Darbe paylaşımlı çok LED’li optik modem

Abstract

Bu çalışmada, vericide ışık verici olarak çok sayıda LED, alıcı uçta ise fotodedektör olarak fotodiyodun kullanıldığı ve açık optik ortamda veri iletimini gerçekleştiren bir optik MODEM tasarımı yapılmaktadır. Çoğu mevcut uygulamada iletişim uzaklığını arttırmak için fotodedektörün duyarlılığı arttırılmaktadır. Burada yapılan tasarımda ise fotodedektörün duyarlılığından ziyade LED’lerin ışık şiddetleri arttırılmıştır. LED’in ışık şiddetini arttırmak darbeli yüksek akımlı çalışmada mümkün olmaktadır. Buradaki uygulamada LED’lerden amperler mertebesinde genliğe sahip akımlar akıtılabilmektedir. Alıcı uçtaki fotodiyot fotoiletken moda çalışmaktadır. LED’lerin darbeli yüksek akımla sürülmesi ile iletişim uzaklığının arttırılmasının yanında fon gürültüsü etkisi de azaltılmış olmaktadır. Veri darbelerinin süresi LED’leri bunlarla doğrudan sürmek için uygun değildir. LED’ler veri darbelerinin uygun anlarında oluşturulmuş kısa süreli darbelerle sürülmelidir. Yapılan tasarımda yüksek ışık şiddetleri elde edebilmek, daha yüksek hızlarda veri iletimini sağlamak için uygun modülasyon (ve demodülasyon) yöntemleri ile uygun devre teknikleri kullanılmıştır. Devre tekniği ardışıl seri veri darbelerinin sırayla farklı LED’leri sürmesi yöntemine dayalıdır.

In this study, a MODEM is designed to communicate optically in the free space. Multiple LEDs are used as light emitter at the transmitter and a photodiode is used as a photo detector at the receiver end. In many available applications photo detector sensitivity has been increased to increase communication distance. In this application LED’s radiant power have been increased rather than photo detector sensitivity. LEDs radiant power can be increased in pulsed high current operation. In this application it is possible to flow LED current pulses which have a few amperes amplitude. Photodiode has been used in photoconductive mode. Beside of increasing communication distance the background noise effect has been decreased by driving LEDs with pulsed high currents. The data pulse duration is very long to drive LEDs directly with them. LEDs must be driven with narrow pulses which have been produced at the suitable moments of data pulses. In the design that made here, suitable modulation (and demodulation) methods and suitable circuit techniques are used to handle high radiation power and to realize higher data communication speeds. The circuit technique based on driving different LEDs one by one with serial successive data pulses.