Данный раздел запрещён для просмотра детьми

Материалы данного раздела могут содержать информацию, запрещенную для детей, согласно нормам установленным Федеральным законом "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".

Гражданская радиосвязь / Всё на форуме / Аппаратура связная самодельная - разработка, схемы, настройка

Разработка трансивера оптического диапазона (проводить связи на видимом свете) - обсуждение возможного конструктива или немного безумия .)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

В общем в связи с тем что КВ и УКВ в общем то освоено, связи проведены и уже наскучили, задумал создать трансивер оптического диапазона, причём способный работать не на расстоянии прямой видимости, а и на отраженках, например от облаков.

Передатчик

G1 - генератор, вырабатывает колебания на частоте порядка 455кГц модулированные ЧМ (узкополозной частотной модуляцией) собственно голосом.
A1 и A2 - выходные усилители, при этом A1 не инвертирующий, а A2 инвертирующий.
D1 - красный светодиод из состава мощного 10 ваттного RGB светодиода.
D2 - зелёный светодиод из состава мощного 10 ваттного RGB светодиода.
Соответственно так как запитаны светодиоды от разных усилителей, один инвертирующий другой нет, то когда D1 излучает свет D2 нет и наоборот.
Желтенькая фигнюшка обычная матовая линза RGB светодиода.
L1 - линза собирающая рассеивающийся свет в более-менее луч.

Приёмник

L1 - линза собирающая свет.
P1 - призма разделающая красный и зелёный свет физически в пространстве.
F1 - фотодиод, на который попадает красный свет.
F2 - фотодиод, на который попадает зелёный свет.
A1 - дифференциальный усилитель.

Для чего столько городьбы?
Так как в передатчике мы формируем противофазный сигнал, а в приёмнике мы его собираем дифференциальным усилителем, который из двух противофазных сигналов собирает один сигнал, при этом сигналы приходящие в одной фазе подавляются.
То есть усилитель реагирует только на разницу напряжений поступающих с F1 и F2 и игнорирует одинаковые изменения напряжения.
Дело ясное, что например засветка от солнца или городских фонарей создаёт почти одинаковые помехи и на красном и на зелёном спектре, то от этих помех должно быть легко избавиться.

Далее, после дифференциального усилителя стандартный тракт приёмника - фильтр на 455кГц, усилитель-ограничитель и ЧМ детектор (банальная микросхема MC3361).

Общая схема связи

Собственно что бы это всё заработал придётся решить массу проблем:
1) Как через одну линзу гонять и приём и передачу?
Тут видимо решение - зеркало, которое поворачивается механически.
2) Выбрать наиболее лучше цвета (полосы спектра) (которые лучше всего лучше всего отражаются от облаков и меньше всего задерживаются атмосферой).
3) Малошумящие усилители в приёмном тракте.

Понятно, что не всегда можно будет проводить связи, но думаю что отраженок от города или облаков вполне должно хватить.

Кто какие ещё грабли видит?
Что вообще думаете об этом?

Приложены файлы: f6533-0.gif · f6533-1.gif · f6533-2.gif

Записано: 4084 дн 16 час 38 мин 30 сек назад (16.09.2013, 00:36:07)

4 из Новосибирск - Новосибирская обл

Может вместо диодов взять лазеры? Они светят более годно и нет проблем с фокусом...

Записано: 4084 дн 10 час 13 мин 20 сек назад (16.09.2013, 07:01:17)

Музыкант из Новосибирск - Новосибирская обл

Думаю, мощности 10-ти ваттного светодиода не хватит для проведения связи через отраженку от облаков. Просто нужно учитывать затухание оптического спектра в среде. Думаю, что тот процент отраженного света, который попадет на фотоприемник, будет ничтожно мал, по сравнению с фоновой засветкой от городского освещения, в итоге мы получим фон с частотой в 50 Гц. Намного эффективным будет построение приемо-передающего устройства на ближнем ультрафиолете. Т.к. ближний УФ практически не поглащается водяным паром и взвешенными частицами в воздухе, а в темное время суток, колличество УФ лучей ничтожно мало, по сравнению с ИК и видимым спектром. Ведь есть на данный момент мощные УФ светодиоды. Вопрос только в фокусировке УФ, нужны линзы из кварцевого стекла, т.к. обычные линзы не оставят шансов.

Записано: 4084 дн 10 час 9 мин 9 сек назад (16.09.2013, 07:05:28)

Бессмертный из Новосибирск - Новосибирская обл

лазерами запрещено в небо светить (это тероризм)

Записано: 4084 дн 9 час 59 мин 17 сек назад (16.09.2013, 07:15:20)

Музыкант из Новосибирск - Новосибирская обл

Только УФ, только ХАРДКОР !!! Его не видно, и коэффициент отражения от водяного пара и пыли намного больше, чем у видимого света или ИК. Плюс, УФ от бытовых ламп почти отсутсвует, т.к. все ДРЛ-ки или ртутные лампы преобразуют УФ в видимый свет методом люминесценции, и % выходящего из них УФ ничтожно мал, что не даст "засветку" фотоэлемента.

Записано: 4084 дн 9 час 45 мин 59 сек назад (16.09.2013, 07:28:38)

Бессмертный из Новосибирск - Новосибирская обл

хардкор это рентген

Записано: 4084 дн 8 час 41 мин 32 сек назад (16.09.2013, 08:33:05)

Музыкант из Новосибирск - Новосибирская обл

Рентген не отражается от облаков, а ближний УФ отражается и обладает более высокой энергией на фотон, чем видимый свет. Мало того, визуально увидеть работающий передатчик будет не возможно.

Записано: 4084 дн 8 час 22 мин 54 сек назад (16.09.2013, 08:51:43)

Музыкант из Новосибирск - Новосибирская обл

Одноваттный УФ светодиод на ближний УФ. 10-ти ваттный стоит значительно дороже, однако кто сказал, что все новое должно стоить дешево ???

Записано: 4084 дн 8 час 17 мин 41 сек назад (16.09.2013, 08:56:56)

4 из Новосибирск - Новосибирская обл

И главное: на передающий диод нужна маска.

Приложены файлы: f6542-0.jpg

Записано: 4084 дн 7 час 38 мин 1 сек назад (16.09.2013, 09:36:36)

Бессмертный из Новосибирск - Новосибирская обл

ха-ха-ха

Записано: 4084 дн 7 час 36 мин 1 сек назад (16.09.2013, 09:38:36)

Бессмертный из Новосибирск - Новосибирская обл

4
+100500

Записано: 4084 дн 7 час 34 мин 52 сек назад (16.09.2013, 09:39:45)

28ЗЗ из Новосибирск - Новосибирская обл

Дааа. Эт точно, если в видимом спектре делать, то все пилоты мимо пролетающих самолетов, будут кричать что их пытались ослепить!

Записано: 4084 дн 3 час 33 мин 50 сек назад (16.09.2013, 13:40:47)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Почему не лазер, Бессмертный правильно написал. По действующим законам РФ светить лазером в небо запрещено, и закон не оговаривает длину волны лазера, то есть запрещено любым лазером.
По этому светодиоды.

Что касается фоновой засветки - никого ведь не смущает "фоновая засветка" на радио частотах, а это и мегаваттные вещалки и стокиловаттные импульсы от дуговых разрядов и в конце то концов 50Гц из проводов.
Осветительные фонари светят вполне определёнными линиями спектра, хоть и кажутся нам белыми, светодиоды совсем другими линиями, для этого в приёмнике и призма - фильтр, разделяющий свет на спектр, установив фотодиоды в правильных местах можно настроиться только на нужные линии спектра.
Наверно все-таки зелёный и синий, а не красный и зелёный (близко к красному светят лампы ДНАТ).

Что касаемо 10 ват мало и вообще ничего не видно - есть аппаратура способная фиксировать единичные кванты и построена она как раз на фотодиодах.
Не уж то даже 10 или 100 квантов от 10 ватного светодиода не вернётся в приёмник?
Вопрос открытый...

Вообще, надо найти информацию основываясь на которой посчитать затухание в такой линии связи.
Для зелёного, синего и красного в принципе затухание в атмосфере ничтожно, но если учесть, что это придумывается не для связи в прямой видимости (лоб в лоб светить), то нужно учесть главным образом К_рассеивания света в облаках (К_отражения от облаков).
Где взять литературу???

Записано: 4084 дн 1 час 9 мин 12 сек назад (16.09.2013, 16:05:25)

Дачник из Новосибирский р-н - Новосибирская обл

что то было аля "90е по твердотельным полупроводниковым лазерам и квантовой механике видимого и околовидимого спектра но это в селе а я вчера от туда приборку кое какую забирал и не знал что нужно вам будет так бы хоть глянул что за книги остались

Записано: 4084 дн 0 час 8 мин 57 сек назад (16.09.2013, 17:05:40)

143 из Новосибирск - Новосибирская обл

Картинка "Общая схема связи" какая-то подозрительная: передатчик засвечивает пятно на облаке, и отраженный свет этого пятна как-то хитро сам собой фокусируется на приемнике. Кажется после отражения расфокусированный пучок будет еще дальше расфокусироваться?

Светимость пятна на облаке, как я понимаю, будет обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. И прямопропорциональна cos угла падения, который тоже нифига не 90 градусов.

При прохождении света от пятна до приемника -- такая же петрушка.

Мне лень считать, но интуиция подсказывает что глазом это пятно от 10w на облаке уже не увидеть. А глаз довольно хороший приемник кстати. Единичные фотоны может ловить.

Записано: 4083 дн 23 час 56 мин 5 сек назад (16.09.2013, 17:18:32)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Это понятно, на то она и общая схема а не точная модель.
Что касается глаза - то глаз хороший приёмник, но что бы он хорошо заработал надо пол часа в полной темноте сидеть.
Да и термин "увидеть" не совсем правильный в данной ситуации. Хотя можно проделать опыт - взять мигающий источник зелёного света (глаз к нему более чувствителен), поехать за город, где нет засветки на облаках (в глазу же нет дифференциального усилителя и фильтра на 455кГц), посветить на облака и посмотреть, будет ли видно изменение яркости.

Но всё же лучше найти литературу которая содержит сведения что бы посчитать затухание на трассе в дБ.
Просто может потребуется не 10 ватт светодиода, а например 100, что в общем то не проблема.

Опять же я допускаю возможность установки входного усилителя приёмника и фотодиода на термостат на пельтьехе для их охлаждения хотя бы до -40 с целью снижения шума, но ведь это тоже не проблема.
Вообще, ориентируюсь на бюджет в 15-30 тысяч рублей за приёмник+передатчик.

Опять же не стоит забывать про то, что есть 3 независимых канала R G B и каждый с полосой от 0 до 1МГц уж точно, а передавать то надо спектр всего от 0 до 5кГц а тут можно применить не аналог, а весьма злую цифру, всякие матричные кодирования, тогда даже изменения в 10 фотонов можно будет вытаскивать и преобразовывать в чистую человеческую речь.

Записано: 4083 дн 22 час 25 мин 21 сек назад (16.09.2013, 18:49:16)

28ЗЗ из Новосибирск - Новосибирская обл

250, тебя опередили!
Седня вот, в Бердске, чаво на крыше обнаружили...