В този пост научаваме как да предаваме интернет данни чрез LiFi, използвайки усилвател клас D като предавател и обикновена схема за усилвател на звука като приемник.
Как работи Li-Fi концепцията
Ако се чудите как може да се използва LiFi концепция за предаване на USB данни, тази статия ще предостави всички необходими подробности.
Знаем, че Li-Fi концепция се използва за предаване на цифрови данни през дадена предпоставка по-ефективно от всяко друго средство, измислено досега, особено защото идеята Li-Fi позволява на потребителя да предава данните и допълнително да осветява зоната, в която се намира е инсталиран, така че е като да получите две решаващи ползи от едно устройство.
Помните ли нашето вековно устройство за филмов проектор? Това е може би най-старият известен метод за използване на светлина за предаване на данни (картина).
Въпреки че винаги сме имали други чудесни средства за предаване на безжични данни като Wi-Fi технология, RF схеми и т.н., използването на светлина за тази цел никога не е било представено просто защото светлините винаги са били считани за нискотехнологични единици и по този начин са подценявани, докато ден, когато господин Харалд Хас откри този скрит потенциал на светлините (светодиоди) и показа на света как светодиодите всъщност могат да се използват за предаване на данни по много ефективен начин от всички други съвременни техники.
В една от нашите по-ранни статии научихме чрез примерна схема относно как ефективно да предавате аудио сигнал чрез Li-Fi , в тази статия ще отидем малко по-нататък и ще научим как да предаваме USB сигнал чрез Li-Fi.
Тъй като светодиодите са полупроводникови устройства, те стават напълно съвместими за работа с цифрови данни без никакви изкривявания. Един светодиод ще репликира и предаде входното съдържание точно както е бил в оригиналния източник и това свойство прави светодиодите изключително лесни за конфигуриране по предназначение.
Досега разбрахме, че Li-Fi е метод, при който светодиодът се използва за предаване на високочестотно съдържание в затворена стая, което ефективно трансформира светодиода в безжичен предавател, както и в устройство за производство на светлина. Li-Fi концепцията може да се използва за предаване и получаване на музикални данни като се използва светодиод като източник на светлина, а също и безжичен музикален предавател.
Най-голямото предизвикателство обаче е да се използва Li-Fi верига за предаване на интернет данни с помощта на обикновени части и без да се включват сложни и трудни за получаване компоненти или MCU.
USB конекторът основно се състои от следните подробности за окабеляването:
1) + 5V
2) Земя
3) + D
4) -D
+ 5V и земя са захранващи изводи, които обикновено се използват за захранване на свързаното външно устройство.
+ D и -D са терминалите за комуникация на данни, които произвеждат сложния диференциален сигнал помежду си по push-pull начин, което означава, че + D се отнася за -D, докато сигналът -D се отнася за терминалите + D . Това прави предаването на интернет чрез светодиоди толкова объркващо и сложно.
Това ме принуди да мисля за алтернативен и по-ефективен дизайн, който всъщност може да предава USB интернет данни чрез LED Li-Fi верига, без да изкривява действителния сигнал, и използвайки обикновени компоненти.
След малко обмисляне измислих следните схеми, които се надяваме да позволят предаването на интернет чрез LED светлина.
За предавателя реших да използвам прост модул на диференциален усилвател с помощта на IC BD5460 , следващото изображение показва основното оформление на тази усилвателна схема.
Промених дизайна в необходимата схема на Li-Fi предавател, за да го направя съвместим с интернет сигнали, както е показано по-долу:
Можем да видим как диференциалните музикални терминали се използват за получаване на интернет данни, докато изходът е свързан към светодиод чрез мостов изправител.
Използването на мостов токоизправител изглежда умна идея, в противен случай би било просто невъзможно предаването на push-pull сигналите чрез светодиод, тъй като LED просто не би успял да направи разлика между тези два сигнала.
Използвайки моста, ние ефективно дадохме възможност на светодиода да разпознава двете половини на USB сигнала и да го изпраща до приемника, без да причинява никакви изкривявания в оригиналното съдържание.
Li-Fi схема на приемника
Следващото предизвикателство за мен беше да гарантирам, че коригираните пулсиращи интернет данни чрез светодиода са правилно декодирани обратно до оригиналната диференциална форма в секцията на приемника.
Това изглеждаше трудно, но симулацията можеше да бъде доста лесно осъществена чрез използване на схема за усилване на мощност, базирана на двойно захранване, например 100 вата MOSFET усилвател вече публикуван в този уебсайт, ефективно е изпълнил предвидената цел, както е показано по-долу:
BJT и MOSFET могат да бъдат всяко общо предложение, оценено да работи с 12V / 1amp захранване. Ако обаче искате мощен декодиран изход, можете много добре да запазите първоначалните стойности за устройствата и да се насладите на мощен LiFi декодиран инертен изход.
АКТУАЛИЗАЦИЯ:
В обсъжданата концепция използвахме усилвател клас D за LiFi предавателя, но усилвателят клас D включва по същество ШИМ за обработка на входа, което може да бъде крайно нежелателно за преминаване на интернет данни.
Ние не искаме да изкривяваме или модифицираме сложните интернет данни по никакъв начин, следователно усилвател клас D може би не може да бъде приложен за интернет LiFi.
Според моето предположение ние не се нуждаем от усилвател classD, а само от BTL усилвател, който не включва PWM функция , примерен дизайн може да се види по-долу с помощта на IC TDA7052.
Сега това изглежда перфектно и изглежда, че данните в Интернет ще бъдат прехвърлени към светодиода, без да преминават през някаква изкуствена трансформация.
Като начало можем да използваме тази усилвателна схема от 1 вата като Li-Fi предавател и да използваме 1 вата светодиод на изхода. Идеята ще потвърди дали предложеният Li-Fi предавател наистина работи или не.
Ако имате някакви допълнителни съмнения относно тази проста, но на пръв поглед работеща LiFi интернет предавателна верига, можете да ги изразите в полето за коментари по-долу.
Добавяне на етап на издърпване
В горната схема всичко изглежда страхотно и изглежда веригата е готова за предаване на Li-F- данни без никакви проблеми, но изглежда има малък недостатък в дизайна.
Какво се случва, ако на входа няма данни? Светодиодът просто ще се изключи и това е нещо напълно неприемливо в една Li-Fi концепция. Затова трябва по някакъв начин да се уверим, че светодиодът винаги остава светен, независимо от вариациите на входа или наличието на входни данни.
За да изпълним това условие, трябва да въведем основен LI-FI BJT push pull етап, който вече беше обсъден в първата ни Li-Fi статия.
Следващото изображение показва как да го направите:
Горният дизайн сега изглежда перфектна Li-Fi интернет предавателна схема без никакви недостатъци.
Предишен: Създаване на едноканален осцилоскоп с помощта на Arduino Напред: Mp3 плейър, използващ DF плейър - пълни подробности за дизайна
