขึ้น ฉันเพิ่งได้ยิน Starway to Heaven ได้ชัดเจนในระยะครึ่งไมล์ สิ่งนี้ทำบนทะเลสาบขนาดเล็ก โดยมีผู้ช่วยอยู่ในเรือแคนูพร้อมกล่องพิซซ่าเพื่อช่วยเล็ง

ขั้นตอนที่ 6: มันทำงานอย่างไร และฉันจะไปจากที่นี่ที่ไหน?

วงจรนี้ทำงานโดยใช้การมอดูเลตแอมพลิจูด เช่นเดียวกับวิทยุ AM ยกเว้นการใช้ความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้แทนความถี่วิทยุ สัญญาณเสียงออกจาก iPod เป็นแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันซึ่งบังคับกระแสไฟที่แตกต่างกันผ่านเลเซอร์ จากนั้นความสว่างที่แตกต่างกันของเลเซอร์ก็จะถ่ายทอดข้อมูลทางดนตรี สุดท้าย โฟโตทรานซิสเตอร์จะมีความต้านทานแตกต่างกันไปตามความสว่างของทรานซิสเตอร์ที่เปลี่ยนไป แอมป์ไมค์ใช้แรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยกับโฟโตทรานซิสเตอร์และขยายกระแสที่ได้

ปัญหาของระบบนี้คือในแต่ละขั้นตอนจะมีฟังก์ชันถ่ายโอนแบบไม่เชิงเส้น กล่าวคือ มีการบิดเบือนที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความสว่างไม่ได้สัดส่วนกับการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เสมอไป ดูภาพหน้าจอด้านล่างสำหรับตัวอย่าง และฟังตัวอย่างเสียงที่แนบมา ขั้นตอนต่อไปในโครงการนี้คือการใช้พัลส์ (เช่น รหัสมอร์สแบบเร็วที่ใช้คอมพิวเตอร์) เพื่อถ่ายทอดข้อมูลดิจิทัล เช่น ข้อความ เสียงที่ชัดใส หรือแม้แต่วิดีโอ หรือแม้แต่เครือข่ายคอมพิวเตอร์ด้วยลำแสงเลเซอร์ในลักษณะที่คล้ายกับไฟเบอร์ออปติก แต่ในที่โล่ง ฉันจะโพสต์รหัส C สำหรับโปรแกรมส่งและรับของฉัน