Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Laser/POV Ethernet Übertragung durch Glas


von Splice255 (Gast)


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Hallo,

Ich hatte da eine Idee und wollte mal nach meinungen der machbarkeit 
fragen.

Grundkonzept ist, einen Raspberry Pi o.ä. luftdicht in ein mit öl 
gefülltest Glasbehälltnis zu verbauen.

Stromversorgung erfolgt per Induktion.

Nur wie komuniziehren?
Da die Stromversorgung gewalltige interferenzen erzeugen wird, würde ich 
gerne per laser durchs Glas komunizieren.

Gedacht hatte ich dabei an einen POF Ethernet Link, nur halt ohne 
Faser....

Siehe Bild.

1. Glashülle
2.Innenliegende Induktionsspule
3.Außenliegende Induktionspule
4.5. POV TxRx 650nm -2dBm Ausgangsleistung
6.Ölfüllung
7.Raspberry Pi o.ä.
8. Ethernet Port

Was haltet ihr davon? Machbar wenn auch sinnlos?

von Daniel A. (daniel-a)


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Ich blicke noch nicht ganz durch, was du mit der Ölfüllung erreichen 
willst. Das mit der Induktion sollte kein Problem darstellen, aber das 
mit dem POF Ethernet Link wird so vermutlich nicht funktionieren, wegen 
der Umgebungshelligkeit, etc. In ein paar Jahren gibt's LiFi, damit 
könnte es gehen. Was Induktion angeht, die ist bei Leitungen die dem 
Magnetfeld folgen relativ gering, besonders mit einer Schirmung. Wenn 
man das ganze Kontaktlos machen will, wird vermutlich ziemlich 
aufwändig, aber wenn man keine allzu hohen Ansprüche an die 
Übertragungsgeschwindigkeit hat, sollte etwas ähnliches machbar sein. 
Man könnte natürlich auch transparente Leiter mit zum Öl identischem 
Brechungsindex verwenden, damit man diese nicht sieht, aber die sind 
nicht einfach zu finden.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Definitiv machbar, allerdings würde ich noch die induktive 
Stromversorgung gegen eine mit Laser und Raumfahrt-Solarzellen umbauen. 
Dann könntest du das Kommunikationssignal in die Spannungsversorgung 
vollkommen trägheitsfrei einkoppeln und niemand kann deinen Minicomputer 
(elektromagnetisch) belauschen.

von Falk B. (falk)


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@Splice255 (Gast)

>Grundkonzept ist, einen Raspberry Pi o.ä. luftdicht in ein mit öl
>gefülltest Glasbehälltnis zu verbauen.

Ein Glas für Ölsardinen?

>Stromversorgung erfolgt per Induktion.

Ok.

>Nur wie komuniziehren?

Auch induktiv.

>Da die Stromversorgung gewalltige interferenzen erzeugen wird,

Wieso? Stören die Millionen Trafos dieser Welt auch gewaltig?

> würde ich
>gerne per laser durchs Glas komunizieren.

Kann man machen. POF nutzt aber eine LED, keinen Laser.

>Gedacht hatte ich dabei an einen POF Ethernet Link, nur halt ohne
>Faser....

>Was haltet ihr davon? Machbar

Ja.

> wenn auch sinnlos?

Ja. ;-)

von Splice255 (Gast)


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Daniel A. schrieb:
> Ich blicke noch nicht ganz durch, was du mit der Ölfüllung erreichen
> willst.

Eine gleichmäßige verteilung der Abwärme der komponenten auf die 
Außenhülle.
Zudem....soll eine RGB LED den Innenraum abhänig von der Temperatur des 
Öls beleuchten.

Boris O. schrieb:
> Definitiv machbar, allerdings würde ich noch die induktive
> Stromversorgung gegen eine mit Laser und Raumfahrt-Solarzellen umbauen.
> Dann könntest du das Kommunikationssignal in die Spannungsversorgung
> vollkommen trägheitsfrei einkoppeln und niemand kann deinen Minicomputer
> (elektromagnetisch) belauschen.

Geniale Idee :D
Ich bin auch kein fan der Induktion, und eine Stromversorgung via Laser 
ins innere der Kugel währe eine coole Idee, jedoch müsste ich mindestens 
5W an leistung in die Kugel "lasern"...was sellbst mit der Besten 
Raumfahrt Solarzelle noch sehr viel verlustwärme erzeugt innerhalb der 
kugel :/

von H-G S. (haenschen)


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Soweit ich weiss haben die Fernseher ein IR-filterndes Plastik vor ihrer 
IR-Empfangsdiode, vielleicht kannst du mit Infrarot was machen.

Das wird vielleicht nicht so gestört wie sichtbares Licht.

von Splice255 (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Wieso? Stören die Millionen Trafos dieser Welt auch gewaltig?

Es halndet sich aber Leider nicht um einen Trafo....sonder wenn dann um 
eine Ladestation nach Qi standart welche welchselspannung mit sehr hoher 
Frequenz nutzt und durchaus in der lage ist nahe liegende bauelemente 
ggf zu beeinflussen.

Falk B. schrieb:
>>Nur wie komuniziehren?
>
> Auch induktiv.

Komunikation über Funk würde ich gerne vermeiden um ein Mitloggen zu 
verhindern.

von Splice255 (Gast)


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H-G S. schrieb:
> Soweit ich weiss haben die Fernseher ein IR-filterndes Plastik vor ihrer
> IR-Empfangsdiode, vielleicht kannst du mit Infrarot was machen.

Ich hatte erst geplant für die Komunikation SFP oder XFP Module zu 
verwenden (1550nm) welche IR währen....aber dann dachte ich mir ai...so 
ein 650nm Strahl durch Öl sieht geiler aus von ausßen^^

von Falk B. (falk)


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@ Splice255 (Gast)

>eine Ladestation nach Qi standart welche welchselspannung mit sehr hoher
>Frequenz

125kHz.

>nutzt und durchaus in der lage ist nahe liegende bauelemente
>ggf zu beeinflussen.

Wirklich? Die Handyhersteller schaffen es sogar, die Dinger in die 
heutigen Smartphoneflundern einzubauen, ohne daß es Fehlfunktionen gibt. 
Das Zauberwort heißt Abschirmung.

>> Auch induktiv.

>Komunikation über Funk würde ich gerne vermeiden um ein Mitloggen zu
>verhindern.

Wer sprach von Funk? Induktiv. Außerdem sind die Infos deiner Ölkugel 
wohl kaum eine Staatsgeheimnis ;-)

von Ich (Gast)


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Einfach WLAN nehmen? Muss ja nicht weit reichen, und im Smartphone 
geht's ja auch. Das dann natürlich verschlüsselt, notfalls noch ein 
zusätzlich verschlüsseltes Protokoll drüber, dann sollte Abhören auch 
keine Bedrohung mehr darstellen.

von H-G S. (haenschen)


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Du könntest das Licht als Frequenz (zB. Sinus) senden und empfangen, 
dann wird es vielleicht nicht so leicht gestört.

Es bräuchte dann (steile ?) Filter die genau auf die eine Frequenz 
ansprechen.

von Hosenmatz (Gast)


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Liest sich an wie PC-Kühlers (öl-)feuchter Traum.
Und wie üblich: Nur Visionen - aber keine Ahnung.

von Falk B. (falk)


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@Hosenmatz (Gast)

>Und wie üblich: Nur Visionen - aber keine Ahnung.

Ähnlichkeiten mit lebenden, prominenten Personen sind rein zufällig  . . 
.

von Man, man, man ... (Gast)


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Splice255 schrieb:
> ... Glasbehälltnis ... komuniziehren ... laser

Splice255 schrieb:
> ... verteilung ... komponenten ... fan ... währe

Splice255 schrieb:
> ... standart ...

Splice255 schrieb:
> ... ausßen ...

von Splice255 (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Wirklich? Die Handyhersteller schaffen es sogar, die Dinger in die
> heutigen Smartphoneflundern einzubauen, ohne daß es Fehlfunktionen gibt.
> Das Zauberwort heißt Abschirmung.

Ja. Sie bekommen es hin....wie gut ist eine andere frage....

Falk B. schrieb:
> Wer sprach von Funk? Induktiv. Außerdem sind die Infos deiner Ölkugel
> wohl kaum eine Staatsgeheimnis ;-)

Soweit ich weiß....ist funk=induktion der funkwelle in der Antenne

Klar weide ich darin nicht die privat emails von obama speichern....aber 
ich würde gerne ein möglich sicheres konzept erstellen.

Ich schrieb:
> Einfach WLAN nehmen?

War meine erste überlegung....jedoch ließe sich dieses aus dem Nebenraum 
immer noch jammen....

H-G S. schrieb:
> Du könntest das Licht als Frequenz (zB. Sinus) senden und empfangen,
> dann wird es vielleicht nicht so leicht gestört.

Dies würde einen selbstbau TxRx erfordern was meine fähigkeiten leider 
übersteigt da die datenrate für einen 1080p VNC reichen soll.

von User8472 (Gast)


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Splice255 schrieb:
> Eine gleichmäßige verteilung der Abwärme der komponenten auf die
> Außenhülle.

Welche Abwärme? Ich habe hier mehrere RPI2 übertaktet im 24/7 
Dauerbetrieb und die werden ohne irgendwelche Kühlkörper kaum handwarm. 
Wozu also der Aufwand?

von Splice255 (Gast)


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User8472 schrieb:
> Wozu also der Aufwand?

Machbarkeitsstudie größe 1:10

von Falk B. (falk)


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@Splice255 (Gast)

>Soweit ich weiß....ist funk=induktion der funkwelle in der Antenne

Falsch.

>Dies würde einen selbstbau TxRx erfordern was meine fähigkeiten leider
>übersteigt da die datenrate für einen 1080p VNC reichen soll.

;-)

von Splice255 (Gast)


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Falk B. schrieb:
>>Soweit ich weiß....ist funk=induktion der funkwelle in der Antenne
>
> Falsch.

Wenn ein Freiraumwelle auf eine Antenne trifft, wird ein Teil ihrer 
Energie in Ladung umgewandelt welche sich an der Antenne abreifen laest.
Wo bitte ist dieser Vorgang keine Induktion?

von Daniel A. (daniel-a)


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Splice255 schrieb:
> :
>>>Soweit ich weiß....ist funk=induktion der funkwelle in der Antenne
>>
>> Falsch.
>
> Wenn ein Freiraumwelle auf eine Antenne trifft, wird ein Teil ihrer
> Energie in Ladung umgewandelt welche sich an der Antenne abreifen laest.
> Wo bitte ist dieser Vorgang keine Induktion

Eine Funkwelle hat ein Elektrisches und ein Magnetisches feld. Bei 
Induktion nutzt man das Magnetische feld aus, bei Antennen das 
Elektrische. Eine Antenne nutzt meist überwiegend eine Kapazitive 
einkopplung. Eine Spule meist überwiegend eine Induktive. Oder so 
ähnlich.

von Splice255 (Gast)


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Daniel A. schrieb:
> Eine Antenne nutzt meist überwiegend eine Kapazitive einkopplung.

"Die kapazitive Kopplung ist frequenzabhängig und nimmt mit zunehmender 
Frequenz zu. Da die elektrische Kapazität zwischen Leitern mit 
steigender Entfernung abnimmt, ist die kapazitive Kopplung sehr stark 
abstandsabhängig und daher nur bei kleinen Abständen nutzbar."
-Wiki

Also ich wuste nicht das all unsere Antennen nur auf kleinen Abständen 
nutzbar sind....


Zum Thema Energieversorgung per laser, ich hab ein wenig gerechnet und 
bin zum Schluss gekommen das diese Option für meine zwecke und mittel 
leider ungeeignet ist :/

Habe mir jetzt erstmal zwei POF ethernrt adapter gekauft und überprüfe 
wie ich mit ihnen durch 4mm glas komme.

von Splicè255 (Gast)


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So Paket ist angekommen, ich habs ausprobiert und bin recht zufrieden, 
ich komme ohne abgiss des Datenschtroms mit dem POF durch den Glasboden 
eines Einwegglases :)

Bilder folgen

von Frank B. (frank501)


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Splicè255 schrieb:
> mit dem POF durch den Glasboden
> eines Einwegglases :)

Egal ob das ein Einweckglas ist oder ein anderes, ich kann mir kaum 
vorstellen, das die Übertragung im Vollduplexmodus funktioniert.
Denn die Reflektionen des gesendeten Signals werden wohl in beide 
Empfänger einstreuen.
Und das Öl macht die Reflektionen nicht besser, eher schlimmer.

Ich vermute mal, mit zwei unterschiedlichen Wellenlängen (Farben) kann 
das gehen.

Frank

von Splicè255 (Gast)


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Frank B. schrieb:
> Denn die Reflektionen des gesendeten Signals werden wohl in beide
> Empfänger einstreuen.

Ich lasse einige cm Faser an beiden RxTx und führe sie räumlich mehrere 
cm voneinander entfert durchs Glas.

Frank B. schrieb:
> Und das Öl macht die Reflektionen nicht besser, eher schlimmer.

Auf der Innenseite des Glases wird die Faser mit Eproxy o.ä. an die 
Glassinnenwand geklebt, ich hoffe darduch weitere Dämpfgung durch Öl 
verhindern zu können.

von Daniel A. (daniel-a)


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Und was ist mit dem Umgebungslicht? Funktioniert es noch, wenn man es 
drausen in die Sonne stellt?

von Splicè255 (Gast)


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Daniel A. schrieb:
> Und was ist mit dem Umgebungslicht? Funktioniert es noch, wenn man es
> drausen in die Sonne stellt?

DAS. Werde ich wohl noch herrausfinden müssen. 660nm sind leider im 
Spektrum des Sonnenlichtes genug enthalten.
Das Sonnenlich würde zumindest den Signal-Rausch-Abstand deutlich 
verkleinern mit der eventuellen folge eines LOF (Los of Frame).

von Splice255 (Gast)



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Hier nun die versprochenen Fotos.
Ich hab mir erstmal nen Magnet Connector gedruckt und die Fasern 
eingeklebt.

Mit diesem Setup kann ich einen 3mm Luftspalt überbrücken....oder durch 
2 lagen Plastikfolie komme.

Wie gut es durch Glas funktioniert konnte ich leider noch nicht testen, 
da ich keine flachgenugen Glasscheiben hatte....aber das kommt noch.

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