怎樣用激光二極管傳輸UART數據

激光數據收發(fā)器原理圖

發(fā)射機

接收器

它是如何工作的？

變送器電路包括輸入保護，緩沖器和激光二極管驅動器。 UART信號（或任何數據信號）被饋入第一個反相緩沖器（U1A），整個電路的輸入由R2和D1保護。 R2是220Ω電阻，用于限制輸入電流，而D1是齊納二極管，可防止輸入電壓超過5.1V。包含電容器C2用于EMC控制，因為這里的尖銳邊緣可能會干擾附近的電子設備。雖然這并不完全重要，但最好始終考慮EMC（電磁兼容性）。該緩沖器也是施密特觸發(fā)器，可防止噪聲信號在激光束中引起毛刺。反相U1A再次反轉以保持UART信號的極性，該緩沖信號用于控制帶有Q1的激光二極管。

接收器電路由電壓平均器，施密特觸發(fā)器和輸出緩沖區(qū)。從發(fā)射器發(fā)出的光顯示在LDR R6上，這會改變電阻。這種電阻變化導致在R6上產生可變電壓，通過100K電阻器將其饋入U1A。利用分壓器（R4和R8）對該變化的電壓進行平均，以產生變化約2.5V的電壓。來自U1A的調節(jié)信號被饋入施密特觸發(fā)器U1B，這有助于將LDR的微小變化轉換為軌到軌擺幅（5V和0V）。最后一個階段采用這些擺動并緩沖信號以改善輸出阻抗。

兩個電路都使用7805線性穩(wěn)壓器進行功率控制。將5V電壓軌連接到輸入電壓軌的二極管用于保護7805免受電流尖峰的影響，而肖特基二極管則提供反極性保護。

與我設計的大多數項目一樣，這兩個電路都是在CNC機器上構建的定制PCB上制造的。附加的項目文件包括生成您自己的PCB所需的所有G代碼，但也可以使用其他構造方法，例如條形板，矩陣板和面包板。

發(fā)射器電路

接收電路

為了使發(fā)射器/接收器工作，您可能必須屏蔽LDR免受環(huán)境光的影響，因為這會嚴重影響信號。根據LDR，最大波特率可能小于100波特，因此為了改善電路，可以用光電二極管電路代替LDR。