Mar 02 2012

Transmitir audio mediante láser

Laser

Laser

En este post aprenderemos a transmitir audio utilizando un haz láser, aplicable incluso a distancias superiores a 100 metros y con una buena calidad de sonido.

¿Por qué con luz láser? muy sencillo: para ganar en distancia, la emisión infrarroja que necesitaríamos para lograr un enlace de más de 50 metros sería muy importante en potencia y en costo de fabricación, mientras que con un simple puntero láser podemos duplicar cómodamente la distancia mencionada.

 

Para realizar una comunicación denominada punto a punto, deberás contar en cada emplazamiento de comunicación con un transmisor (Tx) y un receptor (Rx), por lo que debemos tener en cuenta que para realizar este tipo de experiencias debes construir dos transmisores y dos receptores. Cada transceptor deberá estar perfectamente alineado con su destinatario de comunicación para poder realizar un enlace exitoso, la desviación de pocos grados en la estación de origen puede representar muchos metros en la estación de destino. Por ello, habrá que contemplar un sistema de orientación de buena calidad para poder ajustar fácilmente la dirección del haz transmisor de datos, dicho sistema podría diseñarse mediante el uso de servomecanismos como sistema de enfoque de dirección.

El modo de transmisión que utilizaremos será el de modulación en amplitud (AM – A3E) basándonos en una portadora de aproximadamente 30Khz que nos permitirá trabajar sin interferencias externas provocadas fortuitamente por otras fuentes luminosas.

 
El Transmisor (Tx)

Como circuito transmisor, el cual modulará la señal a transmitir, usaremos el indicado en el siguiente esquema. En él encontramos un oscilador formado por los transistores T1 y T2, que genera la señal portadora de 30Khz antes mencionada y la conecta al diodo láser a través de R5 y T3. Desde el otro extremo, el transistor T6 se encarga de amplificar la señal obtenida en el micrófono Electret que luego es amplificada nuevamente por T5, en relación a los ajustes definidos en P2 y P1. El transistor T4, por último, actuará como regulador de tensión serie, alimentando con mayor amplitud en los picos de señal y transformando así a la portadora, generada por T1 y T2, en otra de amplitud variable.

Circuito transmisor

Circuito transmisor (Tx)

De esta forma, se obtiene la Amplitud Modulada. P1 debe ajustarse para tener un mínimo de portadora útil que mantenga el enlace activo, sin señal de audio transmitida, mientras que P2 se ajusta para obtener un sonido sin distorsión en el receptor.

 
El Receptor (Rx)

Como circuito receptor de la señal modulada usaremos el indicado en el esquema siguiente. Comenzando por los transistores T1 y T2, vemos que son los que se encargarán de amplificar la señal recibida a niveles adecuados y útiles, mientras que el conjunto D1 – C4 – R7 se encargará de eliminar la portadora de 30Khz y extraer el audio que será amplificado por el transistor T3. Por último, un circuito amplificador basado en el popular LM386 completa la etapa de salida de audio. Como elemento detector de la señal entrante utilizaremos cualquier fotodiodo o fototransistor infrarrojo.

Circuito receptor

Circuito receptor (Rx)

 

Solo queda comentar que para sacar mas partido a ésta aplicación (en cuanto a zona de cobertura de la señal) podemos agregar al receptor sistemas ópticos que le permitan recibir el haz láser desde mayor distancia, mientras que por el lado del transmisor la elección de un diodo láser de mayor potencia y su implementación dentro del circuito podría subir el enlace a varios kilómetros.

Si a todo lo ya enunciado le sumamos la posibilidad de disponer de un espectro limpio y libre de transmisiones interferentes, esta clase de circuitos nos dan el punto inicial para una eventual conexión de banda ancha operando a velocidades de 10Mbps o mayores. De todos modos hay que recordar que siempre estamos hablando de una conexión punto a punto entre dos estaciones bien definidas.

2 comentarios

    • Pablo on 17/09/2012 at 3:08 PM

    Bueno soy estudiante de ingenieria electronica y un apasionado de las comunicaciones, al comenzar a enteriorizarme en el tema de la transmisor por laser me surje una duda, ya que el laser es un haz de luz uniforme mi duda es s entremedio del canal podria ser inyectado un sonido (ruido)…Mas alla de eso yo lo estoy utilizando para comunicaciones con un amigo, lo llevamos a gran escala y el esta actualmente en Misiones que se encuentra a 1360 km de Buenos Aires (en donde yo me encuentro),claro que tuvimos que hacerlo por partes ya que se nos era imposible poder lograr calibrarlo en tanta distancia, fuimos calibrandolo por parte, nos alejabamos y lo ajustabamos y asi hasta misiones, existen otras formas de hacerlo pero fue la que encontramos. La comunicacion es exelente y bastante limpia, la usamos para casi todo ya que solo tenemos el receptor y el emisosr asi que solo cambiamos la señal que entra y el destino que tiene. ejemplo: utilizamos un viejo modem y lo conectamos al transmisor (tanto mi amigo como yo tenemos un trasmisor y un receptor) y en el receptor conectamos la entrada usb de un router y la conexion de internet fue exelente. Tambien utilizamos la alida a una impresora de la computadora y la conectamos en el transmisor y en el receptor conectamos la impresora y pudimos lograr una impresion muy buena. Las contras son que al tener tanta distancia es obvio que existiran obstaculos y ademas el laser al ser un haz de luz no sigue el eje de curbatura de la tierra por lo tanto no podria ser una conexion directa, lo que hicimos fue construir varios receptores y los unimos a varios transmisores para retransmitir la señal. Las transmisiones por laser tienen su contra en distancias horizontales pero bastantes buenas en verticales con un poco mas de potencia. Sintetisando esto lo que quiero llegar es que si me pueden dar mas ideas a probar o si quieren probaras diganmelas y yo les digo como salio. Desde ya gracias

    • Jimmy on 13/02/2013 at 11:10 PM

    Buenas tardes, hice los dos circuitos tal como estan pero el laser no transmite al receptor, espero me puedan ayudar.

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