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Universidad de Guadalajara CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERÍAS Transmision audio por infrarrojo Johana Yaredt Arredondo Garay [218340275] Sofia Alejandra Martinez Ramirez [214130217] Ingeniería Fotónica | Comunicaciones Opticas I 9 de diciembre de 2021 Resumen En este proyecto se muestra paso a paso el proceso de la elaboración de un sistema de comunicación por medio de luz (láser). Se realizó un circuito emisor y un circuito receptor de luz infrarroja. El emisor transmite una señal de audio por medio de un láser la cual es captada por el receptor y posteriormente se amplifica, filtra y por último se reproduce el audio obtenido en speaker. I. OBJETIVO En este proyecto se desea realizar una comunicación entre dos circuitos,a través de un diodo láser o diodo led, esto con la finalidad de poder demostrar que la luz transmite información y que podemos recibirla con un sensor sencillo, la finalidad de este proyecto es lograr la emisión y recepción de datos (audio) haciendo uso de filtros en la recepción del audio para poder limpiar y tener un mejor audio en la salida. Figura 1: CIRCUITO EMISOR Figura 2: CIRCUITO RECEPTOR II. MATERIALES 2 LM386 integrados. 1 diodo láser. 1 LDR (resistencia dependiente de la luz). 1 megáfono 1 conector 2 pilas de 9v. 2 potenciómetros de 100k 2 condensadores electrolíticos de 10F, 2 condensadores electrolíticos de 470F y 1 condensador electrolítico de 220F. 3 condensadores cerámicos de 100 nf y 1 condensador cerámico de 1 nf. 2 resistencias de 10 y 1 resistencia de 220 III. EMISOR La señal que entra por medio del auxiliar necesita ser amplificada antes de ser emitida debido a que al realizar la comunicación punto a punto mediante un enlace óptico no guiado existirán perdidas considerables debido al ambiente. Un 1 transistor es utilizado para controlar el flujo de corriente eléctrica en la que una pequeña cantidad de corriente en la base controla una mayor cantidad de corriente entre el colector y el emisor, se pueden utilizar para amplificar una señal débil y es por esto que se utiliza en el circuito emisor. IV. ARMADO DEL CIRCUITO EMISOR Se replica en el protoboard el esquema que vimos anteriormente, excepto que en este caso tiene algunas ligeras modificaciones como es el caso de la resistencia pull up, su valor fue de 220 Ωs en lugar de 100 Ωs, esto no muestra alteraciones en su funcionamiento. Ası como un transistor diferente, ya que en el esquemático se usa un tipo NPN e investigando un poco se concluyo que funciona mejor con un PNP. V. IMÁGENES DEL CIRCUITO EMISOR Figura 3: CIRCUITO EMISOR Figura 4: CIRCUITO EMISOR VI. RECEPTOR El circuito de recepción fue modificado para filtrar y amplificar la señal recibida. Pero en ambos diseños se utiliza un receptor de infrarrojo y un amplificador operacional. Se utiliza el amplificador operacional LM386. Es un pequeño amplificador de consumo con el cual se puede conseguir una potencia del orden de unos 700 mW con una alimentación de 9V y cualquier bocina 8OHMS que soporte, como mínimo, 2 W. VII. ARMADO DEL CIRCUITO RECEPTOR Para el receptor se necesita un detector, idealmente un dispositivo optoelectrónico. En nuestro caso debido a la falta de recursos para lograr conseguir algunos materiales, se utilizo una fotorresistencia, la cual, varia su resistencia en función de la intensidad que incida sobre ella. Esta resistencia por s´ı sola no genera variaciones en el voltaje que podamos utilizar para recuperar nuestra información, por lo que es necesario implementar un divisor de voltaje para obtener una variación de voltaje en función de la luz incidente. El potenciómetro nos permite regular la división de tensión entre los componentes, buscando calibrar el punto de mejor recepción. VIII. IMÁGENES DEL CIRCUITO RECEPTOR Figura 5: CIRCUITO RECEPTOR 2 Figura 6: CIRCUITO RECEPTOR IX. ETAPAS DEL PROYECTO 1. Entrada de audio por auxiliar 2. Amplificación por BJT 3. Emisor por infrarrojo 4. Medio de transmisión no guiado 5. Recepción por infrarrojo 6. Filtración 7. Amplificación por LM386 8. Salida de audio en speaker X. CONCLUSIONES Con esta practica podemos concluir, que el transmisión envió de manera correcta la señal, así como también se recibió la señal correctamente, durate la practica notamos algunas ventajas y desventajas, como por ejemplo, entre las ventajas tenemos que es algo que conlleva menos tiempo de instalación a comparación de otras formas de transmitir, pero también notamos que una de las desventajas es la atenuación y el ruido, el cual suele disminuir un poco, cuando utilizamos nuestro filtro. La transmisión de audio por señales luminosas es posible, en este caso, por la modulación de intensidad del infrarrojo que al incidir en la resistencia fotovariable genera una variación de voltaje que replica la señal del transmisor. La implementación fue un poco complicada ya que nos faltaban distintos materiales.Cuando alejamos los dispositivos cuando el emisor es un LED se puede apreciar la atenuación generada por la distancia, recordando que la incidancia sobre una superficie de una fuente de luz puntual. XI. RESULTADOS PRESENTACIÓN DEL PROYECTO: https://youtu.be/1b76K9UmI3U/ PRUEBA 1: https://youtube.com/shorts/F0Jcl2T0bls?feature=share/ PRUEBA 2: https://youtube.com/shorts/_vjloCC365w?feature=share/ Referencias [1] H.A. Willebrand et al, Fiber Optics without Fiber, IEEE Spectrum. [2] E. Badoni and S. Srivastava, Study on Transmission of Audio Signal using Laser Communication System, 1st ed. Dehradun: IJRASET, 2017, p. 710. 3 https://youtu.be/1b76K9UmI3U/ https://youtube.com/shorts/F0Jcl2T0bls?feature=share/ https://youtube.com/shorts/_vjloCC365w?feature=share/ OBJETIVO MATERIALES EMISOR ARMADO DEL CIRCUITO EMISOR IMÁGENES DEL CIRCUITO EMISOR RECEPTOR ARMADO DEL CIRCUITO RECEPTOR IMÁGENES DEL CIRCUITO RECEPTOR ETAPAS DEL PROYECTO CONCLUSIONES RESULTADOS
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