Máy thu ánh sáng nhìn thấy được

Tôi là một sinh viên và tôi phải thiết kế một dự án truyền thông ánh sáng nhìn thấy được. Các yêu cầu là khoảng cách 20 cm giữa máy thu và máy phát, tốc độ dữ liệu 20 kbps / giây và nó phải hoạt động trong môi trường ánh sáng. Tôi đã làm một sơ đồ và thiết lập nó trên một bảng bánh mì.

Nó hoạt động và tôi có thể có thể đáp ứng yêu cầu của tôi, nhưng hầu như không. Tôi đang lái chiếc đèn led của mình với sóng vuông 20kHz và bạn có thể thấy kết quả trong hình. Các dao động trên là 1V trên mỗi bộ phận và 50us cho mỗi bộ phận (20 kHz) và được lấy khi tôi xoay đèn led về phía máy thu. Những cái thấp hơn là 0,3V trên mỗi bộ phận và 20 ms cho mỗi độ lệch (50 Hz) và được chụp khi tắt đèn led để bạn có thể thấy nhiễu sét trong phòng.

Vì vậy, câu hỏi của tôi là:

1. Làm cách nào tôi có thể lọc nhiễu 50Hz tốt hơn? Nó không hiển thị quá nhiều khi tôi truyền tải bằng đèn led, nhưng không có chúng, tôi có rất nhiều tiếng ồn.
2. Tôi có nên chọn nắp lớn hơn và điện trở nhỏ hơn cho bộ lọc của mình hoặc ngược lại không? Và những gì nên là một tần số lọc tốt? Hiện tại tôi chỉ chơi xung quanh với các giá trị thành phần có sẵn và chọn tần số cao hơn 50 Hz.
3. Nếu bạn có bất kỳ lời khuyên thiết kế, tôi sẽ rất biết ơn. Tôi là người mới bắt đầu học điện tử nên có lẽ có một số sai sót.

Bạn đã có ý tưởng cơ bản đúng, nhưng tôi sẽ thay đổi một vài điều. Có, bạn muốn lọc cao tín hiệu nhận được, nhưng tôi không thích ghép trực tiếp máy dò.

Giai đoạn đầu tiên nên xử lý tối ưu máy dò thô và cung cấp tín hiệu điện áp trở kháng thấp. Một chút lợi ích sẽ hữu ích ở đây, nhưng đó không phải là điểm chính của giai đoạn đầu tiên.

Về cơ bản có hai cách để chạy photodiode, ở chế độ rò rỉ và ở chế độ pin mặt trời.

Trong chế độ rò rỉ, diode bị phân cực ngược và dòng rò tỷ lệ với ánh sáng. Dòng rò này khá nhỏ, thường chỉ là một vài loạiA. Dòng điện sẽ độc lập chủ yếu với điện áp ngược, do đó, bất kỳ sự thiên vị ngược pf "vài volt" thuận tiện thường sẽ làm. Trong chế độ tế bào quang điện, bạn giữ cho diode ngắn lại và đo dòng điện mà nó tạo ra. Dù bằng cách nào, giai đoạn đầu tiên kết thúc là một amp transimpedance (dòng vào, điện áp ra).

Sau đó, bạn muốn ghép đôi AC (bộ lọc thông cao) và thu được tín hiệu trong hai giai đoạn. Lọc thông cao giữa các giai đoạn sẽ làm mất nhiễu 50 Hz và sẽ ngăn điện áp bù đầu vào tăng lên cùng với tín hiệu mong muốn.

Bạn muốn 20 kbits / s, vì vậy nội dung tần số lên tới khoảng 100 kHz. Giữ cho băng thông khuếch đại của các opamp trong tâm trí và đừng cố gắng đạt được quá nhiều trong bất kỳ giai đoạn nào. Ví dụ: với băng thông khuếch đại 10 MHz (dễ tìm), hãy giả sử 5x để phản hồi hoạt động chính xác, điều đó có nghĩa là tối đa 20 lần nếu bạn coi tần suất quan tâm cao nhất của mình là 100 kHz. Hai giai đoạn tăng 20 lần mang lại cho bạn tổng thể 400 lần, có lẽ là đủ sau khi một số lợi ích từ giai đoạn đầu tiên.

Đề án mã hóa của bạn cũng sẽ rất quan trọng trong việc làm cho công việc này hoạt động tốt. Bạn muốn sử dụng mã hóa đảm bảo tất cả nội dung nằm trên một số tần số tối thiểu. Điều này cho phép bạn tích cực lọc bộ lọc thông cao để loại bỏ các tần số thấp hơn, đặc biệt là ánh sáng nhấp nháy 50 Hz và ít nhất là một vài sóng hài đầu tiên. Bạn có thể sử dụng một cái gì đó như mã manchester, hoặc 1/3 2/3 chu kỳ nhiệm vụ, v.v. Điều đó vẫn sẽ vượt qua một xung 20-40 kHz độc đáo.

Sau đó, bạn áp dụng các kỹ thuật cắt dữ liệu thông thường để biến tín hiệu xung tương tự thành chuỗi xung kỹ thuật số, sau đó giải mã kỹ thuật số từ đó.

Tôi sẽ cân nhắc rất nhiều việc lọc dữ liệu nhận được để 50Hz bị bỏ lại phía sau. Tôi đang nghĩ một cái gì đó giống như một bộ lọc hầu như phân biệt dữ liệu như thế này: -

Tiếp theo, tạo một mạch so sánh ngưỡng dưới và trên và kích hoạt lật loại quảng cáo trên transitor dương và đặt lại loại D trên chuyển tiếp âm. Kết quả là dữ liệu của bạn được phục hồi.

Tôi không phải là người đủ điều kiện nhất để trả lời câu hỏi này, tôi chắc chắn những người khác sẽ đến sau với thông tin tốt hơn. Hai câu hỏi đầu tiên. Bạn có chắc chắn tất cả 50Hz đó là từ ánh sáng trong phòng phải không? Bạn đã thử che cảm biến ánh sáng và chắc chắn rằng tất cả vẫn còn đó? Chỉ những thứ gây tò mò như thế có thể đến từ nguồn cung của bạn, hoặc không căn cứ vào thăm dò phạm vi của bạn một cách chính xác.

Giả sử tất cả là từ cảm biến của bạn, còn việc thêm bộ lọc notch 50Hz ở đó thì sao?

Suy nghĩ thứ hai là bạn có thể ở nhà bằng cách sử dụng bóng đèn sợi đốt làm nguồn xung quanh? Khi bạn đến trường để trình bày, có lẽ bạn sẽ có đèn huỳnh quang, mà ít nhất ở Mỹ là gấp đôi tần số 60Hz nếu tôi nhớ chính xác.

Nếu bạn đang bị nhiễu từ đèn phòng, tôi khuyên bạn nên sử dụng Đ LIGHTN MÀU cho giao tiếp của bạn và một photodiode nhạy cảm với màu chủ yếu hoặc bộ lọc gel chỉ chuyển màu đó để làm sạch màu đó.

Ngoài ra, hãy xem chiều cao của đỉnh so với đáy. Phần trên lớn hơn nhiều, vì vậy bạn có thể loay hoay với sự phân chia điện áp ở phía tiêu cực của bộ so sánh đầu ra để dọn dẹp mọi thứ. Tôi không thấy chính xác VCC là gì, nhưng hãy thử thay thế điện trở 100 Ohm bằng 2 kOhm - 5 kOhm (hoặc thậm chí 2-4 10K song song, nếu bạn không có các điện trở khác trong phạm vi phù hợp) và xem nếu điều đó giúp Trên thực tế, bạn có thể cân nhắc việc thay thế điện trở đó bằng một cái gì đó như một chiếc trimpot 5K, và biến nó cho đến khi bạn có được thông tin liên lạc tốt và không có vật phẩm ánh sáng nào trong phòng.

Bạn có thể lấy một số thông tin từ đây: www.openvlc.org
Và bài viết này có thể giúp bạn: "Nền tảng nghiên cứu mã nguồn mở cho mạng ánh sáng nhìn thấy được nhúng"