EO_480

61 - ELETTRONICA OGGI 480 - SETTEMBRE 2019 COMM VISIBLE LIGHT COMMUNICATION Il flusso luminoso trasmesso dai LED viene captato dal fotodiodo D1 BPW21 all’ingresso della sezione rice- vente. Il fotodiodo BPW21 è un prodotto della Osram per applicazioni nel range di lunghezze d’onda da 350 nm a 820 nm; è il componente fondamentale del ricevi- tore in quanto la garanzia del corretto funzionamento del sistema di comunicazione viene demandata alle sue caratteristiche di sensibilità spettrale, alla super- ficie sensibile e al range angolare di captazione del flusso luminoso ricevuto. Le principali caratteristiche del fotodiodo BPW21 sono: – sensibilità spettrale: 10 nA/lx – area radiante sensibile: 7,45 mm 2 – lunghezza d’onda alla massima sensibilità: 550 nm – angolo di captazione del flusso lumi- noso: +/-55° – corrente di buio: 2 nA – responsività: 0,34 A/W La figura 6 mostra il grafico della sen- sibilità spettrale relativa del fotodio- do BPW21 in funzione della lunghezza d’onda del flusso luminoso incidente. È possibile rilevare dal grafico che il 100% di sensibilità si ottiene alla lun- ghezza d’onda di circa 550 nm, men- tre alla lunghezza d’onda di 450 nm, corrispondente alla lunghezza d’onda del flusso luminoso dei LED, la sensi- bilità è dell’85%, comunque un valore più che sufficiente per consentire una buona ricezione del flusso luminoso di luce visibile incidente. La linea tratteg- giata rappresenta la sensibilità dell’oc- chio umano in funzione della lunghezza d’onda. Nella figura 7 viene riportato il grafico della direttività, ossia, della sensibilità del fotodiodo in funzione dell’angolo di captazione. Si può rilevare che il fotodiodo è in grado di ricevere il flusso luminoso in- cidente in uno spazio compreso nell’arco descritto da un angolo di ± 55° con una sensibilità del 50% rispetto al valore massimo. La corrente elettrica (foto-corrente) generata dal fo- todiodo investito dalla potenza ottica incidente del flusso luminoso ricevuto, viene convertita in tensio- ne dall’amplificatore operazionale a basso rumore LMV797 (sezione U2:B) in configurazione di ampli- ficatore a transimpedenza. Questa tensione viene successivamente amplificata dalla sezione U2:A dell’operazionale e applicata all’ingresso del filtro/ demodulatore AM costituito dalle 4 sezioni dell’ampli- ficatore operazionale LM324 U1. Il segnale di uscita demodulato viene amplificato dal circuito integrato amplificatore audio LM386 U4 e posto in uscita al con- nettore CN1 per l’ascolto in cuffia o mediante altopar- lante esterno. Dato il basso assorbimento del circuito, è possibile alimentare il ricevitore con una batteria 4 x 1,5 V o da 9 V, oppure con un alimentatore esterno da 6 V a 12 V. Realizzazione e test del progetto I circuiti del trasmettitore e del ricevitore possono es- sere facilmente realizzati su piastre breadboard pron- totipiche oppure su circuito stampato che, in tal caso, occorrerà progettare e stampare. In questa fase occor- re prevedere di disporre i 3 LED bianchi del trasmet- titore affiancati e rivolti verso l’esterno della scheda; anche il fotodiodo del ricevitore deve essere disposto con la superficie ricevente verso l’esterno della sche- Fig. 7 - Sensibilità relativa del fotodiodo BPW21 in funzione dell’angolo di captazione (Fonte: datasheet Osram) Fig. 6 - Grafico della sensibilità spettrale relativa del fotodio- do BPW21 in funzio- ne della lunghezza d’onda (Fonte: datasheet Osram)