Transmissor/Receptor Laser Modulado
Objetivo
Construir um conjunto transmissor/receptor de um feixe laser modulador/demodulador. Transmitir 'sons' via feixe laser. Aprimorar-se na técnica de modulação e demodulação de um sinal. Exercitar-se em Eletrônica.
Este projeto procura esclarecer os princípios de funcionamento envolvidos em um modulador para feixe laser, semelhante aos usados para transmitir dados por fibras-ópticas, e os de um receptor demodulador de tal feixe.
Errata: Onde se lê "MCR300", leia-se "MRD300"
Errata: Onde se lê "MCR300", leia-se "MRD300"
Errata: Onde se lê "MCR300", leia-se "MRD300"
Construir um conjunto transmissor/receptor de um feixe laser modulador/demodulador. Transmitir 'sons' via feixe laser. Aprimorar-se na técnica de modulação e demodulação de um sinal. Exercitar-se em Eletrônica.
Este projeto procura esclarecer os princípios de funcionamento envolvidos em um modulador para feixe laser, semelhante aos usados para transmitir dados por fibras-ópticas, e os de um receptor demodulador de tal feixe.
Diagrama
de blocos
A unidade transmissora consta de 3 blocos e a unidade receptora consta de 4 blocos distintos:
A unidade transmissora consta de 3 blocos e a unidade receptora consta de 4 blocos distintos:
 |
Descrição
da Unidade Transmissora
O primeiro bloco dessa unidade é uma etapa pré-amplificadora de áudio, incorporando um transistor NPN de média potência tal qual o BC548. O sinal amplificado colhido na saída dessa etapa será injetado no segundo bloco. Eis o diagrama elétrico do primeiro bloco:
O primeiro bloco dessa unidade é uma etapa pré-amplificadora de áudio, incorporando um transistor NPN de média potência tal qual o BC548. O sinal amplificado colhido na saída dessa etapa será injetado no segundo bloco. Eis o diagrama elétrico do primeiro bloco:
O
sinal amplificado proveniente do primeiro bloco é injetado no pino
de controle do 555, fazendo com que esse 'module' o sinal de
portadora (105 kHz) gerado pelo circuito oscilador desse segundo
bloco. Assim, o segundo bloco é
caracterizado como 'modulador' e 'drive de potência' constituídos
pelo C.I. NE555 e pelo transistor BC548. A freqüência da
portadora é definida por P3 e P4, assim como pelo capacitor de
1,56 nF (P4 faz o ajuste 'grosso' e P3 o ajuste 'fino' da freqüência). A
função do P1 e a do P2 é ajuste do áudio; controle de
tonalidade e offset do pré amplificador. Eles devem ser ajustados
de modo que não haja distorção no sinal recebido.
Abaixo temos o circuito esquemático desse segundo bloco:
Abaixo temos o circuito esquemático desse segundo bloco:
O
terceiro bloco é a fonte de alimentação
(idêntica à da unidade receptora). Consta de uma bateria para 9
VCC, um regulador linear 7805 e dos capacitores de
filtragem.
Eis o circuito esquemático:
Eis o circuito esquemático:
A
seguir apresentamos o diagrama elétrico completo da unidade
transmissora:
Descrição
da Unidade Receptora
O primeiro bloco dessa unidade é, como na transmissora, uma etapa de pré-amplificação. Todavia o sinal a ser amplificado não é mais de áudio de sim de 'luz', convertido em sinal elétrico via um foto-transistor.
Eis seu circuito esquemático:
O primeiro bloco dessa unidade é, como na transmissora, uma etapa de pré-amplificação. Todavia o sinal a ser amplificado não é mais de áudio de sim de 'luz', convertido em sinal elétrico via um foto-transistor.
Eis seu circuito esquemático:
Errata: Onde se lê "MCR300", leia-se "MRD300"
O
segundo bloco é o do decodificador,
composto pelo Tone Decoder NE567. O LED de captura somente acenderá
quando o sinal do transmissor for detectado e travado em 105Khz. O
sinal de áudio sai do pino 1 (também conectado ao filtro de saída)
do NE567.
Eis o circuito esquemático:
Eis o circuito esquemático:
Para
que tenha, desde já, a integração desses dois blocos, eis o
circuito deles:
Errata: Onde se lê "MCR300", leia-se "MRD300"
O
terceiro bloco é simplesmente uma
etapa amplificadora de áudio, com o circuito integrado TDA
7052.
Eis o circuito:
Eis o circuito:
O
quarto bloco é a fonte de alimentação
da unidade (réplica daquela do transmissor). Reproduzimos o
circuito:
A
seguir, o circuito completo da unidade
receptora:
Errata: Onde se lê "MCR300", leia-se "MRD300"
Componentes
das Unidades
| Resistores | Potenciômetros | Capacitores | Semicondutores | Diversos |
01
– 10R
01 – 390R 04 – 1K 01 – 2K2 01 – 9K84(*) 01 – 10K 01 – 22K 01 – 100K 01 – 220K 01 – 1M 01 – 2M2 |
01
– 1K
03 – 10K 01 – 47K |
01
– 100pF
01 – 150pF 01 – 1nF 01 – 22nF 01 – 47nF 04 – 100nF 02 – 1000uF |
01
– MRD300
(foto-transistor Motorola) 03 – Transistor BC548 02 – Diodo 1N4148 01 – LED vermelho 01 – C.I. NE555 01 – C.I. NE567 01 – C.I. TDA7052 02 – C.I. 7805 |
Fios,
PCI, bornes, baterias etc. |
Montagem
e detalhes
Comentários
1. Dentre as mensagens por e-mail que recebo sobre esse projeto, esta resume várias delas:
Comentários
1. Dentre as mensagens por e-mail que recebo sobre esse projeto, esta resume várias delas:
"[
... ] Quando fomos comprar os componentes, verificamos que o diodo
laser modulado (42 mA @5v modo CW) e o MRD300 (foto-transistor
Motorola), além de serem difícil de encontrar, são muito caros.
Nós procuramos um professor de eletrônica e esse muito brevemente nos disse que tais poderiam serem trocados por infra-vermelhos, mas não nos deu nenhum detalhe de como faze-lo. Portanto, eis as questões: Podemos realmente trocar esses aparelhos a laser por infra-vermelhos? Teremos que redimensionar alguma coisa no circuito? Prof., tem alguma sugestão quanto aos equipamentos? [ ... ]"
Respondemos:
Realmente o diodo laser não é muito barato, porém pode ser substituído pelo diodo dos 'ponteirinhos' laser (facilmente encontrado, até mesmo como chaveiros -- o meu foi comprado em lojas de Rodoviária). O MRD300, entretanto, não é tão caro assim!
Sobre trocar o sistema laser por sistema infra-vermelho, dá certo sim, mas vai diminuir substancialmente o
alcance. O interessante do laser, além do alcance, é que você terá o efeito visual da coisa; com o infra-vermelho não acontece isso. Para substituir o Laser por Infra Vermelho não precisa alterar nada extra no circuito; é só trocar o diodo laser pelo LED I.R. e o foto transistor pode ser qualquer um que seja sensível ao comprimento de onda do LED.
Nós procuramos um professor de eletrônica e esse muito brevemente nos disse que tais poderiam serem trocados por infra-vermelhos, mas não nos deu nenhum detalhe de como faze-lo. Portanto, eis as questões: Podemos realmente trocar esses aparelhos a laser por infra-vermelhos? Teremos que redimensionar alguma coisa no circuito? Prof., tem alguma sugestão quanto aos equipamentos? [ ... ]"
Respondemos:
Realmente o diodo laser não é muito barato, porém pode ser substituído pelo diodo dos 'ponteirinhos' laser (facilmente encontrado, até mesmo como chaveiros -- o meu foi comprado em lojas de Rodoviária). O MRD300, entretanto, não é tão caro assim!
Sobre trocar o sistema laser por sistema infra-vermelho, dá certo sim, mas vai diminuir substancialmente o
alcance. O interessante do laser, além do alcance, é que você terá o efeito visual da coisa; com o infra-vermelho não acontece isso. Para substituir o Laser por Infra Vermelho não precisa alterar nada extra no circuito; é só trocar o diodo laser pelo LED I.R. e o foto transistor pode ser qualquer um que seja sensível ao comprimento de onda do LED.
Eis
outra mensagem:
2.
O "01 - LED vermelho é apenas um LED mesmo?"
==>
Sim, é apenas um LED colorido; serve apenas para indicar que o
receptor está 'travado' (captando) no sinal do transmissor.
"Falando a respeito da substituição do Diodo Laser Modulado
por aquele ponteirinho laser, é aquele que geralmente é vendido
como um chaveiro, em formato cilíndrico, amarelo, e que inclusive
acompanha algumas lentes para que forme uma imagem diferente em
vermelho? É aquele mesmo que em shows musicais, as pessoas ficam
jogando nos cantores? Quais as perdas que eu tenho se eu utilizá-lo
no lugar do diodo laser modulado?"
==>
Qualidade do sinal, com o ponteiro podem ocorrer ruídos na
transmissão. Os ponteiro laser (chaveirinhos) são fabricados com
cristal de qualidade inferior, por isso são mais baratos. Se
quiser um laser de verdade procure em www.lasermorgotron.com.br
. Só que já avisamos, não assuste com o preço, laser de verdade
é caro mesmo...
3.
O próprio autor do projeto original, numa mensagem muito amistosa,
tece alguns comentários: possíveis
equivalentes são foto-transístores NPN de 250 mW, 50-100 mA. Outras substituições possíveis (com certa queda de desempenho) são:
TIL 78, TIL 81, BPW 40, MTD 6040, L14G2, OP 804, BPX43-3.
== continua em construção e aberto para sugestões ==
== continua em construção e aberto para sugestões ==
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