LiFi internetes adó áramkör - USB jelátvitel LED-en keresztül

Ebben a bejegyzésben megtanulhatjuk, hogyan továbbíthatunk internetes adatokat LiFi-n keresztül, D osztályú erősítőt használva adóként és egy közönséges hangerősítő áramkört vevőként.

Hogyan működik a Li-Fi koncepció

Ha kíváncsi arra, hogyan lehetne használni a LiFi koncepciót az USB-adatok továbbításához, ez a cikk minden szükséges részletet tartalmaz.

Tudjuk, hogy a Li-Fi koncepciót hatékonyabban használják a digitális adatok átadására egy adott telephelyen, mint bármely más eddig feltalált eszköz, különösen azért, mert a Li-Fi ötlet lehetővé teszi a felhasználó számára az adatok továbbítását és további megvilágítását annak a területnek, ahol vannak telepítve van, tehát olyan, mintha két döntő előnye lenne egyetlen egységnek.

Emlékszel a régi filmvetítő készülékünkre? Valószínűleg ez a legrégebbi ismert módszer a fény felhasználására az adatok továbbítására (kép).

Bár mindig volt más remek eszközünk a vezeték nélküli adatok továbbítására, mint például a Wi-Fi technológia, az RF áramkörök stb., A fény e célra való felhasználását soha nem gondoltuk egyszerűen azért, mert a fényeket mindig alacsony technológiai egységnek tekintették, és ezért alábecsülték, amíg Harald Hass úr felfedezte a lámpák (LED-ek) rejtett lehetőségét, és megmutatta a világnak, hogy a LED-eket valóban hatékonyabban lehet-e felhasználni az adatok továbbítására, mint bármely más korabeli technika.

Az egyik korábbi cikkünkben egy példa áramkörön keresztül tanultunk hogyan lehet hatékonyan továbbítani az audio jelet egy Li-Fi-n keresztül , ebben a cikkben egy kicsit tovább megyünk, és megtanuljuk, hogyan továbbíthatunk USB-jelet Li-Fi-n keresztül.

Mivel a LED-ek félvezető eszközök, ezek tökéletesen kompatibilisvé válnak a digitális adatok bármilyen torzítás nélküli kezeléséhez. A LED pontosan megismétli és továbbítja a bemeneti tartalmat, mint az eredeti forrásban volt, és ez a tulajdonság rendkívül könnyűvé teszi a LED-ek rendeltetését a rendeltetésének megfelelően.

Eddig megértettük, hogy a Li-Fi olyan módszer, amelyben a LED-et magas frekvenciájú tartalom továbbítására használják egy zárt helyiségben, amely hatékonyan alakítja át a LED-et vezeték nélküli adóvá és fényt előállító eszközzé. Például A Li-Fi koncepció használható zenei adatok továbbítására és fogadására LED-et használva fényforrásként, valamint vezeték nélküli zenei adóként.

A legnagyobb kihívás azonban egy Li-Fi áramkör használata az internetes adatok továbbításához közönséges alkatrészek felhasználásával, összetett és nehezen beszerezhető összetevők vagy MCU-k bevonása nélkül.

Az USB csatlakozó alapvetően a következő kábelezési részletekből áll:

1) + 5V
2) Föld
3) + D
4) -D

A + 5 V és a föld a kimeneti csatlakozók, amelyeket általában a csatlakoztatott külső eszköz táplálásához használnak.

A + D és -D azok az adatkommunikációs terminálok, amelyek push-pull módon állítják elő a komplex differenciáljelet egymással, vagyis a + D -D-re, míg a -D jel a + D-terminálokra vonatkozik. . Ez teszi az Internet LED-en keresztüli továbbítását annyira zavaróvá és összetetté.

Ez arra késztetett, hogy gondolkodjak egy alternatív és hatékonyabb kialakításon, amely valóban képes az USB-s internetes adatok továbbítására a LED Li-Fi áramkörön keresztül, a tényleges jel torzítása nélkül és hétköznapi alkatrészek alkalmazásával.

Némi gondolkodás után rátaláltam a következő áramkörökre, amelyek remélhetőleg lehetővé teszik az internet továbbítását a LED-en keresztül.

Az adóhoz úgy döntöttem, hogy egy egyszerűt használok differenciálerősítő áramkör modul az IC BD5460 segítségével , a következő kép ennek az erősítő áramkörnek az alapvető elrendezését mutatja.

Módosítottam a kialakítást a szükséges Li-Fi adó áramkörre, hogy kompatibilis legyen az internetes jelekkel, az alábbiak szerint:

Láthatjuk, hogy a differenciális zenebemeneti terminálokat hogyan használják az internetes adatok fogadására, miközben a kimenetet egy LED-hez csatlakoztatják egy hídirányítón keresztül.

A híd-egyenirányító használata okos ötletnek tűnik, különben egyszerűen lehetetlen lenne a push-pull jeleket egy LED-en keresztül továbbítani, mivel egy LED egyszerűen nem tudna különbséget tenni e két jel között.

A híd használatával hatékonyan lehetővé tettük a LED számára, hogy felismerje az USB jel mindkét felét és elküldje a vevőnek anélkül, hogy bármilyen torzulást okozna az eredeti tartalomban.

A vevő Li-Fi áramköre

A következő kihívás számomra az volt, hogy megbizonyosodjak arról, hogy a LED-en keresztül pulzáló internetes adatokat helyesen visszakódolják az eredeti differenciálformára a vevő részben.

Ez nehéznek tűnt, azonban a szimuláció meglehetősen könnyen megvalósítható kettős ellátáson alapuló erősítő áramkör, például a 100 wattos mosfet erősítő Az ezen a weboldalon már közzétett információk hatékonyan teljesítették az alábbiakban bemutatott rendeltetést:

A BJT-k és a mosfets bármilyen általános javaslat lehet, amely 12V / 1amp tápellátással működik. Ha azonban nagy teljesítményű dekódolt kimenetet szeretne, akkor nagyon jól megtarthatja az eszközök eredeti értékeit, és élvezheti a nagy teljesítményű LiFi dekódolt inernet kimenetet.

FRISSÍTÉS:

A tárgyalt koncepcióban egy D osztályú erősítőt használtunk a LiFi adóhoz, azonban a D osztályú erősítő lényegében PWM-et tartalmaz a bemenet feldolgozásához, ami nagyon nemkívánatos lehet egy internetes adat átjutása szempontjából.

Az összetett internetes adatokat semmilyen módon nem akarjuk torzítani vagy módosítani, ezért egy D osztályú erősítőt nem lehet alkalmazni egy internetes LiFi-hoz.

Feltételezésem szerint nincs szükségünk egy classD erősítőre, inkább csak a BTL erősítő, amely nem tartalmaz PWM funkciót , az alábbiakban egy példa tervezhetõ a TDA7052 IC használatával.

Ez most tökéletesnek tűnik, és úgy tűnik, hogy az internet adatait bármilyen mesterséges átalakítás nélkül továbbítanák a LED-re.

Először is használhatjuk ezt az 1 wattos erősítő áramkört, mint Li-Fi adót, és használhatunk 1 wattos LED-et a kimeneten. Az ötlet megerősíti, hogy a javasolt Li-Fi adó valóban működik-e vagy sem.

Ha további kétségei vannak ezzel az egyszerű, mégis látszólag működő LiFi internetes adó áramkörrel kapcsolatban, nyugodtan kifejtheti ezeket az alábbi megjegyzés mezőben.

Push Pull szakasz hozzáadása

A fenti diagramban minden nagyon jól néz ki, és úgy tűnik, hogy az áramkör készen áll az Li-F-adatok problémamentes továbbítására, azonban úgy tűnik, hogy van egy kis hiba a tervezésben.

Mi történik, ha nincs adat a bemeneten? A LED egyszerűen leállna, és ez teljesen elfogadhatatlan a Li-Fi koncepcióban. Ezért valamilyen módon meg kell győződnünk arról, hogy a LED mindig világít, függetlenül a bemeneti változatoktól vagy a bemeneti adatok jelenlététől.

Ennek a feltételnek a kielégítése érdekében be kell vezetnünk egy alapvető LI-FI BJT push pull szakaszot, amelyről már az első Li-Fi cikkünkben volt szó.

A következő kép bemutatja, hogyan kell csinálni:

A fenti kialakítás most tökéletes Li-Fi internet adó áramkörnek tűnik, hibák nélkül.