सरल और सस्ता लेजर डिजिटल ऑडियो ट्रांसमिशन: 4 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

जब से मैंने लेज़र गन बनाई है, मैं ऑडियो भेजने के लिए लेज़र को मॉड्यूलेट करने के बारे में सोच रहा हूँ, या तो मज़े के लिए (बच्चों के इंटरकॉम के लिए), या शायद अधिक परिष्कृत लेज़र गन के लिए डेटा संचारित करने के लिए, एक रिसीवर को यह पता लगाने में सक्षम बनाता है जिसे वह मारा गया था। इस निर्देशयोग्य में मैं ऑडियो ट्रांसमिशन पर ध्यान केंद्रित करूंगा।

कई लोगों ने लेजर डायोड की बिजली आपूर्ति में एनालॉग ऑडियो सिग्नल जोड़कर एनालॉग मॉड्यूलेटेड ट्रांसमिशन सिस्टम बनाया है। यह काम करता है, लेकिन इसमें कुछ गंभीर कमियां हैं, ज्यादातर शोर को शुरू किए बिना प्राप्त करने वाले छोर पर सिग्नल को बढ़ाने में असमर्थता है। साथ ही रैखिकता बहुत खराब है।

मैं पल्स चौड़ाई मॉडुलन (पीडब्लूएम) प्रणाली का उपयोग करके लेजर को डिजिटल रूप से संशोधित करना चाहता था। लेज़र गन प्रोजेक्ट में उपयोग किए जाने वाले सस्ते लेज़र डायोड को सामान्य एलईडी की तुलना में भी तेज़ी से संशोधित किया जा सकता है, जिस तरह से प्रति सेकंड लाखों दालों में होता है, इसलिए यह बहुत ही संभव होना चाहिए।

चरण 1: सिद्धांत का प्रमाण (ट्रांसमीटर)

त्रिभुज या चूरा जनरेटर का उपयोग करके और एक op-amp के साथ सिग्नल इनपुट के साथ इसके आउटपुट की तुलना करके कुछ हद तक सभ्य ट्रांसमीटर बनाना पूरी तरह से संभव है। हालांकि, अच्छी रैखिकता प्राप्त करना बहुत कठिन है और घटकों की संख्या बहुत तेजी से बढ़ती है, और प्रयोग करने योग्य गतिशील सीमा अक्सर सीमित होती है। इसके अलावा, मैंने फैसला किया कि इसे आलसी होने की अनुमति है।

थोड़ी सी पार्श्व सोच ने मुझे एक अल्ट्रा सस्ते डी-क्लास ऑडियो एम्पलीफायर की ओर इशारा किया जिसे PAM8403 कहा जाता है। मैंने इसे पहले लेजर गन प्रोजेक्ट में एक वास्तविक ऑडियो एम्पलीफायर के रूप में इस्तेमाल किया था। यह वही करता है जो हम चाहते हैं, पल्स चौड़ाई ऑडियो इनपुट को संशोधित करती है। आवश्यक बाहरी घटकों वाले छोटे बोर्ड ईबे से 1 यूरो से कम में खरीदे जा सकते हैं।

PAM8404 चिप एक पूर्ण एच-ब्रिज आउटपुट के साथ एक स्टीरियो एम्पलीफायर है, जिसका अर्थ है कि यह स्पीकर को दोनों तारों को Vcc (प्लस) रेल या जमीन पर चला सकता है, केवल एक तार चलाने की तुलना में आउटपुट पावर को प्रभावी ढंग से चौगुना कर सकता है। इस परियोजना के लिए हम केवल एक चैनल के दो आउटपुट तारों में से एक का उपयोग कर सकते हैं। जब पूर्ण मौन में आउटपुट लगभग 230 kHz की एक वर्ग तरंग पर चला जाएगा। ऑडियो सिग्नल द्वारा मॉड्यूलेशन आउटपुट की पल्स चौड़ाई को बदल देता है।

लेज़र डायोड अति-धारा के प्रति अत्यंत संवेदनशील होते हैं। 1 माइक्रोसेकंड की पल्स भी इसे पूरी तरह से नष्ट कर सकती है। दिखाया गया सर्किट ठीक यही रोकता है। यह वीसीसी से स्वतंत्र 30 मिलीमीटर के साथ लेजर चलाएगा। हालांकि, इसमें डायोड का थोड़ा सा भी डिस्कनेक्ट होता है, सामान्य रूप से ट्रांजिस्टर के आधार वोल्टेज को 1.2 वोल्ट तक क्लिप करने से लेजर डायोड तुरंत नष्ट हो जाता है। मैंने इस तरह दो लेजर मॉड्यूल उड़ाए हैं। मैं ब्रेडबोर्ड पर लेजर ड्राइवर का निर्माण नहीं करने की सलाह देता हूं, लेकिन इसे पीसीबी के छोटे टुकड़े पर मिलाप करता हूं या लेजर मॉड्यूल के पीछे सिकुड़ ट्यूब के एक टुकड़े में फ्री-फॉर्म करता हूं।

ट्रांसमीटर को लौटें। PAM8403 के आउटपुट को लेजर ड्राइवर सर्किट के इनपुट से कनेक्ट करें और ट्रांसमीटर किया जाता है! जब निकाल दिया जाता है, तो लेजर नेत्रहीन रूप से चालू होता है और वैकल्पिक रूप से किसी भी मॉड्यूलेशन का पता नहीं लगाया जा सकता है। यह वास्तव में समझ में आता है क्योंकि सिग्नल 230 kHz वाहक आवृत्ति पर लगभग 50/50 प्रतिशत चालू/बंद स्थिति में हो जाता है। कोई भी दृश्य मॉड्यूलेशन सिग्नल का वॉल्यूम नहीं होता, बल्कि सिग्नल का वास्तविक मूल्य होता। केवल बहुत, बहुत कम आवृत्तियों पर मॉडुलन ध्यान देने योग्य होगा।

चरण 2: सिद्धांत का प्रमाण (रिसीवर, सोलर सेल संस्करण)

मैंने रिसीवर के लिए कई सिद्धांतों की जांच की, जैसे कि नकारात्मक पक्षपाती पिन फोटो डायोड, गैर-पक्षपाती संस्करण, आदि। विभिन्न योजनाओं के अलग-अलग फायदे और नुकसान थे, जैसे गति बनाम संवेदनशीलता, लेकिन अधिकांश चीजें जटिल थीं।

अब मेरे पास बगीचे में एक पुराना आईकेईए सोलविन्डेन सौर ऊर्जा संचालित प्रकाश था जो बारिश के प्रवेश से नष्ट हो गया था, इसलिए मैंने दो छोटे (4 x 5 सेमी) सौर कोशिकाओं को बचाया और कोशिश की कि केवल संशोधित लाल लेजर डायोड को इंगित करके कितना सिग्नल उत्पन्न होगा उनमें से एक पर। यह आश्चर्यजनक रूप से अच्छा रिसीवर निकला। मामूली रूप से संवेदनशील, और अच्छी गतिशील रेंज, जैसे कि, यह आवारा धूप से भी बहुत उज्ज्वल रोशनी के साथ काम करता है।

बेशक आप इस तरह के छोटे सोलर सेल के लिए ईबे पर सर्च कर सकते हैं। उन्हें 2 यूरो से कम के लिए खुदरा होना चाहिए।

मैंने इसमें एक और PAM8403 डी क्लास रिसीवर बोर्ड लगाया (जो डीसी घटक से भी छुटकारा पाया), और इससे जुड़े एक साधारण स्पीकर को जोड़ा। परिणाम प्रभावशाली था। ध्वनि यथोचित रूप से तेज और विरूपण मुक्त थी।

सोलर सेल का उपयोग करने का नकारात्मक पक्ष यह है कि वे बेहद धीमे होते हैं। डिजिटल कैरियर पूरी तरह से मिटा दिया गया है और यह वास्तविक डिमॉड्यूलेटेड ऑडियो फ्रीक्वेंसी है जो सिग्नल के माध्यम से आ रही है। लाभ यह है कि किसी भी डिमोडुलेटर की आवश्यकता नहीं है: बस एम्पलीफायर और स्पीकर को हुक करें और आप व्यवसाय में हैं। नकारात्मक पक्ष यह है कि चूंकि डिजिटल वाहक मौजूद नहीं है, और इसलिए इसे बहाल नहीं किया जा सकता है, रिसीवर का प्रदर्शन पूरी तरह से प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करता है और ऑडियो आवृत्ति रेंज जैसे प्रकाश बल्बों में संशोधित सभी आवारा प्रकाश स्रोतों द्वारा ऑडियो विकृत हो जाएगा।, टीवी और कंप्यूटर स्क्रीन।

चरण 3: टेस्ट

मैंने बीम को आसानी से देखने और सौर सेल की अधिकतम संवेदनशीलता रखने के लिए रात में ट्रांसमीटर और रिसीवर को बाहर निकाला, और तत्काल सफलता मिली। सिग्नल को 200 मीटर डाउन रेंज में आसानी से उठाया गया था, जहां बीम की चौड़ाई 20 सेमी से अधिक नहीं थी। एक गैर-सटीक कोलिमेटर लेंस, एक मैला ढोने वाला सौर सेल और दो एम्पलीफायर मॉड्यूल के साथ 60 सेंट के लेजर मॉड्यूल के लिए बुरा नहीं है।

मामूली अस्वीकरण: मैंने यह चित्र नहीं बनाया है, बस इसे एक प्रसिद्ध खोज साइट से लिया है। चूंकि उस रात हवा में थोड़ी नमी थी, लेजर की ओर पीछे मुड़कर देखने पर बीम वास्तव में इस तरह दिखती थी। बहुत बढ़िया, लेकिन यह बात अलग है।

चरण 4: विचारों के बाद: एक डिजिटल रिसीवर बनाना

एक डिजिटल रिसीवर बनाना, पिन डायोड संस्करण

जैसा कि कहा गया है, उच्च आवृत्ति वाले पीएमडब्ल्यू सिग्नल को पुन: उत्पन्न किए बिना, आवारा संकेत बहुत श्रव्य हैं। इसके अलावा, पीएमडब्ल्यू सिग्नल को एक निश्चित आयाम में पुन: उत्पन्न किए बिना, वॉल्यूम, और रिसीवर के सिग्नल-टू-शोर अनुपात पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करता है कि रिसीवर द्वारा कितनी लेजर लाइट कैप्चर की जाती है। यदि PMW सिग्नल स्वयं प्रकाश संवेदक के आउटपुट पर पर्याप्त रूप से उपलब्ध होगा, तो इन आवारा प्रकाश संकेतों को फ़िल्टर करना बहुत आसान होना चाहिए क्योंकि मूल रूप से मॉड्यूलेशन आवृत्ति के तहत सब कुछ भटका हुआ माना जाना चाहिए। उसके बाद, बस शेष सिग्नल को बढ़ाना एक निश्चित आयाम, पुनर्जीवित पीडब्लूएम सिग्नल का उत्पादन करना चाहिए।

यदि आपने अभी तक एक डिजिटल रिसीवर नहीं बनाया है, लेकिन डिटेक्टर के रूप में BWP34 पिन डायोड का उपयोग करना बहुत संभव हो सकता है। कैप्चर क्षेत्र को बढ़ाने के लिए लेंस सिस्टम के बारे में निर्णय लेना होगा, क्योंकि BWP34 का उद्घाटन बहुत छोटा है, लगभग 4x4 मिमी। फिर एक संवेदनशील डिटेक्टर बनाएं, एक उच्च पास फ़िल्टर जोड़ें, लगभग 200 kHz पर सेट करें। फ़िल्टर करने के बाद, सिग्नल को बढ़ाया जाना चाहिए, जितना संभव हो मूल सिग्नल को बहाल करने के लिए क्लिप किया जाना चाहिए। यदि वह सब काम करेगा, तो हमने मूल रूप से सिग्नल को बहाल कर दिया है क्योंकि यह PAM चिप द्वारा उत्पादित किया गया था और इसे सीधे एक छोटे स्पीकर में फीड किया जा सकता था।

शायद बाद की तारीख के लिए!

अलग दृष्टिकोण, पेशेवरों!

यहाँ प्रस्तुत की तुलना में बहुत अधिक दूरी (कई दसियों किलोमीटर) पर प्रकाश प्रसारण करने वाले लोग हैं। वे लेज़रों का उपयोग नहीं करते हैं क्योंकि मोनोक्रोमैटिक प्रकाश वास्तव में मल्टीक्रोमैटिक प्रकाश की तुलना में गैर-वैक्यूम में दूरी पर तेजी से फीका पड़ता है। वे एलईडी क्लस्टर, विशाल फ्रेस्नेल लेंस का उपयोग करते हैं और निश्चित रूप से स्वच्छ हवा और दृष्टि की लंबी लाइनों को खोजने के लिए बड़ी दूरी की यात्रा करते हैं, पढ़ें: पहाड़। और उनके रिसीवर बहुत ही विशेष डिजाइन के हैं। मजेदार चीजें जो इंटरनेट पर पाई जा सकती हैं।