Laser-Datenübertragung

[Murus]

Tja, ist zwar kein Bot, ist aber ein (fast) fertiges Projekt... Die Hard-und Software funktionieren in der Endversion, nur noch die Doku und die Gehäuse sind noch net ganz fertich.

Hier mal die Doku:
http://www.avrfreaks.net/index.php?module=FreaksAcademy&func=viewItem&item_id=511&item_type=project

In der Dokumentation muss ich noch das Programm erklären, wird dann übers Wochenende gemacht.
Schaffe glaub so um die 130 Bytes/Sekunde, muss nochmals nachrechnen. Codieren tu ich per Manchester Verfahren.
Ist halt ein bissle schwierig zum zielen, das Gehäuse wird aber eine Möglichkeit für Stativmontage bieten.

Herzlichen Gruss
Mario

[Andree-HB]

Coole Sache ! Schon mal die maximale Entfernung ausgemetert ?

[Murus]

Ne, muss ich noch machen, sobald ich das Gehäuse habe. Dann kann ichs aufs Stativ schrauben und schön justieren.
10m im Keller gingen schonmal problemlos.. :)
Ich befürchte, dass der Strahl auf lange Distanz zu stark streut und der AVR dann das Signal nicht mehr erkennt...

[stochri]

Sehr schön, wollte ich auch schon lange mal ausprobieren. Wie schnell ist eigentlich ein Phototransistor ?
Ich habe vor kurzem mal versucht, einen Lasepointer zu takten. Die maximale Frequenz bei der er noch geleuchtet hat, war so bei 1Khz. Damit könnte man ca. 1KBaud hinbekommen, was ca. 100Byte/sec sind. Da liegt die Übertragungsrate Deines Aufbaus ja schon drüber, aber bestimmt hat der Lichtstrahl nicht mehr seine maximale Helligkeit, oder ?

Gruss,
stochri

[Rofo88]

Nettes Projekt,

wenn Du die Laserdiode nicht immer auf null fahren willst kannst Du da nicht deinen Schalter ( ist das ein FET bei Dir?? ) parallel mit nem Widerstand versehen. Da kann dann immer noch ein Strom fliesen. Nachteil : mann kann die Diode nicht voll abschalten -> noch ein FET um den Widerstand abzuschlten. Geht das so ?!?


MfG

[Murus]

Jo, das mit der Laser-Diode hab ich mir genau so gedacht! Hab auch nen Fet dran. Dann die Source per Spannungsteiler etwas "hochziehen".
Nur: habs schon verlötet, kein Platz mehr....Das mit der Helligkeit weiss ich net, er leuchtet eigentlich schon noch ziemlich stark... Um zu zielen hab ich nen Schalter am Fet, der ihn auf +5V zieht, dann leuchtet er immer und blitzt nicht nur kurz auf.

[Manf]

Ich will es mir ja nicht verderben, aber mit der richtigen Ansteuerung werden Laser ja mit 40Gbit/s moduliert und Empfangschaltungen dafür gibt es auch.

Mit Amateurmitteln, wenn man also einen geregelten Laser aus einem Laserpointer mit Spanung versorgt und dann wieder nicht, sollte die Modulation auch bis weit über 10kHz gehen. In einem dunklen Zimmer auf der Wand mit einem schnell bewegten Spiegel ist das Muster dann noch erkennbar.

Beim Fototransistor oder besser bei einer Fotodiode darf sich bei höheren Geschwindigkeiten die Spannung nicht ändern. Ein Verstärker mit niederohmigem Eingang, ein Transimpedanzverstärker kann dann die 10kHz und mehr noch gut verstärken.

Wenn es darauf ankommt sollte das gut möglich sein.
Manfred

[RedBaron]

Hallo,

also ein Fototransistor ist schon ordentlich schnell. Diese Dinger haben Anstiegszeiten im Bereich von einigen µSec. 100kHz sollten da kein Problem sein.

Bei Laserdioden geht man eigentlich nicht davon aus, dass sie dauernd und schnell ein- und ausgeschaltet werden. Eine Laserdiode soll vornehmlich einen konstanten, kohärenten und gebündelten Lichtstrahl liefern. Ich habe auch in keinem Datenblatt etwas über Frequenzen, Anstiegszeiten bei Lasedioden o.ä. gefunden. Ist offensichtlich kein Thema... (Eine LED ist da anders!)

Wenn man mit höheren Frequenzen modulieren will, wird überlicherweise der (konstante!) Lasestrahl unterbrochen z.B. mit einer Kerr-Zelle.

Aber trotzdem, schöne Sache. Dein Projekt zeigt schon, was man alles so machen kann. Übertragungsrate war ja auch kein Problem für dich (oder?).

Noch ein Tipp zur Reichweitenerhöhung: Vor den Empfänger eine Linse oder einen Hohlspiegel anbringen und den aufgeweiteten Laserstrahl auf den Fototransistor (-diode) fokussieren.

Gruß RedBaron

[Felix G]

Laserdioden lassen sich sehr schnell modulieren, allerdings darf man sie dabei nicht ganz abschalten.
(da das Einschalten sehr viel länger dauert als z.B. eine Leistungsänderung von 50% auf 100%)

Frequenzen von 300MHz und mehr sollten mit dem richtigen LD-Treiber eigentlich kein Problem sein

[f0]

bei uns anner uni wurde sowas vor 2 jahren als studenten-projekt entwickelt. wobei die diode auch per transistor gesteuert wird. im testbetrieb wurden so 32kb/s erreicht. denke da wäre mehr drin gewesen, wenn man die dateien auf festplatte gespeichert hätte und von dort abgespielt (siehe menüpunkt "empfangsinterface").

http://www.et2.tu-harburg.de/lehre/Projektpraktikum/03_04/index.html

[Murus]

Ja, klar, mit Hobbymitteln geht natürlich nicht so viel... Aber das mit der Linse war ein guter Tipp, werde ich mal testen..
Das mit dem hochziehen der Source per Spannungsteiler werd ich vielleicht doch noch testen.
Ich hab halt das Problem, dass ich den Timer1 des Senders, der für die Geschwindigkeit verantwortlich ist, jetzt schon auf 55000 voreingestellt habe. Man müsste also die Taktung des AVRs auch noch höherdrehen. (Momentan: 6MHz)
Ich verwende eine Photodiode, mit einem "normalen" Strom-Spannungswandler (Transimpedanzverstärker) ohne grosse Schnickschnacks drumherum. Verwende auch einen "standard-OpAmp, kein Hochleistungstyp (LM324)
Hmm, zu der OP-Amp-Schaltung (Empfänger) der Uni-Page: Da versteh ich was net: Dreht der den Ausgang nicht immer höher? Der +-Eingang des Opamps liegt ja an der P-Diode und ist positiver als der --Eingang, welcher auf GND liegt. Also sollte doch der OPAmp den Ausgang auch immer höher ziehen, da er rückgekoppelt auf den +-Eingang-ist diesen gleich mit und den Unterschied immer weiter verstärken?? Oder mach ich irgendwo einen Fehler? Wieso steigt da die Ausgangsspannung des Opamps nicht bis in die Versorgung?

Herzlichen Gruss
Mario

[Manf]

Hmm, zu der OP-Amp-Schaltung (Empfänger) der Uni-Page: Da versteh ich was net: Dreht der den Ausgang nicht immer höher? Der +-Eingang des Opamps liegt ja an der P-Diode und ist positiver als der --Eingang, welcher auf GND liegt. Also sollte doch der OPAmp den Ausgang auch immer höher ziehen, da er rückgekoppelt auf den +-Eingang-ist diesen gleich mit und den Unterschied immer weiter verstärken?? Oder mach ich irgendwo einen Fehler? Wieso steigt da die Ausgangsspannung des Opamps nicht bis in die Versorgung?Im Text steht, dass man vorhatte, einen invertierenden Verstärker zu bauen.
Dafür muß das Singal an den -Eingang.
Man ist dann mit den Operationsverstärker Eingängen durcheinander gekommen.
Manfred

[listner]

echt hammer was kanst du damit übertragen auch bilder ode rnur texte??

[Murus]

Ah, eben, der OpAmp Schaltplan von der Seite ist falsch... Er erhöht so die Spannung ins unendliche. Eingänge tauschen, damit er den Eingang gegen GND zieht. Wenn die Diode beleuchtet ist, kriegt man eine negative Ausgangsspannung, die den Signaleingang (invertierend) gegen GND zieht. Richtig so, oder? Ich habs genau umgekehrt gemacht. Die Diode häng an der negativen Versorungung, am invertierenden Eingang. So krieg ich ne positive Ausgangsspannung.

Ich kann nur Texte übertragen, keine Bilder.

[Murus]

Also, hab nochmals etwas geproggt.
Der Prescale für den Timer1 hab ich jetzt bei 60`000
Schneller möchte ich net gehen, da der Laser sonst wirklich irgendwie zu schwach wird. Ausserdem braucht das Programm vom Empfänger auch ein wenig Zeit, um das Ganze durchzuarbeiten.
Ich übertrage die Daten also mit 135 Bytes pro Sekunde.
Höher ginge jetzt nur noch, wenn man nen besseren Laser nimmt oder den Takt erhöht.
Wenn ich z.B. den AVR anstatt mit 6MHz mit 16 MHz takten würde, und die Hardware mitmacht, könnte ich 361 Bytes/Sekunde rüberpumpen.

[hacker]

Hallo Manf


In einem dunklen Zimmer auf der Wand mit einem schnell bewegten Spiegel ist das Muster dann noch erkennbar.

Was meinst du damit? Ich kann dir nicht so recht folgen..

[Murus]

Er pulst den Laser, und lässt ihn per Spiegel hin- und her- wackeln. Wenn er die Striche noch sieht, funktionierts... Oder?

[sigo]

Hallo Mario, super Projekt. Alle Achtung!

Ich brauch ne Laser-Übertragung mit 115,2 kBit/s
(bzw. mind. ca. 60kBit/s)

Hatte eigentlich der Einfachheit halber an UART-Übertragung gedacht, also Startbit, 1 Byte, Stopbit.

Manchestercoding hat wegen der NRZ Codierung natürlich schon einige Vorteile.

[sigo]

Ich müsste die Bits natürlich dann geplust eizeugen, ähnlich wie bei Fernbedienungen oder auch IRDA, was dann deutlich höhere Schaltfrequenzen bedeuten würde..

[Murus]

So, ich hab unterdessen mal die Gehäuse fertiggemacht!
Ihr findet sie im zweiten Anhang des Projektes:

http://www.avrfreaks.net/index.php?module=FreaksAcademy&func=viewItem&item_id=511&item_type=project

PS: Der Heissleim lässt grüssen.... 8-[