LiFi Internett-senderkrets - USB-signaloverføring gjennom LED

I dette innlegget lærer vi hvordan du overfører Internett-data gjennom LiFi ved hjelp av en klasse D-forsterker som sender og en vanlig lydforsterkerkrets som mottaker.

Hvordan Li-Fi Concept fungerer

Hvis du lurer på hvordan et LiFi-konsept kan brukes til overføring av USB-data, vil denne artikkelen gi deg alle detaljene du trenger.

Vi vet at et Li-Fi-konsept brukes til å overføre digitale data over et gitt premiss mer effektivt enn noen annen måte oppfunnet så langt, spesielt fordi Li-Fi-ideen tillater brukeren å overføre dataene og i tillegg belyse området der det er blitt installert, så det er som å få to viktige fordeler fra en enhet.

Husker vi vår gamle filmprojektorenhet? Det er sannsynligvis den eldste kjente metoden for å bruke lys til overføring av data (bilde).

Selv om vi alltid hadde andre gode midler for å overføre trådløse data som Wi-Fi-teknologi, RF-kretser osv., Ble det aldri forestilt seg å bruke lys til dette formålet bare fordi lys alltid har blitt ansett som lavteknologiske enheter, og dermed undervurdert, til dagen da Mr. Harald Hass oppdaget dette skjulte potensialet for lys (LED), og viste verden hvordan LED faktisk kunne brukes til å overføre data på en mye effektiv måte enn noen annen moderne teknikk.

I en av våre tidligere artikler lærte vi oss gjennom et eksempel på krets angående hvordan du effektivt kan overføre lydsignal gjennom et Li-Fi , i denne artikkelen vil vi gå litt lenger og lære hvordan du overfører et USB-signal gjennom Li-Fi.

Siden lysdioder er halvledere, blir disse perfekt kompatible for håndtering av digitale data uten forvrengning. En LED vil replikere og overføre inngangsinnholdet nøyaktig slik det var i den opprinnelige kilden, og denne egenskapen gjør lysdioder ekstremt enkle å konfigurere for det tiltenkte formålet.

Så langt har vi forstått at Li-Fi er en metode der LED brukes til å overføre et høyfrekvent innhold i et lukket rom, som effektivt forvandler LED til en trådløs sender så vel som en lysproduserende enhet. Li-Fi-konseptet kan brukes til å overføre og motta musikkdata ved å bruke en LED som lyskilde og også en trådløs musikksender.

Den største utfordringen er imidlertid å bruke en Li-Fi-krets for å overføre Internett-data ved hjelp av vanlige deler og uten å involvere komplekse og vanskelig tilgjengelige komponenter eller MCU-er.

En USB-kontakt består i utgangspunktet av følgende ledningsdetaljer:

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

+ 5V og jord er forsyningsterminalene som vanligvis brukes til å drive den tilkoblede eksterne enheten.

+ D, og ​​-D er datakommunikasjonsterminalene som produserer det komplekse differensialsignalet over hverandre på en push-pull-måte, noe som betyr at + D er referert til -D, mens -D-signalet refereres til + D-terminalene . Dette er det som gjør overføring av internett via LED så forvirrende og komplisert.

Dette tvang meg til å tenke på en alternativ og mer effektiv design, som faktisk kunne overføre USB-internettdata gjennom LED Li-Fi-krets, uten å forvride det faktiske signalet, og ved å bruke vanlige komponenter.

Etter litt ettertanke kom jeg på følgende kretser som forhåpentligvis ville muliggjøre overføring av internett via LED-lys.

For senderen bestemte jeg meg for å bruke en enkel differensialforsterkerkretsmodul ved bruk av IC BD5460 , viser følgende bilde den grunnleggende utformingen av denne forsterkerkretsen.

Jeg modifiserte designet til den nødvendige Li-Fi-senderkretsen for å gjøre den kompatibel med internett-signaler, som vist nedenfor:

Vi kan se hvordan differensialmusikkinngangsterminalene brukes til å motta internettdata, mens utgangen er koblet til en LED via en bro likeretter.

Å bruke en bro likeretter ser ut til å være en smart idé, ellers ville det være umulig å overføre push-pull signalene gjennom en LED, siden en LED rett og slett ikke klarte å skille mellom disse to signalene.

Ved å bruke broen har vi effektivt gjort det mulig for LEDen å gjenkjenne begge halvdelene av USB-signalet og sende det til mottakeren uten å forårsake forvrengninger i det opprinnelige innholdet.

Mottakerens Li-Fi-krets

Nå var den neste utfordringen for meg å sørge for at de korrigerte pulserende internettdataene gjennom LED-en blir korrekt dekodet tilbake til den opprinnelige differensialformen i mottakerseksjonen.

Dette så vanskelig ut, men simuleringen kunne lett oppnås ved å bruke en dobbelt forsyningsbasert forsterkerkrets, for eksempel 100 watt mosfet forsterker allerede publisert på dette nettstedet effektivt oppfylt det tiltenkte formålet som vist nedenfor:

BJTs og mosfets kan være generelt anbefalt å arbeide med 12V / 1amp forsyning. Men hvis du vil ha en kraftig dekodet utgang, kan du veldig godt beholde de opprinnelige verdiene for enhetene og nyte en kraftig LiFi-dekodet internutgang.

OPPDATER:

I det omtalte konseptet brukte vi en klasse D-forsterker for LiFi-senderen, men en klasse D-forsterker involverer i hovedsak PWM for behandling av inngangen, noe som kan være svært uønsket for internettdata å gå gjennom.

Vi ønsker ikke å forvride eller endre de komplekse Internett-dataene på noen måte, derfor kan en klasse D-forsterker kanskje ikke brukes til en internett-LiFi.

I henhold til min antagelse trenger vi ikke en classD-forsterker heller bare en BTL forsterker, som ikke involverer en PWM-funksjon , kan du se et eksempel på design nedenfor ved hjelp av IC TDA7052.

Nå ser dette perfekt ut, og det virker som om Internett-dataene ville bli overført til LED-en uten å gå gjennom noen form for kunstig transformasjon.

Til å begynne med kan vi gå med denne 1 watt forsterkerkretsen som Li-Fi-sender og bruke en 1 watt LED på utgangen. Ideen vil bekrefte om den foreslåtte Li-Fi-senderen virkelig fungerer eller ikke.

Hvis du er i tvil om denne enkle, men tilsynelatende fungerende LiFi Internett-senderkretsen, kan du gjerne uttrykke dem i kommentarfeltet nedenfor.

Legge til et Push Pull-trinn

I diagrammet ovenfor ser alt bra ut, og det ser ut til at kretsen er klar for overføring av Li-F-data uten problemer, men det ser ut til å være en liten feil i designet.

Hva skjer hvis det ikke er data på inngangen? LED-en ville ganske enkelt slå seg av, og det er noe helt uakseptabelt i et Li-Fi-konsept. Derfor må vi på en eller annen måte sørge for at LED-en alltid forblir opplyst uavhengig av inngangsvariasjoner eller tilstedeværelse av inngangsdata.

For å oppfylle denne tilstanden, må vi introdusere et grunnleggende LI-FI BJT push pull-trinn, som allerede ble diskutert i vår første Li-Fi-artikkel.

Følgende bilde viser hvordan du gjør det:

Ovennevnte design ser nå ut til å være en perfekt Li-Fi-internetsenderkrets uten feil.