Obvod internetového vysílače LiFi - přenos signálu USB pomocí LED

V tomto příspěvku se učíme, jak přenášet internetová data přes LiFi pomocí zesilovače třídy D jako vysílače a běžného audio zesilovače jako přijímače.

Jak funguje koncept Li-Fi

Pokud vás zajímá, jak lze koncept LiFi použít k přenosu dat USB, tento článek poskytne všechny požadované podrobnosti.

Víme, že koncept Li-Fi se používá k přenosu digitálních dat přes danou premisu efektivněji než jakýkoli jiný dosud vynalezený prostředek, zejména proto, že myšlenka Li-Fi umožňuje uživateli přenášet data a dodatečně osvětlovat oblast, kde je nainstalován, takže je to jako získat dvě zásadní výhody z jedné jednotky.

Pamatujete si na naše staré zařízení na promítání filmů? Je to pravděpodobně nejstarší známá metoda používání světla pro přenos dat (obrázek).

Ačkoli jsme vždy měli jiné skvělé prostředky pro přenos bezdrátových dat, jako jsou technologie Wi-Fi, vysokofrekvenční obvody atd., Použití světla pro tento účel si nikdy nebylo možné představit jednoduše proto, že světla byla vždy považována za low-tech jednotky, a proto byla podceňována, dokud den, kdy pan Harald Hass objevil tento skrytý potenciál světel (LED), a ukázal světu, jak by mohly být LED diody skutečně použity k přenosu dat mnohem efektivnějším způsobem než jakékoli jiné současné techniky.

V jednom z našich dřívějších článků jsme se dozvěděli prostřednictvím ukázkového okruhu týkajícího se jak efektivně přenášet zvukový signál přes Li-Fi , v tomto článku půjdeme trochu dále a naučíme se, jak přenášet signál USB prostřednictvím Li-Fi.

Protože LED diody jsou polovodičová zařízení, stávají se dokonale kompatibilními pro zpracování digitálních dat bez jakékoli formy zkreslení. Indikátor LED bude replikovat a přenášet vstupní obsah přesně tak, jak tomu bylo v původním zdroji, a díky této vlastnosti je konfigurace LED diod extrémně snadná pro zamýšlený účel.

Dosud jsme pochopili, že Li-Fi je metoda, při které se LED používá k přenosu vysokofrekvenčního obsahu v uzavřené místnosti, což účinně transformuje LED na bezdrátový vysílač i na zařízení produkující světlo. Pro přenos a příjem hudebních dat lze použít koncept Li-Fi pomocí LED jako zdroje světla a také bezdrátového hudebního vysílače.

Největší výzvou však je použít Li-Fi obvod pro přenos internetových dat pomocí běžných částí a bez zapojení složitých a obtížně dostupných komponent nebo MCU.

Konektor USB se v zásadě skládá z následujících podrobností zapojení:

1) + 5V
2) Uzemnění
3) + D.
4) -D

Svorka + 5 V a zem jsou napájecí svorky, které se běžně používají k napájení připojeného externího zařízení.

+ D a -D jsou datové komunikační terminály, které vytvářejí přes sebe komplexní diferenciální signál push-pull způsobem, což znamená, že + D je odkazováno na -D, zatímco signál -D je odkazováno na + D svorky . Díky tomu je přenos internetu pomocí LED tak matoucí a složitý.

To mě donutilo myslet na alternativní a efektivnější design, který by ve skutečnosti mohl přenášet data z internetu USB přes LED Li-Fi obvod, aniž by došlo ke zkreslení skutečného signálu, a použitím běžných komponent.

Po nějakém přemýšlení jsem přišel s následujícími obvody, které snad umožní přenos internetu přes LED světlo.

Pro vysílač jsem se rozhodl použít jednoduchý modul diferenciálního zesilovače pomocí IC BD5460 , následující obrázek ukazuje základní rozložení tohoto obvodu zesilovače.

Upravil jsem design do požadovaného obvodu vysílače Li-Fi, aby byl kompatibilní s internetovými signály, jak je uvedeno níže:

Vidíme, jak se diferenciální hudební vstupní terminály používají pro příjem dat z internetu, zatímco výstup je připojen k LED přes můstkový usměrňovač.

Použití můstkového usměrňovače se jeví jako chytrý nápad, jinak by bylo prostě nemožné přenášet push-pull signály přes LED, protože LED by jednoduše nedokázala rozlišit mezi těmito dvěma signály.

Použitím můstku jsme účinně umožnili LED rozpoznat obě poloviny signálu USB a odeslat jej do přijímače, aniž by došlo ke zkreslení původního obsahu.

Přijímač Li-Fi Circuit

Další výzvou pro mě teď bylo zajistit, aby usměrněná pulzující internetová data přes LED byla správně dekódována zpět do původní diferenciální formy v sekci přijímače.

Vypadalo to obtížně, ale simulace by se dala docela snadno dosáhnout použitím obvodu výkonového zesilovače založeného na duálním napájení, například 100 wattový mosfetový zesilovač již zveřejněné na tomto webu účinně splnily zamýšlený účel, jak je uvedeno níže:

BJT a mosfety lze libovolně navrhnout, aby fungovaly s napájením 12V / 1amp. Pokud však chcete silný dekódovaný výstup, můžete si velmi dobře zachovat původní hodnoty pro zařízení a užít si výkonný LiFi dekódovaný internetový výstup.

AKTUALIZACE:

V diskutovaném konceptu jsme použili zesilovač třídy D pro vysílač LiFi, avšak zesilovač třídy D v podstatě zahrnuje PWM pro zpracování vstupu, což by mohlo být vysoce nežádoucí, aby prošla internetová data.

Nechceme žádným způsobem zkreslovat nebo upravovat složitá internetová data, proto pro internetovou FiFi snad nelze použít zesilovač třídy D.

Podle mého předpokladu nepotřebujeme zesilovač třídy D, ale pouze a BTL zesilovač, který nezahrnuje funkci PWM , níže lze vidět ukázkový design pomocí IC TDA7052.

Nyní to vypadá perfektně a zdá se, že internetová data by byla přenesena na LED bez nutnosti jakékoli umělé transformace.

Nejprve můžeme jít s tímto 1 wattovým zesilovacím obvodem jako vysílač Li-Fi a použít 1 wattovou LED na výstupu. Myšlenka potvrdí, zda navrhovaný vysílač Li-Fi skutečně funguje nebo ne.

Máte-li jakékoli další pochybnosti ohledně tohoto jednoduchého, ale zdánlivě fungujícího internetového vysílacího obvodu LiFi, můžete je vyjádřit v níže uvedeném poli pro komentář.

Přidání fáze Push Pull

Ve výše uvedeném diagramu vše vypadá skvěle a zdá se, že obvod je připraven k přenosu dat Li-F bez jakýchkoli problémů, zdá se však, že v návrhu je malá chyba.

Co se stane, když na vstupu nejsou žádná data? LED by jednoduše zhasla, a to je v konceptu Li-Fi něco naprosto nepřijatelného. Proto musíme nějak zajistit, aby LED vždy zůstala svítit bez ohledu na vstupní variace nebo přítomnost vstupních dat.

Abychom tuto podmínku splnili, musíme zavést základní fázi push-pull fáze LI-FI BJT, kterou jsme již probrali v našem prvním článku o Li-Fi.

Následující obrázek ukazuje, jak na to:

Výše uvedený design nyní vypadá jako perfektní obvod internetového vysílače Li-Fi bez jakýchkoli nedostatků.