Transmisor por Rayo Láser
Transmetteur par rayon Laser
Laser Ray Transmiter.

Ing - Eng : Hugo Gutiérrez Salazar

© H.Gutiérrez.S - Versión 1.0.3
Última Actualización : 20 de Enero 2008

Dificultad - Difficulté - Difficulty :

Introducción Este proyecto es un circuito, que parece extraido de la ciencia ficción: un transmisor de sonido enviando el sonido codificado como un rayo de luz láser. ¿Suena interesante no? Este sitio lo creé hace unos años atras, con la intensión de interesar a los más jóvenes en este increíble hobby, que es la electrónica. Pero además, me permite aprender muchas cosas nuevas, al tener que investigar los detalles, para realizar las publicaciones. ¿Cómo se descubrió el Láser y en qué consiste? Láser es un acróstico, es decir, es una palabra que se forma con las iniciales de varias otras. Láser proviene de las palabras: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplificación de la Luz por medio de la Emision Estimulada de Radiación). A principios del siglo XX (1917) Albert Einstein (Físico) desarrolló el concepto de Luz Estimulada, el que posteriormente dió lugar al desarrollo, de lo que hoy llamamos rayo láser (o luz láser). Al rededor de 1958, los físicos Arthur L. Schawlow y Charles H. Townes inventan el láser. ¿Se dan cuenta que el concepto,ya tiene 90 años y su invención cerca 50? Es decir, ya es algo viejo! ¿Porqué nos maravillamos tanto entonces, de una invención tan antigua? El emisor láser de semiconductor, lo inventa el físico Robert Hall en 1962. Antes los lásers eran unos gigantescos dispositivos, que sólo se podian usar en las Universidades más prestigiosas de los Estados Unidos y de la Unión Soviética.	Introduction Cet project est un circuit, qui parait extrait de la science fiction: un transmetteur de son envoyant le son codifié comme un rayon laser. Il s'écoute très intéresant non? Cet site je l'ai creé il y a quelques ans déjà , avec l' intension d'intereser aux plus jeunes sur cet increíble hobby, qui est éléctronique. Mais en plus, il me permet d'`pprendre beaucoup de choses nouvelles, quand il faut faire de la recherche des details, pour réaliser les publications. Comment s'est découvert le Laser et de quoi il sagit? Laser est un acronyme, c'est à dire, il est un mot formé par les lettres initiales de plusieurs mots. Laser viens des mots en anglais: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplification de la Lumière à l'aide d' émision stimulé de Radiation). À principe du XXème Siècle (1917) Albert Einstein (Physique) dévélope le concept de Lumière Stimulé, ce qui posterieurement donne lieu au dévélopement, de ce qu'aujourd'hui nous appelons rayon laser (ou lumière laser). Au tour de l'an 1958, les physiques Arthur L. Schawlow et Charles H. Townes inventent le laser. Vous vous rendez compte que le concepte, a déjà 90 ans et son invention près de 50? Cet à dire, cet quelque chose vieille! Pourquoi nous nous merveillons alors, d' une invention si antique? L' émisseur laser de semiconducteur, l' invente le physique Robert Hall en 1962. Avant les lasers étaient des dispositifs geants, qui seulement pouvaient s'utiliser aux universités plus prestigieuses des États Unis et de l'Union Soviétique.	Introduction This project it's a circuit, which seems to be took from the fiction science: A sound transmitter sending the sound codified as a laser ray . It sounds very interesting, no? I create this site many years ago, with the intension to introduce this amazing hobby to the yunger pleople, this hobby is the electronics. But in addition, this site allows me to learn a lot of new things, when I have to investigate the details, to make the publications. How did Laser be discovered and what is Laser? Laser is an acrostic, that means, it's a word made with the capitals of many others. Laser comes from the words: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Early in the XX century (1917) Albert Einstein (Physic) develloped the concept of Stimulated Light, which later on took place the engine develop , nowadays we call laser ray (or laser light). Arround 1958, the physics Arthur L. Schawlow and Charles H. Townes inventend the laser. Do you understand that the concept, already has 90 years old and it's invention near 50? This means, it's something old! But why we are so excited then, with an invention so old? The semiconductor laser emitter, was invented by the physic Robert Hall in 1962. In early years, lasers were giants engines, which only could be used in the more prestigious Universities of the United States and the Soviet Union.

Aplicaciones del Láser Hace tan solo unos pocos años, se han podido fabricar diodos láser a tan bajo costo, y tan pequeños, que ya es muy comun usarlos, como lectores/grabadores de CD o DVD. Tambíen se los utiliza en versiones más potentes, para soldar piesas metálicas, como niveles láser en construcción, medidores de distancia (huinchas láser), pistolas para medir la velocidad de los autos en las carreteras, medir la temperatura de objetos muy calientes, bisturies láser usados en cirugía, grabación de imagenes tridimensional es sobre superficies planas ; Holografías, construcción de circuitos integrados, marcado de virus en aplicaciones médicas, pirograbado en madera, tallado tridimensional dentro de bloques de cristal como objetos ornamentales y miles de aplicaciones, que ni nos imaginamos. Ah... y casi me olvidaba una de las aplicaciones más importantes : Debido a su alta frecuencia puede transportar 1000 veces más canales de televisión que las microondas, enviandolas a través de fibra óptica. Por ello resultan ideales para comunicaciones espaciales y registro de información. Pero vuelvo a plantear la pregunta inicial: ¿Qué es un rayo láser? Un rayo láser es :""un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica: la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados". (Estracto de Wikipedia). ¿Qué significa todo lo anterior? Es un rayo formado por fotones (paquetes de luz) emitidos en forma paralela por medio de lentes (colimadores) y además en ondas polarizadas (estan ordenados en un plano único). A diferencia del rayo de luz que produce una ampolleta comun, que genera ondas de luz en todas las direcciones y sin un orden aparente. Todo esto suena muy confuso! Mejor, veamos lo que vamos a hacer. Simple, introduciremos música, de un mp3 o mp4, en un dispositivo, que vamos a construir (amplificador/codificador) y la información, la codificaremos en forma de pulsos de luz láser; para enviarla hasta distancias de hasta 200 metros, por el aire hasta un receptor (que detallaré en otro artículo en este mismo sitio), a través de un puntero láser, usado como dispositivo de salida. Cuidado el Láser quema El empleo de láser produce radiación que es dañina a los ojos; jamás mire el rayo de luz , el daño es irreversible, porque quema la retina.

Applications du Laser Il y a seulement quelques ans, on a pu fabriquer des diodes laser à coûts si bas, et des dimensions si petits, que maintenant il est très commun les utiliser, comme lecteurs / enregistreurs de CD ou DVD. Aussi ils sont utilisés en versions plus puissants, pour souder des pièces métaliques, comme niveaux laser en constructions, mesurant des distances (mètres laser), pistolets pour mesurer la vitesse des autos sur les routes, de machines pour mésurer la temperature des objects très chaudes, bisturies laser utilisés en cirugíe, enregistrement d'images tridimensionailes sur surfaces plâtes ; Holographies, construction de circuits integrés, marquer des virus en applications médicaux, pyrotechnie en bois, taillé tridimensionel dedans des bloques de cristal comme objets ornamentaux et milles d' applications, que nous n'imaginons pas. Ah...et presque je l'oublie, une des applications plus importante : Due a sa haute frequence il peut transporter 1000 fois plus des canaux de télévision, que celui de microondes ,les envoyants à travers de la fibre optique. Ce parce là qu'ils sont ideales pour communications spatiales et enregistrement d'information. Mais je pose la question initiale de nouveau: Qu'est-ce que c'est un rayon laser? Un rayon laser est :"un dispositif qu' utilise un éfet de la méchanique quantique: l' émision induite ou stimulé, pour générer un faisseau de lumière coherent d' un moyen adéquat et avec la taille, la forme et la pureté contrôlé". (Estracte de Wikipedia). Que signifie tout l'anterieur? Le laser est un rayon formé par photons (paquets de lumière) émétes en forme parallèle à l'aide de lunettes (colimateurs) et en outre en ondes polarizés (ils sont ordonnez sur un plan unique). A difference d'un rayon de lumière qui produit une ampoule ordinaire, qui génére d'ondes de lumière en toutes les directions et sans un ordre apparent. Tout ça semble très confus! Mieu encore, voyons qu'est-ce qu'on va faire. Simple, on va introduire de la musique, d'un mp3 ou d'un mp4, dedans le dispositif qu'on va construire (amplificateur / codifieur) et l' information, on va la codifier en forme de pulses de lumière laser; pour l'envoyer jusqu'à distances de 200 mètres, par l'air jusqu'un récepteur (que je v'ais detailler sur un autre article dans ce même site), à travers d'un pointier laser, utilissé comme dispossitif de sortie. Aillez de soin avec le Laser il brûle L'emploie du laser produit radiation qui est très dangereuse aux yeux; jamais pointez le rayon de lumière laser aux yeux, le mal qui provoque est irreversible, dépuis il brûle la rétine.

Laser Applications There is only a few years, they have finaly achieve to build laser diodes at a so low cost, and so little, that now its common his use, as readers/writers of CD's or DVD's. Now they are used too in more powerfull versions, to solder metalic pieces, as laser levels in constructions, mesuring distances (laser meters), car speed measuring in the roads, measuring the temperature in very hot objects, laser bisturies used in surgurie, tridimentional image recording in plane surfaces ; Holographies, integrated circuit production, marking viruses in medical applications, wood pyrorecording, tridimentional carving inside cristal bocks as ornamental objects and thousand applications, that we cannot imagine. Ah...and nearly I forgot one of the most important: Due the high frequency it can carry 1000 more television chanels that microwaves, sending it by an optic fiber. By this reason they are ideal to make spacial communications and information recording. But I will ask you once again: What is a Laser Ray? A laser ray is :"A device that use a quantic mechanic effect: The induced or stimulated emission, to generate a coherent light beam of an adecuate medium and with the size, the shape and controled purety". (Wikipedia abstract). But what that means all I said before? This means that there is a ray made with photons (light packets) emitted in a parallel by the aid of the use of lenses (colimators) , in addition in polarized waves (they are ordered in an unique plane). Contrary to a common lamp, which generates light waves in all directions and without an apparent order. All of this sounds very confuse! Its better , to see what we are going to do. Simple, we will introduce music, from a mp3 or mp4, in a device, we are going to make (amplifier/coder)and the information, we will code it in a laser light pulse form; to send it to distances up to 200 meters (650 feets aprox), by the air through a receptor (that I will detail in another article in this site), by the mean of a laser pointer, as an output device. Be aware with the laser ray because it can burn The use of laser produce radiation which is harmful to the eyes; never ever see the light ray because the damage produced by it is irreversible, it burns the retina.

Foto de detalle

Photo de détail

Detail Photo

Cómo funciona

Comment ça fonctione

How it works

Circuíto Esquemático

Shèma électronique

Electronic Squematic

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Circuíto Impreso de Tamaño Real 10 x 5 [cms]

Circuit imprimé de Taille Réele 10 x 5 [cms]

Printed Circuit in a True Size 4 x 2 [inches]

Distribución de Piesas

Distribution des pièces

Components Distribution

Construcción Comience comprando un puntero laser de tipo llavero, los que actualmente son muy baratos, ya que deberá cortar su carcasa, para realizar este proyecto. El puntero que uticé tenía su interruptor dañado, por lo que ya no servía como puntero porque no era posible encenderlo. Por otra parte, para utilizarlo en este experimento debemos anular el interruptor, ya que el puntero deberá permanecer siempre encendido. Como normalmente los punteros de llavero vienen con tres pilas de botón, en un pequeño compartimiento cilindrico detrás del interruptor; es necesario sacar la tapa, quitar las baterias y luego proceder a cortar la cubierta con un disco abasivo. En el láser que utilicé estaban marcados unos pequeños signos + y - sobre un circuito impreso diminuto. procedi a aplicar energia (4,5 Voltios) a estos bornes y el laser prendió a su máxima potencia, por lo que decidí soldar cables en estos puntos, usando cables de colores para diferenciarlos fácilmente (rojo +, negro -). Creo que cortar la cubierta del laser sin dañar los componentes internos, fue lejos lo más complicado de este proyecto. Por lo que procedan a abrirlo, tratando de realizar cortes no muy profundos sobre la cubierta. Haga ahora el circuito impreso, he marcado una zona rectangular libre para ubicar el puntero y pegarlo con mi pegamento favorito (epoxiresina), por el lado opuesto. He utilizado también el tamaño de caja favorito 10 x 5 [cms], asegúrese de hacer un agujero sobre la caja, lo suficientemente grande para ubicar la salida del haz de laser. El circuito incluye una fuente, con su puente rectificador y regulador de voltaje de 5 voltios, Esta fuente se puede omitir, si lo alimenta directamente con una fuente externa de 5 voltios. El potenciómetro de un megohm lineal, que controla la ganancia se debe ubicar a un costado de la caja y sobre la tapa de la caja. El único ajuste que se debe hacer es regular el potenciometro de ajuste de 200 [Ohmios] para que en los terminales del laser se midan 2.77 [Voltios]. Voltaje que debe medir con un tester digital, para poder ajustarlo en forma exácta. Esto permitirá que se emita un rayo a media potencia, esto debe hacerse sin señal de audio. Este valor corresponde a un punto medio de la zona lineal del laser, a fin de poder enviar el audio sobre él sin que se distorsione el sonido. La resistencia R7 de 200 [Ohmios] puede ser dificil de encontrar, se puede usar una de 220 [Ohmios] o bien 2 de 100 [Ohmios] en serie.(* ver lista de componentes). El potenciómetro P2 de ajuste, en el momento de construir este aparato, estaba agotado en el comercio, por lo que lo reemplacé por uno de 500 [Ohms**], sin ningun efecto sobre el funcionamiento. Hay un puente en el circuito, que se ve en el patron proporcionado de la ubicacion de las piesas, puede usarse un trozo de terminal de las resistencias, para hacer el puente por el lado de los componentes, tal como si fuera un componente más. Ubique primero el lugar donde pondrá el protenciómetro de ganancia, luego a a soldar el potenciómetro de ajuste, luego las resistencias y condensadores, la base del integrado ( LF351) , el regulador 7805 , los transistores y finalmente pegue el laser al impreso y solde sus cables al impreso. Si ya ha llegado a este punto, necesitará conectar la salida de un mp3, radio o microfono a la entrada de audio del transmisor. Para poder probar el funcionamiento, a menos que tenga un osciloscopio, deberá construir el receptor, el que se describirá en un segundo articulo dentro de este mismo sitio.

Construction Achetez un poitier laser de type porte clef, ceux qui actuellement sont très bon marché , dépuis vous dévrez couper sa carcasse pour réaliser cet projet. Le pointier que j'ai utilisé avait son interrupteur mauvais, raison par laquelle il ne servait pas déjà comme pointier, parce qu' il était imposible de l'allumer. D'autre part, pour l'utiliser en cet experiment nous dévons anuler l'interrupteur, car le pointier doit rester allumé tout le temps. Comme normalement les pointiers de porte clefs vienent avec trois piles de bouton, dans un petit espace cylindrique en arrière du interrupteur; il est nécésaire retirer la couverte d'arrière , enlever les batteries et après proceder à couper la couverte externe avec un disque abrassif. À l'intérieur du laser que j'ai utilisé, il avait des marques des petits signes + et - sur un circuit imprimé très petit. J'ai decidé apliquer de l'énergie (4,5 Volts) a ces deux points et le laser s'alluma à sa puissance totale, j'ai soudé des cables à ces bornes, utilissant des cables de couleurs pour les differencer facilement (rouge +, noir -). Je croi que couper la couverte du laser, sans casser les composants internes, a été loin le plus complexe de cet projet. Par ceci procedez à l'ouvrir, éssayant de ne pas réaliser des coupures très profondes, sur la couverte. Faitez maintenant le circuit imprimé, j'ai marqué une zone rectangulaire libre, pour placer le poitier et le coller avec ma colle favorite (l'époxiresine), du côté opossé. J'ai utilisé aussi la taille de boîte favorite 10 x 5 [cms], asurez-vous de faire un trous sur la caisse, le sufissament grand pour permettre la sortie du faisseau du laser. Le circuit incorpore une source, avec un pont rectificateur et un régulateur de voltage de 5 volts, cette source peut s'omettre, si vous le branchez directement à une source externe de 5 volts. Le potentiomètre d' un megohm lineale, qui contrôle le gain doit se placer sur la couverte et à un côté de la boîte. Le seul ajustage que vous devez faire, est de reguler le potentiomètre d'ajuste de 200 [Ohms] pour qu'aux terminaux du laser on mésure 2.77 [Volts]. Voltage qu'il doit se mésurer à l'aide un voltmètre digitale, pour pouvoir l'ajuster en forme exacte. Ceci permetra qui s'èmettre un rayon à demi puissance, ceci doit ce faire sans signale d'audio. Cet valeur correspond a un point moyen de la zone lineale du laser, a fin de pouvoir envoyer l'audio sur lui, sans que se distorsione le son. La resistence R7 de 200 [Ohms] peut être; dificile à trouver, vous pouvez utiliser une de 220 [Ohms] ou bien 2 de 100 [Ohms] en serie.(* voir liste de composants). Le potentiomètre P2 d'ajuste, au moment de construire l' appareil, était épuissé au comerce, raizon par la quelle je l'ai reemplacé par un 500 [Ohms**], sans aucun éfet au fonctiomement. Il y a un pont sur le circuit, qui peut se voir au patron proportioné, de la position des pièces. Vous pouvez utiliser un morceau de resistance, pour faire le pont du côté des composants, comme s'il sagisait d'un compossant aditionel. Voyez d'abord le lieu où vous placerez le potentiomètre de gain, après procedez à souder le potentiomètre d'ajuste, puis les resistances et les condenseurs, la base du intégré ( LF351) ,le régulateur, les transistors et finalmente collez le laser au circuit imprimé et soudez ses cables au circuit imprimé. Si vous avez arrivé déjà à cet point, vouz aurrez bessoin de connecter la sortie d'un mp3, map4, radio ou microphone à l'entré d'audio du émetteur. Pour pouvoir essayer le fonctionement, si vouz n'avez pas un oscilloscope, vouz dévrez construire le récepteur, ce qui se décrira sur un second article dans ce même site.

Construction Begin buying a keychain type laser pointer, this keychain are very cheap nowadays, since you have to cut the cover, to make this project. The pointer I had used had his switch out of order, the reason why it doesn't work as a pointer yet , because it was not posible to switch it on. To use it in this experiment we have to anulate the switch, because the pointer has to remains on, all the time. As normaly keychain pointers comes with three button batteries in side a little cylindric compartment backwards the switch; is necessary to take out the cover, remove the batteries and then to proceed cutting the cover with a little abrasive disc. In the laser I had used there were marked a little signs + and - over a very little printed circuit. I had proceed to apply energy (4.5 Volts) to this ends and the laser lights on at his maximum power, for that I decide to solder cables to this points, using color cables to identify it easily (red +, black -). I believe that to cut the cover of the laser without damaging the internal components, was far more the most complication of this project. For this you have to proceed open it, trying to not carry out courts very deep on the cover. Make the printed circuit now, I have marked a free rectangular area to locate the pointer and to glue it with my favorite glue (epoxiresine), by the opposed side. I have also used the size of my favorite box 4 x 2 [inches], make sure of making a hole on the box, the sufficiently big thing to locate the output of the laser beam. The circuit includes a source, with its rectifier bridge and a voltage regulator of 5 volts, You can omit this source, if it feeds him directly with an external source of 5 volts. The one megohm linear potentiometer that controls the gain should be located to a side and in the cover of the box. The only adjustment that it should be made, it is to regulate the 200 [Ohms] potentiometer precision adjustment, so that in the terminals of the laser 2.77[Volts] are measured . Voltage that should measure with a digital tester, to be able to adjust it in an acurrate way. This will allow to emit a ray to a half power, this should be made without any audio signal. This value corresponds to the half point of the linear zone of the laser, in order to be able to send the audio without distorting the signal sound. The 200 [Ohms] R7 resistor can be hard to find, you can use a 220 [Ohms] instead of or 2 of 100 [Ohms] in series.(* see the components list). The adjust potentiometer, was sold out in the market, when I built this device, the reason why I replace it by one of 500 [Ohms**], with none effect in the final operation. There is a bridge in the circuit, which you can see in the circuit distribution pattern, provided of the position of the components in the board. You can use a bit of resistor to made this bridge, as it was an additional component. Locate the place first where you will place the gain potentiometer, then proceed to weld the adjustment potentiometer, then the resistances and capacitors, the integrated base (LF351) , the 7805 the regulator, transistors and finally hit the laser and solder their cables to the printed circuit. If you has already arrived to this point, you'll need to connect the output of a mp3, mp4 , radio or microphone to the audio input of the transmitter. To be able to prove the operation, unless you has an oscilloscope, you will have to build the receiver, the one that will be described in a second article inside this same site.

Lista de Componentes - Liste de Composants - Component List

Cuantas Quantité How many	ID	Descripción - Description	Imagen - Image - Picture
1	U1	circuíto Integrado LF 351 Circuit Integré LF351 LF351 Integrated Circuit
1		Base de circuíto Integrado de 8 patas Base de Circuit Integré de 8 broches 8 pins Integrated Circuit Base
2	Q1, Q2	Transistor NPN Transistor NPN NPN Transistor 2N3904 (or 2N2222)
2	R1, R6	Resistencia de carbón Resistance de charbon Carbon Resistor 1 [Kilohm] 1/4 w 5%
1	R2	Resistencia de carbón Resistance de charbon Carbon Resistor 10K [ohms] 1/4 w 5%
1	R3	Resistencia de carbón Resistance de charbon Carbon Resistor 100K [ohms] 1/4 w 5%
1	P1	Potenciómetro Lineal Potenciomètre Liniaire Linear Potentiometer 1 [Megohm]
1	P2	Potenciómetro de Ajuste de 20 Vueltas Potentiomètre d'ajuste de 20 tours Adjust Potentiometer 200 [ohms] 20 turns 64Y-200-K (** See text)
1	R7	Resistencia de carbón (* vea el texto) Resistance de charbon (* voyez le texte) Carbon Resistor 200 [ohms] 1/4 w 5% (*see text)
1	R8	Resistencia de carbón Resistance de charbon Carbon Resistor 47 [ohms] 1/4 w 5%
2	C1,C2	Condensador Electrolítico Condenseur Electrolitique Electrolitic Capacitor 1 [uFd] / 25 [V]
1	C3	Condensador Poliester Condenseur Poliester Poliester Capacitor 1 [nFd] / 50 [V]
2	C4	Condensador Electrolítico Condenseur Electrolitique Electrolitic Capacitor 1000 [uFd] / 25 [V]
2	C5	Condensador Electrolítico Condenseur Electrolitique Electrolitic Capacitor 100 [uFd] / 25 [V]
2	C6	Condensador Poliester Condenseur Poliester Poliester Capacitor 100 [nFd] / 25 [V]
1	D1	Puntero Laser (ver texto) Pointier Laser (voir texte) 3.6 Volts Laser Pointer (see text)
4	D2,D3,D4,D5	Diodos de Silicio Diodes de Silice 1N4007 Silicon Diodes
1	U2	Regulador de Voltaje Regulateur de Voltage LM 7805 Voltage Regulator
1	Tr1	Transformador de calculadora tipo pared transformateur de calculatrice de type paroire 9 [V] Calculator Wall transformer type
1		Perilla para potenciómetro Capouchon pour potentiomètre Potentiometer Knob
		Cables para conexiones Cables pour conections Conections Cables
1		Pertinax Impreso Virgen 1 cara 5 x 10[cms] Pertinax Vierge 1 face 5 x 10 [cms] Virgin Pertinax 1 face 2 x 4 [inches]
1		Caja Plástica 5 x 10 x 2,5[cms] Boite en plastique 5 x 10 x 2,5 [cms] Plastic Box BX-2 type 2 x 4 x 1[inches]
1		Pegamento de Resina Epóxica Colle d'époxiresine Epoxiresine Glue
1		Enchufes para alimentación externa Branche pour alimentation externe Terminal to external feed
1	J1	Enchufe audifono 2.5 mm Branche Audiphone 2.5 mm Earphone Jack 2.5 mm