„LiFi“ interneto siųstuvo grandinė - USB signalo perdavimas per LED

Šiame įraše mes sužinome, kaip perduoti interneto duomenis per „LiFi“, naudojant D klasės stiprintuvą kaip siųstuvą ir įprastą garso stiprintuvo grandinę kaip imtuvą.

Kaip veikia „Li-Fi“ koncepcija

Jei įdomu, kaip „LiFi“ koncepcija galėtų būti naudojama USB duomenims perduoti, šiame straipsnyje bus pateikta visa reikalinga informacija.

Mes žinome, kad „Li-Fi“ koncepcija yra naudojama skaitmeniniams duomenims perduoti tam tikroje patalpoje efektyviau nei bet kuri kita iki šiol išrasta priemonė, ypač todėl, kad „Li-Fi“ idėja leidžia vartotojui perduoti duomenis ir papildomai apšviesti sritį, kurioje jie yra buvo įdiegta, taigi tarsi gautumėte du esminius vieno įrenginio pranašumus.

Pamenate mūsų seną kino projektorių? Tai tikriausiai seniausias žinomas šviesos perdavimo būdas duomenims perduoti (paveikslėlis).

Nors mes visada turėjome kitų puikių bevielio ryšio duomenų perdavimo būdų, tokių kaip „Wi-Fi“ technologija, radijo dažnių grandinės ir kt., Naudoti šviesą šiam tikslui niekada nebuvo galima įsivaizduoti vien todėl, kad žibintai visada buvo laikomi žemų technologijų vienetais ir todėl buvo nuvertinti, kol diena, kai p. Haraldas Hassas atrado šį paslėptą žiburių (LED) potencialą ir parodė pasauliui, kaip šviesos diodus galima iš tikrųjų naudoti duomenims perduoti daug efektyviau nei bet kuri kita šiuolaikinė technika.

Viename iš mūsų ankstesnių straipsnių sužinojome apie pavyzdį kaip efektyviai perduoti garso signalą per „Li-Fi“ , šiame straipsnyje mes eisime šiek tiek toliau ir sužinosime, kaip perduoti USB signalą per „Li-Fi“.

Šviesos diodai yra puslaidininkiniai įtaisai, todėl jie puikiai suderinami tvarkant skaitmeninius duomenis be jokių iškraipymų. Šviesos diodas atkartos ir perduos įvesties turinį tiksliai tokį, koks buvo pirminiame šaltinyje, ir dėl šios savybės šviesos diodus labai lengva konfigūruoti pagal paskirtį.

Iki šiol supratome, kad „Li-Fi“ yra metodas, kai šviesos diodas naudojamas perduoti aukšto dažnio turinį uždaroje patalpoje, kuris efektyviai paverčia šviesos diodą belaidžiu siųstuvu ir šviesos gamybos įrenginiu. Pavyzdžiui „Li-Fi“ koncepcija gali būti naudojama muzikos duomenims perduoti ir priimti naudojant šviesos diodą kaip šviesos šaltinį ir bevielį muzikos siųstuvą.

Tačiau didžiausias iššūkis yra naudoti „Li-Fi“ grandinę interneto duomenims perduoti naudojant įprastas dalis ir neįtraukiant sudėtingų ir sunkiai gaunamų komponentų ar MCU.

USB jungtį iš esmės sudaro šios laidų detalės:

1) + 5 V
2) Žemė
3) + D
4) -D

+ 5 V ir įžeminimas yra maitinimo išvesties gnybtai, kurie paprastai naudojami maitinant prijungtą išorinį įrenginį.

+ D ir -D yra duomenų perdavimo terminalai, kurie vienas po kito sukuria sudėtingą diferencialinį signalą stūmimo būdu, o tai reiškia, kad + D nurodomas -D, o -D signalas - + D gnybtus. . Dėl to interneto perdavimas per LED yra toks painus ir sudėtingas.

Tai privertė mane galvoti apie alternatyvų ir efektyvesnį dizainą, kuris iš tikrųjų galėtų perduoti USB interneto duomenis per LED Li-Fi grandinę, neiškraipydamas faktinio signalo ir naudojant įprastus komponentus.

Kiek pagalvojęs sugalvojau šias grandines, kurios, tikiuosi, leistų perduoti internetą per LED šviesą.

Siųstuvui nusprendžiau naudoti paprastą diferencialo stiprintuvo grandinės modulis naudojant IC BD5460 , šiame paveikslėlyje parodytas pagrindinis šios stiprintuvo grandinės išdėstymas.

Pakeičiau dizainą į reikiamą „Li-Fi“ siųstuvo grandinę, kad jis būtų suderinamas su interneto signalais, kaip parodyta žemiau:

Mes galime pamatyti, kaip diferencinės muzikos įvesties terminalai naudojami interneto duomenims gauti, o išėjimas yra prijungtas prie šviesos diodo per tiltinį lygintuvą.

Tiltinio lygintuvo naudojimas atrodo protinga mintis, kitaip tiesiog būtų neįmanoma perduoti „push-pull“ signalų per šviesos diodą, nes šviesos diodas paprasčiausiai nesugebėtų atskirti šių dviejų signalų.

Naudodami tiltą mes efektyviai įgalinome šviesos diodą atpažinti abi USB signalo puses ir nusiųsti jį į imtuvą, nesukeliant originalaus turinio iškraipymų.

Imtuvo „Li-Fi“ grandinė

Kitas mano uždavinys buvo užtikrinti, kad ištaisyti pulsuojantys interneto duomenys per šviesos diodą būtų tinkamai dekoduojami atgal į pradinę diferencialo formą imtuvo skyriuje.

Tai atrodė sunku, tačiau modeliavimą buvo galima lengvai atlikti naudojant, pavyzdžiui, dvigubo maitinimo stiprintuvo grandinę 100 vatų „mosfet“ stiprintuvas jau paskelbta šioje svetainėje veiksmingai įgyvendino numatytą tikslą, kaip parodyta žemiau:

BJT ir mosfets gali būti bet kokie bendri pasiūlymai, skirti dirbti su 12V / 1amp maitinimo šaltiniu. Tačiau jei norite galingos dekoduotos išvesties, labai gerai galėsite išsaugoti originalias įrenginių vertes ir mėgautis galinga „LiFi“ dekoduota „Internet“ išvestimi.

ATNAUJINTI:

Aptartoje koncepcijoje mes naudojome D klasės stiprintuvą LiFi siųstuvui, tačiau D klasės stiprintuvas iš esmės apima PWM įvesties apdorojimui, o tai gali būti labai nepageidautina, kad būtų perduodami interneto duomenys.

Mes nenorime jokiu būdu iškraipyti ar modifikuoti sudėtingų interneto duomenų, todėl D klasės stiprintuvo galbūt negalima naudoti interneto LiFi.

Kaip manau, mums nereikia „classD“ stiprintuvo, o tik a BTL stiprintuvas, kuriame nėra PWM funkcijos , dizaino pavyzdį galima pamatyti toliau naudojant IC TDA7052.

Dabar tai atrodo tobulai ir atrodo, kad interneto duomenys būtų perkelti į šviesos diodą, nepatiriant jokio dirbtinio virsmo.

Pirmiausia galime naudoti šią 1 vato stiprintuvo grandinę kaip „Li-Fi“ siųstuvą ir išvestyje naudoti 1 vato šviesos diodą. Idėja patvirtins, ar siūlomas „Li-Fi“ siųstuvas tikrai veikia, ar ne.

Jei turite daugiau abejonių dėl šios paprastos, bet iš pažiūros veikiančios „LiFi“ interneto siųstuvo grandinės, galite jas drąsiai išreikšti žemiau pateiktame komentarų laukelyje.

„Push Pull Stage“ pridėjimas

Aukščiau pateiktoje diagramoje viskas atrodo puikiai ir atrodo, kad grandinė yra pasirengusi perduoti Li-F duomenis be jokių problemų, tačiau atrodo, kad yra nedidelis dizaino trūkumas.

Kas atsitiks, jei įvestyje nėra duomenų? Šviesos diodas tiesiog išsijungtų, o tai visiškai nepriimtina „Li-Fi“ koncepcijoje. Todėl mes turime kažkaip įsitikinti, kad šviesos diodas visada liks apšviestas, neatsižvelgiant į įvesties variantus ar įvesties duomenų buvimą.

Norėdami patenkinti šią sąlygą, turime įvesti pagrindinį LI-FI BJT stūmimo traukos etapą, kuris jau buvo aptartas mūsų pirmajame „Li-Fi“ straipsnyje.

Šiame paveikslėlyje parodyta, kaip tai padaryti:

Aukščiau pateiktas dizainas dabar atrodo tobula „Li-Fi“ interneto siųstuvo grandinė be jokių trūkumų.