Эта статья является продолжением предыдущей статьи про электронный конструктор. В комментариях к предыдущей статье было сделано несколько ценных комментариев и предложений, которые я постарался применить на практике. Также я попробовал сделать небольшую схемку для передачи аудиосигнала через световой сигнал.
Изменения в конструкторе
В целом устройство конструктора – разделение деталей на платформы и пластины осталось прежним. Также остались винтовые зажимы, как наиболее простые в изготовлении в домашних условиях и надежные в использовании.
Ниже перечислены основные изменения, внесенные в новую версию конструктора:
- Крепление платформ к подложке осуществляется при помощи магнитов. В качестве подложек используются магнитные маркерные доски нужного размера. Теперь детали можно позиционировать в произвольном месте подложки. Кроме того, немного уменьшились вес и высота всей конструкции, а также отпала необходимость в ручном изготовлении подложки, в частности, утомительном просверливании большого количества отверстий в ней.
- Крепление пластин с деталями к платформам также осуществляется при помощи магнитов. При этом не потребовалась какая-либо модернизация самих пластин, что не может не радовать, поскольку их уже накопилось достаточно большое количество. Первоначально были опасения, что силы магнитов будет недостаточно для обеспечения надежного контакта между пластиной и платформой, но практика показала, что контакт достаточно надежный и проблем не возникает.
- Вместо гаек для крепления соединительных проводов используются резьбовые заклепки. У таких заклепок внутренняя резьба находится только на верхней половине заклепки, поэтому их легче позиционировать на винте и получается делать меньше оборотов для закручивания. На такие заклепки также удобно цеплять щуп от осциллографа и «крокодилы».
Вилочные наконечники, как мне показалось, применять будет не очень удобно, поскольку в процессе сборки обычно сначала накидываются все соединительные провода и потом уже закручиваются заклепки. Понятно, что вилочные наконечники при таком подходе будут слетать с винтов.
Передаем звук при помощи света
Для демонстрации я попробовал собрать устройство для передачи звукового сигнала при помощи света. Передающая сторона преобразовывает аудио-сигнал в световой при помощи изменения яркости лазерного диода, а принимающая сторона принимает световой сигнал и преобразовывает его обратно в звук.
В качестве источника светового сигнала у меня имеется лазерный модуль DSP6505-0818, похожий на обычную лазерную указку, но с проводами питания, выведенными наружу. В качестве приемника светового сигнала используется фототранзистор, увеличивающий свою проводимость при увеличении его освещенности.
Поскольку при передаче сигнала сила света должна меняться как в большую, так и в меньшую сторону, то в отсутствие сигнала лазерный модуль должен светить, но не на полную мощность. Тогда можно будет как уменьшить, так и увеличить его яркость. В результате получается следующая схема передатчика.
Лазерный модуль Л1 подключается к источнику питания через токоограничивающий резистор R1. Данный резистор как раз обеспечивает умеренную яркость лазерного модуля. В моем случае подошел резистор 240 Ом. Также лазерный модуль через разделительный конденсатор C1 подключен к источнику входного звукового сигнала. В результате колебания входного сигнала вызывают колебания напряжения на лазерном модуле и, соответственно, колебания его яркости.
Емкость конденсатора C1 должна быть достаточно большой, чтобы он свободно пропускал низкочастотные колебания. Чем больше емкость конденсатора, тем лучше, у меня стоит конденсатор с самой большой емкостью, какой у меня имеется в наличии.
Ниже показана схема приемной стороны.
Фототранзистор T1, подключен к источнику питания через резистор R2. Колебания светового сигнала вызывают изменения проводимости фототранзистора и, соответственно, колебания тока и напряжения на резисторе. Резистор R2 подбирается таким образом, чтобы напряжение на нем в отсутствие входного сигнала было примерно посередине между нулем и напряжением питания и, соответственно, могло колебаться как в меньшую, так и в большую сторону. Если напряжение на резисторе слишком близко к нулю или к напряжению питания, то можно поменять яркость лазерного модуля при помощи резистора R1 на передатчике.
Резистор R2 также регулирует амплитуду сигнала, передаваемого на Усилитель Низкой Частоты (УНЧ), являясь, таким образом, регулятором громкости. Усиленный УНЧ сигнал подается на динамик. В качестве усилителя я использую УНЧ BM2036
Видео работы устройства можно посмотреть здесь:
Комментарии (24)
ABRogov
05.07.2024 15:36Все же провода кажутся несколько инородными. Если уже есть магниты на планках, почему нельзя просто примагнитить одну к другой?
andrew526d Автор
05.07.2024 15:36Если нужно соединить близлежащие планки, то, наверное, действительно можно магнитить друг с другом. Но часто приходится соединять планки, находящиеся далеко друг от друга. А если взять микросхемы, то там нужно иногда соединять контакты в пределах одной микросхемы, т.е. одной планки. По-видимому, совсем без проводов обойтись не получится.
Sdima1357
05.07.2024 15:36+3Есть формат spdif. Для него есть копеечные оптические приёмники и передатчики с полосой в 11 мгц
engine9
05.07.2024 15:36А можно поподробнее где их брать и как организовывать физически ВОЛС? Интересует в контексте создания оптопередачи между звуковыми устройствами, которые имеют выход SPDIF, но электрический.
Sdima1357
05.07.2024 15:36+4https://www.aliexpress.com/item/1005004622082649.html
Dlt1120 transmitter ,10 штук за доллар. Dlr1170 receiver за столько же. Их можно подключить прямо к микроконтроллеру
Я их использовал для собственно спдиф и для захвата сигнала с пульта от кондиционера который не поддался обычному Ир приемнику. Оказалось, что он (пульт) работает на 46 КГЦ.
так было все прекрасно видно включая несущую,46 кгц меанд
Подключать просто , у них по 3 ножки . Питание 3.3 в , земля и соответственно вход или выход 0 или 1 цифровой. Драйвер и усилитель уже внутри.
HardWrMan
05.07.2024 15:36+2Гуглите S/PDIF to TOSLINK. S/PDIF - это сам интерфейс передачи звука по цифровому каналу (Sony/Phillips Digital Interface Format), описан в IEC 958 type II. А TOSLINK это оптический носитель S/PDIF (TOshiba LINK, является (тм)), он же EIAJ optical.
Sdima1357
05.07.2024 15:36+3На гитхабе у меня есть реализация юсб в спдиф на stm32. Для компа выглядит как звуковая карточка, внутри программно синтезируестя формат спдиф и прямо через dlt11xx в оптический кабель toslink на усилитель onkyoxxxx
https://github.com/sdima1357/stm32f401cdu6_Audio . Дефайном в начале main.c включается spdif
emusic
05.07.2024 15:36+1Чтобы сделать из электрического S/DPIF оптический, достаточно ключевого транзистора и практически любого красного светодиода.
Обратно - соответственно, через фототранзистор, но высокочастотный (там 5-10 МГц).
В качестве световода сгодится любой достаточно прозрачный стержень, лишь бы, при освещении светодиодом одного торца, другой торец светился достаточно ярко, чтобы хватало приемнику. Световод от некогда модного "волосатого" светильника должен подойти.
HardWrMan
05.07.2024 15:36+3Радио 12'84, страница 33 + цветной вкладыш.
Ну и совсем на заметку: в 00х были беспроводные ИК мосты для LAN/WAN. Выглядели как-то так:
Обеспечивали 100Мбит/с на прямой видимости, но их вытеснили радиомосты, которые менее подвержены атмосферным осадкам (туману, дождю или снегу), имели бо́льшую дальность и скорость передачи. Сейчас не нагуглить даже картинку приемопередатчиков, картинка выше - это охранный датчик нарушения периметра.
А ещё в 201х поднималась тема о модуляции звуком уличных источников света, ведь быстродействующие светодиоды проникли и в уличное освещение. Вроде даже статья тут была. Однако, эта идея не взлетела, хотя были прикольные видосики, как обычное радио со стёклышком в крышке начинало звучать, когда его помещали под один условный фонарь или другой. Каждый фонарь имел свою "радиостанцию".
hw_store
05.07.2024 15:36Где-то валяется рекламный проспект с выставки (чуть ли не с Комтека) от фирмы под названием ГРПЗ... в последние годы её совсем другими делами загрузили. Ящики там были покрупнее раз в 6
Treviz
Для уменьшения помех и искажений лучше таки применить не АМ, а ШИМ. Хотя тут схема проста как две копейки.
andrew526d Автор
С ШИМ тоже есть проблемы. На частоте около 10 кгц передача от лазера к фототранзистору начинает падать. То ли лазерный модуль не умеет быстро мигать, то ли у фототранзистора большая инерционность.
sim2q
Было большим удивлением (особенно если не внимательно читать доки), что самый народный оптрон PC817 не может на скоростях выше "модемных". И даже при этом надо подбирать что бы не входил в насыщение - занимательная лаба получилась.
engine9
Я испытывал обычный красные светодиоды как источник и приёмник, 8 МГц передавался синусоидальный сигнал. Правда, как приёмник он имеет малый выход. Подробностей эксперимента не помню, свинтил по быстрому макет.
emusic
Я как-то задался целью выяснить, почему не работает оптический звуковой выход в ноутбуке - светодиод светится, а ни один приемник сигнала не видит. Так ни один из десятка разных фотодиодов/фоторезисторов, которые нашлись под рукой, вообще никак не работал на единицах мегагерц. :( При освещении светодиодом, заведомо излучающим корректную последовательность импульсов (исправный оптический ресивер ее успешно принимал), все они давали идеально ровную линию, хотя на десятках килогерц еще как-то реагировали.
Treviz
Спасибо, вы правы! Привык к "быстрым" лазерам. Да и вы сами с оптоволокном меня попутали.:) Там как раз быстропереключающиеся лазеры. Гигабиты. На ШИМ для ЗЧ хватит с лихвой.
andrew526d Автор
Гигабита в секунду с запасом хватит даже для видео :)
Treviz
Ой! Вы знаете, это к Панову, астрофизику, искателю внеземных цивилизаций с научной точки зрения. Он всё пытается.
И я его рассуждения разделяю.
Treviz
Кто не понял. Такие сигнатуры и ищут. От азбуки Морзе, до зашифрованного канала военных. Пополам с шумом. Что искать главный вопрос. И как понять что пришло.
Treviz
Хватит. https://ru.wikipedia.org/wiki/Serial_Digital_Interface
HardWrMan
Если применять светодиод от лазерной указки вместе со схемой стабилизации тока, то там в схеме присутствует конденсатор, который срезает ВЧ. Я когда баловался указками в 90х тоже заметил, что 5кГц и уже всё сливается. Но после того как убрал тот конденсатор, то светодиод указки смог в пару десятков кГц, а это уже почти дельта-сигма.
da-nie
Чтобы лазер или светодиод хорошо мигал, его надо выставить в рабочую точку по току и качать яркость относительно этой точки.
Ещё желательна несущая (всё как в радиоприёмнике). В противном случае ваше устройство начнёт реагировать на засветки от всего вокруг.