Vezje internetnega oddajnika LiFi - prenos signala USB prek LED

V tem prispevku se naučimo, kako prenašati internetne podatke prek LiFi z uporabo ojačevalnika razreda D kot oddajnika in običajnega ojačevalnega vezja kot sprejemnika.

Kako deluje koncept Li-Fi

Če se sprašujete, kako bi lahko koncept LiFi uporabili za prenos podatkov USB, bo ta članek vseboval vse potrebne podrobnosti.

Vemo, da se koncept Li-Fi uporablja za prenos digitalnih podatkov skozi določeno predpostavko učinkoviteje kot katera koli druga sredstva, izumljena do zdaj, še posebej zato, ker ideja Li-Fi uporabniku omogoča prenos podatkov in dodatno osvetli območje, kjer je nameščen, tako kot da bi iz ene enote dobili dve ključni prednosti.

Se spomnite naše starodavne naprave za filmski projektor? To je verjetno najstarejša znana metoda uporabe svetlobe za prenos podatkov (slika).

Čeprav smo vedno imeli druga odlična sredstva za prenos brezžičnih podatkov, kot so tehnologija Wi-Fi, RF vezja itd., Uporabe svetlobe v ta namen nismo nikoli predstavljali zgolj zato, ker so luči vedno veljale za nizkotehnološke enote in so bile zato podcenjene. dan, ko je gospod Harald Hass odkril ta skriti potencial luči (LED) in svetu pokazal, kako se lahko LED dejansko uporablja za prenos podatkov na veliko učinkovitejši način kot katera koli druga sodobna tehnika.

V enem od naših prejšnjih člankov smo se naučili skozi primer vezja glede kako učinkovito prenašati zvočni signal prek Li-Fi-ja , v tem članku bomo šli malo dlje in se naučili, kako prenašati signal USB prek Li-Fi.

Ker so LED polprevodniške naprave, postanejo popolnoma združljive za obdelavo digitalnih podatkov brez kakršnih koli izkrivljanj. LED bo ponovil in prenašal vhodno vsebino natanko tako, kot je bila v prvotnem viru, zaradi česar je LED izjemno enostavno konfigurirati za predvideni namen.

Do zdaj smo razumeli, da je Li-Fi metoda, pri kateri se LED uporablja za prenos visokofrekvenčne vsebine v zaprtem prostoru, ki LED učinkovito pretvori v brezžični oddajnik in napravo za ustvarjanje svetlobe. Koncept Li-Fi se lahko uporablja za prenos in sprejemanje glasbenih podatkov z uporabo LED kot vira svetlobe in tudi brezžičnega oddajnika glasbe.

Vendar je največji izziv uporaba Li-Fi vezja za prenos internetnih podatkov z običajnimi deli in brez zapletenih in težko dostopnih komponent ali MCU-jev.

Priključek USB je v osnovi sestavljen iz naslednjih podrobnosti o ožičenju:

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

+ 5V in ozemljitev sta napajalni priključki, ki se običajno uporabljajo za napajanje priključene zunanje naprave.

+ D in -D sta terminala za podatkovno komunikacijo, ki medsebojno proizvaja zapleten diferencialni signal na push-pull način, kar pomeni, da se + D sklicuje na -D, signal -D pa na terminale + D . Zaradi tega je prenos interneta prek LED diode tako zmeden in zapleten.

To me je prisililo, da sem razmišljal o alternativni in učinkovitejši zasnovi, ki bi lahko prek internetnega vezja Li-Fi dejansko prenašala internetne podatke USB prek brezžičnega izkrivljanja dejanskega signala in z uporabo običajnih komponent.

Po premisleku sem našel naslednja vezja, ki bodo, upam, omogočila prenos interneta prek LED luči.

Za oddajnik sem se odločil, da uporabim preprost modul vezja diferencialnega ojačevalnika z uporabo IC BD5460 , naslednja slika prikazuje osnovno postavitev tega ojačevalnega vezja.

Zasnovo sem spremenil v zahtevano vezje oddajnika Li-Fi, da je združljiv z internetnimi signali, kot je prikazano spodaj:

Vidimo lahko, kako se diferenčni vhodni terminali za glasbo uporabljajo za sprejem internetnih podatkov, medtem ko je izhod povezan z LED prek mostnega usmernika.

Zdi se, da je uporaba mostovnega usmernika pametna ideja, sicer bi bilo nemogoče prenesti potisne signale skozi LED, saj LED preprosto ne bi razlikoval med tema dvema signaloma.

Z uporabo mostu smo učinkovito omogočili LED, da prepozna obe polovici signala USB in ga pošlje sprejemniku, ne da bi pri tem izkrivljala prvotno vsebino.

Vezje sprejemnika Li-Fi

Zdaj je bil naslednji izziv zame zagotoviti, da so popravljeni pulzirajoči internetni podatki skozi LED pravilno dekodirani nazaj v prvotno diferencialno obliko v odseku sprejemnika.

To se je zdelo težko, vendar bi bilo mogoče simulacijo zelo enostavno izvesti z uporabo dvojnega napajalnega vezja, na primer 100 W ojačevalnik MOSFET že objavljeno na tej spletni strani učinkovito izpolnilo predvideni namen, kot je prikazano spodaj:

BJT-ji in MOSFET-i so lahko kateri koli splošni predlog, ki deluje z napajanjem 12V / 1amp. Če pa želite močan dekodiran izhod, lahko zelo dobro ohranite prvotne vrednosti za naprave in uživate v močnem LiFi dekodiranem inernet izhodu.

NADGRADNJA:

V obravnavanem konceptu smo uporabili ojačevalnik razreda D za oddajnik LiFi, vendar ojačevalnik razreda D v bistvu vključuje PWM za obdelavo vhoda, kar bi lahko bilo zelo nezaželeno, da bi internetni podatki šli skozi.

Zapletenih internetnih podatkov nikakor ne želimo izkrivljati ali spreminjati, zato ojačevalnika razreda D morda ni mogoče uporabiti za internetni LiFi.

Po moji predpostavki ne potrebujemo ojačevalnika classD, temveč samo a Ojačevalnik BTL, ki ne vključuje funkcije PWM , primer zasnove si lahko ogledate spodaj z uporabo IC TDA7052.

Zdaj se to zdi popolno in zdi se, da bi se internetni podatki prenesli na LED brez kakršne koli umetne preobrazbe.

Za začetek lahko uporabimo 1-vatno ojačevalno vezje kot Li-Fi oddajnik in na izhodu uporabimo 1-vatno LED. Ideja bo potrdila, ali predlagani Li-Fi oddajnik res deluje ali ne.

Če dvomite o tem preprostem, a na videz delujočem vezju internetnega oddajnika LiFi, jih lahko izrazite v spodnjem polju za komentar.

Dodajanje odrivne točke

V zgornjem diagramu je vse videti čudovito in zdi se, da je vezje pripravljeno za prenos Li-F-podatkov brez kakršnih koli težav, vendar se zdi, da je v zasnovi majhna napaka.

Kaj se zgodi, če na vhodu ni podatkov? LED bi se preprosto ugasnil in to je nekaj povsem nesprejemljivega v konceptu Li-Fi. Zato moramo nekako poskrbeti, da LED vedno ostane osvetljena, ne glede na vhodne spremembe ali prisotnost vhodnih podatkov.

Da bi izpolnili ta pogoj, moramo uvesti osnovno LI-FI BJT potisno stopnjo, o kateri je že razpravljal naš prvi članek o Li-Fi.

Naslednja slika prikazuje, kako to storiti:

Zdi se, da je zgornji dizajn popoln internetni oddajnik Li-Fi brez kakršnih koli napak.