Передача азбуки Морзе лазерным модулем — двухсторонний проект на Arduino

Компоненты и материалы

Arduino UNO	2 шт.
Макетная плата (breadboard)	2 шт.
Лазерный передатчик (Autodesk LASER TRANSMITTER)	1 шт.
Фоторезистор (LDR)	1 шт.
Перемычки (набор)	1 шт.

Приложения и сервисы

• Arduino IDE

О проекте

Азбука Морзе

Азбука Морзе — это кодирование буквенно-цифровых символов (букв и цифр) в последовательности точек и тире. У каждого символа уникальная комбинация. Используется для передачи секретных или закодированных данных. В этом проекте реализованы передатчик и приёмник Морзе. Уникальность — в максимально простом алгоритме приёмника.

Шаг 1: Передатчик

Передатчик отправляет введённые данные через лазер.

Необходимое оборудование

• Arduino Uno
• Лазерный передатчик
• Макетная плата
• Перемычки

Подключение

Плюс лазера — к 13-му цифровому пину Arduino (как в коде). GND лазера — к GND Arduino.

Алгоритм программы

1. Данные для передачи хранятся в массиве char.
2. Определяется пин лазера.
3. Задаётся скорость Морзе (длительность точки).
4. Определяются длительности точки, тире, пауз между элементами, символами и словами.
5. Каждый введённый символ проверяется через switch-case и преобразуется в последовательность HIGH/LOW на пине лазера.

Шаг 2: Приёмник

Закодированные данные, переданные лазером, принимаются, обрабатываются и выводятся в Serial Monitor.

Необходимое оборудование

• Arduino Uno
• Фоторезистор (LDR)
• Резистор 10 кОм
• Макетная плата
• Перемычки

Подключение

Один конец LDR — к 5 В Arduino. Второй конец LDR — к резистору 10 кОм и к аналоговому входу A0. Второй конец резистора — к GND Arduino.

Алгоритм приёмника (самый простой из существующих)

1. Без лазера на LDR значение < 1000. Если даже при свете лазера значение не превышает 1000 — нужно прикрыть LDR от постороннего света (я использовал купол из чёрной бумаги).
2. Когда лазер попадает на LDR, значение > 1000 — входим в цикл измерения.
3. Квантуем значения: > 1000 → '1', иначе → '0'.
4. В цикле считаем количество '1' (переменная a) и '0' (переменная f) за фиксированное число отсчётов (13 итераций с задержкой 200 мс).
5. Сравниваем полученные пары a и f с эталонами для каждого символа. Совпадение — выводим символ.

Ограничения

Приведённый код распознаёт только ограниченный набор символов. Его можно расширить, добавив больше комбинаций a/f. Главная цель — продемонстрировать алгоритм и принцип работы.

Код

КОД-1: Управление лазерным излучателем (передатчик)

int led13 = 13; 
int dotLen = 200; 
int dashLen = dotLen * 3; 
int elemPause = dotLen; 
int Spaces = dotLen * 3; 
int wordPause = dotLen * 7; 
char stringToMorseCode[] = "HELLO WORLD"; // пример сообщения

void setup() { 
  pinMode(led13, OUTPUT); 
} 

void loop() { 
  for (int i = 0; i < sizeof(stringToMorseCode) - 1; i++) { 
    char tmpChar = stringToMorseCode[i]; 
    tmpChar = toLowerCase(tmpChar); 
    GetChar(tmpChar); 
  } 
  LightsOff(8000); 
} 

void MorseDot() { 
  digitalWrite(led13, HIGH); 
  delay(dotLen); 
} 

void MorseDash() { 
  digitalWrite(led13, HIGH); 
  delay(dashLen); 
} 

void LightsOff(int delayTime) { 
  digitalWrite(led13, LOW); 
  delay(delayTime); 
} 

void GetChar(char tmpChar) { 
  switch (tmpChar) { 
    case 'a': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'b': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'c': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'd': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'e': MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'f': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'g': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'h': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'i': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'j': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'k': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'l': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'm': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'n': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'o': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'p': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'q': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'r': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 's': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 't': MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'u': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'v': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'w': MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'x': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'y': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); break; 
    case 'z': MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDash(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); MorseDot(); LightsOff(elemPause); break; 
    default: LightsOff(Spaces); 
  } 
}

КОД-2: Приёмник (LDR)

int sensorPin = 0; 
int sensorValue = 0; 
int a, f; 

void setup() { 
  Serial.begin(9600); 
} 

void loop() { 
  sensorValue = analogRead(sensorPin); 
  if(sensorValue > 1000) { 
    for(int i=0; i<=13; i++) { 
      sensorValue = analogRead(sensorPin); 
      if(sensorValue > 1000) { 
        a++; 
        delay(200); 
      } else { 
        f++; 
        delay(200); 
      } 
    } 
  } 
  if(a==4 && f==10) { Serial.print("a"); } 
  if(a==6 && f==8) { Serial.print("b"); } 
  if(a==8 && f==6) { Serial.print("c"); } 
  if(a==1 && f==13) { Serial.print("e"); } 
  if(a==2 && f==12) { Serial.print("i"); } 
  if(a==10 && f==4) { Serial.print("j"); } 
  if(a==7 && f==7) { Serial.print("g"); } 
  if(a==9 && f==5) { Serial.print("o"); } 
  if(a==3 && f==11) { Serial.print("s"); } 
  f = a = 0; 
  delay(200); 
}

Пользовательские детали и корпуса

Схемы