teaching optical communications concepts in embedded … · communication between two...

32
Teaching Optical Teaching Optical Communications Concepts Communications Concepts in Embedded Systems in Embedded Systems Courses Courses

Upload: others

Post on 15-Jul-2020

11 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Teaching Optical Teaching Optical Communications Concepts Communications Concepts

in Embedded Systems in Embedded Systems Courses Courses

�������

����� ���

Page 2: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Topics to be covered..Topics to be covered..

nn ����������������������������������������������������

nn ������������������������������ ��������������������������������� ���

nn ����������������������������������������������������������

nn �� ��!��������������������� ��!�������������������

����������������������������

Page 3: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

PART 1PART 1

��������������������������������������������������

Page 4: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Aim of the paperAim of the paper

nn ��"��������������������������������"���������������������������������������������� �������#������������������������������� �������#�����������������������������������$$

nn %%"�������������� �����������"�������������� �������������&����������������'���������������� ��������&����������������'���������������� ��������������������������������������������������������������$$

nn %%"�������������� �������#����������"�������������� �������#���������������� ��������������������������������������������� �������������������������������������������'���������������������������������'�����������������������������$$

Page 5: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Why????Why????

nn ���������������������������������������������������������������������'�������������'����������

nn (�����������������������'����(�����������������������'������ �������#�������������������� �������#����������������������������������������������

nn ��#���'���������)��������� ��#���'���������)�����������)�����������)���� �����������'�������)�����������)���� �����������'��������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������� �������#���������������#��������������

Page 6: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Teaching optical engineering Teaching optical engineering concepts to embedded system concepts to embedded system

engineersengineers…………

nn ��)��)��� ��������������� ����������)��)��� ��������������� ��������

'�������������������� ��*���������'�������������������� ��*���������

����������������������)��������������������������)����

nn ���������� ������������������������ ��������������

����������������������������

Page 7: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Lab Exercises used Lab Exercises used ……..

nn ���������������������� ��'�����'������������������������ ��'�����'��

���������������� ������������������������������������ ��������������������

� ��*������������������������������ ��*�����������������������������

�����)��������)���

nn ������������������������ ��'���������������������������� ��'����

�'��+���������������,�������������'��+���������������,������������

������������������������������)���������������������������������)���

Page 8: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

PART 2PART 2

��������������������������������������������������������

�� ���� ��

Page 9: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

What is Optical Fiber ?What is Optical Fiber ?

nn ���������� ������������*����������������������� ������������*�������������

���������������������-����������������������������������-�������������

�����������������������������#������������������������������������#�������

����������� #�������������������������������� #���������������������

������������#��������������������#��������

Page 10: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

How does it work ?How does it work ?"���������������� ��"���������������� ��..�������� ������)������������ ������)����

����������������� #����������#� ������������������������� #����������#� ��������

������������������������������..������'����*�������'����*�//////////������������

������������������������������������

"��������������������������'���������"��������������������������'���������

����� ��� �����������������������)������!������ ��� �����������������������)������!�

�����������������������#�����������������'������������������������#�����������������'�

��������)������!���������������#���������������)������!���������������#�������

Page 11: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Optical fiberOptical fiber……. Inside it.. Inside it.

Page 12: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Optical communication systemOptical communication system

nn "�����������"��������������)��������������������������������������������)�����������������������������������������

nn ���������� ������������� ������������������������������)�������������������������������������������)����������������

nn ������������������������������������������+�#� ����&��������� ���������������������������������+�#� ����&��������� ���������������������������������

��������������������

nn �������������)����������������)������)������������������� ����������������������������)������������������� �������������������������

Page 13: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Typical Optical communication Typical Optical communication system.system.

�0"����"1��+�""21

�0"����12�2� 21

�0"�����,21

2�����������������

2����������������3"

��4�"�������

Page 14: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Advantages of using optical fiberAdvantages of using optical fiber

nn ������!�����)���������!�����)���

nn �����)������5�������������)������5��������������������'����6�������������'����6�

nn ��������������#���������������#�

nn ������������������������������������������������

nn �������������������������������� ��'�����'���������� ��'�����'����������

nn ��'���'�����'���'���

nn �����'�����������'������

nn ��!� �����!� ���

Page 15: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

PART 3PART 3

��������������������������������������������������������

Page 16: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

IR communication using two IR communication using two SKPSKP--30262 boards30262 boards

Page 17: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Wireless infrared (IR) Wireless infrared (IR) communication communication

3���������������������������3���������������������������

�������������� ������������������������ ����������..������������

������������������������

"����������7�����"����������7�����..��'������1���'������1�

5"��89::6��2(�5"��89::6��2(�

1����)�������71����)�������7"��09;�5�1������)��"��09;�5�1������)��

������6�������6�

Page 18: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Infrared transmitter and receiver Infrared transmitter and receiver

nn "����������7�"���"����������7�"��� ����# ����#"��89::����"��89::����

����������������#�����������������������������������#�������������������

������������������4���4���������4��4�����������#����������#�

nn 1����)�������7�"��09;1����)�������7�"��09;..����������������������

���������-��������)��������������������������-��������)�����������������

����������������#����������������������#������

Page 19: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

PART 4PART 4

�,�2<21���2�,�2<21���2�� �=��� �=�

�)�������� �������#������)�������� �������#�����

Page 20: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Communication between two Communication between two microcontroller boards using microcontroller boards using

optical fiberoptical fiber

Page 21: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Purpose of the lab..Purpose of the lab..

"��������������������� ����������������"��������������������� ������������������������..�����������!�����������������������������!���������������������������������������� �������������������������������� ���������� ��������������������������������� ���������������������������������

"������������� �������'��)��#�����"������������� �������'��)��#�����..������5>9::� ��6���������������������5>9::� ��6��������������� ��'�����'������������������ ��'�����'��������������������)��������� ���������)��������� �������

Page 22: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Hardware usedHardware used……....

nn "����,1"����,1..9?9;����������������������9?9;����������������������

������� �����������������!��������������� �����������������!��������

9:+ ����9:+ ����

nn "����,1"����,1..;?9;�""�������)������;?9;�""�������)������

���� �������������������=+ �������� �������������������=+ ����

nn �������������������� ����� ����������������������� ����� ���

Page 23: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Optical fiber cable ,transmitter and Optical fiber cable ,transmitter and receiver.receiver.

Page 24: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

HFBR transmitter and receiver.HFBR transmitter and receiver.

Page 25: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

HFBRHFBR--1412 Transmitter1412 Transmitter

"����,1.9?!!��� ��������������������������������@;:���

�4���������

Page 26: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

HFBRHFBR--2412 Receiver 2412 Receiver

Page 27: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

HFBR transmitter and receiver HFBR transmitter and receiver circuits..circuits..

Page 28: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Optical communication circuit.Optical communication circuit.

Page 29: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Conclusion.Conclusion.

nn 2���������'�����)�����'���������2���������'�����)�����'���������

�� �������#�������������������� �������#������������������

���������������'���� �������������������������'���� ����������

����������������

nn 3������������� ��!�����������3������������� ��!�����������

��)�����������)����������*�����������)�����������)����������*���������

������� ������������������������������ �����������������������

Page 30: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

Future work..Future work..

nn (�)�������������������������������(�)�������������������������������

�����'��������������������������� ��� �����'��������������������������� ���

��������)�����������1���������������������)�����������1�������������

���������)�����������#��������� #���#����������)�����������#��������� #���#�

���)�����#������������ ���������)�����#������������ ������

�#���������������������������������#��������������������������������

Page 31: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

References References

nn "�������������������������������"�������������������������������

������������2� �������#������������������2� �������#������

������������������������ ������������������������������������������������ ��������������������������������������

������������������������������

Page 32: Teaching Optical Communications Concepts in Embedded … · Communication between two microcontroller boards using optical fiber. Purpose of the lab.." ˙ ˜ ˙ ˚ ˙ ˙ .˜˜ ! ˙

THANK YOUTHANK YOU