El circuito práctico que presentamos consiste en una idea simple para implementar un enlace para comunicación de voz a través de fibra óptica. Se pueden aprovechar dos conductores ópticos o fibras de un cable para implementar un sistema bilateral y dependiendo del montaje, esto se puede hacer con una sola fibra. Con cambios, el mismo circuito se puede utilizar para transmitir datos o vídeo. Vea en este artículo cómo hacerlo.
La idea práctica que puede ser mejorada o adaptada en función de las necesidades de la aplicación, utiliza componentes comunes y puede servir como una solución simple para un sistema de comunicación de voz usando fibra óptica.
El sistema puede ser implementado en lugares ruidosos, donde el uso de hilos comunes es problemático o presenta otros tipos de dificultades técnicas.
Lo que tenemos es simplemente un circuito modulador para un LED emisor que debe tener el espectro de emisión que más se adapte a las características de la fibra que va a ser usada. El circuito, hace uso de un amplificador operacional común, con la ganancia dada por la retroalimentación. Este circuito, que no necesita fuente simétrica, se muestra en la figura 1.
Se ajusta la realimentación para que se obtenga la mejor modulación sin distorsión. El micrófono utilizado es común de electreto y para alimentar el circuito se pueden utilizar pilas comunes. Las mismas pilas se pueden utilizar para alimentar al receptor si el sistema es bilateral.
El transistor modulador es un BC548 o equivalente, ya que no se necesita potencia elevada y el resistor en serie con el LED determina su corriente de pico. Eventualmente, si el lector desea mayor potencia puede reducir esa resistencia y usar un BD135 dotado de un pequeño radiador en la modulación. En este caso, la alimentación se puede realizar con una tensión de 9 V o incluso 12 V. Sólo observe que la corriente de pico en el LED no sobrepase los valores admitidos por el componente.
Observamos que la modulación es en amplitud y que por lo tanto, no hay posibilidad de multiplexar en el mismo sentido dos o más señales de audio.
Una idea para un proyecto más avanzado sería operar en PWM, modulando, por ejemplo, osciladores que operen en frecuencias diferentes y luego separando las señales en el receptor, como sugiere la figura 2.
El mismo circuito transmisor también se puede utilizar como un enlace a las señales de un amplificador de audio o de un televisor en un sistema de distribución a prueba de captación de ruidos.
Para la recepción, el circuito tampoco presenta mayores dificultades para el entendimiento de su principio de funcionamiento. Este circuito se muestra en la figura 3.
El sensor es un foto-transistor que debe tener los recursos para acoplamiento al final de la fibra. Los pares que constan de emisor y sensor pueden ser obtenidos en el mercado especializado, facilitando la elaboración del sistema.
Sin embargo, una solución "casera" para el acoplamiento del sensor y del emisor es la que se muestra en la figura 4.
Un pequeño agujero, se hace con broca fina y muy cuidado tanto en el transmisor y en el receptor, donde la fibra óptica es encajada y pegada.
Para el circuito amplificador usamos un amplificador operacional como el 741 con la ganancia ajustada en el circuito de realimentación. La alimentación se realiza con 6 V y el amplificador de potencia puede ser de uso general como el TDA7052, LM386 o equivalente.
Incluso un amplificador transistorizado simple se puede utilizar si el transductor es un auricular.
En cuanto al alcance, va a depender de las características de la fibra usada, pero ciertamente puede ser del orden de cientos de metros, en los casos comunes.
Otras posibilidades
El mismo principio descrito en este proyecto puede ser utilizado para la elaboración de un enlace de datos. La velocidad de respuesta del LED emisor y del foto-transistor es bastante buena para admitir una buena tasa de envío de datos.
Sólo el circuito modulador y el amplificador deben ser adecuados para responder a las señales que deben enviarse. El uso de un modulador digital y de un receptor basado en un comparador puede posibilitar el desarrollo de proyectos que alcancen algunos cientos de kbits por segundo o incluso algunos Mbits por segundo.
También es posible transmitir señales de vídeo, ya que el rango de estas señales no es tan alto como para pasar de la capacidad de los sensores. Evidentemente, los moduladores y receptores apropiados también deben usarse en este caso.
a) Transmisor
CI-1 - 741 - circuito integrado - amplificador operativo
Q1 - BC548 - transistores NPN de uso general
LED - LED emisor (rojo o infrarrojo)
MIC - Micrófono de electreto de dos terminales
B1 - 6 V - 4 pilas pequeñas o fuente
R1 - 10 k ohms x 1/8 w - resistor - marrón, negro, naranja
R2 - 560 k ohms x 1/8 W - resistor - verde, azul, amarillo
R3 - 220 k ohms x 1/8 w - resistor - rojo, rojo, amarillo
R4 - 220 ohms x 1/8 W - resistor - rojo, rojo, marrón
R5 - 2,2 k ohms x 1/8 W - resistor - rojo, rojo, rojo
R6 - 100 ohms x 1/8 w - resistor - marrón, negro, marrón
P1 - 1 M ohms - trimpot
C1 - 470 nF - capacitor de cerámica o poliéster
C2 - 10 uF - capacitor electrolítico
C3 - 100 uF - capacitor electrolítico
Varios:
Placa de circuito impreso, soporte de pilas, fibra óptica, hilos, soldadura, etc.
b) Receptor
CI-1 - 741 - circuito integrado - amplificador operativo
CI-2 - LM386 - circuito integrado - amplificador de audio
Q1 - foto-transistores
B1 - 6 V - 4 pilas pequeñas o fuente
FTE - Altavoz de 8 ohms
R1 - 220 k ohms x 1/8 w - resistor - rojo, rojo, amarillo
R2, R3 - 120 k ohms x 1/8 w - resistores - marrón, rojo, amarillo
R4, R6 - 10 k ohms x 1/8 W - resistores - marrón, negro, naranja
R5 - 1 M ohms x 1/8 W - resistor - marrón, negro, verde
P1 - 100 k ohms - trimpot
C1 - 470 uf x 12 v - capacitor electrolítico
C2 - 220 nF - capacitor de cerámica o poliéster
C3 - 150 nF - capacitor de cerámica o poliéster
C4 - 220 uF - capacitor electrolítico
C5 - 100 uF - capacitor electrolítico
Varios:
Placa de circuito impreso, pilas o fuente de alimentación, caja para montaje, fibras ópticas, etc.