LED光通信 / レーザー光通信 (可視光通信) 実験




LED通信(可視光通信)とは

LED通信とは、LEDを活用し人の目に見える可視光線帯域の電磁波で無線通信を行う技術です。
LEDの技術は日進月歩で進んでおり、超寿命・小型・軽量・高輝度の製品が開発されています。
LED通信(可視光通信)では、LEDが発する光が届く範囲で通信が可能になるため
一般に使われているLED照明を通信手段として流用することを可能にします。

LED通信(可視光通信)は、生体に影響がなく安全で
なおかつ電磁波などによる他の機器への悪影響もありません。
また、設備を整えれば、専門知識がなくとも直感的に利用できます。
また、光を遮断することで通信範囲を限定することも可能で、混線などの障害が起きにくいという利点もあります。

LED通信(可視光通信)の用途としては、生活に根ざした身近な短距離での通信から
衛星通信といった宇宙分野まで幅広い領域での活用の可能性が考えられています。
例えば、水中でコミュニケーションを行ったり、公共施設や企業のLED照明器具から位置情報や広告を発信したりするなど
よりコミュニケーションやインフォメーションを円滑にするための活用方法が広がっていく可能性があります。





秋月電子のLM386モノラルパワーアンプ キットを使って実験

受信機の回路図(変更無し)

CN3 = 電源
CN2 = スピーカー
CN1 = LED / レーザー / 太陽パネル

LED光の送信機 回路変更

秋月電子のLM386モノラルパワーアンプ キットを使って実験

送信機 (LM386の5番ピンは220Ω抵抗を入れてLDEに接続)

CN3 = 電源
CN2 = LED
CN1 = オーディオ入力

レーザー光の送信機 回路変更

秋月電子のLM386モノラルパワーアンプ キットを使って実験

送信機 (LM386の5番ピンに直接接続)

CN3 = 電源
CN2 = レーザー
CN1 = オーディオ入力




秋月電子からLM386アンプキットを2個購入
LEDは20個購入

① 組み立て ② 1台完成 2台完成
③ 手持ちのLEDでテスト

④ 送信機 完成

LM386の5番ピン~220Ωの抵抗~LED
LM386の5番ピンに直接接続 = レーザー

⑤ 受信器 完成

受信機はキット回路そのまま試用
⑥ 通信実験中

この状態で20cmくらい離しても信号は受信できた。



LEDでは通信距離が伸びませんので
レーザー光を使ってテストすることにしました。
受信もLEDより「太陽パネル」がいいみたいですのでレーザーと一緒に購入
LED光の送信に太陽パネルで受信でテスト
受信面積がLED比べて確認に広いので簡単に受信できます。
ただ、、距離は15cm~20cmが限界です。

レーザー光の送信に太陽パネルで受信でテスト
受信面積が広いので簡単に受信できます。
ただ、、太陽パネルは蛍光灯ノイズを多く拾いますので実用にはちょっときつい??

レーザー光の送信に太陽パネルで受信でテスト
距離を伸ばして実験してみた
この実験では約5m離してテスト、、問題なく受信できた。
レーザー光送信にレーザー光受信のテスト
会社の昼休みを使って出来るだけ離れた場所を使って実験
ここでは約20m離れてテスト中
レーザー光が小さいので光源を見つけるのが大変ですが
光源を確認出来れば20m離れても問題なく受信できました。
未確認ですが、、200mとか300mくらいは可能では??



LED X LED でSSTVを送受信してみました。

TX基板をレーザー用に改良したため「レーザー」端子に抵抗を入れてLED送信をしました。

送信側のソフトはスマホのソフトで受信はノートパソコンのMMSSTVで受信しました。

LED X LED の光通信のSSTV受信状態を動画で撮影してみました。

LEDとLEDの距離は10cmくらいです。
完ぺきとは言えませんが、何とか画像は受信できています。

SSTVの受信状況の動画は ・・・ ここから見て下さい

LED X 太陽パネル でSSTVを送受信してみました。

TX基板をレーザー用に改良したため「レーザー」端子に抵抗を入れてLED送信をしました。

送信側のソフトはスマホのソフトで受信はノートパソコンのMMSSTVで受信しました。

LED X 太陽パネル の光通信のSSTV受信状態を動画で撮影してみました。

LEDと太陽パネルの距離は10cmくらいです。
LED X LEDより受信レベルは高いですが、、、蛍光灯ノイズを広い受信画像にノイズが多いようにおもいます。

LED X 太陽パネルの SSTVの受信状況の動画は ・・・ ここから見て下さい

LED X LED のSSTV受信の様子


LED X 太陽パネル のSSTV受信の様子


レーザー光通信 実験
送信 受信

約20mの距離を使ってMMSSTVの画像通信実験

レーザー光ですと20mでは問題なくMMSSTVの画像を受信することができます。
レーザー光送信 X レーザー光受信の実験をしたかったのですが、、レーザー対レーザーは光源の受信がピンポイントですので難易度が高く太陽光パネルでの受信になりました。
レーザー光送信 X 太陽光パネルですと20mは楽勝でもっと離れてもOKと思いますが、、、場所が無く20mが限界でした。
太陽光パネルですと蛍光灯ノイズが入りMMSSTVの画像にノイズが出てきます。
レーザー光 X レザー光通信でしたらもっと綺麗なMMSSTVの画像になるとおもいます。

MMSSTVの受信動画は ・・・ ここから見て下さい

受信画像です。
 

● 過去の光通信の情報は ・・・ ここから見て下さい