*Guillen Escobar Mauricio Iván *Ramírez Fuentes Josué *Ramírez Zabala Eleazar *García Aguilar Leonardo
Doc. Jorge Luis Camas Anzueto
*Reporte: Transmisión De Audio Vía Laser
Optoelectrónica
Ing. electrónica 12/Diciembre/2013
INTRODUCCION
A partir del siglo XXI son diversas las aplicaciones en comunicaciones que requieren de enlaces para “última milla” (transmisiones de datos, interconexión de redes, etc.) Los sistemas de transmisión de datos vía laser presentan ciertas ventajas en comparación con los otros sistemas utilizados para la transmisión de datos, estas ventajas como el hecho de no necesitar licencias, no congestionar el espectro electromagnético, su inmunidad a interferencias eléctricas y electromagnéticas, su fácil instalación y su alto ancho de banda hacen de esta solución una de las mejores para comunicaciones de corto alcance.
En este proyecto se pretende construir un circuito de transmisión de audio con laser, este consta de un transmisor, un receptor y un medio de transmisión. El transmisor es un circuito que modula la amplitud y convierte la señal eléctrica modulada en una señal óptica y por medio del diodo laser, el circuito receptor se alimenta con una señal emitida por el laser y la convierte en señal eléctrica por medio de un panel solar, para así comenzar el proceso de demodulación de la señal y obtener el sonido original.
JUSTIFICACION El desarrollo de este proyecto permitirá a mediano y largo plazo hacer uso de distintas aplicaciones para la transmisión de información vía laser, así mismo propiciara innovar en el campo de las telecomunicaciones haciendo posible el uso de materiales electrónicos y ópticos que garanticen una mejor transmisión de la información. Se busca con este proceso cualificar procesos y procedimientos que garanticen la calidad a la hora de comunicar datos y/o información de un punto a otro disponiendo de un transmisor y un receptor.
OBJETIVO Construir un conjunto receptor de rayo láser transmisor, modulador, demodulador. Transmitir Audio a través de un rayo láser. También pretendemos explicar cómo se transmiten las ondas electromagnéticas y mecánicas, demostrar una de las utilidades que tiene el láser, así como demostrar físicamente cómo funciona un transductor, un altavoz y una celda fotovoltaica, todo esto para transmitir información mediante un rayo láser.
MARCO TEORICO SEÑAL DE AUDIO Una señal de audio es una señal analógica eléctricamente exacta a una señal sonora; normalmente está acotada al rango de frecuencias audibles por los seres humanos que está entre los 20 y los 20.000 Hz, aproximadamente. Dado que el sonido es una onda de presión se requiere un transductor de presión (un micrófono) que convierte las ondas de presión de aire (ondas sonoras) en señales eléctricas (señales analógicas).La conversión contraria se realiza mediante un altavoz, que convierte las señales eléctricas en ondas de presión de aire.
AUDIO DIGITAL El audio digital es la codificación digital de una señal eléctrica que representa una onda sonora. Consiste en una secuencia de valores enteros y se obtienen de dos procesos: el muestreo y la cuantificación digital de la señal eléctrica. El muestreo consiste en fijar la amplitud de la señal eléctrica a intervalos regulares de tiempo (tasa de muestreo). Para cubrir el espectro audible (20 a 20000 Hz) suele bastar con tasas de muestreo de algo más de 40000 Hz. Para reproducir un determinado intervalo de frecuencias se necesita una tasa de muestreo de poco más del doble (Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon). La cuantificación consiste en convertir el nivel de las muestra fijadas en el proceso de muestreo, normalmente, un nivel de tensión, en un valor entero de rango finito y predeterminado.
VELOCIDAD DE MUESTREO Las velocidades de muestreo indican el número de muestras digitales que se toman de una señal de audio cada segundo. Esta velocidad determina el intervalo de frecuencias de un archivo de audio. Cuanto más alta sea la velocidad de muestreo, más se asemejará la forma de la onda digital a la forma de la onda analógica original. Las velocidades de muestreo bajas limitan el intervalo de frecuencias que pueden grabarse, lo que puede dar como resultado una grabación que no representa correctamente el sonido original.
Panel Solar: Es un dispositivo que aprovecha la energía de la solar.
El
término
comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente doméstica) mediante energía solar térmica y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad mediante energía solar fotovoltaica.
Amplificador Electrónico: puede significar tanto un tipo de circuito electrónico o etapa de este, como un equipo modular que realiza la misma función; y que normalmente forma parte de los equipos HIFI. Su función es incrementar la intensidad de corriente, la tensión o la potencia de la señal que se le aplica a su entrada; obteniéndose la señal aumentada a la salida. Para amplificar la potencia es necesario obtener la energía de una fuente de alimentación externa. En este sentido, se puede considerar al amplificador como un modulador de la salida de la fuente de alimentación.
CAPACITOR: es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo.
RESISTENCIA: es un elemento que causa oposición al paso de la corriente, causando que en sus terminales aparezca una diferencia de tensión (un voltaje).
El transmisor: es un instrumento que capta la variable en proceso y la transmite a distancia a un instrumento indicador o controlador. Es un equipo que emite una señal, código o mensaje a través de un medio. Para lograr una sesión de comunicación se requiere: un transmisor, un medio y un receptor.
LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) Amplificador de luz por emision estimulada de radiación.
Es un dispositivo que utiliza el efecto de la mecánica cuántica llamado emision inducida o estimulada para generar un haz de luz (comúnmente llamado "rayo láser", o simplemente "laser") coherente de un medio adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados. Un láser es un haz de luz colimado, monocromático y coherente. Las fuentes de luz normales como bombillas de luz emiten fotones en casi todas las direcciones, generalmente, en una amplia gama de longitudes de onda. También suelen ser incoherentes, o sea, las fases de los fotones emitidos por la fuente de luz no están relacionadas. En cambio un laser emite generalmente los fotones en un rayo estrechísimo, perfectamente definido, coherente y a menudo polarizado. El láser tiene 3 características: la coherencia (misma longitud de onda), la amplitud y la fase. Las ondas colimadas (viajan en la misma dirección en forma paralela) y son monocromáticas.
Transformador : Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores. El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.
POTENCIOMETRO: es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.
TRANSMISOR . Recibe las señales eléctricas desde el plug pasando por un transformador y las envía en forma de luz a través de la atmósfera. RECEPTOR . Es el encargado de recibir el haz de luz incidente, procesar esta información recibida y finalmente entregarla totalmente intacta al equipo terminal. Consta de un panel solar que es el que recibe la información del láser que a su vez envía esa señal captada a un amplificador el cual entrega una señal amplificada a una bocina.
Fotos:
Laser: 12volts a 500mA Celda fotovoltaica: 2.5volts
Dimensiones De La Celda: 60mmx30mm =6cmx3cm=18x-4m2
Energía Captada Por La Celda: (18x10-4m2) (1000w/m2)=1.8w
Transmisor Laser.3gp
CONCLUSIONES El proyecto que realizamos ha contribuido de manera muy importante para identificar y resaltar los puntos que hay que cubrir y considerar para llevar a cabo una implementación exitosa de un transmisor y un receptor de audio. Nos deja muchas cosas importantes que reflexionar y muchas otras las ha reforzado como puntos esenciales para llevar a cabo una buena implementación. Uno de los puntos que consideramos tiene más importancia dentro de nuestro proyecto es el detectar cuáles son las necesidades reales de las personas que utilizan día a día los sistemas de audio digitales y los cuales van evolucionando con el paso del tiempo. Conforme fuimos realizando este proyecto nos fuimos percatando de muchas cosas que antes no habíamos considerado, que ignorábamos y que debíamos analizar y agregar al trabajo para que este cumpliera su objetivo.
BIBLIOGRAFIA http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/4850 http://www.national.com/ds/LM/LM555.pdf www.soundlogics.com/SENAL%20AUDIO.html www.jesubrik.eresmas.com/senales%20audio.htm www.chospab.es/calidad/archivos/Metodos/Muestreo.pdf www.antoniosacco.com.ar/docu/apunte_sonido_digital.pdf www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Potentiometer
