En aquest post aprenem a transmetre dades d’Internet a través de LiFi utilitzant un amplificador de classe D com a transmissor i un circuit amplificador d’àudio com a receptor.
Com funciona el concepte Li-Fi
Si us pregunteu com es podria utilitzar un concepte LiFi per transmetre dades USB, aquest article us proporcionarà tots els detalls que necessiteu.
Sabem que un concepte Li-Fi s’utilitza per transmetre dades digitals a través d’una premissa donada de manera més eficient que qualsevol altre mitjà inventat fins ara, sobretot perquè la idea de Li-Fi permet a l’usuari transmetre les dades i il·luminar addicionalment la zona on es troba. s'ha instal·lat, de manera que és com obtenir dos avantatges crucials d'una sola unitat.
Recordeu el nostre antic dispositiu de projecció de cinema? Probablement és el mètode més antic conegut d’utilitzar la llum per transmetre dades (imatge).
Tot i que sempre hem tingut altres mitjans excel·lents per transmetre dades sense fils, com ara tecnologia Wi-Fi, circuits de RF, etc., no es va imaginar l’ús de llum per a aquest propòsit simplement perquè les llums sempre s’han considerat com a unitats de baixa tecnologia i, per tant, s’han subestimat fins al dia en què el senyor Harald Hass va descobrir aquest potencial ocult de les llums (LED) i va mostrar al món com es podien utilitzar els LED per transmetre dades d’una manera molt eficient que qualsevol altra tècnica contemporània.
En un dels nostres articles anteriors vam aprendre a través d’un exemple de circuit sobre com transmetre eficaçment el senyal d’àudio a través d’un Li-Fi , en aquest article anirem una mica més enllà i aprendrem a transmetre un senyal USB mitjançant Li-Fi.
Com que els LED són dispositius semiconductors, aquests esdevenen perfectament compatibles per manejar dades digitals sense cap mena de distorsió. Un LED replicarà i transmetrà el contingut d’entrada exactament tal com era a la font original, i aquesta propietat fa que els LED siguin extremadament fàcils de configurar per a l’objectiu previst.
Fins ara hem entès que el Li-Fi és un mètode en què el LED s’utilitza per transmetre contingut d’alta freqüència dins d’una habitació tancada, que transforma eficaçment el LED en un transmissor sense fils i un dispositiu de producció de llum. El concepte Li-Fi es pot utilitzar per transmetre i rebre dades musicals mitjançant l’ús d’un LED com a font de llum i també un transmissor de música sense fils.
Tanmateix, el repte més gran és utilitzar un circuit Li-Fi per transmetre dades d’Internet mitjançant peces normals i sense implicar components o MCU complexos i difícils d’aconseguir.
Un connector USB consisteix bàsicament en els detalls de cablejat següents:
1) + 5V
2) Terra
3) + D
4) -D
El + 5V i la terra són els terminals de sortida d’alimentació que s’utilitzen normalment per alimentar el dispositiu extern connectat.
El + D i -D són els terminals de comunicació de dades que produeixen el senyal diferencial complex entre si de manera push-pull, el que significa que el + D es fa referència a -D, mentre que el senyal -D es fa referència als terminals + D . Això és el que fa que la transmissió d’Internet mitjançant LED sigui tan confusa i complexa.
Això em va obligar a pensar en un disseny alternatiu i més eficient, que en realitat pogués transmetre dades d’Internet USB a través d’un circuit LED Li-Fi, sense distorsionar el senyal real, i emprant components normals.
Després d’haver pensat poc, vaig arribar als següents circuits que, amb sort, permetrien la transmissió d’Internet a través de la llum LED.
Per al transmissor vaig decidir utilitzar un senzill mòdul de circuit amplificador diferencial mitjançant IC BD5460 , la imatge següent mostra el disseny bàsic d’aquest circuit amplificador.
Vaig modificar el disseny al circuit transmissor Li-Fi necessari per fer-lo compatible amb els senyals d'Internet, com es mostra a continuació:
Podem veure com s’utilitzen els terminals d’entrada de música diferencial per rebre les dades d’Internet, mentre la sortida es connecta a un LED mitjançant un rectificador pont.
L’ús d’un rectificador de pont sembla ser una idea intel·ligent, en cas contrari seria senzillament impossible transmetre els senyals push-pull a través d’un LED, ja que un LED simplement no es diferenciaria entre aquests dos senyals.
En utilitzar el pont, hem permès que el LED reconegui les dues meitats del senyal USB i l’enviï al receptor sense provocar distorsions en el contingut original.
El receptor Li-Fi Circuit
Ara el següent repte per a mi era assegurar-me que les dades d’internet pulsades rectificades a través del LED es descodifiquessin correctament de nou a la forma diferencial original a la secció del receptor.
Això semblava difícil, però la simulació es podria aconseguir fàcilment utilitzant un circuit d'amplificador de potència basat en doble alimentació, per exemple Amplificador Mosfet de 100 watts ja publicats en aquest lloc web compleixen eficaçment l’objectiu previst tal com es mostra a continuació:
Els BJT i els mosfets poden ser qualsevol proposta general que funcioni amb subministrament de 12V / 1amp. Tanmateix, si voleu una sortida descodificada potent, podeu mantenir els valors originals dels dispositius i gaudir d’una potent sortida d’inernet descodificada per LiFi.
ACTUALITZACIÓ:
En el concepte discutit, vam utilitzar un amplificador de classe D per al transmissor LiFi, tot i que un amplificador de classe D implica essencialment PWM per processar l'entrada, cosa que podria ser altament indesitjable per a què passin dades d'Internet.
No volem distorsionar ni modificar les complexes dades d’Internet de cap manera, per tant, potser no es pugui aplicar un amplificador de classe D per a un LiFi d’Internet.
Segons la meva suposició, no necessitem un amplificador classD, sinó només un Amplificador BTL, que no implica una funció PWM , es pot veure un exemple de disseny a continuació mitjançant l'IC TDA7052.
Ara sembla perfecte i sembla que les dades d'Internet serien transferides al LED sense passar per cap mena de transformació artificial.
Per començar podem anar amb aquest circuit amplificador d’1 watt com a transmissor Li-Fi i utilitzar un LED d’1 watt a la sortida. La idea confirmarà si el transmissor Li-Fi proposat funciona realment o no.
Si teniu més dubtes sobre aquest circuit transmissor d’Internet LiFi senzill però aparentment funcionant, no dubteu a expressar-los al quadre de comentaris que apareix a continuació.
Addició d'un escenari Push Pull
Al diagrama anterior tot sembla fantàstic i sembla que el circuit està preparat per transmetre les dades Li-F- sense cap problema, però sembla que hi ha un petit defecte en el disseny.
Què passa si no hi ha dades a l'entrada? El LED simplement s'apagaria, i això és totalment inacceptable en un concepte Li-Fi. Per tant, d'alguna manera hem d'assegurar-nos que el LED sempre estigui il·luminat independentment de les variacions d'entrada o de la presència d'una dada d'entrada.
Per tal de satisfer aquesta condició, hem d’introduir una etapa bàsica d’impulsió LI-FI BJT, que ja es va parlar al nostre primer article sobre Li-Fi.
La imatge següent mostra com fer-ho:
El disseny anterior sembla ara un circuit transmissor d’internet Li-Fi perfecte sense cap defecte.
Anterior: fer un oscil·loscopi d’un canal amb Arduino Següent: Reproductor de MP3 que utilitza el reproductor DF: detalls complets del disseny
