Pokud máte doma nevyužité laserové ukazovátko, máme pro vás nápad, který se objevil na serveru www.electronics-lab.com. Jedná se o projekt laserového RS-232 transceiveru, kterým můžete přenášet data mezi dvěma počítači až na vzdálenost 200 metrů. Projekt je rozdělen do dvou částí, první je full-duplex transceiver, druhá je samostatný transmitter. Hlavním důvodem oddělení designů je možnost nabídnout levnější řešení, pokud požadujete pouze half-duplex komunikaci. Pro full-duplex jsou potřeba 2 transceivery a 2 lasery, pro half-duplex jen jeden laser, transmitter a transceiver. Transmitter lze také použít jako samostatný obvod pro ovládání laseru.
Celý projekt si vystačí s běžným laserovým ukazovátkem, či laserem s jednoduchou optikou, jaký lze dnes již pořídit doslova za pár korun.

hotový transceiver

Transceiver

Obvod transceiveru je založen na obvodu MAX232A, který je jistě většině konstruktéru velmi dobře známý. Přijímacím senzorem je NPN fototranzistor (OP505A). Jedná se o fototranzistor citlivý na infračervené záření, čímž se minimalizuje rušivý vliv okolního světla. Vlnová délka laseru je přibližně 670nm a fototranzistor je citlivý na světlo v pásmu 550nm - 1050nm. Signál z fototranzistoru je upraven (Schmitt trigger) a převeden na RS-232 signál v obvodu MAX232A.
Obvod MAX232A generuje napětí v rozmezí +10V až -10V z napájecího napětí +5V. Existuje několik verzí tohoto obvodu, verze A vyžaduje připojení kondenzátorů 0.1 µF a je rychlejší, než MAX232, který vyžaduje připojení kondenzátorů 1µF.

schéma transceiveru (klikněte pro zvětšení)

Obvod budící laserovou diodu je šest invertorů s otevřeným kolektorem (7405) spojených dohromady, aby bylo dosaženo proudu potřebného pro laserovou diodu (asi 35mA při 3V). K napájení diody je použit stabilizátor 7805 spolu s diodami 1N4001, které snižují napětí z 5V na zhruba 3,6V.
Transceiver je navržen tak, že laser svítí, pokud není přítomen žádný signál, díky tomu lze paprsek snadno nasměrovat při kalibraci zařízení. Transceiver je napájen 9V baterií a spotřeba proudu je asi 80mA (laser zapnutý) a 40mA (laser vypnutý).

Transmitter

Transmitter narozdíl od transceiveru může data pouze přenášet. Obvod používá optočlen (4N33) mezi RS-232 signálem a řídící sekcí obvodu, signál je konvertován pomocí rezistoru a diody z +/- 12V na napětí vhodné pro LED. Na desce je také vyveden druhý vstup pro připojení TTL signálů např. z paralelního portu PC, nebo z mikrokontroléru.

Transmitter je také napájen 9V baterií a spotřeba proudu je asi 70mA (laser zapnutý) a 30mA (laser vypnutý).

schéma transmitteru (klikněte pro zvětšení)

Část s laserovou diodou je identická s transceiverem, včetně toho, že laser svítí, pokud není přítomen datový signál.

Konstrukce

S konstrukcí by neměl mít problém ani začínající amatér. Po osazení desky plošného spoje připojte externí součástky: laser, fototranzistor, konektor pro připojení baterie, spínač a konektor DB-9.

   
plošné spoje pro transceiver a transmitter (klikněte pro zvětšení)

   
připojení externích součástek k desce plošného spoje (klikněte pro zvětšení)

Sériový konektor vyberte podle portu ve vašem PC (DB-9 nebo DB-25), zapojení používá 3 vodiče (TD, RD, GND), handshaking je softwarový. Transmitter používá pochopitelně pouze dva vodiče (TD a GND). Zapojení konektoru vidíte na obrázku.

zapojení konektoru DB-9 a DB-25

Testování obvodu

Pro testování obvodu potřebujete PC s RS-232 portem. K dispozici je základní testovací komunikační program, který je napsaný v Borland C++ 3.11 a který si můžete zkompilovat v libovolném C kompilátoru. Pokud s tím nemáte zkušenosti, nebo nemáte kompilátor k dispozici, zde naleznete již zkompilovaný exe soubor.
Pro otestování obvodu připojte zařízení ke COM portu vašeho PC, namiřte laser na fototranzistor a spusťte program zadáním "laser x" z příkazové řádky MS DOS, kde "x" je číslo COM portu, kam je zařízení připojeno. Cokoliv pak napíšete na klávesnici by se mělo objevit i v horní části obrazovky, která reprezentuje odeslaná data, stejně jako v dolní části obrazovky, která reprezentuje data přijatá. Testovací program kdykoliv ukončíte stiskem klávesy ESC.
K otestování komunikace mezi dvěma počítači pak jednoduše spusťte testovací program na každém z počítačů, kam jsou připojeny transceivery.

Závěr

Jedná se o jednoduché zařízení vhodné především pro experimentování a jednoduché aplikace. I tak je ale transceiver velmi odolný proti rušení okolním světlem a vzdálenost, na kterou se dají přenášet data je minimálně 100 metrů. Jakékoliv další informace a podobné projekty naleznete na domovských stránkách autora.

DOWNLOAD & Odkazy

• Originál článku RS-232 Laser transceiver - http://www.electronics-lab.com/projects/pc/002/
• Domovské stránky autora - http://www.geocities.com/SiliconValley/Lakes/7156/
• Výpis programu pro otestování - software.txt
• Zkompilovaný exe soubor testovacího programu - laser.exe