LiFi İnternet Verici Devresi - LED üzerinden USB Sinyal Aktarımı

Bu yazıda, verici olarak bir D sınıfı amplifikatör ve alıcı olarak sıradan bir ses amplifikatör devresi kullanarak LiFi üzerinden İnternet verilerinin nasıl aktarılacağını öğreniyoruz.

Li-Fi Konsepti Nasıl Çalışır?

USB verilerini iletmek için bir LiFi konseptinin nasıl kullanılabileceğini merak ediyorsanız, bu makale ihtiyacınız olan tüm ayrıntıları sağlayacaktır.

Bir Li-Fi konseptinin belirli bir öncül üzerinden dijital bir veriyi şimdiye kadar icat edilen diğer araçlardan daha verimli bir şekilde iletmek için kullanıldığını biliyoruz, özellikle de Li-Fi fikri kullanıcının verileri iletmesine ve ayrıca bulunduğu alanı aydınlatmasına izin verdiği için kurulduğundan, tek bir üniteden iki önemli fayda elde etmek gibidir.

Eski film projektör cihazımızı hatırlıyor musunuz? Muhtemelen verileri iletmek için ışığı kullanmanın bilinen en eski yöntemi (resim).

Wi-Fi teknolojisi, RF devreleri, vb. Gibi kablosuz verileri iletmek için her zaman başka harika araçlara sahip olsak da, bu amaçla ışık kullanmak asla hayal edilmedi, çünkü ışıklar her zaman düşük teknolojili birimler olarak kabul edildi ve bu nedenle hafife alındı. Harald Hass'in bu gizli ışık potansiyelini (LED'ler) keşfettiği ve dünyaya LED'lerin diğer çağdaş tekniklerden çok daha verimli bir şekilde veri iletmek için nasıl kullanılabileceğini gösterdiği gün.

Daha önceki makalelerimizden birinde örnek bir devre aracılığıyla öğrendik: Ses sinyalini bir Li-Fi aracılığıyla etkin bir şekilde iletme , bu yazıda biraz daha ileri gidecek ve Li-Fi aracılığıyla bir USB sinyalinin nasıl iletileceğini öğreneceğiz.

LED'ler yarı iletken cihazlar olduğundan, dijital verileri herhangi bir bozulma olmadan işlemek için mükemmel bir şekilde uyumlu hale gelir. Bir LED, giriş içeriğini tam olarak orijinal kaynakta olduğu gibi çoğaltır ve iletir ve bu özellik, LED'lerin amaçlanan amaç için yapılandırılmasını son derece kolaylaştırır.

Şimdiye kadar Li-Fi'nin, kapalı bir odada yüksek frekanslı bir içeriği iletmek için LED'in kullanıldığı ve LED'i etkili bir şekilde kablosuz bir vericiye ve ayrıca bir ışık üreten cihaza dönüştüren bir yöntem olduğunu anladık. Li-Fi konsepti, müzik verilerini iletmek ve almak için kullanılabilir ışık kaynağı olarak bir LED ve ayrıca bir kablosuz müzik vericisi kullanarak.

Bununla birlikte, en büyük zorluk, İnternet verilerini sıradan parçalar kullanarak ve karmaşık ve zor bileşenleri veya MCU'ları dahil etmeden iletmek için bir Li-Fi devresi kullanmaktır.

Bir USB konektörü temel olarak aşağıdaki kablolama ayrıntılarından oluşur:

1) + 5V
2) Zemin
3) + D
4) -D

+ 5V ve toprak, normalde bağlı harici cihaza güç sağlamak için kullanılan besleme çıkış terminalleridir.

+ D ve -D, karmaşık diferansiyel sinyali birbirleri boyunca itme-çekme şeklinde üreten veri iletişim terminalleridir, yani + D -D'ye, -D sinyaline ise + D terminallerine referans verilir. . LED üzerinden İnternet iletimini bu kadar kafa karıştırıcı ve karmaşık yapan da budur.

Bu beni, gerçek sinyali bozmadan ve sıradan bileşenler kullanarak LED Li-Fi devresi aracılığıyla bir USB internet verisini iletebilen alternatif ve daha verimli bir tasarım düşünmeye zorladı.

Biraz düşündükten sonra, internetin LED ışığı ile iletilmesini sağladığını umduğum aşağıdaki devreleri buldum.

Verici için basit bir IC BD5460 kullanan diferansiyel amplifikatör devre modülü Aşağıdaki resim bu amplifikatör devresinin temel düzenini göstermektedir.

Tasarımı, aşağıda gösterildiği gibi internet sinyallerine uyumlu hale getirmek için gerekli Li-Fi verici devresine dönüştürdüm:

Çıktı bir köprü doğrultucu aracılığıyla bir LED'e bağlanırken, diferansiyel müzik giriş terminallerinin internet verilerini almak için nasıl kullanıldığını görebiliriz.

Köprü doğrultucu kullanmak akıllıca bir fikir gibi görünüyor, aksi takdirde bir LED bu iki sinyal arasında ayrım yapamayacağından, itme-çekme sinyallerini bir LED aracılığıyla iletmek imkansız olurdu.

Köprüyü kullanarak, LED'in USB sinyalinin her iki yarısını da tanımasını ve orijinal içerikte herhangi bir bozulmaya neden olmadan alıcıya göndermesini etkin bir şekilde etkinleştirdik.

Alıcı Li-Fi Devresi

Şimdi benim için bir sonraki zorluk, LED aracılığıyla düzeltilmiş titreşimli internet verilerinin alıcı bölümündeki orijinal diferansiyel forma doğru bir şekilde kodunun çözülmesini sağlamaktı.

Bu zor görünüyordu, ancak simülasyon, örneğin çift kaynaklı bir güç amplifikatörü devresi kullanılarak oldukça kolay bir şekilde gerçekleştirilebilir. 100 watt mosfet amplifikatör Bu web sitesinde halihazırda yayınlanan, aşağıda gösterilen amaçlanan amacı verimli bir şekilde yerine getirdi:

BJT'ler ve mosfetler, 12V / 1amp beslemeyle çalışmak üzere derecelendirilmiş herhangi bir genel teklif olabilir. Bununla birlikte, güçlü bir kodu çözülmüş çıktı istiyorsanız, cihazlar için orijinal değerleri çok iyi koruyabilir ve güçlü bir LiFi çözülmüş inernet çıktısının keyfini çıkarabilirsiniz.

GÜNCELLEME:

Tartışılan konseptte, LiFi vericisi için bir D sınıfı amplifikatör kullandık, ancak bir D sınıfı amplifikatör, esas olarak girişi işlemek için PWM içerir ve bu, bir internet verisinin geçmesi için oldukça istenmeyen olabilir.

Karmaşık İnternet verilerini herhangi bir şekilde bozmak veya değiştirmek istemiyoruz, bu nedenle D sınıfı bir amplifikatör belki de bir internet LiFi için uygulanamaz.

Benim varsayımıma göre, yalnızca bir ClassD amplifikatörüne ihtiyacımız yok PWM işlevi içermeyen BTL amplifikatörü IC TDA7052 kullanılarak örnek bir tasarıma aşağıda tanık olunabilir.

Şimdi bu mükemmel görünüyor ve İnternet verileri herhangi bir yapay dönüşümden geçmeden LED'e aktarılacak gibi görünüyor.

Başlangıç ​​olarak bu 1 watt amplifikatör devresini Li-Fi vericisi olarak kullanabiliriz ve çıkışta 1 watt LED kullanabiliriz. Fikir, önerilen Li-Fi vericisinin gerçekten çalışıp çalışmadığını doğrulayacaktır.

Bu basit ama görünüşte çalışan LiFi İnternet verici devresiyle ilgili başka şüpheleriniz varsa, bunları aşağıdaki yorum kutusunda ifade etmekten çekinmeyin.

İtme Çekme Aşaması Ekleme

Yukarıdaki diyagramda her şey harika görünüyor ve devre Li-F-verilerini herhangi bir sorun olmadan iletmeye hazır görünüyor, ancak tasarımda küçük bir kusur var gibi görünüyor.

Girişte veri yoksa ne olur? LED basitçe kapanır ve bu bir Li-Fi konseptinde tamamen kabul edilemez bir şeydir. Bu nedenle, giriş varyasyonlarından veya bir giriş verilerinin varlığından bağımsız olarak LED'in her zaman yanık kalmasını sağlamalıyız.

Bu koşulu karşılamak için, daha önce ilk Li-Fi makalemizde tartışılan temel bir LI-FI BJT itme çekme aşaması sunmamız gerekiyor.

Aşağıdaki resimde nasıl yapılacağı gösterilmektedir:

Yukarıdaki tasarım, artık kusursuz bir Li-Fi internet verici devresi gibi görünüyor.