Jak udělat jednoduchý obvod LI-FI (Light Fidelity)

LI-FI bzučí po internetu, protože v posledních několika letech si LI-FI získává větší popularitu na internetu a u vývojářů. LI-FI je zkratka pro Light Fidelity, kterou vytvořil Harald Hass.

Cíl okruhu

Cílem LI-FI je přenos dat prostřednictvím viditelného světla. Vzhledem k tomu, že šířka pásma viditelného světla je 10 000krát větší než u rádiových vln, lze přes světlo v krátkém časovém období přenést více dat.

Komunikace viditelným světlem (VLC) eliminuje riziko některých onemocnění způsobených rádiovými vlnami v důsledku dlouhodobé expozice.

Tento protokol lze upravit tam, kde jsou omezeny rádiové vlny, například v letadlech, nemocnicích a v některých výzkumných zařízeních. Vědci dosáhli přenosové rychlosti 224 GB / s, což je stokrát rychlejší než naše průměrné WI-FI připojení doma nebo v kanceláři.

Tento článek vysvětluje základní myšlenku, jak vytvořit velmi jednoduchý obvod LI-FI, ve kterém budeme moci přenášet jakýkoli zdroj zvuku prostřednictvím světla a přijímat jej z přijímače, který je umístěn několik stop od vysílače.

Zde je vysvětleno o analogové komunikaci přes světlo, kde jako původní systém LI-FI využívá digitální komunikaci, která je složitější a obtížnější ji udělat v hobby laboratoři. Ale koncept je úplně stejný.

Zde je jednoduché blokové schéma vysvětlující LI-FI:

Design:

Obvod se skládá ze dvou částí, kterými jsou přijímač a vysílač. Vysílač se skládá ze 3 tranzistorů a několika pasivních komponent spárovaných s 1 W LED. Tranzistory jsou konfigurovány jako běžné emitorové zesilovače který mění jas LED vzhledem k audio signálu.

Ale změny jasu způsobené zvukovým signálem nebudou pro lidské oko viditelné. Vidíme pouze statické osvětlení bílé LED. Přijímač se skládá z fotodetektoru (zde jsem použil solární článek), který je spárován se zesilovačem. Zvukový výstup je dán reproduktorem.

Vysílač je tranzistorový zesilovač, který se skládá ze 3 zesilovačů zapojených paralelně k řízení bílé 1W LED.

Každá základna tranzistoru se skládá z děliče napětí, který poskytuje potřebné zkreslení pro jednotlivý tranzistor. Vstupní stupeň má na základně každého tranzistoru kondenzátory pro blokování stejnosměrných signálů, které by mohly snížit kvalitu výstupu.

Schéma zapojení LI-Fi

Aktualizace: Výše ​​uvedený design lze také vyzkoušet pomocí jediného tranzistoru, jak je znázorněno níže:

Pokud chcete provozovat obvod při vyšším napětí (řekněme 12V), můžete použít sérii rezistorů omezujících proud s LED. Můžete také použít standardní 0,5mm bílou LED s rezistorem omezujícím proud. Jako zdroj zvuku můžete použít přehrávač mp3, mobilní telefon nebo mikrofon s předzesilovačem atd.

Přijímač se skládá ze 6voltového solárního článku (3 volty výše funguje dobře) v sérii s 2,2uf kondenzátorem, který je spárován se zesilovačem. Zesilovač nemusí být stejný, jak je zde znázorněno, ale můžete použít jakýkoli zesilovač ležící kolem vašeho domu. Ale ujistěte se, že je to dobrá citlivost.

Schéma zesilovače

Tady je autorův prototyp

Videoklip Li-Fi:

Pro přijímač můžete použít jakýkoli zesilovač s dobrou citlivostí. Chcete-li tento obvod otestovat, přejděte do místnosti, kde je slabé okolní světlo, a ujistěte se, že poblíž není žádný elektrický zdroj světla.

Umístěte 1 W LED paralelně se solárním článkem. ZAPNĚTE napájení vysílače i přijímače, dejte audio vstup do vysílače, upravte hlasitost vysílače. Zde můžete vyčistit zvukový zvuk na přijímajícím reproduktoru.

Výše vysvětlený obvod Li-Fi lze také vyzkoušet pomocí fotodiody, jak je znázorněno níže, kde je část zesilovače nahrazena Obvod zesilovače LM386 :

AKTUALIZACE:

Několik důležitých poznámek a úvah týkajících se výše uvedeného okruhu Li-Fi

V této Li-Fi LED bliká, ale je to pro naše oči významné, aby to detekovalo.

Pokud vaše oči dokáží detekovat tyto blikání, něco není v pořádku.

Změna jasu LED v důsledku zvukového vstupu je velmi malá, ale došlo ke změně jasu, kde naše oči nemohou detekovat.

Pokud není k dispozici žádný zvukový vstup, kontrolka LED trvale svítí, solární článek produkuje určité napětí. Vstupní kondenzátor na přijímači blokuje stejnosměrný signál, který dodává zesilovači téměř nulové napětí.

Když aplikujeme zvukový signál na vysílač, dojde ke změně jasu LED (velmi malé). Solární článek replikuje malé měnící se napětí, kondenzátor umožňuje malou změnu amplitudy napětí k zesilovači a odmítá silné konstantní stejnosměrné napětí.

Zesilovač musí mít dobrou citlivost, protože vstup je slabý. Pravděpodobně proto mnoho čtenářů komentuje hlasitost zvuku.

Použil jsem zesilovač domácího kina ze staré školy, který měl velmi dobrou citlivost a výsledný výstup byl LOUD a CLEAR.