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怎样用激光二极管传输UART数据

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数据原理图

发射机

怎样用激光二极管传输UART数据

接收器

它是如何工作的?

包括输入保护,缓冲器和激光驱动器。 信号(或任何数据信号)被馈入第一个反相缓冲器(U1A),整个电路的输入由R2和D1保护。 R2是220Ω,用于限制输入,而D1是齐纳二极管,可防止输入电压超过5.1V。包含C2用于控制,因为这里的尖锐边缘可能会干扰附近的电子设备。虽然这并不完全重要,但最好始终考虑EMC(电磁兼容性)。该缓冲器也是施密特,可防止噪声信号在激光束中引起。反相U1A再次反转以保持UART信号的极性,该缓冲信号用于控制带有Q1的激光二极管。

接收器电路由电压平均器,施密特触发器和输出缓冲区。从发射器发出的光显示在LDR R6上,这会改变电阻。这种电阻变化导致在R6上产生可变电压,通过100K将其馈入U1A。利用分压器(R4和R8)对该变化的电压进行平均,以产生变化约2.5V的电压。来自U1A的调节信号被馈入施密特触发器U1B,这有助于将LDR的微小变化转换为轨到轨摆幅(5V和0V)。最后一个阶段采用这些摆动并缓冲信号以改善输出。

两个电路都使用7805进行功率控制。将5V电压轨连接到输入电压轨的二极管用于保护7805免受电流尖峰的影响,而肖特基二极管则提供反极性保护。

与我设计的大多数项目一样,这两个电路都是在机器上构建的定制上的。附加的项目文件包括生成您自己的PCB所需的所有G代码,但也可以使用其他构造方法,例如条形板,矩阵板和面包板。

发射器电路

接收电路

为了使发射器/接收器工作,您可能必须屏蔽LDR免受环境光的影响,因为这会严重影响信号。根据LDR,最大波特率可能小于100波特,因此为了改善电路,可以用光电二极管电路代替LDR。


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