Kako narediti preprosto vezje LI-FI (Light Fidelity)

LI-FI brska po internetu, saj je v zadnjih letih LI-FI pridobil večjo priljubljenost po internetu in razvijalcih. LI-FI pomeni Light Fidelity, ki ga je ustvaril Harald Hass.

Cilj vezja

Cilj LI-FI je prenos podatkov skozi vidno svetlobo. Ker je pasovna širina vidne svetlobe 10.000-krat večja od radijskih valov, lahko skozi svetlobo v kratkem času prenesemo več podatkov.

Komunikacija z vidno svetlobo (VLC) odpravlja tveganje za nekatere bolezni, ki jih povzročajo radijski valovi zaradi dolgotrajne izpostavljenosti.

Ta protokol je mogoče prilagoditi tam, kjer so radijski valovi omejeni, kot so letala, bolnišnice in v nekaterih raziskovalnih ustanovah. Raziskovalci so dosegli hitrost 224 GB / s, kar je 100-krat hitreje od naše povprečne povezave WI-FI doma ali v pisarni.

Ta članek razlaga osnovno idejo, kako narediti zelo preprosto vezje LI-FI, v katerem bomo lahko kateri koli zvočni vir prenašali skozi svetlobo in ga sprejemali od sprejemnika, ki je nekaj metrov oddaljen od oddajnika.

Tukaj je razloženo o analogni komunikaciji skozi svetlobo, kjer kot izvirni sistem LI-FI uporablja digitalno komunikacijo, ki je v hobi laboratoriju bolj zapletena in težja. Toda koncept je popolnoma enak.

Tu je preprost blokovni diagram, ki pojasnjuje LI-FI:

Dizajn:

Vezje je sestavljeno iz dveh delov, ki sta sprejemnik in oddajnik. Oddajnik je sestavljen iz 3 tranzistorjev in nekaj pasivnih komponent, povezanih z 1 W LED. Tranzistorji so konfigurirani kot skupni oddajniški ojačevalniki ki spremeni svetlost LED glede na zvočni signal.

Toda spremembe svetlosti zaradi zvočnega signala ne bodo vidne človeškemu očesu. Vidimo samo statično osvetlitev bele LED. Sprejemnik je sestavljen iz detektorja fotografij (tukaj sem uporabil sončno celico), ki je seznanjen z ojačevalnikom. Zvok oddaja zvočnik.

Oddajnik je tranzistoriziran ojačevalnik, ki je sestavljen iz treh vzporedno povezanih ojačevalnikov, ki poganjajo 1-vatno belo LED.

Vsaka osnova tranzistorja je sestavljena iz delilnika napetosti, ki daje potrebno pristranskost za posamezni tranzistor. Vhodna stopnja ima na osnovi vsakega tranzistorja kondenzatorje za blokiranje enosmernih signalov, ki bi lahko poslabšali kakovost izhoda.

LI-Fi vezje

Posodobitev: Zgornjo zasnovo lahko preizkusite tudi z enim tranzistorjem, kot je prikazano spodaj:

Če želite vezje upravljati z višjo napetostjo (recimo 12V), lahko uporabite serijo omejevalnikov toka z LED, lahko pa uporabite tudi standardno belo 0,5-milimetrsko belo LED s trenutno omejevalnim uporom. Za avdio vir lahko uporabite mp3 predvajalnik, mobilni telefon ali mikrofon s predhodnim ojačevalnikom itd.

Sprejemnik je sestavljen iz 6-voltne sončne celice (3 volti zgoraj dobro delujejo) v seriji z 2.2uf kondenzatorjem, ki je seznanjen z ojačevalnikom. Ojačevalnik tukaj ni nujno enak, lahko pa uporabite kateri koli ojačevalnik, ki leži okoli vaše hiše. Vendar se prepričajte, da je to dobra občutljivost.

Shema ojačevalnika

Tu je avtorjev prototip

Li-Fi video posnetek:

Za del sprejemnika lahko uporabite kateri koli ojačevalnik z dobro občutljivostjo. Če želite preizkusiti to vezje, pojdite v sobo, kjer je svetloba okolice šibka, in se prepričajte, da ni bližnjega električnega vira svetlobe.

LED 1 W postavite vzporedno s sončno celico. VKLOPITE napajanje oddajnika in sprejemnika, dajte avdio vhod oddajniku, prilagodite glasnost oddajniku. Tu lahko zvok zvoka počistite na sprejemnem zvočniku.

Zgoraj pojasnjeno vezje Li-Fi lahko preizkusite tudi s fotodiodo, kot je prikazano spodaj, kjer je ojačevalni del nadomeščen z Ojačevalno vezje LM386 :

NADGRADNJA:

Nekaj ​​pomembnih opomb in premislekov v zvezi z zgornjim Li-Fi vezjem

V tem Li-Fi LED utripa, vendar je za naše oči nepomembno zaznati.

Če vaše oči lahko zaznajo te utripa, je nekaj narobe z gradnjo.

Sprememba svetlosti LED zaradi avdio vhoda je zelo majhna, vendar se spremeni svetlost, kjer naše oči ne morejo zaznati.

Če avdio vhoda ni, LED ostane neprekinjeno vklopljena, sončna celica proizvaja nekaj napetosti. Vhodni kondenzator na sprejemniku blokira enosmerni signal, ki daje skoraj nič napetosti ojačevalniku.

Ko na oddajnik uporabimo zvočni signal, se spremeni svetlost LED (zelo majhna). Sončna celica ponovi majhno spremenljivo napetost, kondenzator bo omogočil majhno spremembo amplitude napetosti do ojačevalnika in zavrnil močno konstantno enosmerno napetost.

Ojačevalnik mora imeti dobro občutljivost, saj je vhod slab. Verjetno zato mnogi bralci komentirajo glasnost zvoka.

Uporabil sem ojačevalnik za domači kino iz stare šole, ki je imel zelo dobro občutljivost, rezultat pa je bil LOUD in CLEAR.