Free Space Optical Communication

Място за мнения и дискусии по радиолюбителски теми, които не се вписват в останалите раздели.
LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

Здравейте,
Реших да отворя тази тема за да остане спомен от един експеримент, който беше проведен наскоро от Мен - Тодор (LZ1JER) и Данчо (LZ5DU). На някого може да се стори безсмислен, на други – интересен. Следващите редове са адресирани именно до хората, за които това представлява интерес.
Същността на експеримента е следната: амплитудно модулирана светлина е излъчена от някакво устройство, приета и демодулирана от друго устройство. Предавателя представлява 3 Ватов светодиод, поставен във фокуса на френелова леща, ограничен по ток на ¾ от номиналния и електронен блок изпълняващ функцията на модулатор. Приемникът е съставен от френелова леща, в чийто фокус се намира фотодиод, свързан в подходяща електронна схема. За модулиране на предавателя може да се използва микрофон или произволен източник на аудио сигнал. Демодулирания от приемника аудио сигнал, се подава на нискочестотен усилвател с високоговорител.
По тази схема беше направена едностранна връзка на разстояние 33км (От телевизионната кула на Витоша, гр. София – до възвишенията над гр. Костинброд – посока Петрохан). Предавателя беше инсталиран на надморска височина 1316м, а приемника на 967м. В този ден, метеорологичните условия не бяха на наша страна, висока влажност и ниска облачност скриваха напълно всичко над 15км, едва забележимо се очертаваха контурите на планината. Грубата настройка на посоката се извърши с компас в предавателната и приемната страна. Нямаше никаква видимост към кореспондента. С настъпване на астрономическия полумрак, видимостта се влоши още повече, изчезнаха дори контурите на планината. Светнаха лампите на население места в софийското поле – ракиено време. Благодарение на връзката, която поддържахме на 432MHz, след известно сканиране във вертикална и хоризонтална посока, Данчо насочи предавателя съвсем точно в моята посока. От нищото, в сумрака изгря червената светлина на предавателя. Завладян от магията, забравих да се обадя по радиото и след няколко секунди червената светлина изчезна... Данчо продължаваше да сканира. Направихме корекция и след първоначалния шок се заех да насочвам приемника. Не след дълго имахме стабилен сигнал и в говорителя прозвуча повиквателния сигнал, следван от TEST (CW). Поради голямата апертура на френеловата леща и собствените шумове на приемника, звукът от предавателя беше примесен със съскане и бръмчене от лампите в далечните села и част от гр. София. Опитах се да направя някакви снимки и видео. Светлините на телевизионната кула така и не се появиха, а така силно разчитахме на тях за ориентир. Развълнувани от успешно проведения експеримент, събрахме техниката и се отправихме към София поддържайки връзка на UHF.
В прикачните файлове се намират схемите на приемника и предавателя, както и няколко снимки за онагледяване. Първото видео е от настоящия експеримент, второто е проба на 4км, а третото е проба с отражение от сграда на 150-200м. Към настоящия момент е проведена и успешна проба с отражение от облаци на височина 3-4км, която не е документирана, но винаги може да се повтори.
Експеримент 2023 33км https://youtu.be/x_8xMEx6iJY?si=jxSZEpSXMMjU1qp8
Експеримент 2023 3,8км https://youtu.be/lv_wRBaMVYk?si=jk20U3m-bRAGcjgq
Експеримент 2020 150+150м https://youtu.be/csNIcQdx-2k?si=ihUAcsfoskn0P9dO
За повече техническа информация посетете сайта на KA7OEI. https://www.modulatedlight.com/optical_ ... index.html Всичко е описано най-подробно. Сайта е на английски, но Гугъл транслейт работи прекрасно напоследък.
Optical Transmitter.pdf
(26.6 KiB) Свалено 540 пъти
Optical Receiver.pdf
(28.86 KiB) Свалено 488 пъти
RX_01.jpg
TX_01.jpg
TX_02.jpg
TXRX.jpg
LED.jpg


lz2che
Мнения: 15
Регистриран на: 14 Мар 2014, 20:13

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от lz2che »

Колега, в първия клип линкът между двете точки с кой софтуер е смятан? Графиката, която се показва около 10-тата секунда.


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

lz2che написа: 01 Окт 2023, 18:48 Колега, в първия клип линкът между двете точки с кой софтуер е смятан? Графиката, която се показва около 10-тата секунда.
Изчисленията са правени с този инструмент https://www.heywhatsthat.com/profiler.html . Слагаш две или повече точки на картата и ти показва разстояние, елевация и релеф. От настройките може да избереш корекция - дали да се отчита кривината на земната повърхност или ако предпочиташ, може да избереш плоска Земя, както е модерно напоследък. В Google Earth също има инструмент за разстояние и елевация. Поздрави.


lz1hst
Мнения: 88
Регистриран на: 29 Сеп 2010, 13:10

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от lz1hst »

Еха !!! Друго, освен да кажа, че ми напълнихте душата няма какво. Точно в такива експерименти и начинания е втъкан чудесно смисъла на нашето хоби и то в най-чистата му форма, поне за мен. Докато ги има, надеждата не се губи.

И това напевно "Test" има да си го тананикам, признавам си !

Продължавайте смело, може и още по-далеч.

Искрени поздрави.

73 de LZ1HST
/Колегата Хуморист/


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

Благодаря, вероятно ще има продължение. В процес е нова платка за приемника (готова, остава да се изработи в Китай). Ще ми се, през зимата да направя още един комплект приемник и предавател. Може би, ще пробвам схема при която приемника и предавателя ще споделят една и съща лупа чрез подвижно огледало, но трябва да се обмисли. Поздрави.
pcb_v2.0.png
RXTX.gif
(Картинката е подвижна *.gif)


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

Още едно видео - как са изглеждали нещата в предавателната страна. Фаровете на колата се виждат слабо, защотото не са насочени точно към наблюдателя. Освен това имаше висока трева. https://youtu.be/CpGrMDEVDew?si=YjHmJrGfCY-ndHlg


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

Пристигна лупата на лупите, огледалото и малките лещи за приемника. Френеловата леща е с размери 300х400мм, дебелина 2мм, фокус 500мм, Полиметилметакрилат(PMMA). Огледалото е от оптично стъкло и коеф. на отражение над 97%. Работата е сериозна :)
Прикачени файлове
RX_lenses.jpg
Mirror.jpg
FR_Lens_30x40cm.jpg


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

Платката за приемника пристигна и вече е налепена. Работи нормално, както се очакваше. Ако някой желае да запоява, да пише на ЛС или мейл, платки има достатъчно :wink:
Прикачени файлове
RX_PCB_02.jpg
RX_PCB_01.jpg


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

Приемникът в екранирана кутия. Поставена е колиматорна леща пред фотодиода.
RX_encl_01.png
RX_encl_02.png


lz1aq
Мнения: 51
Регистриран на: 19 Фев 2008, 16:31
Местоположение: София
Обратна връзка:

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от lz1aq »

Сумрията е супер. Някои от бирените канчета са със стоманена ламарина, която се запоява много добре.
73 Чавдар


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

Здравей, Чавдаре!
Да ти кажа честно, много внимавах с изрязването на ламарината, защото не ми се ядеше втора скумрия. Определено не препоръчвам да се яде това. Слeдващия път ще взема бира, както казваш. Поздрави. Тодор.


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

Има известен напредък по проект "Говорещо фенерче 2.0" Почти е готов огледално-рефлексния механизъм. Геометрията е вярна. Всичко се печата на 3D принтер, след това се покрива с боя - черен мат за да няма нежелани бликове и отражения. Крайните положения на огледалото са осигурени с магнити.
https://youtu.be/JMPxVNiRGbk?si=oqMa3Seq0cS1Ufix
Прикачени файлове
IMG_20240507_181142_1.jpg
IMG_20240507_181232.jpg
IMG_20240507_181215.jpg
IMG_20240507_181109.jpg
FSO_Mirror_holder_04.png
FSO_Mirror_holder_03.png
FSO_Mirror_holder_02.png
FSO_Mirror_holder_01.png


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

Събрана е кутията на огледално-рефлексния механизъм и рамката на обектива. Модулатора работи нормално. Емитера е INTELLIGENT LED SOLUTIONS - ILH-OW01-HYRE-SC211-WIR200, Red, 656 nm (Hyper Red) - малко по-дълговълново червено от предишния експеримент. Проектната максимална мощност е 1,47W / 700мА.
Прикачени файлове
IMG_20240728_102835_lowres.jpg
IMG_20240728_102657_lowres.jpg
IMG_20240728_102632_lowres.jpg


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

Кутията е сглобена, добавена плавна регулировка по елевация.
FSO_04_600x800.jpg
FSO_03_600x800.jpg
FSO_02_600x800.jpg
FSO_01_600x800.jpg


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

На 06.09.2024 се проведе проверка за функционална годност на оптичния трансивер. В експеримента участваха – Йордан (LZ5DU) и Калоян (LZ1MZK), които бяха на отсрещния баир :) оборудвани с първата версия на говорещото фенерче. На разстояние от 33км беше предадено двупосочно зуково съобщение чрез модулирана светлина. Устройството работи нормално както се очакваше. Идеята с огледално-рефлексен механизъм е работеща. В любителските среди не ми е известно да е правен подобен трансивер. Всички изделия, които съм виждал представляват отделни приемник и предавател. Оставям няколко снимки за спомен и кратко видео за онагледяване на ситуацията в моята точка. Ако се появят записи от отсрещната страна ще бъдат публикувани тук.

Видео https://youtu.be/_k4-iK-CuG0
Прикачени файлове
FSO_06092024_04.jpg
FSO_06092024_04.jpg (57.97 KiB) Преглеждано 11960 пъти
FSO_06092024_03.jpg
FSO_06092024_02.jpg
FSO_06092024_01.jpg


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

На трансивера е монтиран компас на базата на ардуино и LSM303. Работи достатъчно точно, показва еднакво с компаса на телефона. Предвидено е показание по елевация за всеки случай.
compass_03.jpg
compass_06.jpg


LZ1JER
Мнения: 17
Регистриран на: 07 Сеп 2020, 11:52

Re: Free Space Optical Communication

Мнение от LZ1JER »

На 06-09-2025г. се проведе поредния експеримент за предаване на двустранно съобщение чрез светлина. Единия трансивер беше на телевизионната кула над гр. София, а другия на телевизионната кула на Петрохан. Разстоянието по права линия е 56.1км. Времето беше прекрасно, атмосферата – относително чиста. В занятието взеха участие LZ1XE – Петко (Витоша), LZ5DU – Йордан (Витоша), LZ5ZX – Стефан (Петрохан) и LZ1JER – Тодор (Петрохан).
На Петрохан пристигнахме рано. Въпреки трафика, пътувахме спокойно, оставаше час до залеза. Развърнахме щаба за 10-15 минути и се заехме с осеверяването. Контурите на Витоша се виждаха ясно. Насочихме се в посоката, която вярвахме, че е Копитото и включихме радиостанция на UHF. Не след дълго, групата от Витоша докладва, че са пристигнали и заемат позиция. Запалихме светлините и започнахме да се търсим визуално. Слънцето залезе, а все още нямахме визуален контакт, усети се лек пристъп на паника в редиците. Няколко минути по-късно получих сигнал по радиото, че съм забелязан два пръста встрани от очакваното. Грешката е вярна, продължихме с настройките, отсреща се насочиха по нашия сигнал. Настъпи гражданския полумрак и светлината от трансивера на отсрещната група започна да се вижда по-ясно. Включихме модулиращия аудио сигнал и получихме потвърждение, че ни чуват слабо. Групата от Витоша докладва, че има технически проблеми с аудио входа на техния трансивер и превключиха на модулация чрез вградения микрофон. Първо чухме гласа на Петко, далечно, някак си международно, след това се чуха други гласове, беше се събрала група любопитни граждани. Отсреща пуснаха тестовия сигнал през микрофона. Констатирахме, че модулацията е доста плитка, трябва да се провери. Набелязахме някои проблеми за изчистване, други за оптимизация. През това време се стъмни и захладня. Червената светлина на отсрещния трансивер беше станала още по ярка. Потопени в магията, неусетно изминаха още 30 минути и взехме решение да приключваме занятието. Събрахме апаратурата и бавно поехме по обратния път към София. Считаме експеримента за успешен, има какво да се желае по отношение на техниката, относително бързо се намерихме, дистанцията от 50-60км не е толкова проблематична, 100км би трябвало да ни е в обхвата на възможностите.

Видео от мероприятието https://youtu.be/GoRmny2mJG4
Прикачени файлове
20250906_800X600_02.png
20250906_800X600_02.png (34.61 KiB) Преглеждано 40 пъти
20250906_800X600_01.png
20250906_800X600.png


Публикувай отговор