Transmision con laser

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Technology

Published on March 11, 2014

Author: arlettgarcia1

Source: slideshare.net

Líneas de Transmisión Sistema de comunicación con tecnología laser Garcia Rodriguez Arlett Irene -- 091159 Alonso Gómez Gustavo -- 100379 Hernández Hernández Felipe Iván –100560 Hernández MorenoPaola Guadalupe –090988 Partida Hernández Ericka Deyanira -- 100898 Bahena Loredo María del Rocío – 100408 Bautista Contreras Luis Omar – 100550 Reynosa Chávez Jonathan Salvador --

INDICE INDICE.................................................................................................................................................. 1 INTRODUCCION................................................................................................................................... 2 JUSTIFICACION .................................................................................................................................... 2 MARCO TEORICO................................................................................................................................. 2 SEÑAL DE AUDIO............................................................................................................................. 2 ¿QUÉ ES UN LÁSER?........................................................................................................................ 2 MODULACION AM.......................................................................................................................... 3 OSCILADOR ..................................................................................................................................... 3 FUNCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES UTILIZADOS:............................................................ 4 DESARROLLO ....................................................................................................................................... 4 Transmisor:..................................................................................................................................... 4 Receptor:......................................................................................................................................... 5 PRUEBAS.............................................................................................................................................. 8 CONCLUSION....................................................................................................................................... 9

INTRODUCCION La comunicación ha sido un factor importante para el desarrollo humano, este es el caso de los sistemas de información. Por lo anterior la comunicación entre computadoras es un aspecto vital en nuestra época, ya que se ha convertido en una herramienta esencial en el que hacer del hombre. En este documento se desarrollara paso a paso el funcionamiento de un sistema de comunicación inalámbrico punto a punto el cual usa un diodo láser como medio de comunicación, un fotodiodo como receptor usando la atmosfera como canal. JUSTIFICACION Se diseñara un sistema de comunicación inalámbrica con un diodo laser debido a su bajo costo, su largo tiempo de vida, su consumo bajo de energía. A esto se le suma su sencilla demodulación directa de la radiación emitida simplemente controlando la corriente eléctrica a través de una unión pn por lo que se usara modulación en amplitud y no modulación en frecuencia. MARCO TEORICO SEÑAL DE AUDIO Una señal de audio es una señal analógica eléctricamente exacta a una señal sonora; normalmente está acotada al rango de frecuencias audibles por los seres humanos que está entre los 20 y los 20.000 Hz, aproximadamente. ¿QUÉ ES UN LÁSER? Aparato que produce un tipo muy especial de luz. La luz procedente de un láser se diferencia de la de una linterna en cuatro aspectos básicos: 1. La luz láser es intensa. 2. Los haces láser son estrechos y no se dispersan como los demás haces de luz. Esta cualidad se denomina direccionalidad.

3. La luz láser es coherente. Esto significa que todas las ondas luminosas procedentes de un láser se acoplan ordenadamente entre sí. 4. Los láseres producen luz de un solo color, o para decirlo técnicamente, su luz es monocromática. 5. Los láseres al tener una radiación monocroma están formados por una única longitud de onda y fase. Cabe mencionar que en los dispositivos ópticos no se hablan en términos de frecuencia, sino de longitud de onda (lambda) el láser trabaja dentro de 400 – 700 nm, por lo que nuestro led láser trabaja a 620 nm, para calcular la frecuencia de trabajo se usó: El resultado que nos da es el mostrado anteriormente. MODULACION AM Las señales de audiofrecuencia, que van de los 20 Hz a los 20 Khz (20,000 hz), como la voz humana o la música que se obtiene de una radio, no pueden viajar a largas distancias. Aun cuando la persona esté gritando o la radio este a máximo volumen, la distancia que recorre la información emitida no sobrepasa los centenares de metros. Las señales de radiofrecuencia son de frecuencias más elevadas, y se desplazan a mayores distancias con una potencia mucho menor. Teniéndose la necesidad de transmitir información (señal de audiofrecuencia) a gran distancia, esta señal de audiofrecuencia se "modula" o codifica en una señal de radiofrecuencia, a la que se llama portadora. La señal que se desea enviar y la portadora son señales distintas, para poder enviar la señal ambas frecuencias se hacen pasar por un dispositivo que se llama multiplicador , que se encarga de combinar las características de ambas señales para obtener como resultado la señal modulada. OSCILADOR Para la obtención de la portadora en el circuito transmisor se hará uso de transistores y circuito RC Los osciladores de los transistores generan señales regulares y repetitivas. Resonancia: La red resonante establece la frecuencia del oscilador del transistor. Puede consistir en condensadores y resistencias, condensadores y bobinas, o un inductor y un cristal de cuarzo. Al igual que con los diapasones y péndulos, una red resonante tiene una frecuencia natural.

Para calcular el valor de la frecuencia generada por el circuito oscilador: Tomando en cuenta que R1<<R2 y R2<<R3. FUNCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES UTILIZADOS: FOTODIODO: Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construcción, los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad. DESARROLLO EL sistema consta de dos partes el transmisor y receptor los cuales se describen a continuación en los diagramas de bloques: Transmisor: Diagrama a bloques: Teléfono Fuente (Transductor) Amplificador TX Con amplificador Laser Oscilador (señal portadora) Multiplicador

Simulación del circuito: El circuito consta de elementos pasivos los cuales realizan el procedimiento total para la adecuada transferencia de la señal. La figura nos muestra el circuito transmisor en la cual se nota que la señal que entra por el Jack hembra de 3.5 mm se envía a la entrada de un preamplificador Q1 y otro amplificador Q2 los cuales a su vez están conectados a dos potenciómetros VR1 y VR2 que se encargan de ajustar la amplitud de la señal.Del otro lado se encuentran los transistores Q5 y Q6 que junto con los capacitores se encargan de generar la onda portadora de 30 Khz teóricamente, esta es conectada al diodo laser a través de la resistencia R8 y del transistor Q4. Por último el transistor Q3 es el multiplicador el cual se encarga de regular la tensión serie, alimentando con mayor amplitud en los picos de señal y transformando así a la portadora fija en otra de amplitud variable. De esta manera se obtiene la amplitud modulada. Receptor: Diagrama a bloques: Jack macho Receptor Fotodiodo Amplificador Filtro Pasa-banda Amplificador de audio Demodulador

Simulación El circuito receptor consta de elementos pasivos tales como resistencias, capacitores y transistores, además de un integrado LM386 el cual es un amplificador del audio. A la entrada tenemos un fotodiodo el cual recibe la señal enviada por el diodo laser la cual es amplificada por los transistores Q1 y Q2. La señal que sale del emisor del transistor Q2 entra a un filtro el cual limpia la señal del ruido provocado por el ambiente; enseguida ingresa hacia la parte del circuito que se encarga de demodular la señal (D2, C6 y R6) los cuales eliminan la portadora y la envían a tierra. El audio que es extraído por el demodulador es amplificado por el circuito integrado LM386 y enviado hacia nuestro Jack macho de 3.5 mm. Se realizó el armado de ambas partes del sistema y se pudo observar la variación de voltaje del diodo laser, ya que al tratarse de amplitud modulada, el voltaje se encontraba variando con respecto del tiempo y el láser encendía en unos momentos con mayor intensidad que en otros. ANALISIS EN EL OSCILOSCOPIO

Se realizó análisis de los circuitos para verificar la frecuencia que producía la onda portadora, que en este caso resulto ser variable con respecto a la teórica , ya que aproximadamente obtenemos una onda portadora de 17 khz. Observamos que la onda de audiotiene aproximadamente 14khz. Señal de audio aproximada.

En estas imágenes tenemos la resultante en el receptor, de la modulación de la portadora y el audio. PRUEBAS En el proceso de la realización del proyecto se realizó un armado de circuito en un Protoboard, en el cual se realizaron pruebas de voltaje, y de frecuencia. Utilizamos osciloscopio y multímetro para la realización de ello. Al igual que se diseñó e imprimió una placa de la parte del transmisor solamente, como podemos observar en las imágenes. Cabe mencionar que se requiere tener una alineación precisa para que el envió del audio sea satisfactorio, además de que existe una fuerte presencia de ruido al momento de la transmisión que pudimos notar al momento de probar.

CONCLUSION En nuestro proyecto tuvimos muchos problemas ya que se tuvo el descontento no encontrar los elementos indicados, como lo era el diodo de señal 1N60de germanio (también conocido como diodo schottky) ya que estos diodos son utilizados para la demodulación AM, se intentó utilizar diferentes tipos de diodos; sin embargo nunca se pudo hacer la recuperación de la señal, debido a las propiedades físicas de los mismos. Al final nuestro proyecto funciono, no como esperábamos ya que presento demasiado ruido y analizando la situación decidimos que una de las razones principales que causaban el ruido, fue el ambiente (la luz, la gente, etc…) llegamos a la conclusión de que el principio de nuestro proyecto por su bajo costo puede llegar a tener un futuro en las telecomunicaciones debido a sus características, como son velocidad, potencia, precisión, ondas de igual frecuencia las cuales siempre están en fase y por lo tanto permiten que este dispositivo pueda ser utilizado para llevar cualquier tipo de señal Algunas de las recomendaciones para Mejorar la Calidad de la Voz transmitida por nuestro sistema y las cuales se podrían aplicar para futuros proyectos: Transmisor:Cuando el voltaje suministrado al láser de Diodo se conecta a través de un divisor de voltaje (potenciómetro), es posible encontrar el punto óptimo de trabajo del sistema, el cuál será donde la modulación tendrá más influencia en la señal transmitida, sin distorsiones. Receptor: El detector puede saturarse por la luz, cuando llega demasiada luz a su superficie sensible. Aumentando la distancia entre el transmisor y el receptor se reduce la densidad de potencia sobre el receptor (debido a la divergencia el haz láser), por lo tanto se elimina la saturación.

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