সহজ এবং সস্তা লেজার ডিজিটাল অডিও ট্রান্সমিশন: 4 টি ধাপ

2025 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2025-01-23 14:36

যখন থেকে আমি লেজার বন্দুক বানিয়েছি, আমি লেজার মডিউল করার কথা ভাবছি, যাতে মজার জন্য (বাচ্চাদের ইন্টারকম) পাঠানো যায়, অথবা হয়ত আরও অত্যাধুনিক লেজার বন্দুকের জন্য ডেটা প্রেরণ করা যায়, একজন রিসিভারকে বের করতে সক্ষম করে যাকে সে আঘাত করেছিল। এই নির্দেশে আমি অডিও ট্রান্সমিশনে ফোকাস করব।

অনেকে লেজার ডায়োডের পাওয়ার সাপ্লাইতে এনালগ অডিও সিগন্যাল যুক্ত করে এনালগ মডুলেটেড ট্রান্সমিশন সিস্টেম তৈরি করেছেন। এটি কাজ করে, তবে এর কয়েকটি গুরুতর ত্রুটি রয়েছে, বেশিরভাগই প্রচুর শব্দ না করেই প্রাপ্তির শেষে সংকেতকে বাড়িয়ে তুলতে অক্ষমতা। এছাড়াও রৈখিকতা খুব দরিদ্র।

আমি একটি পালস প্রস্থ মডুলেশন (PWM) সিস্টেম ব্যবহার করে ডিজিটালভাবে লেজারটি মডুলেট করতে চেয়েছিলাম। লেজার বন্দুক প্রকল্পে ব্যবহৃত সস্তা লেজার ডায়োডগুলি সাধারণ এলইডি -র চেয়েও দ্রুতগতিতে মডিউল করা যায়, প্রতি সেকেন্ডে লক্ষ লক্ষ ডালের মধ্যে, তাই এটি খুব সম্ভব হওয়া উচিত।

ধাপ 1: নীতির প্রমাণ (ট্রান্সমিটার)

এটি একটি ত্রিভুজ বা sawtooth জেনারেটর ব্যবহার করে এবং একটি op-amp সঙ্গে সংকেত ইনপুট সঙ্গে তার আউটপুট তুলনা করে কিছুটা শালীন ট্রান্সমিটার তৈরি করা সম্পূর্ণরূপে সম্ভব। যাইহোক, ভাল রৈখিকতা অর্জন করা বেশ কঠিন এবং উপাদানগুলির সংখ্যা খুব দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং ব্যবহারযোগ্য গতিশীল পরিসীমা প্রায়শই সীমাবদ্ধ থাকে। এছাড়া, আমি সিদ্ধান্ত নিলাম এটা অলস হতে দেওয়া হবে।

কিছুটা পার্শ্বীয় চিন্তা আমাকে PAM8403 নামে একটি অতি সস্তা ডি-ক্লাস অডিও পরিবর্ধকের দিকে নির্দেশ করে। আমি লেজার বন্দুক প্রকল্পে একটি বাস্তব অডিও পরিবর্ধক হিসাবে এটি আগে ব্যবহার করেছি। এটা ঠিক আমরা যা চাই, পালস প্রস্থ অডিও ইনপুট সংশোধন করে। প্রয়োজনীয় বাহ্যিক উপাদান সম্বলিত ছোট বোর্ড ইবে থেকে ১ ইউরোর নিচে কেনা যাবে।

PAM8404 চিপ হল একটি পূর্ণাঙ্গ এইচ-ব্রিজ আউটপুট সহ একটি স্টিরিও পরিবর্ধক, যার মানে এটি স্পিকার থেকে Vcc (প্লাস) রেল বা মাটিতে উভয় তারের চালনা করতে পারে, যা কেবল একটি তারের চালনার তুলনায় কার্যকরভাবে আউটপুট শক্তিকে চারগুণ করে। এই প্রকল্পের জন্য আমরা কেবলমাত্র একটি চ্যানেলের দুটি আউটপুট তারের একটি ব্যবহার করতে পারি। যখন সম্পূর্ণ নীরবে আউটপুটটি প্রায় 230 কিলোহার্টজের বর্গাকার তরঙ্গে চালিত হবে। অডিও সিগন্যাল দ্বারা মড্যুলেশন আউটপুটের পালস প্রস্থ পরিবর্তন করে।

লেজার ডায়োডগুলি অতি-কারেন্টের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল। এমনকি একটি 1 মাইক্রোসেকেন্ড পালস এটি সম্পূর্ণরূপে ধ্বংস করতে পারে। দেখানো সার্কিট ঠিক তা প্রতিরোধ করে। এটি VCC থেকে স্বাধীন 30 মিলিঅ্যাম্প দিয়ে লেজার চালাবে। যাইহোক, এটি ডায়োডগুলির সামান্যতম সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে, সাধারণত ট্রানজিস্টরের ভিত্তি ভোল্টেজকে 1.2 ভোল্টে ক্লিপ করে, লেজার ডায়োড অবিলম্বে ধ্বংস হয়ে যায়। আমি এইরকম দুটি লেজার মডিউল ফুঁ দিয়েছি। আমি একটি রুটিবোর্ডে লেজার ড্রাইভার তৈরি না করার পরামর্শ দিই, কিন্তু এটিকে পিসিবির ছোট টুকরো বা লেজার মডিউলের পিছনে সঙ্কুচিত টিউবের একটি টুকরোতে ফ্রি-ফর্মে সোল্ডার করুন।

ট্রান্সমিটারে ফিরে যান। PAM8403 এর আউটপুটটিকে লেজার ড্রাইভার সার্কিটের ইনপুটের সাথে সংযুক্ত করুন এবং ট্রান্সমিটারটি সম্পন্ন হয়েছে! যখন ফায়ার করা হয়, লেজারটি দৃশ্যত চালু থাকে এবং কোন মডুলেশন অপটিক্যালি সনাক্ত করা যায় না। 230 kHz ক্যারিয়ারের ফ্রিকোয়েন্সিতে 50/50 শতাংশ চালু/বন্ধ অবস্থায় সিগন্যাল ঘুরে বেড়ায় এটি আসলেই বোধগম্য। কোন দৃশ্যমান মডুলেশন সংকেত ভলিউম হতে পারে না, কিন্তু সংকেত প্রকৃত মূল্য। শুধুমাত্র খুব, খুব কম ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে মড্যুলেশন লক্ষণীয় হবে।

ধাপ 2: নীতির প্রমাণ (গ্রহীতা, সৌর কোষ সংস্করণ)

আমি রিসিভারের জন্য অনেক নীতি তদন্ত করেছি, যেমন নেতিবাচক পক্ষপাতদুষ্ট পিন ফটো ডায়োড, অ -পক্ষপাতমূলক সংস্করণ, ইত্যাদি। বিভিন্ন স্কিম্যাটিক্সের বিভিন্ন সুবিধা এবং অসুবিধা ছিল, যেমন গতি বনাম সংবেদনশীলতা, তবে বেশিরভাগ জিনিসই জটিল ছিল।

এখন আমার বাগানে একটি পুরানো IKEA সলভিন্ডেন সৌরচালিত আলো ছিল যা বৃষ্টির প্রবেশে ধ্বংস হয়ে গিয়েছিল, তাই আমি দুটি ছোট (4 x 5 সেমি) সৌর কোষগুলি উদ্ধার করেছিলাম এবং কেবলমাত্র মডুলেটেড লাল লেজার ডায়োডটি নির্দেশ করে কত সংকেত তৈরি হবে তা চেষ্টা করেছি তাদের একটিতে। এটি একটি আশ্চর্যজনকভাবে ভাল রিসিভার পরিণত হয়েছে। বিনয়ীভাবে সংবেদনশীল, এবং ভাল গতিশীল পরিসর, যেমন, এটি বিপথগামী সূর্যালোক থেকে এমনকি বেশ উজ্জ্বল আলোকসজ্জার সাথে কাজ করে।

অবশ্যই আপনি এই জাতীয় ছোট সৌর কোষের জন্য অর্থাত্ ইবেতে অনুসন্ধান করতে পারেন। তাদের 2 ইউরোর নিচে খুচরা করা উচিত।

আমি এটির সাথে আরেকটি PAM8403 D শ্রেণীর রিসিভার বোর্ড সংযুক্ত করেছি (যা ডিসি কম্পোনেন্ট থেকেও মুক্তি পেয়েছে), এবং এর সাথে সংযুক্ত একটি সহজ স্পিকার সংযুক্ত করেছি। ফলাফল চিত্তাকর্ষক ছিল। শব্দ যুক্তিসঙ্গতভাবে জোরে এবং বিকৃতি-মুক্ত ছিল।

একটি সৌর কোষ ব্যবহার করার নেতিবাচক দিক হল যে তারা অত্যন্ত ধীর। ডিজিটাল ক্যারিয়ার সম্পূর্ণরূপে নিশ্চিহ্ন হয়ে গেছে এবং এটি আসল ডিমোডুলেটেড অডিও ফ্রিকোয়েন্সি যা সংকেত হিসাবে আসছে। সুবিধা হল যে কোন ডিমোডুলেটর মোটেও প্রয়োজন নেই: শুধু এম্প্লিফায়ার এবং স্পিকার সংযুক্ত করুন এবং আপনি ব্যবসা করছেন। নেতিবাচক দিক হল যেহেতু ডিজিটাল ক্যারিয়ার উপস্থিত নেই, এবং এর জন্য পুনরুদ্ধার করা যায় না, তাই রিসিভারের কার্যকারিতা সম্পূর্ণরূপে আলোর তীব্রতার উপর নির্ভর করে এবং অডিও ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে মড্যুলেটেড সমস্ত আলোর উৎস যেমন অডিও বিকৃত হবে যেমন লাইট বাল্ব, টেলিভিশন এবং কম্পিউটার স্ক্রিন।

ধাপ 3: পরীক্ষা

আমি সহজেই রশ্মি দেখতে এবং সৌর কোষের সর্বাধিক সংবেদনশীলতার জন্য ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার বের করেছিলাম, এবং তাৎক্ষণিক সাফল্য ছিল। সংকেতটি সহজেই 200 মিটার নিচের পরিসরে নেওয়া হয়েছিল, যেখানে মরীচিটির প্রস্থ 20 সেন্টিমিটারের বেশি ছিল না। একটি অ-নির্ভুল কোলিমেটর লেন্স, একটি স্ক্যাভেঞ্জড সৌর সেল এবং দুটি এম্প্লিফায়ার মডিউল সহ 60 সেন্ট লেজার মডিউলের জন্য খারাপ নয়।

ছোটখাটো অস্বীকৃতি: আমি এই ছবিটি করিনি, শুধু একটি পরিচিত সার্চ সাইট থেকে এটি তুলেছি। যেহেতু সে রাতে বাতাসে কিছুটা আর্দ্রতা ছিল, লেজারের দিকে ফিরে তাকানোর সময় মরীচি আসলেই এরকম দেখাচ্ছিল। খুব শীতল, কিন্তু এটি বিন্দুর পাশে।

ধাপ 4: চিন্তার পরে: একটি ডিজিটাল রিসিভার নির্মাণ

একটি ডিজিটাল রিসিভার, পিন ডায়োড সংস্করণ তৈরি করা

যেমনটি বলা হয়েছে, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি PMW সংকেত পুনর্জন্ম ছাড়াই, বিপথগামী সংকেতগুলি খুব শ্রবণযোগ্য। এছাড়াও, পিএমডব্লিউ সিগন্যালটি একটি নির্দিষ্ট প্রশস্ততায় পুনর্জন্ম ছাড়াই, ভলিউম এবং এর জন্য রিসিভারের সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাত সম্পূর্ণরূপে নির্ভর করে রিসিভার দ্বারা কতটা লেজার আলো ধরা পড়ে তার উপর। যদি PMW সিগন্যাল নিজেই লাইট সেন্সরের আউটপুটে পর্যাপ্ত পরিমাণে পাওয়া যায়, তাহলে এই বিপথগামী আলোর সংকেতগুলিকে ফিল্টার করা খুব সহজ হওয়া উচিত কারণ মূলত মডুলেশন ফ্রিকোয়েন্সি এর অধীনে সবকিছুই বিপথগামী হওয়া উচিত। এর পরে, কেবল অবশিষ্ট সংকেতকে প্রশস্ত করে একটি নির্দিষ্ট প্রশস্ততা তৈরি করা উচিত, পুনর্জন্মিত PWM সংকেত।

যদি এখনও একটি ডিজিটাল রিসিভার তৈরি না করে থাকেন, তবে এটি একটি BWP34 পিন ডায়োড ব্যবহার করে ডিটেক্টর হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। ক্যাপচার এরিয়া বাড়ানোর জন্য একজনকে লেন্স সিস্টেমের বিষয়ে সিদ্ধান্ত নিতে হবে, কারণ BWP34 এর খুব ছোট খোলার পরিমাণ আছে, প্রায় 4x4 মিমি। তারপর একটি সংবেদনশীল ডিটেক্টর তৈরি করুন, একটি উচ্চ পাস ফিল্টার যোগ করুন, মোটামুটি 200 kHz সেট করুন। ফিল্টার করার পরে, সিগন্যালটি প্রশস্ত করা উচিত, মূল সংকেতটি যতটা সম্ভব পুনরুদ্ধার করতে ক্লিপ করা উচিত। যদি এটি সব কাজ করে, আমরা মূলত সিগন্যালটি পুনরুদ্ধার করেছি কারণ এটি পিএএম চিপ দ্বারা উত্পাদিত হয়েছিল এবং সরাসরি একটি ছোট স্পিকারে খাওয়ানো যেতে পারে।

হয়তো পরবর্তী তারিখের জন্য!

ভিন্ন পন্থা, প্রো!

এখানে উপস্থাপনের চেয়ে অনেক বেশি দূরত্বের (বেশ কয়েক দশক কিলোমিটার) উপর দিয়ে হালকা সংক্রমণ করছে এমন মানুষ আছে। তারা লেজার ব্যবহার করে না কারণ একরঙা আলো প্রকৃতপক্ষে বহুবর্ণীয় আলোর চেয়ে অ-ভ্যাকুয়ামে দূরত্বের চেয়ে দ্রুত ম্লান হয়ে যায়। তারা এলইডি ক্লাস্টার, বিশাল ফ্রসেনেল লেন্স ব্যবহার করে এবং পরিষ্কার পরিচ্ছন্ন বায়ু এবং দৃষ্টিশক্তির দীর্ঘ লাইন খুঁজে বের করার জন্য অবশ্যই অনেক দূর ভ্রমণ করে, পড়ুন: পর্বত এবং তাদের রিসিভারগুলি খুব বিশেষ নকশার। মজার জিনিস যা ইন্টারনেটে পাওয়া যাবে।