Receptor de comunicación de luz visible

Tienes la idea básica correcta, pero cambiaría algunas cosas. Sí, desea filtrar la señal recibida con un filtro de paso alto, pero no me gusta acoplar capacitivamente el detector directamente.

La primera etapa debe ser sobre el manejo óptimo del detector sin procesar y proporcionar una salida de señal de voltaje de baja impedancia. Una pequeña ganancia será útil aquí, pero ese no es el punto principal de la primera etapa.

Básicamente, hay dos formas de hacer funcionar un fotodiodo, en modo de fuga y en modo de celda solar.

En el modo de fuga, el diodo tiene polarización inversa y la corriente de fuga es proporcional a la luz. Esta corriente de fuga es bastante pequeña, normalmente de unos pocos µA. La corriente será en gran medida independiente del voltaje inverso, por lo que cualquier polarización inversa conveniente de "unos pocos voltios" generalmente funcionará. En el modo de fotocélula, mantiene el diodo en cortocircuito y mide la corriente que produce. De cualquier manera, la primera etapa termina siendo un amplificador de transimpedancia (entrada de corriente, salida de voltaje).

Después de eso, desea acoplar CA (filtro de paso alto) y obtener la señal probablemente en dos etapas. El filtrado de paso alto entre etapas perderá el ruido de 50 Hz y evitará que el voltaje de compensación de entrada aumente junto con la señal deseada.

Desea 20 kbits/s, por lo que el contenido de frecuencia es de alrededor de 100 kHz. Tenga en cuenta el ancho de banda de ganancia de los amplificadores operacionales y no intente obtener demasiada ganancia en ninguna etapa. Por ejemplo, con un ancho de banda de ganancia de 10 MHz (fácil de encontrar), dejando digamos 5x para que la retroalimentación funcione correctamente, eso significa un máximo de 20x si considera que su frecuencia más alta de interés es 100 kHz. Dos etapas de ganancia de 20x le brindan un total de 400x, lo que probablemente sea suficiente después de algo de ganancia de la primera etapa también.

Su esquema de codificación también será fundamental para que esto funcione bien. Desea utilizar una codificación que garantice que todo el contenido está por encima de una frecuencia mínima. Esto le permite aplicar un filtro de paso alto agresivo para eliminar las frecuencias más bajas, particularmente el parpadeo de la luz de 50 Hz y al menos sus primeros armónicos. Podría usar algo como el código de Manchester, o un ciclo de trabajo de 1/3 2/3, etc. Con tres polos de filtrado de paso alto configurados en tal vez una atenuación de 5 kHz, 500 Hz (hasta el décimo armónico del parpadeo de la luz) se atenuarán en 1000 Eso todavía pasará bien los pulsos de 20-40 kHz.

Después de eso, aplica técnicas normales de corte de datos para convertir la señal de pulsos analógicos en un tren de pulsos digitales, luego decodifica digitalmente desde allí.

Consideraría un filtrado de paso alto de los datos recibidos para que los 50 Hz se queden atrás. Estoy pensando en algo así como un filtro que virtualmente diferencia los datos de esta manera: -

A continuación, haga un circuito comparador de umbral inferior y superior y active el cambio de tipo de anuncio en la transición positiva y restablezca el tipo D en la transición negativa. El resultado es que sus datos se recuperan.

No soy el más calificado para responder esta pregunta, seguro que más adelante vendrán otros con mejor información. Primeras dos preguntas. ¿Estás seguro de que todos esos 50 Hz provienen de la iluminación de la habitación, verdad? ¿Has intentado tapar el sensor de luz y asegurarte de que todo sigue ahí? Solo cosas curiosas como esa pueden provenir de su suministro, o no conectar a tierra sus sondas de alcance correctamente.

Suponiendo que todo proviene de su sensor, ¿qué hay de agregar un filtro de muesca de 50 Hz allí?

El segundo pensamiento es que probablemente estés en casa usando bombillas incandescentes como fuente ambiental. Cuando vayas a la escuela a presentar, probablemente tengas luces fluorescentes, que al menos en los EE. UU. tienen el doble de frecuencia de 60 Hz, si mal no recuerdo.

Si tiene interferencias con las luces de la habitación, sugiero usar una LUZ DE COLOR para su comunicación y un fotodiodo sensible principalmente a ese color o un filtro de gel que solo pasa ese color para limpiarlo.

Además, eche un vistazo a la altura de la parte superior frente a la inferior. La parte superior es mucho más grande, por lo que puede jugar con la división de voltaje en el lado negativo de su comparador de salida para limpiar las cosas. No veo exactamente qué es VCC, pero intente reemplazar la resistencia de 100 ohmios con una de 2 kOhm - 5 kOhm (o incluso 2-4 10K en paralelo, si no tiene otras resistencias en el rango correcto), y vea si eso ayuda De hecho, podría considerar reemplazar esa resistencia con algo así como un potenciómetro de 5K y girarlo hasta que obtenga un buen paso de su comunicación y ninguno de los artefactos de luz de la habitación.

Puede obtener información aquí: www.openvlc.org
Y este documento puede ayudarlo: "Una plataforma de investigación de código abierto para redes de luz visible integradas"