Kierunkowa komunikacja na podczerwień z FSO, soczewki i lasery IR - jak zacząć projekt?

Umiem się komunikować za pomocą podczerwieni. Prostymi diodami i odbiornikami. Ale znalazłem coś takiego. https://en.wikipedia.org/wiki/Free-space_optical_communication
To jest po prostu zwykła kierunkowa komunikacja dioda <-> odbiornik tylko jeszcze dołożyć soczewki skupiająco rozpraszające. Albo od razu laser na podczerwień i soczewki na odbiornik.
Tylko nie wiem co mam zrobić. Jak się za to zabrać. Chyba nie będę robił własnego odbiornika. Co wpisać w wyszukiwarkę aby coś takiego znaleźć.

kamil3211 napisał:

Umiem się komunikować za pomocą podczerwieni

kamil3211 napisał:

Tylko nie wiem co mam zrobić. Jak się za to zabrać

Może najpierw jaśniej opisać co mamy
a co chcemy mieć....
Bo skoro umiem ale nie wiem, to będzie trudno,
bardzo trudno...

Chcę się komunikować z punktu A do B na dystansie 500m itd. obustronnie, na otwartej przestrzeni. Ani odbiornik ani nadajnik nie będą się przemieszczać. Co mam wpisać wyszukiwarkę aby taki moduł znaleźć.

500 m to sporo ale na otwartej przestrzeni
oba punkty powinny się skomunikawać podczerwienią
byleby nadajnik miał odpowiednią moc
a odbiornik odpowiednią czułość...
skoro:

kamil3211 napisał:

Umiem się komunikować za pomocą podczerwieni.

to w czym problem?

W tym że próbuję znaleźć takie gotowe moduły. Ale nie wiem jak szukać. Przecież nie zbuduję tego samodzielnie z soczewek albo zwierciadeł.
1mm w tą czy w tą robi różnicę.

Ja zacząłbym od google, przez aliexpress po allegro...

kamil3211 napisał:

tylko jeszcze dołożyć soczewki skupiająco rozpraszające.

Tylko skupiające, i to po obu stronach, i raczej niemałe (może Fresnela?). Sprawdź, na jaką odległość masz zasięg bez soczewek.

kamil3211 napisał:

Tylko nie wiem co mam zrobić. Jak się za to zabrać. Chyba nie będę robił własnego odbiornika. Co wpisać w wyszukiwarkę aby coś takiego znaleźć.

Jako nadajnik dioda laserowa z kolimatorem, jako odbiornik - fotodioda, fotorezystor.

Mlody_Zdolny napisał:

fotorezystor.

Czy Ty w ogóle myślisz, chłopcze ? Jaką fotorezystor ma częstotliwość graniczną? Z zastosowaniem fotorezystora można sobie zrobić komunikacje wolnym morsem, trollu.

Moderowany przez gulson:

3.1.9. Nie ironizuj i nie bądź złośliwy w stosunku do drugiej strony dyskusji. Uszanuj odmienne zdanie oraz inne opinie na forum.

W "Młodym techniku" w dziale "Na warsztacie" był opis budowy fototelefonu - w nadajniku żarówka, w odbiorniku fotoopornik, był schemat, zdjęcia gotowego urządzenia...

A czy to mogło działać? Ja nie sprawdzałem. Fotoopornik przenosi wyższe częstotliwości przy jaśniejszym oświetleniu, przy dziennym świetle powinien przenieść częstotliwości potrzebne do zrozumienia mowy; co do żarówki (małej żaróweczki) mam więcej wątpliwości.

Niemniej jednak jako odbiornik zdecydowanie lepszy jest fototranzystor. A jako nadajnik dioda IR. Osobna sprawa, że lepiej mieć sygnał modulowany, i to z użyciem takiej modulacji, która zmniejszy podatność na zakłócenia - do odbiornika dociera także "obce" światło.

Fotodioda przenosi dużo większe częstotliwości, niż fototranzystor - głównie dzięki polaryzacji napięciem wstecznym.

Poza odległością jaką chcesz osiągnąć drugim równie ważnym parametrem jest przepustowość łącza. Czyli co konkretnie chcesz przez to łącze przesyłać. Bez znajomości tego parametru wszelkie rozważania nie mają sensu.

Na kanale elektrody fajnie to zaprezentowali. Szybkości elementów https://www.youtube.com/watch?v=g5VaFKnOwvA&ab_channel=elektroda.pl.

kamil3211 napisał:

Umiem się komunikować za pomocą podczerwieni. Prostymi diodami i odbiornikami.

... więc chyba autorowi chodzi tylko o powiększenie zasięgu, przy użyciu takich modułów, jakie już zna.

Problemem będzie zogniskowanie i wycelowanie wiązki - podczerwieni nie widać, chyba że dioda nadawcza będzie dawać na tyle bliską podczerwień, że oko zobaczy słabe czerwone światło (są takie). Ale i tak trzeba wyregulować odbiornik, wycelować go w nadajnik, zogniskować.

Jeśli mamy soczewkę o ogniskowej 10cm, i przesuniemy diodę o 1mm, to w odległości 500m wiązka przesunie się o 5m. Więc ważna jest precyzja. I z soczewkami jest pewien problem: aberracja chromatyczna. Ustawienie ogniskowania dla podczerwieni jest inne, niż dla światła widzialnego.

Gotowe urządzenia z pewnością są. Tylko nie są tanie - precyzja kosztuje...

https://en.wikipedia.org/wiki/Photophone - tu jest informacja o fototelefonie, jaki zbudowano w XIX wieku (około 1880 roku). Warto poczytać.

W swoim czasie było trochę takich połączeń w użyciu (diy), ale wygląda na to, że zniknęły...
Miało to jakąś nazwę, ale jej nie pamiętam...

Tu praktyczny przykład, w miarę współczesny: http://blog.svenbrauch.de/2017/02/19/homemade-10-mbits-laser-optical-ethernet-transceiver/

O, i jeszcze to: https://en.wikipedia.org/wiki/Koruza

Krzysztof Kamienski napisał:

Czy Ty w ogóle myślisz, chłopcze ? Jaką fotorezystor ma częstotliwość graniczną? Z zastosowaniem fotorezystora można sobie zrobić komunikacje wolnym morsem, trollu.

Skąd wiesz jaką przepustowość autor wymaga od łącza, pajacu z Trzeciego Świata?
Może chce wykonać łącze o paśmie 1 Hz albo 100 Hz?

Moderowany przez gulson:

Kolejne wyzwiska spowodują blokadę konta. (Drugi raz zwracam uwagę)

W "Nowoczesnych Zabawkach" z 1971 roku był opis telefonu na podczerwień o zasięgu w dzień 1000÷1400 metrów. Tam użyto żarówek i fotorezystorów, bo takie były czasy.

@kamil3211 https://www.eltrox.pl/bariera-podczerwieni-vidd-100-2-wiazki-zasieg-100m.html
Pomyśl o tym, tyle że potrzeba będzie trochę ingerencji w elektronikę.

Jak się poszuka to można znaleźć interesujące materiały, z eksperymentów prowadzonych przez krótkofalowców
https://www.modulatedlight.org/optical_comms/optical_index.html

@jarek_lnx Próbowałem kiedyś i ja. Laser gazowy HeNe o mocy 10 mW, wiadomo, światło widzialne, jako modulator użyta komórka Kerra i dwa polaryzatory. Całość zmontowana na ławie optycznej i pochodząca z zezłomowanego CPT (laserowej naświetlarki form drukarskich). Jako odbiornik, fototranzystor i drugi tranzystor jako wzmacniacz + słuchawki. W nocy działało na ponad 200 m i łatwo było ustawić, bo widzialna plamka laserowa na murku domu z tej odległości miała średnicę może 10,20mm. Do komórki Kerra doprowadzone zasilanie DC ok 100 V, przepuszczone przez uzw. pierwotne transformatorka dzwonkowego, (modulator) a na jego wtórne podana muzyczka z discmana.

kamil3211 napisał:

Tylko nie wiem co mam zrobić. Jak się za to zabrać. Chyba nie będę robił własnego odbiornika. Co wpisać w wyszukiwarkę aby coś takiego znaleźć.

Przede wszystkim pewna w dzialaniu łączność za pomocą podczerwieni nie jest taka prosta jak to sie potocznie wydaje. Szczególnie na większe odległości.
Aby to pewnie działało, musi być zastosowana fala nośna o znacznej częstotliwości (rzędu 30 do 50 kHz) i modulacja tej fali nośnej. No i oczywiście przy znacznych odległościach odpowiednio precyzyjny układ optyczny i spora moc nadajnika.
W ramach edukacji warto poczytać jak zbudowana jest stosunkowo prosta bariera podczerwieni do samodzielnej budowy:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2233664.html#10606592
Są tam dość szczegółowo opisane problemy jakie można spotkac przy budowie takiej bariery, ewentualnie łączności.

kamil3211 napisał:

W tym że próbuję znaleźć takie gotowe moduły. Ale nie wiem jak szukać. Przecież nie zbuduję tego samodzielnie z soczewek albo zwierciadeł.
1mm w tą czy w tą robi różnicę.

Zrobiłem kiedyś 10 Mbit na jakieś 100 m. Z większej odległości padłem na optyce, nie byłem w stanie wycelować jednocześnie nadajników i odbiorników w obie strony... W jedną stronę działało z większej odległości, ale nie o to chodziło Taki projekcik sprzed 10 lat ponad

Moim skromnym zdaniem:
1) Nie znajdziesz modułów bo to bardzo niszowa technologia. Można próbować adaptować moduły światłowodowe, ale to nie jest proste.
2) Optyka która utrzyma parametry: kąty, równoległość jest dosyć trudna mechanicznie.
3) Czułość odbiornika wymaga dobrej znajomości szybkiej elektroniki o niskich szumach. Nieproste.

Jeśli byś chciał zrobić coś na modułach IRDA, to punkt 3 odpada, ale optykę dalej trzeba by zrobić...

Google: "Free Space Optics" są nieliczne projekty amatorskie. IMHO dlatego, że dobra optyka nie jest ani tania ani prosta.

@Mlodyzdolny myli się z fotorezystorem nie tylko dlatego, że fotorezystory są powolne. Popularne fotorezystory z siarczku kadmu mają szczyt czułości koło 550 nm, będą więc bardziej czułe na słońce niż na podczerwień, w dobrym układzie przy 850 nm czułość spada do 40%. Dla niektórych modeli do mniej niż 10%. To jest poważny problemem praktyczny. Natomiast fotodiody i fototranzystory mają naturalnie szczyt czułości w bliskiej podczerwieni i występują z wbudowanymi filtrami światła widzialnego.

Niemiec w czasie II wojny takie urządzenia klepał. Zasięg 2-4km nazywało się to: Lichtsprechgerät 80/80. Na YT jest film jak to działa.

Inkwizycja napisał:

Niemiec w czasie II wojny takie urządzenia klepał. Zasięg 2-4km nazywało się to: Lichtsprechgerät 80/80. Na YT jest film jak to działa.

Taaa świetny argument. @kamil32112 wystruga sobie pryzmaty, soczewki i lustra na drukarce 3D, zrobi optykę jak Carl Zeis . Jakbym miał optykę z tego urządzenia to pewnie 10 Mbps by mi śmigało na rzeczone 2-4 km. Wymieniłbym tylko elektronikę na współczesną. Tam jest naprawdę bardzo skomplikowana optyka, dlatego to takie drogie było w czasach swojej świetności, i dzisiaj nie było by tańsze gdyby miało mieć taką optykę.
http://optics.perluma.com/pre-war-optical-transceiver-lichtsprechgerat-80

kamil3211 napisał:

Na kanale elektrody fajnie to zaprezentowali.

A jakie to ma odniesienie do tego, co chcesz zrobić? Są fotodiody, które przenoszą 100MHz i więcej - przecież na czymś robią szybkie łącza światłowodowe. A działanie fototranzystora zależy od tego, jak był oświetlany - jak wchodził w głębokie nasycenie, to potem dłużej się wyłącza. I wszystko zależy od układu...

kamil3211 napisał:

Chcę się komunikować z punktu A do B na dystansie 500m itd. obustronnie, na otwartej przestrzeni. Ani odbiornik ani nadajnik nie będą się przemieszczać. Co mam wpisać wyszukiwarkę aby taki moduł znaleźć.

Tylko łączność radiowa i dwie kierunkowe anteny np yagi i daj sobie spokój z podczerwienią bo nie masz szans tego uruchomić nie mówiąc już o kosztach co ci już wcześniej tutaj wyjaśnili.

Przy podczerwieni dochodzą kłopoty z tłem - światło słoneczne. Z praktyki - pilot do TV ma zasięg do nawet 15-20m w ocienionym pomieszczeniu. Na zewnątrz ten zasięg spada do 2-3m.