Krug internetskog odašiljača LiFi - USB prijenos signala kroz LED

U ovom postu saznajemo kako prenositi internetske podatke putem LiFi-a koristeći pojačalo klase D kao odašiljač i obični krug audio pojačala kao prijamnik.

Kako funkcionira Li-Fi koncept

Ako se pitate kako bi se LiFi koncept mogao koristiti za prijenos USB podataka, ovaj će članak pružiti sve potrebne detalje.

Znamo da se Li-Fi koncept koristi za prijenos digitalnih podataka kroz određenu premisu učinkovitije od bilo kojeg drugog do sada izmišljenog načina, pogotovo zato što Li-Fi ideja omogućuje korisniku prijenos podataka i dodatno osvjetljavanje područja na kojem se nalazi je instalirano, pa je to kao da od jedne jedinice dobijete dvije ključne prednosti.

Sjećate se našeg prastarog uređaja za filmski projektor? To je vjerojatno najstarija poznata metoda korištenja svjetlosti za prijenos podataka (slika).

Iako smo uvijek imali druga sjajna sredstva za prijenos bežičnih podataka kao što su Wi-Fi tehnologija, RF krugovi itd., Korištenje svjetla u tu svrhu nikada nije bilo zamišljeno jednostavno zato što su svjetla uvijek bila smatrana niskotehnološkim jedinicama, a time i podcijenjena, sve dok dan kada je gospodin Harald Hass otkrio taj skriveni potencijal svjetla (LED-a) i pokazao svijetu kako se LED-ovi zapravo mogu koristiti za prijenos podataka na mnogo učinkovitiji način od bilo koje druge suvremene tehnike.

U jednom od naših ranijih članaka naučili smo kroz primjer sklopa o kako učinkovito prenijeti audio signal kroz Li-Fi , u ovom ćemo članku otići malo dalje i naučiti kako prenositi USB signal putem Li-Fi-ja.

Budući da su LED poluvodički uređaji, oni postaju savršeno kompatibilni za rukovanje digitalnim podacima bez ikakvih oblika izobličenja. LED će replicirati i prenijeti ulazni sadržaj točno onako kako je bio u izvornom izvoru, a ovo svojstvo čini LED-ove izuzetno jednostavnim za konfiguriranje u predviđenu svrhu.

Do sada smo shvatili da je Li-Fi metoda u kojoj se LED koristi za prijenos visokofrekventnog sadržaja unutar zatvorene prostorije, što učinkovito transformira LED u bežični odašiljač kao i uređaj za proizvodnju svjetlosti. Na primjer Li-Fi koncept može se koristiti za prijenos i primanje glazbenih podataka upotrebom LED-a kao izvora svjetlosti, a također i bežičnog odašiljača glazbe.

Međutim, najveći je izazov koristiti Li-Fi sklop za prijenos internetskih podataka pomoću uobičajenih dijelova i bez uključivanja složenih i teško dostupnih komponenata ili MCU-a.

USB priključak u osnovi se sastoji od sljedećih pojedinosti o ožičenju:

1) + 5V
2) Prizemlje
3) + D.
4) -D

+ 5V i uzemljenje su izlazni priključci koji se obično koriste za napajanje povezanog vanjskog uređaja.

+ D i -D su terminali za podatkovnu komunikaciju koji proizvode složeni diferencijalni signal jedan preko drugog na push-pull način, što znači da se + D odnosi na -D, dok se signal -D odnosi na + D terminale . To je ono što prijenos Interneta putem LED-a čini toliko zbunjujućim i složenim.

To me natjeralo na razmišljanje o alternativnom i učinkovitijem dizajnu, koji bi zapravo mogao prenositi USB internetske podatke putem LED Li-Fi kruga, bez izobličenja stvarnog signala, i koristeći obične komponente.

Nakon malo razmišljanja, smislio sam sljedeće sklopove koji će, nadam se, omogućiti prijenos interneta putem LED svjetla.

Za odašiljač sam odlučio koristiti jednostavan modul kruga diferencijalnog pojačala pomoću IC BD5460 , sljedeća slika prikazuje osnovni izgled ovog kruga pojačala.

Izmijenio sam dizajn u potreban krug Li-Fi odašiljača kako bih ga učinio kompatibilnim s internetskim signalima, kao što je prikazano u nastavku:

Možemo vidjeti kako se diferencijalni glazbeni ulazni terminali koriste za primanje internetskih podataka, dok je izlaz povezan na LED preko mostovnog ispravljača.

Čini se da je upotreba ispravljača mosta pametna ideja, inače bi bilo jednostavno nemoguće prenijeti push-pull signale kroz LED diodu, jer LED jednostavno ne bi mogao razlikovati ova dva signala.

Korištenjem mosta učinkovito smo omogućili LED-u da prepozna obje polovice USB signala i pošalje ga na prijemnik bez nanošenja izobličenja u izvornom sadržaju.

Li-Fi krug prijemnika

Sada mi je sljedeći izazov bio osigurati da se ispravljeni pulsirajući internetski podaci putem LED-a ispravno dekodiraju natrag u izvorni diferencijalni oblik u odjeljku prijemnika.

To je izgledalo teško, ali simulaciju je moguće vrlo jednostavno izvesti korištenjem kruga pojačala snage s dvostrukim napajanjem, na primjer MOSFET pojačalo od 100 vati već objavljeno na ovoj web stranici učinkovito je ispunilo namjeravanu svrhu kako je prikazano u nastavku:

BJT-ovi i MOSFET-ovi mogu biti bilo koji opći prijedlog ocijenjen za rad s napajanjem od 12V / 1amp. Međutim, ako želite snažan dekodirani izlaz, mogli biste vrlo dobro zadržati izvorne vrijednosti za uređaje i uživati ​​u moćnom LiFi dekodiranom inernet izlazu.

AŽURIRAJ:

U raspravljenom konceptu koristili smo pojačalo klase D za LiFi odašiljač, međutim pojačalo klase D u osnovi uključuje PWM za obradu ulaza, što bi moglo biti vrlo nepoželjno za prolazak internetskih podataka.

Ne želimo na bilo koji način iskriviti ili izmijeniti složene internetske podatke, stoga se pojačalo klase D možda ne može primijeniti za internetski LiFi.

Prema mojoj pretpostavci, ne treba nam pojačalo classD, već samo a BTL pojačalo, koje ne uključuje PWM funkciju , primjer dizajna može se vidjeti u nastavku pomoću IC TDA7052.

Sada ovo izgleda savršeno i čini se da će se internetski podaci prenijeti na LED bez prolaska kroz bilo kakvu umjetnu transformaciju.

Za početak možemo koristiti ovaj krug pojačala od 1 W kao Li-Fi odašiljač i na izlazu upotrijebiti LED od 1 W. Ideja će potvrditi funkcionira li predloženi Li-Fi odašiljač stvarno ili ne.

Ako imate dodatnih sumnji u vezi s ovim jednostavnim, ali naizgled djelujućim krugom LiFi internetskog odašiljača, slobodno ih izrazite u dolje navedenom okviru za komentare.

Dodavanje faze potiskivanja

Na gornjem dijagramu sve izgleda sjajno i čini se da je sklop spreman za prijenos Li-F-podataka bez ikakvih problema, no čini se da postoji mala mana u dizajnu.

Što se događa ako na ulazu nema podataka? LED bi se jednostavno ugasio, a to je nešto potpuno neprihvatljivo u Li-Fi konceptu. Stoga moramo nekako osigurati da LED dioda uvijek ostane svijetliti bez obzira na ulazne varijacije ili prisutnost ulaznih podataka.

Da bismo zadovoljili ovaj uvjet, moramo predstaviti osnovni LI-FI BJT push pull stupanj, o čemu je već bilo riječi u našem prvom Li-Fi članku.

Sljedeća slika pokazuje kako to učiniti:

Gornji dizajn sada izgleda kao savršeni Li-Fi internetski odašiljač bez ikakvih nedostataka.