아침에 일어나기 힘들고 알람시계 소리가 싫다면 약간의 돈과 시간을 들여 알람시계를 직접 만들어보세요.

조명 알람 시계는 조용한 속도로 잠에서 깨어나도록 설계되었으며, 잠에서 깨어나야 할 시간에 따라 밝기가 점차 증가합니다. 아이디어는 태양과 함께 일어나는 우리의 자연스러운 경향에 호소하고 우리 몸을 균형 잡힌 일주기 리듬으로 속여 더 쉽게 깨어날 수 있도록 하는 것입니다. 물론 여러분 모두가 이를 위해 노력하지는 않을 것입니다. 그러나 저는 개인적으로 따뜻한 색상이 아침에 매우 차분한 효과가 있다는 것을 알았고 이 알람시계는 저에게 많은 도움이 되었습니다.

Arduino의 많은 알람 시계는 스펙트럼을 재현하려고 시도합니다. 햇빛아침 해의 색상과 색온도를 재현하는 특수 전구를 사용합니다. 그러나 우리 버전에서는 일반 RGB 다이오드를 사용하여 대략적인 느낌을 재현할 수 있습니다. 자연광또한 다양하고 독특한 색상 조합과 효과를 만들어 낼 수 있습니다. 어셈블리는 실시간 시계(RTC) 모듈과 7세그먼트 시계 화면을 갖춘 Arduino Uno를 기반으로 합니다.

1단계: 재료 목록

• 나무 상자(케이스)(Amazon)
• Arduino Uno 또는 동급
• 전압 조정기 LM7805 5V
• 실시간 시계(RTC) 모듈(Amazon)
• 7 세그먼트 LED 디스플레이시계용(아마존)
• 전위차계(아마존)
• 회전각 센서(트위스트)(Amazon)
• 스피너용 버튼. 일렉트릭 기타 버튼과 함께 사용할 수 있습니다.
• LED가 있는 푸시 버튼 스위치(Amazon)
• 아크릴 막대 (아마존)
• RGB LED WS2812B – 8개(Amazon)
• 나사 및 너트
• 작은 자석
• PCB 또는 브레드보드 + 전선
• 우드 스테인

2단계: 디자인

링크에서 어셈블리 다이어그램을 찾을 수 있습니다. 중요 요소몇 시간은 있을 거야 RTC 모듈. 설정된 시간의 확실한 안전성을 보장하며, 알람시계 전체가 꺼졌을 경우를 대비해 작은 배터리를 가지고 있습니다. RTC 모듈과 7세그먼트 디스플레이는 I2C 프로토콜을 통해 Arduino와 통신합니다.

데이터 입력은 시간과 알람 시계를 설정하고 LED 조명 모드와 밝기를 설정하는 데 사용되는 버튼이 내장된 손잡이를 사용하여 수행됩니다. 시계 표시의 밝기를 조정하려면 전위차계가 필요합니다. 미래를 내다보면 한 번만 더 비틀면 설정이 더 간단해지고 기능이 추가되지만 Arduino 회로는 더 복잡해질 것입니다. 스위치 버튼은 다이오드를 켭니다. 나는 다이오드가 내장된 아름다운 금속 버튼을 갖고 있었지만 어떤 버튼이라도 괜찮습니다.

저는 5.5*2.5mm 잭이 내장된 9V 전원 어댑터를 사용했습니다. 전압을 5V로 낮추려면 LM7805 레귤레이터가 필요합니다. 내 것은 9V에서 0.75A를 보여 주었고 WS2812B 다이오드는 최대 밝기에서 이 전력을 충분히 가지고 있었기 때문에 모든 것에 만족했습니다. 최대 밝기에서 전체 장치는 약 450mA를 소비했습니다.

모든 하드웨어는 나무 상자에 들어갑니다. (더 멋지게 보이도록 칠할 수도 있습니다.) 사용된 8개의 WS2812B LED는 다양한 조명 효과를 생성하도록 프로그래밍할 수 있습니다. 빛은 상자 상단에 장착된 아크릴 막대를 통해 확산됩니다. 로드를 설치하기 위해 3D 프린터로 플레이트를 인쇄했는데 이에 대해서는 나중에 작성하겠습니다.

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3단계: 배선 및 절연

내가 만든 프로젝트의 경우 인쇄 회로 기판, LM7805 레귤레이터, RTC 및 7세그먼트 디스플레이에 연결하기 위한 플러그 및 영역이 포함된 베어 Arduino Uno 회로를 기반으로 합니다. 모든 초과분은 상자에 들어갈 수 있도록 보드에서 간단히 잘라냈습니다. 적합한 보드가 없으면 모듈, 스위치 및 LED를 Arduino Uno에 납땜하면 됩니다.

전위차계의 한쪽 끝은 접지(GND)로, 다른 쪽 끝은 5V로, 중간 끝은 아날로그 입력으로 연결됩니다. 트위스터는 Arduino의 접지와 두 개의 인터럽트 핀(2 및 3)에 납땜되어야 합니다. 손잡이의 버튼과 상단 버튼은 접지 및 해당 디지털 입력 핀에 납땜되어 있습니다. 또한 상단 버튼에 있는 LED에 전원을 연결하는 것을 잊지 마십시오(저와 동일한 버튼을 사용하는 경우). 디스플레이와 RTC 모듈을 전선으로 5V, GND 및 Arduino의 해당 SDA 및 SCL 핀에 연결합니다. LM7805의 입력 및 출력에 1uF 커패시터를 사용하고 LED를 지원하기 위해 5V 트랙에 또 다른 커패시터를 사용했습니다.

대부분의 커넥터를 보드에 직접 연결할 수 있지만 저는 연결을 위해 표준 2.54mm 커넥터와 열수축 와이어를 사용했습니다. 이렇게 하면 향후 개선이나 수정이 더 쉬워집니다.

그런 다음 상자에 모든 것을 설치하고 아크릴 막대, 버튼, 손잡이, 디스플레이, 전원 잭 및 상단 버튼용 구멍을 잘라야 합니다. 설치 후 느슨해진 요소가 있으면 글루건으로 고정하십시오.

구멍을 뚫을 때 바깥쪽에서 안쪽으로 뚫는 것이 더 쉬울 것이라는 점을 염두에 두고 날카로운 비트와 칼날을 사용하여 나무에 흠집이 나는 것을 최소화하세요. 아크릴 막대의 베이스도 같은 이유로 만들어졌습니다. 각 막대에 대해 나무에 구멍을 뚫으면 많은 "먼지"가 생성되었을 것입니다.

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4단계: LED 및 색상 지정

이미지 5개 더 표시

5V, GND 및 데이터 라인 와이어를 8개의 WS2812B 다이오드 스트립에 연결합니다. 조인트에 에폭시 윤활제를 발라서 안전을 유지했습니다. 왜냐하면 조인트는 종종 스트레스를 받아 부서지고 수리하기가 매우 어렵기 때문입니다. 다음으로 상자 안쪽에 간단히 붙였습니다.

아크릴 막대는 각 길이(6, 8, 10, 12cm)에 대해 두 조각으로 절단되었습니다. 그런 다음 잘라낸 부분을 샌딩하고 광택을 냈습니다. 제일 간단한 방법으로아크릴 막대를 설치하면 나무에 조심스럽게 구멍이 뚫립니다. 작업에 실패하여 목재가 손상되어 3D 프린팅을 했습니다. 간단한 기초, LED를 내부에 배치할 수도 있습니다. 전체적으로 이런 디테일이 깔끔하게 나왔어요. 바를 LED와 일직선으로 단단히 고정했기 때문에 어떤 것도 접착할 필요가 없었으며 이 베이스는 시계의 미학에 약간의 대비를 더해줍니다. 상자가 열리는 것을 방지하기 위해 작은 자석을 본체와 뚜껑에 붙였습니다.

남은 일은 몸을 칠하고, 칠하지 않은 채로 두려는 부분을 덮는 것뿐입니다(하드웨어를 설치하기 전에 몸 전체를 칠하는 것이 가장 좋습니다).

파일

5단계: 코드 및 최종 모습

아래는 코드가 포함된 파일입니다. 그것은 매우 간단하고 기능 세트가 최소화됩니다. 인터페이스 개발에서 가장 어려운 부분은 최소 세트사용 가능한 버튼을 통해 조명 모드와 알람 시간을 변경할 수 있을 뿐만 아니라 색상 변경 효과를 사용자 지정할 수도 있습니다. 프로젝트에 사용된 유용한 라이브러리 목록은 다음과 같습니다.

• RTClib.h - 실시간 시계 라이브러리
• Adafruit_Neopixel.h - WS2812B 다이오드에 사용됩니다.
• Adafruit_GFX.h 및 Adafruit_LEDBackpack.h - 7세그먼트 시계 디스플레이용
• Wire.h - 디스플레이 및 RTC와의 I2C 통신용
• TimerOne.h 및 EEPROM.h

손잡이에 있는 버튼을 한 번 누르면 손잡이를 사용하여 켜기/끄기 및 알람을 설정할 수 있습니다. 로터리 버튼을 길게 누르면 로터리를 이용해 시간 설정을 할 수 있습니다. 상단 버튼을 누르면 LED가 켜집니다. 전원을 켜면 로터리 버튼으로 글로우 모드가 변경되고, 로터리를 돌려 글로우의 밝기를 변경할 수 있습니다. 모드와 밝기는 EEPROM에 저장됩니다. 설정은 알람을 다음으로 설정하면 다음과 같습니다. 특정 시간, 다이오드가 켜집니다 최소 밝기마지막으로 확립된 모드불타는 듯한 빛깔. 20분 후에는 밝기가 점차 최대치까지 높아집니다. 20분 더 지나면 조명이 꺼집니다(상단 버튼을 누르면 조명을 더 일찍 끌 수 있습니다).

이 알람 시계 어셈블리에는 소리 신호가 포함되어 있지 않습니다. 나는 단지 늦잠을 자지 않도록 일출 알람 외에 휴대폰 알람을 사용합니다. 예를 들어, 오전 5시에 알람을 설정하면 5시 20분에 가장 밝아집니다. 잠에서 깨지 않을 경우를 대비해 휴대폰에 5시 20분에 소리 알람도 맞춰 놓았습니다. 그런 다음 확실히 일어나서 아침 일과를 시작하고 5시 40분에 알람이 저절로 울립니다.

글로우 모드에는 다음이 포함됩니다.

• 노란색/주황색 빛이 계속 켜져 있으며 대략적으로 설정되어 있습니다. 색온도해돋이
• 노란색\주황색, 주황색\빨간색의 여러 가지 색조 - 일출 색상 변화의 효과
• 무지개 효과. LED로 전송된 RGB 설정을 통해 변경됨
• LED를 통해 천천히 서로 희미해지는 다양한 2색 효과.

이제 당신도 아침에 기분 좋게 일어날 수 있도록 도와줄 세련된 LED 일출 알람시계를 갖게 될 것입니다!

2011년 10월 12일 오후 12:10

단순한 바이너리 시계 Arduino의 알람 시계

• Arduino 개발

읽고 나서 흥미로운 기사사람들이 어떻게 유용하고 간단한 것을 생각해내고 구현하는지에 대해 재미있는 프로젝트 Arduino 플랫폼에서는 동시에 최소한의 이점을 가져올 수 있는 간단하고 흥미로운 디자인을 만들고 싶었습니다.

하지만 저는 아직 센서나 모터, 확장 카드 같은 심각한 전자 장치에 대한 경험도 없고 더 심각한 전자 제품도 없었기 때문에 별로 복잡하지 않은 것을 생각해내야 했습니다. 그래서 하루 동안 생각에 잠긴 후 인터넷에서 영감을 찾기로 결정했습니다. 오랫동안 인터넷을 헤매지 않고 부르주아 블로그에서 바이너리 시계 구현을 발견했습니다. 이것이 바로 필요한 것이었습니다. 복잡한 전자 장치가 아니라 단지 시작을 위한 것이었습니다.

오직 나는 결국 전체 디자인을 브레드보드가 아닌 적어도 브레드보드에서 만들어서 모든 것을 분해할 필요가 없고 그 노력이 헛되지 않기로 즉시 결정했습니다. 그래서 나는 납땜 인두와 포함된 모든 도구로 무장해야 했습니다.

첫 번째 단계

사무 아두이노 보드가장 쉬운 방법은 구매하는 것이지만, 손으로 만들 수 있다면 왜 또 돈을 쓰겠는가. 그래서 나는 이것이 나에게 도움이 되지 않는 사람에게 물었습니다. 다행히도 인터넷에는 많은 지침과 예제가 있습니다.
그리고 며칠 후에 나는 스카프를 갖게 되었습니다.

연결을 위해서는 브레드보드와 전선도 필요하기 때문에 주문해야 했습니다. 배송은 오래 걸리지 않았어요.

또한 저항기, LED, 버튼, 피에조 트위터 형태의 작은 것들과 오래된 모뎀을 분해하여 찾을 수 있거나 CD-ROM 드라이브. 나는 아직도 구소련 라디오 부품의 재고를 갖고 있었습니다.

이것은 시작하기에 충분합니다. 이제 훈련을 시작할 수 있습니다. 먼저 LED를 깜박이고 작업 방법을 알아보세요. 아날로그 커넥터그리고 PWM으로.

원래 아이디어로 돌아갑니다. 준비

기본 원리를 이해한 후 아두이노 작동개발 환경을 고려하여 바이너리 시계를 만드는 아이디어로 돌아갑니다. 나는 단지 시간과 분을 표시하는 것뿐만 아니라 최소한 간단한 알람 시계를 추가하는 것보다 조금 더 원했습니다.
따라서 이 모든 것을 위해서는 다음이 필요합니다.

• 아두이노;
• 브레드보드(필요하지 않음, 모든 것을 즉시 브레드보드에 납땜할 수 있음)
• 전선. 점퍼의 경우 일반적으로 연선을 사용했는데 구리이고 완벽하게 납땜되어 있으며 오래된 시스템 장치의 경우 Arduino에 연결하기 때문에... 내 집에서 만든 아두이노에는 공장 아두이노와 달리 커넥터가 아닌 핀이 있습니다.
• LED 13개;
• 버튼 4개(1개는 잠금 기능 있음)
• 14개의 저항 220Ω, 360Ω도 가능합니다(LED 및 트위터용).
• 약 2.2kOhm의 저항기 4개(버튼용);
• 피에조 레코더.

어떻게 작동할까요?

시간과 분을 표시하기 위해 두 줄의 LED가 사용됩니다. 하나는 첫 번째 숫자에, 다른 하나는 두 번째 숫자에 사용되며 원하는 값을 얻습니다. 그림에서 모든 것이 즉시 명확해져야 합니다.

계획

LED는 매우 간단하게 연결됩니다. 한쪽 다리는 접지에, 다른 쪽 다리는 Arduino에 있는 저항을 통해 0에서 8 및 10에서 13까지의 핀에 연결해야 합니다. 저항은 접지 측이나에서 연결될 수 있습니다. 보드 쪽.

모든 것은 다음 다이어그램과 같으며 모든 결론이 작성되었습니다.

트위터를 연결하려면 PWM을 지원하는 핀이 필요하기 때문에 9개의 핀을 비워 두었습니다. 트위터에 220Ω 저항을 연결했는데 더 작을 수도 있고 신호음이 더 커질 수도 있습니다. PWM이 무엇인지 읽을 수 있습니다.

내 유형의 Arduino에는 더 이상 무료 디지털 핀이 없기 때문에(Arduino Mega를 구입하는 경우 여전히 많은 핀이 있음) 버튼에는 아날로그 핀을 사용해야 합니다. 하나의 출력을 접지에 연결하고 다른 하나는 저항을 통해 Arduino에 연결합니다. 아날로그 핀에 연결하는 것의 차이점은 더 이상 디지털 신호 HIGH 또는 LOW를 읽지 않고 레벨을 읽는다는 것입니다. 입력 전압, 정수 값으로 변환됩니다. 따라서 ADC의 값을 확인하여 버튼이 눌렸는지 여부를 판단해야 합니다. 아날로그 핀 0~3을 차지합니다.

분과 시간을 설정하는 버튼 2개. 하나는 모드 전환용입니다. 그리고 하나 더 고정된 것은 LED 백라이트를 켜거나 끄는 것입니다.

버튼 활성화 다이어그램은 다음과 같으며 나머지는 유사합니다.

일반 형식:

브레드보드에 쉽게 조립할 수 있습니다. 하지만 저는 비록 Arduino에 연결되어 있기는 하지만 완전한 장치를 원합니다.

그것이 어떻게 작동하고 보일지 알아 봅시다

따라서 먼저 스케치를 스케치하고 지금은 분을 전환하고 테스트를 위해 브레드보드에 모두 수집할 것입니다.

조립 및 연결:

공장. 엄청난.

이제 보드에서 어떻게 보이는지 봅시다.

다시 말하지만 나쁘지 않아 보입니다. 버튼과 신호음을 위한 여유 공간이 아직 많이 남아 있습니다.

납땜하자

우선, 브레드보드에서 무엇이 효과가 있었는지 확인해야 합니다.

그리고 납땜과 불타지 않는 측면에서 여전히 무언가를 할 수 있는지 확인한 후 계속할 수 있습니다.

그 결과 다음과 같은 디자인이 탄생했습니다. 비록 다소 투박해 보이지만 매우 안정적으로 작동합니다.

암호

보드가 준비되면 계속해서 코드를 작성할 수 있습니다. 아까 말했듯이 비슷한 걸 찾는 건 어렵지 않으니까, 다른 사람의 작품을 바탕으로 자신이 가장 좋아하는 방식으로 만들면 됩니다.

버튼의 목적은 다음 그림에 설명되어 있습니다. 물론 컨트롤 요소를 추가하고 언로드할 수도 있지만, 반대로 많은 것을 추가하고 싶지 않아서 그렇게 했습니다.

스케치는 방대하지만 매우 단순한 것으로 나타났습니다. 코드(그리고 그 안의 주석)에서 모든 것이 매우 명확하고 이해하기 쉽기 때문에 서브루틴의 구현을 제시하는 데 아무런 의미가 없습니다.

광섬유는 중앙 광 전도체(코어)(유리 섬유, 다른 유리 층으로 둘러싸인 유리 섬유), 코어보다 굴절률이 낮은 클래딩으로 구성됩니다. 코어를 통해 퍼지는 동안 빛의 광선은 껍질의 덮개 층에서 반사되어 한계를 초과하지 않습니다. 광섬유에서 광선은 일반적으로 반도체 또는 다이오드 레이저. 광섬유는 굴절률 분포와 코어 직경에 따라 단일 모드와 다중 모드로 구분됩니다.

러시아의 광섬유 제품 시장

이야기

광섬유는 널리 사용되고 널리 사용되는 통신 수단이지만 기술 자체는 간단하고 오래 전에 개발되었습니다. 굴절에 의해 광선의 방향을 바꾸는 실험은 1840년에 Daniel Colladon과 Jacques Babinet에 의해 시연되었습니다. 몇 년 후 존 틴달(John Tyndall)은 런던에서 열린 공개 강연에서 이 실험을 사용했고, 이미 1870년에 그는 빛의 본질에 관한 작품을 출판했습니다. 이 기술의 실제 적용은 20세기에 와서야 발견되었습니다. 1920년대에 실험자 Clarence Hasnell과 John Berd는 광학 튜브를 통해 이미지를 전송할 수 있는 가능성을 보여주었습니다. 이 원리는 하인리히 람(Heinrich Lamm)이 환자의 의학적 검사에 사용했습니다. 1952년이 되어서야 인도의 물리학자 나린더 싱 카파니(Narinder Singh Kapany)가 일련의 실험을 수행하여 광섬유를 발명하게 되었습니다. 실제로 그는 동일한 유리실 묶음을 만들었고 껍질과 코어는 굴절률이 다른 섬유로 만들어졌습니다. 껍질은 실제로 거울 역할을했으며 코어는 더 투명해졌습니다. 이로 인해 빠른 분산 문제가 해결되었습니다. 이전에 빔이 광학 필라멘트의 끝 부분에 도달하지 않았고 장거리 전송 수단을 사용할 수 없었다면 이제 문제가 해결되었습니다. Narinder Kapani는 1956년까지 기술을 개선했습니다. 여러 개의 유연한 유리 막대가 사실상 손실이나 왜곡 없이 이미지를 전송했습니다.

1970년 코닝 전문가들이 광섬유를 발명하여 중계기 없이 같은 거리에 데이터 전송 시스템을 복제할 수 있게 되었습니다. 전화 신호구리선 사용은 개발 역사의 전환점으로 간주됩니다. 광섬유 기술. 개발자들은 1km 거리에서 광 신호 전력의 최소 1%를 유지할 수 있는 도체를 만드는 데 성공했습니다. 오늘날의 기준으로 보면 이는 다소 미미한 성과이지만, 약 40년 전만 해도 - 필요한 조건발전하기 위해 새로운 종류유선 연결.

처음에 광섬유는 다중 위상이었습니다. 즉, 한 번에 수백 개의 광 위상을 전송할 수 있었습니다. 더욱이, 광섬유 코어의 직경이 증가하여 저렴한 광 송신기와 커넥터를 사용할 수 있게 되었습니다. 훨씬 후에 그들은 광학 환경에서 단 하나의 위상만 전송할 수 있는 고성능 광섬유를 사용하기 시작했습니다. 단상 광섬유의 도입으로 더 먼 거리에서도 신호 무결성이 유지될 수 있어 상당한 양의 정보 전송이 용이해졌습니다.

오늘날 가장 인기 있는 광섬유는 파장 오프셋이 0인 단상 광섬유입니다. 1983년부터 업계 최고의 광섬유 제품이었으며 수천만 킬로미터 이상 작동하는 것으로 입증되었습니다.

광섬유 통신의 장점

• 극도의 광신호 대역폭으로 인해 고주파담체. 이는 정보가 광섬유 회선을 통해 약 1Tbit/s의 속도로 전송될 수 있음을 의미합니다.
• 매우 낮은 감쇠 광신호신호 재생성 없이 최대 100km 이상의 광섬유 통신 회선을 구축할 수 있는 광섬유;
• 주변 구리 케이블 시스템, 전기 장비(전력선, 전기 모터 등) 및 기상 조건으로 인한 전자기 간섭에 대한 저항성
• 무단 액세스로부터 보호합니다. 광섬유를 통해 전송되는 정보 광학 라인통신의 경우 비파괴적인 방법으로 케이블을 가로채는 것이 사실상 불가능합니다.
• 전기 안전. 실제로 유전체 광섬유는 네트워크의 폭발 및 화재 안전을 향상시키며, 이는 유지 관리 중 화학 및 정유소에서 특히 중요합니다. 기술 프로세스위험 증가;
• 광섬유 통신 회선의 내구성 - 광섬유 통신 회선의 서비스 수명은 최소 25년입니다.

광섬유 통신의 단점

• 상대적으로 높은 비용 활성 요소전기 신호를 빛으로, 빛을 전기 신호로 변환하는 라인;
• 광섬유 접속 비용이 상대적으로 높습니다. 이를 위해서는 정밀성이 필요하므로 값비싼 기술 장비가 필요합니다. 결과적으로 광케이블이 파손되면 광섬유 회선을 복구하는 데 드는 비용이 구리 케이블로 작업할 때보다 높습니다.

광섬유 라인 요소

• 광수신기

광 수신기는 광섬유 케이블을 통해 전송되는 신호를 감지하여 전기 신호로 변환한 다음 증폭하고 그 모양과 클럭 신호를 복원합니다. 장치의 전송 속도와 시스템 사양에 따라 데이터 스트림을 직렬에서 병렬로 변환할 수 있습니다.

• 광 송신기

광섬유 시스템의 광 송신기는 시스템 구성 요소에서 공급되는 전기 데이터 시퀀스를 광 데이터 스트림으로 변환합니다. 송신기는 클록 합성기가 있는 병렬-직렬 변환기로 구성됩니다. 시스템 설치및 비트 전송률), 드라이버 및 광 신호 소스. 광전송 시스템에는 다양한 광원이 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 발광 다이오드는 저가형 제품에 자주 사용됩니다. 로컬 네트워크근거리 통신용. 그러나 넓은 스펙트럼 대역폭과 두 번째 및 세 번째 광학 창의 파장에서 작동할 수 없기 때문에 통신 시스템에서 LED를 사용할 수 없습니다.

• 프리앰프

증폭기는 포토다이오드 센서의 비대칭 전류를 비대칭 전압으로 변환하고, 이는 증폭되어 차동 신호로 변환됩니다.

• 데이터 동기화 및 복구 칩

이 칩은 수신된 데이터 스트림의 클럭 신호와 클럭을 복원해야 합니다. 클록 복구에 필요한 위상 고정 루프 회로도 클록 칩에 완전히 통합되어 있으며 외부 제어 클록 펄스가 필요하지 않습니다.

• 직렬-병렬 코드 변환 블록

• 병렬-직렬 변환기

• 레이저 셰이퍼

주요 임무는 바이어스 전류와 변조 전류를 공급하여 레이저 다이오드를 직접 변조하는 것입니다.

• 광케이블, 구성 광섬유, 일반적인 보호 쉘 아래에 있습니다.

싱글모드 광섬유

광섬유 직경과 파장이 충분히 작으면 단일 빔이 광섬유를 통해 전파됩니다. 일반적으로 단일 모드 신호 전파 모드에 대한 코어 직경을 선택한다는 사실은 각 개별 광섬유 설계 옵션의 특수성을 말해줍니다. 즉, 단일모드는 광섬유에 대한 특성으로 이해되어야 한다. 특정 주파수사용된 웨이브. 하나의 빔만 전파하면 모드 간 분산을 제거할 수 있으므로 단일 모드 광섬유의 생산성이 훨씬 더 높아집니다. 현재 외경이 약 8미크론인 코어가 사용됩니다. 다중 모드 광섬유와 마찬가지로 계단형 및 경사형 재료 분포 밀도가 모두 사용됩니다.

두 번째 옵션이 더 생산적입니다. 단일 모드 기술은 더 얇고 가격이 더 비싸며 현재 통신에 사용됩니다. 광섬유는 광섬유 통신 회선에 사용되며, 이는 전자 수단손실 없이 연결이 가능하다는 점에서 고속디지털 데이터를 먼 거리에 방송합니다. 광섬유 라인형성할 수 있다 새로운 네트워크, 그리고 이미 단결하는 데 봉사합니다 기존 네트워크- 광섬유 수준에서 물리적으로 연결되거나 데이터 전송 프로토콜 수준에서 논리적으로 연결된 광섬유 트렁크 섹션. 광섬유 회선을 통한 데이터 전송 속도는 초당 수백 기가비트로 측정될 수 있습니다. 표준은 이미 100Gbit/s의 속도로 데이터 전송을 허용하도록 마무리되고 있으며, 10Gbit 이더넷 표준은 수년 동안 현대 통신 구조에서 사용되어 왔습니다.

다중모드 광섬유

다중 모드 광섬유에서는 동시에 전파할 수 있습니다. 큰 숫자모드 - 광선이 다른 각도로 섬유에 유입됩니다. 다중 모드 OF는 상대적으로 큰 코어 직경(표준 값 50 및 62.5μm)을 가지며 따라서 개구수도 큽니다. 다중 모드 광섬유의 더 큰 코어 직경은 광 방사를 광섬유에 결합하는 것을 단순화하고 다중 모드 광섬유에 대한 허용 오차 요구 사항이 완화되면 광 트랜시버 비용이 절감됩니다. 따라서 다중 모드 광섬유는 단거리 로컬 및 홈 네트워크에서 우세합니다.

다중 모드 OF의 주요 단점은 모드 간 분산이 존재한다는 것입니다. 이는 다음과 같은 사실로 인해 발생합니다. 다양한 패션광섬유에서 다른 광학 경로를 만듭니다. 이 현상의 영향을 줄이기 위해 굴절률이 구배된 다중 모드 광섬유가 개발되었습니다. 이로 인해 광섬유의 모드가 포물선 궤적을 따라 전파되고 광 경로의 차이가 발생하여 결과적으로 모드 간 분산이 크게 증가합니다. 더 적은. 그러나 아무리 균형 잡힌 그래디언트 다중 모드 광섬유라도 처리량은 단일 모드 기술과 비교할 수 없습니다.

광섬유 트랜시버

광 채널을 통해 데이터를 전송하려면 신호를 전기에서 광으로 변환하고 통신 링크를 통해 전송한 다음 수신기에서 다시 광으로 변환해야 합니다. 전기식. 이러한 변환은 광학 부품과 함께 전자 부품을 포함하는 트랜시버 장치에서 발생합니다.

전송 기술에 널리 사용되는 시분할 멀티플렉서는 전송 속도를 10Gb/s까지 높일 수 있습니다. 최신 고속 광섬유 시스템은 다음과 같은 전송 속도 표준을 제공합니다.

SONET 표준	SDH 표준	전송 속도
OC 1	-	51.84Mb/초
OC 3	STM 1	155.52Mb/초
10월 12일	STM 4	622.08Mb/초
OC 48	STM 16	2.4883Gb/초
OC 192	STM 64	9.9533Gb/초

파장 분할 다중화 또는 파장 분할 다중화의 새로운 방법을 사용하면 데이터 전송 밀도를 높일 수 있습니다. 이를 달성하기 위해 다중 다중화된 정보 스트림은 서로 다른 파장에서 각 스트림의 전송을 사용하여 단일 광섬유 채널을 통해 전송됩니다. 전자 부품 WDM 수신기와 송신기는 시분할 시스템에서 사용되는 것과 다릅니다.

광섬유 통신 회선의 적용

광섬유는 도시, 지역 및 건설에 적극적으로 사용됩니다. 연방 네트워크통신 및 연결선 설치 도시 전화 교환. 이는 광섬유 네트워크의 속도, 신뢰성 및 고용량 때문입니다. 또한 광섬유 채널을 사용하여 케이블 TV, 원격 비디오 감시, 화상 회의 및 비디오 방송, 원격 측정 및 기타 정보 시스템. 앞으로도 광섬유 네트워크음성 신호를 광학 신호로 변환하는 것으로 가정됩니다.

구리선의 기능이 제한되어 있다는 것은 오랫동안 알려져 왔습니다. 킬로헤르츠 스펙트럼 전화 채널수십 킬로미터 이상 전송이 가능합니다. 비디오 신호의 메가헤르츠 스펙트럼은 수백 미터입니다. 그리고 이것은 최적의 조건, 간섭이 없는 경우. 그리고 근처에 발전소나 전차 정거장이 있다면 상황은 훨씬 더 악화됩니다. 물론 자연의 법칙에 조금 맞서 싸울 수 있는 방법도 있지만, 현대 수준기술은 간섭과 잡음에 영향을 받지 않는 광통신 회선으로 전환해야만 가능합니다. 물론 섬유선에도 한계가 있지만 구리선에 비해 그 한계가 훨씬 높습니다. 물론 광케이블은 어떤 경우에도 전자기 간섭에 전혀 영향을 받지 않습니다. 또한, 함께 걸 수 있는 전체 유전체 케이블도 있습니다. 고전압 라인동력 전달

광섬유를 통해 비디오 신호를 전송하기 위해 현재 어떤 장치가 있습니까?

첫째, 비디오를 디지털화하여 전송할 수 있습니다. 이더넷 네트워크, 100m 이상의 거리에서도 현재는 광섬유 형태. 이 방법의 단점은 상당한 신호 왜곡으로 인해 후속 이미지 분석이 상당히 복잡해진다는 것입니다. 장점은 호환성과 다양한 선택구축하기 위해 설계된 다양한 장치 컴퓨터 네트워크.

두 번째 옵션은 신청하는 것입니다. 특수 장치광섬유를 통해 비디오를 전송하기 위한 것입니다. 오늘날 그들은 눈에 띄게 더 높은 전송 품질을 제공합니다. 광섬유를 통해 비디오를 전송하기 위한 장치에는 어떤 유형이 있습니까?

가장 저렴하고 오랫동안 알려진 것들은 광섬유를 통해 저주파 비디오 신호를 직접 전송하는 방법을 사용합니다. 이 경우 수신단의 신호도 감쇠되며 이는 주파수 스펙트럼 전체에 걸쳐 균일하지 않습니다. 물론 이러한 감쇠는 훨씬 나중에 적용되기 시작합니다. 비간섭성 LED 이미터와 결합된 최악의 광섬유 케이블은 킬로미터당 약 200MHz의 대역폭을 제공합니다. 이는 하나의 LF 비디오 신호가 주파수 영역에서 큰 왜곡 없이 10-20km 이상 전송될 수 있음을 의미합니다. 사실, 알아야 할 매개변수가 하나 더 있습니다. 즉, 약 900nm 파장의 값싼 장치의 경우 킬로미터당 약 3dB인 감쇠입니다. 불행하게도 송신기/수신기 쌍의 마진 자체(소위 광학 예산)는 약 50dB에 불과합니다. 따라서 이미 10km 라인에서 잔여 신호 대 잡음비는 20dB를 넘지 않으며 이는 적어도 어느 정도 허용 가능한 신호에 대한 한계로 간주됩니다. 마지막으로, 직접 전송 중 신호 강도(감쇠)는 날씨, 커넥터 장력 및 광섬유 피로(노화)에 따라 필연적으로 변동됩니다. 수신기에 AGC조차 없는 가장 저렴한 장치의 경우 출력 신호에 상당한 변동이 발생합니다. 물론 대부분의 모니터에는 자체적으로 작동하는 AGC 회로가 내장되어 있습니다. 적어도+-6dB이지만 디지털 레코더와 같은 많은 장치는 매우 까다로울 수 있습니다.

저주파 비디오 신호를 전송하는 이러한 장치는 정의상 단일 채널이라는 것이 분명합니다(하나의 광섬유를 통해 하나의 비디오 채널만 전송함). 이 경우에도 주목할 가치가 있습니다. 총 비용시스템은 구리 케이블을 사용하는 것보다 더 낮을 수 있습니다. 결국, 섬유, 특히 하나의 케이블에 많은 섬유가 포함된 경우 구리 동축 케이블보다 훨씬 저렴합니다(그리고 불균형적으로 더 콤팩트합니다).

광섬유를 통해 비디오를 전송하는 다음 유형의 장치는 다음과 같습니다. 주파수 변조. 전송이 캐리어에서 이루어지기 때문에 다중 채널 제품이 있습니다. 스트립 이후로 전송된 신호비디오 신호보다 훨씬 넓습니다(하나의 광섬유에 4개 채널을 연결하는 경우 대역폭은 일반적으로 150MHz를 차지함). 저렴한 이미터가 있는 저렴한 케이블에서 허용 범위는 약 1km입니다(위에서 이미 언급했음을 기억하십시오). 광섬유 대역폭과 같은 매개변수는 200MHz*km만큼 작을 수 있습니다. 따라서 이러한 제품은 단일 채널을 전송하는 경우에도 단일 모드 광섬유용으로 설계된 협대역 또는 레이저 송신기로 제작되는 경우가 많습니다.

FM 송신기의 장점은 무엇입니까? VHF-FM 대역의 라디오가 AM 대역보다 간섭으로부터 훨씬 깨끗한 것처럼 주파수 변조 전송은 전송선 불안정성에 훨씬 덜 민감합니다. 그러나 오늘날 이러한 제품은 거의 생산되지 않으며 디지털 송신기로 대체됩니다.

따라서 우리 시대에 가장 흔한 세 번째 유형의 송신기는 디지털입니다. 이것은 모든 종류의 IP 카메라와 전혀 동일하지 않습니다. 이러한 장치는 신호를 디지털 방식으로 압축하지 않으며, 약 150Mbit/s라는 사실에도 불구하고 디지털화된 신호가 직접 전송됩니다. 채널당.

디지털 송신기의 장점은 완전 결석신호가 성공적으로 도착할 때까지 간섭. 사실, 신호가 노이즈와 비교되기 시작하자마자 화면에서는 이미지가 완전히 숨겨지는 끔찍한 혼란처럼 보입니다. 그게 특이점이에요 디지털 전송: 신호가 잡음보다 크면 전송은 거의 완벽합니다. 그러나 수신자가 개별 비트에서 실수를 하기 시작하자마자 하위 비트(거의 눈에 띄지 않음)와 상위 비트(즉, 그림이 검은색 대신 흰색, 또는 그 반대), 또는 더 나쁜 것은 서비스 동기화 비트의 오류로 인해 비트가 무작위로 혼합되어 결과가 TV에서 Mayak 라디오 방송국을 수신하려는 경우와 거의 동일하다는 것입니다. .

그 인기와 함께 디지털 시스템컴퓨터 네트워크 구성 요소 비용을 빠르게 절감해야 합니다. 100메가비트 및 기가비트 광 네트워크너무 널리 퍼져 있어서 이를 생산하는 구성 요소가 이론적으로는 단순하지만 덜 일반적인 저주파 이미터보다 훨씬 저렴해졌습니다.

또한 디지털 전송의 경우 이미터의 송신기 특성의 선형성을 보장할 필요가 전혀 없습니다. 이진 모드에서 작동합니다. 최대 전력, 또는 완전히 꺼지면 이에 대한 요구 사항도 줄어듭니다. 이것이 바로 디지털 송신기가 현재 시장에 판매되는 송신기의 대부분을 차지하는 이유입니다.

사용의 특징은 무엇입니까? 첫째, 아마도 눈치채셨겠지만 디지털 신호 자체는 매우 광대역입니다. 하나의 비디오 채널은 초당 150메가비트, 즉 약 70MHz를 차지합니다. 위에서 언급한 800-900nm 파장의 비간섭성 방출기는 최대 1-2km 동안 하나의 채널이라도 전송할 수 있습니다. 레이저는 일반적으로 디지털 전송에 사용됩니다. 비슷한 주제, CD 플레이어에 있습니다. 그러나 레이저조차도 다중 모드 광섬유를 통해 효율적으로 전송하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 특히 850nm의 파장에서 작동하는 경우. 다중 모드 광섬유는 전송하도록 설계되지 않았습니다. 광대역 신호. 다중 모드 광섬유는 레이저 방출기와 함께 작동하도록 설계되지 않았습니다. 실제로는 가능하지만(현재는 기가비트 이더넷과 함께 작동하도록 인증된 다중 모드 광섬유도 있음) 전송 범위는 일반적으로 1km를 초과하지 않습니다. 제조업체는 자사 장치가 다중 모드 광섬유를 통해 2km, 5km, 심지어 10km까지 작동할 수 있다고 표시하는 경우가 많습니다. 일반적으로 이는 1300nm 레이저와 같은 고품질 이미 터가 사용됨을 의미합니다. 그러나 이 경우 시스템 전체의 품질은 이미터가 아니라 케이블에 의해 제한됩니다. 아직 더 나쁨, 섬유 제조업체는 이러한 용도로 사용하도록 의도하지 않았기 때문에 섬유 제조업체에서 얻는 것이 거의 불가능합니다. 필수 매개변수설계 범위를 계산하기 위한 섬유(동일한 매개변수 - 킬로미터당 메가헤르츠, 이는 방사선의 구성에 따라 크게 달라지며 섬유가 사용되는 주요 방출기에 대해 제조업체가 결정함). 운이 좋을 수도 있고 모든 것이 잘 될 수도 있습니다. 또는 강력한 레이저 방출기라도 2-3km 동안만 작동하고 기상 조건이 변하면 신호가 중단될 수 있습니다(때때로 온도가 커넥터의 손실을 10분의 1데시벨씩 약간 증가시킵니다. 이는 일반적으로 중요하지 않습니다.) , 그러나 섬유 성능의 한계까지 작업하는 경우 이것이 마지막 빨대일 수 있습니다.

따라서 전송 범위가 중요하다면 단일 모드 송신기를 사용해야 합니다. 또한 가격면에서 멀티 모드와 크게 다르지 않습니다 (일부 제조업체는 멀티 모드에서 약간 더 저렴한 이미 터를 사용하지만 단일 모드 사용 표준에 대한 제어를 통과했을 때 거부되었지만 디자인이 전혀 다르지 않은 경우도 있습니다) . 그런데 단일 모드 광섬유 케이블은 다중 모드보다 저렴합니다. 직경이 9미크론인 섬유에는 직경이 50미크론인 섬유보다 순도가 훨씬 낮은 유리가 포함되어 있기 때문에 이는 이해할 수 있습니다.

다중 모드 광섬유가 여전히 사용되는 이유는 무엇입니까? 사실 특히 수리의 경우 연결이 조금 더 쉽습니다. 용접, 접착제, 연마가 필요 없는 빠른 설치 기계식 커넥터가 있습니다. 이 커넥터는 상대적으로 고가(10달러)로 대량설치에는 사용되지 않지만, 수리할 경우에는 그런 커넥터가 적당하다. 범위와 관련된 모든 문제는 디지털 장치이는 전송된 주파수 대역에 의해 정확하게 발생하고 진폭의 신호 감쇠에 의해 전혀 발생하지 않으므로 기계적 연결에서 약간 더 큰 손실은 용접에 비해 중요하지 않습니다.

단일 모드 광섬유의 경우 이러한 커넥터도 있지만 훨씬 더 비싸고 훨씬 더 조심스럽게 취급해야 하며 훨씬 더 큰 감쇠가 발생합니다. 선택하는 방법? 1~2km 이상 전송해야 하는 경우 다중 모드 장치를 사용할 수 있습니다. 기대하고 계시다면 빈번한 손상수리는 자격이 없는 사람이 수행해야 하며, 공장에서 구매하기 전에 시스템을 설계하거나 광섬유 샘플을 테스트하여 그에 따라 다중 모드 광섬유를 사용하는 것이 좋습니다. 다른 모든 경우에는 단일 모드 장치가 불균형적으로 더 많은 것을 제공합니다. 양질의 작업. 비교를 위해 다중 모드 광섬유의 경우 광대역은 850nm 범위에서 200-500MHz * km이고 최선의 시나리오 1300nm 범위에서 2000MHz*km, 단일 모드 광섬유의 경우 대역폭은 일반적으로 20,000MHz*km 영역의 값을 취합니다. 즉, 일반적인 4채널 송신기는 약 50km에서 안정적으로 작동합니다.

디지털 광섬유 비디오 송신기를 선택할 때 또 무엇에 주의해야 합니까? 비트 깊이. 광고에 자주 등장합니다. 지정하지 않으면 8비트를 의미합니다. 10비트나 12비트라면 제조업체에서는 이를 강조하지 않을 수 없습니다. 비트 심도는 얼마나 중요합니까? 색상 신호의 경우 때로는 중요할 수 있습니다. 그러나 샘플링 속도는 장치 설명에서 거의 찾을 수 없는 샘플링 속도입니다. 그리고 종종 샘플링 주파수의 감소로 인해 비트 심도의 증가가 정확하게 발생합니다. 그러나 반복합니다. 이는 색상 신호에만 중요합니다. 그리고 전송 품질을 확인하는 것도 매우 쉽습니다. 디지털 신호는 전송되거나 전송되지 않기 때문에 테이블 위에서 1미터 길이의 광섬유에서도 품질을 확인할 수 있습니다. 표준 TV 색상 차트를 사용하거나 줄무늬 차트만 사용하세요. 다른 색상, 좋은 비디오 카메라와 모니터를 사용하고 카메라를 모니터에 직접 연결하는 것과 비교하여 제안된 송신기를 사용하면 이미지가 얼마나 나쁜지 확인하십시오. 실제 물체의 품질은 짧은 섬유 조각의 품질과 동일합니다.

주의를 기울이다 온도 범위송신기 작동. 특히 송신기는 일반적으로 비디오 카메라 근처, 거리, 물체의 수 킬로미터 둘레를 따라 고르게 설치되기 때문입니다. 송신기를 위해 따뜻한 오두막을 지을 필요가 없는지 확인하십시오. 그런데 광섬유를 통한 이더넷 송신기는 일반적으로 따뜻한 오두막을 위해 특별히 고안되었으며 산업 온도 범위를 갖춘 희귀 버전은 평소보다 훨씬 비쌉니다. 또 어떤 기능이 있나요?

업무에 꼭 필요한 것은 아니지만 때로는 삶을 훨씬 더 쉽게 만들어줍니다. 예를 들어 장치는 19인치 랙에 장착할 수 있어 혼잡한 중앙 위치에서 편리합니다.

장치는 원격 전원 공급 장치(수입 장치에서 널리 사용됨) 또는 220V에서 직접 전원을 공급받을 수 있습니다. 귀하에게 더 편리한 것이 무엇인지 확인하십시오. 원격 전원 공급 장치는 소켓에만 직접 연결할 수 있는 경우가 많으므로 이는 불필요합니다. 분리 가능한 연결이는 시스템의 신뢰성을 높이지 않습니다.

벽과 랙 모두에 쉽게 장착할 수 있고 단일 모드 및 다중 모드 광섬유를 통해 작동하고 220V 또는 외부 저전압 전원 공급 장치에서 작동할 수 있는 범용 장치가 있습니다. 그러나 이러한 다양성은 유통업체에게만 중요하므로 창고에 보관하지 마십시오. 다양한 종류장치. 각 특정 프로젝트에서 정확히 무엇이 필요한지 어느 정도 알려져 있으며 작동 중에 아무도 케이블을 변경하지 않을 것입니다.

PROSOFT 공급 프로그램의 새로운 오디오/비디오 신호 변환 장치 덕분에 광케이블을 통한 신호 전송이 훨씬 더 쉬워졌습니다.

비디오 신호를 특히 장거리로 전송해야 하는 경우 광섬유를 통한 데이터 전송이 사용됩니다. 광통신 회선을 통해 데이터를 전송할 때 외부 전자기 간섭 및 전위차 문제가 근본적으로 해결되어 수신 신호의 품질이 크게 향상됩니다.

따라서 광학을 통해 오디오/비디오 신호를 전송하는 것은 거의 동일한 이점을 갖습니다. 여기에는 데이터 전송이 가능한 상당한 거리(예: DVI 신호의 경우 최대 5km), 광섬유를 통해 AV 신호를 전송하는 장치의 저렴한 비용 등이 포함됩니다. 이 방법의 단점은 조건부로 포함될 수 있습니다. 고비용연선과 광케이블의 비교.

광케이블을 설치할 때 광섬유 꼬임을 피하는 것이 매우 중요합니다. 광섬유 자체는 매우 취약하며, 심하게 구부릴 경우 미세균열 발생으로 인해 광섬유가 끊어지거나 흐려질 수 있습니다. 이 모든 것이 크게 줄어들 수 있습니다 처리량네트워크에 연결되거나 신호 부족으로 인해 데이터 전송이 중단될 수도 있습니다.

광섬유 전송 기술

광섬유 통신 회선을 통한 오디오/비디오 신호 전송은 매우 간단하게 구성됩니다. 소스에서 전송된 신호는 전기-광 신호 변환기로 공급된 후 광섬유 케이블을 통해 전송됩니다. 광에서 광으로의 역변환기가 수신기 측에 설치됩니다. 전기 신호, 이는 수신하기 위해 디스플레이 장치에 공급됩니다. 최상의 품질신호.
광섬유를 통한 데이터 전송은 단일 모드 또는 다중 모드에서 작동하는 장치를 사용하여 수행됩니다. 광케이블(수정에 따라 다름) 원거리에서 손실이 매우 적습니다.

특수 장치를 이용한 신호 전송

PROSOFT는 파트너에게 필요한 솔루션광섬유 케이블을 통해 오디오/비디오 신호를 전송하는 데 사용됩니다. 회사의 고급 개발을 통해 설치업체와 통합업체는 다양한 길이의 전송선을 만들 수 있습니다. 디지털 신호사용하여 특수 장치오디오/비디오 신호 변환.

광 데이터 전송 장치는 EDID 및 HDCP 기술을 지원합니다. 따라서 이러한 장치를 신호 소스 및 정보 표시 장치에 연결할 때 문제가 없습니다.

이러한 각 장치에는 다음이 포함됩니다. 외부 어댑터전원 공급 장치는 일반적으로 크기가 작아 접근이 제한된 장소에서 사용할 수 있습니다.
작동 온도: 0 ~ +50C.

적용 범위도 상당히 넓습니다. 기업 시스템(예: 회의실 및 회의실), 거대한 디지털 사이니지 네트워크, 광범위한 보안 및 비디오 감시 시스템에 이르기까지 다양합니다. 그러나 광섬유 네트워크의 적용 범위가 훨씬 더 넓다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

AV 신호의 광 전송은 장거리 및 초장 거리에 걸쳐 신호를 전송하기 위한 가장 타협하지 않는 솔루션입니다.