科学玩具激光通讯器

一个简单的激光通讯器

你想如何通过激光束交谈？在大约15分钟内，您可以使用廉价的激光笔指针和一些额外的部件建立自己的激光通信系统。

对于发射器，您将需要：

激光笔指针。

一个电池座，可容纳与激光指示器相同数量的电池（通常为3个电池）。电池可以是任何尺寸，但它们必须与激光电池的电压相同。您可能需要一个可以容纳两个电池，另一个可以容纳一个电池，然后将它们串联在一起。

晶体管收音机。稍后我们将使用麦克风和放大器，但首先我们将通过激光束发送您最喜欢的广播电台。

适合您的晶体管收音机的耳机插孔。

一种称为音频输出变压器的变压器。它由一个8欧姆线圈和一个欧姆线圈组成。我们现在将它们放在我们的目录中。

一些夹子引线（末端带有鳄鱼夹的电线）将它们放在一起。至少一个夹子引线应该是带有细长点的类型，以连接到激光指示器的内部。如果你愿意，你可以用普通的电线和焊料代替，但夹子引线既快速又简单。

一个双引线双色发光二极管，用于保护激光器免受高压尖峰的影响。

对于接收器，您将需要：

小型太阳能电池。如果它没有连接电线，您可能必须将自己的电线焊接到它。

适合立体声唱机输入的麦克风插孔。

可能很难找到可容纳三个电池的电池座。您可以使用两个电池座（一个可以容纳两节电池，一个可以容纳一个电池）并将它们串联起来。

从激光器中取出所有电池。

将夹子引线连接到激光笔内部接触电池的位置。通常有一个小弹簧，您可以将夹子引线连接到该弹簧上。电池的另一端通常连接到激光器的外壳。由于有许多不同样式的激光笔，您可能需要尝试放置夹子引线以使激光与新的外部电池组一起工作。您可能还必须通过在其周围缠绕橡皮筋或一些电线来按住激光器的按钮开关。在连接变压器之前测试连接，以确保激光与新电池组一起工作。如果它不亮，请尝试反转电池。电池反接不会损坏激光器。

在电池和激光器之间连接变压器的1,欧姆侧。变压器的1,欧姆侧有三根电线引出。我们只使用外面的两根电线。内部电线称为中心抽头，我们在此电路中不使用它。

将双色发光二极管连接到变压器欧姆侧的两根外线。我们使用这部分（双色LED）作为保护装置，以防止激光器从变压器中获得高电压尖峰。我们不需要用内置保护电路的老式激光器来做这个，但是最近有很多激光器没有保护，需要双色LED来吸收变压器的任何额外高压连接或断开时可能会产生。如果您在连接电池时看到LED闪烁，您将看到它吸收了可能会损坏激光器的高压尖峰。

通过连接电池来测试激光。此时激光器应正常工作。

将耳机插孔连接到变压器的8欧姆侧。发射器原理图如下所示：

变压器调制进入激光器的功率。来自收音机的信号被添加到电池电量中或从电池电量中减去，随着信号中音乐或语音的音量，激光变得更亮和更暗。

接收器是最简单的部分。您只需将太阳能电池连接到麦克风插孔，然后将其插入放大器或立体声唱机输入。电线以哪种方式连接到太阳能电池并不重要。

这是接收器的示意图：

设置和测试

确保晶体管收音机已关闭，并且激光已打开。将激光器的耳机插孔插入收音机的耳机插孔。

将太阳能电池连接到放大器或立体声音响，调高音量直到听到嘶嘶声，然后稍微调低音量直到听不到嘶嘶声。音量控制应该相当高，如果它正在播放音乐，则对应于耳朵分裂的水平。

将激光对准房间，使其击中太阳能电池。当激光束穿过太阳能电池时，您可能会听到立体声音响或放大器发出的咔嗒声或爆裂声。这表明此时一切正常。

现在小心地打开收音机并慢慢调节音量，直到听到广播电台的声音或音乐从房间的扩音器中传出。如果拔出耳机插孔，收音机应该只是听得见，而不是响亮。如果你听不到房间对面的放大器发出的声音，请确保激光照射在太阳能电池上，然后在增加收音机音量之前尝试增加放大器的音量。

此时，您应该可以听到房间对面的扩音器中响亮而清晰的广播电台。将手放在激光束前断开光束，并注意音乐停止。在光束中摆动手指，聆听被手指切碎的音乐。您的激光通信器已准备好进行下一步。

要通过激光束发送您的声音，您只需用麦克风和放大器替换晶体管收音机。您也可以使用其他立体声系统，但要非常小心音量控制以防止损坏激光器。

使用拆卸的激光笔。

对于这个项目，我们已经从一个10.00美元的小型激光指示器中移除了激光组件。电源电路是连接在黄铜激光头上的绿板。类似的激光笔，可以很容易地为这个项目拆卸。

下面的激光器在电路板上有电压尖峰保护。你得到的可能没有这个，所以你会想要像我们在以前的版本中那样在变压器上放置一个双色LED。

电源电路方便地在板上的两个孔旁边标有加号和减号。我们将电池夹上的黑色负极引线焊接到标有负号的孔上。我们将一根欧姆的线圈引线焊接到标有加号的孔上。我们将电池夹的红色正极引线焊接到欧姆线圈的另一根引线上。

电池夹连接到4.5伏电池组（不是9伏电池！）。由于我没有带3节电池的电池组，因此我使用了带4节AA电池的电池组，并用一根直的裸线替换了四个电池中的一个。

就是这样！我们有一个激光发射器，只需几分钟！

一个新的接收器

太阳能电池接收器有一些缺点。它很贵（太阳能电池每块几美元），而且很脆弱。

一种更便宜、更坚固的替代方案是使用硫化镉光敏电阻代替硅光电池。

硫化镉光敏电阻如下图所示（放大了很多倍）。它不像太阳能电池那样从光中发电。相反，落在它上面的光会改变它的电阻。

如果我们将电池和光敏电阻连接在一起，它们可以像太阳能电池一样工作。随着光强度的变化，输出的电量也会随之变化

新的接收器非常简单，看起来像这样：

超级简单的接收器

使用超灵敏的压电耳机（参见我们的目录），您可以制作不需要任何昂贵放大器或电源的激光语音接收器。只需将它连接到一个小型太阳能电池上，如下图所示：

同样在我们的目录中，我们有微型硅太阳能电池，您可以用简单的透明胶带将其连接到压电耳机上，而不是焊接（这在硅太阳能电池上可能很难做到）。

如果太阳能电池太贵或太脆弱，也可以使用硫化镉光敏电阻。耳机线连接在光敏电阻上，电池也连接在同一根线上。电池、耳机和光敏电阻是并联的。一个欧姆的电阻与电池串联，以降低功耗，并防止光敏电阻发热。

这些耳机方法中的任何一种都具有使通信私密的良好特性。只有你能听到秘密激光链路传来的声音。

它是如何做到的？

在本页的所有激光通信器中，激光都是经过调幅的。这仅仅意味着激光发射的光量随时间而变化。

要了解发生了什么，它有助于考虑扬声器如何发出声音。扬声器是连接在线圈上的纸盆，线圈位于强永磁体的磁场中。

当电流在扬声器线圈中流动时，线圈就变成了一个电磁铁，它会朝着或远离永磁体移动。当它移动时，纸锥会推动它周围的空气，压缩它前面的空气，并膨胀它后面的空气。压缩和膨胀的空气波传播到您的耳朵，并使您的耳膜随着纸锥的运动而及时移动。

激光通信器为扬声器概念增加了两个组件。我们将发送到扬声器的电信号连接到激光器，因此激光器会随着电流的变化而变得更亮和更暗。第二个组件是接收器，它将光转换回电流。该电流随第一电流随时间变化，因为它接收的光量随时间变化。

就像以前一样，第二个电流用于移动扬声器的纸盆。但是，现在扬声器可以远离原始电流，而无需任何电线连接两者。

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