בפוסט זה אנו לומדים כיצד להעביר נתוני אינטרנט דרך LiFi באמצעות מגבר Class D כמשדר ומעגל מגבר שמע רגיל כמקלט.
איך עובד Li-Fi קונספט
אם אתה תוהה כיצד ניתן להשתמש בקונספט LiFi להעברת נתוני USB, מאמר זה יספק את כל הפרטים הדרושים לך.
אנו יודעים כי מושג Li-Fi משמש להעברת נתונים דיגיטליים על פי הנחת יסוד נתונה בצורה יעילה יותר מכל אמצעי אחר שהומצא עד כה, במיוחד משום שרעיון ה- Li-Fi מאפשר למשתמש להעביר את הנתונים ולהאיר בנוסף את האזור בו הוא נמצא. הותקנו, כך שזה כמו לקבל שני יתרונות מכריעים מיחידה אחת.
זוכרים את מכשיר מקרן הקולנוע העתיק שלנו? זו ככל הנראה השיטה העתיקה ביותר לשימוש באור להעברת נתונים (תמונה).
למרות שתמיד היו לנו אמצעים נהדרים אחרים להעברת נתונים אלחוטיים כמו טכנולוגיית Wi-Fi, מעגלי RF וכו ', מעולם לא העלו על הדעת שימוש באור למטרה זו פשוט מכיוון שנוריות נחשבו תמיד כיחידות לואו-טק, ובכך לזלזל, יום כאשר מר הרלד האס גילה את הפוטנציאל הנסתר הזה של נורות (נוריות) והראה לעולם כיצד ניתן להשתמש בפועל בנוריות להעברת נתונים בצורה יעילה בהרבה מכל טכניקות עכשוויות אחרות.
באחד המאמרים הקודמים שלנו למדנו דרך מעגל לדוגמא בנושא כיצד להעביר ביעילות אות שמע דרך Li-Fi , במאמר זה נרחיק עוד מעט ונלמד כיצד להעביר אות USB דרך Li-Fi.
מכיוון שנוריות LED הן מכשירים של מוליכים למחצה, הם הופכים להיות תואמים לחלוטין לטיפול בנתונים דיגיטליים ללא כל סוג של עיוותים. נורית LED תשכפל ותעביר את תוכן הקלט בדיוק כפי שהיה במקור המקורי, ומאפיין זה הופך את נוריות ה- LED לקלות ביותר להגדרה למטרה המיועדת.
עד כה הבנו כי Li-Fi היא שיטה בה LED משמש להעברת תוכן בתדרים גבוהים בחדר סגור, מה שהופך למעשה את ה- LED למשדר אלחוטי כמו גם למכשיר המייצר אור. ניתן להשתמש בקונספט Li-Fi להעברה וקבלה של נתוני מוסיקה על ידי שימוש בנורת LED כמקור האור וגם במשדר מוסיקה אלחוטי.
עם זאת האתגר הגדול ביותר הוא להשתמש במעגל Li-Fi להעברת נתוני אינטרנט באמצעות חלקים רגילים ומבלי לערב רכיבים או MCU מורכבים וקשים להשגה.
מחבר USB מורכב בעצם מפרטי החיווט הבאים:
1) + 5 וולט
2) קרקע
3) + ד
4) -ד
+ 5V הקרקע הם מסופי האספקה המשמשים בדרך כלל להפעלת ההתקן החיצוני המחובר.
ה- + D ו- -D הם מסופי תקשורת הנתונים המייצרים את אות ההפרש המורכב זה על זה באופן דחיפה-משיכה, כלומר + D מופנה ל- D, ואילו האות -D מתייחס למסופי + D . זה מה שהופך את שידור האינטרנט דרך ה- LED למבלבל ומורכב כל כך.
זה אילץ אותי לחשוב על עיצוב חלופי ויעיל יותר, שיכול למעשה להעביר נתוני אינטרנט USB באמצעות מעגל LED Li-Fi, מבלי לעוות את האות בפועל, ולהשתמש ברכיבים רגילים.
לאחר מחשבה הגעתי למעגלים הבאים, בתקווה שיאפשרו העברת אינטרנט באמצעות נורת LED.
למשדר החלטתי להשתמש בפשוט מודול מעגל מגבר דיפרנציאלי באמצעות IC BD5460 , התמונה הבאה מציגה את הפריסה הבסיסית של מעגל מגבר זה.
שיניתי את העיצוב למעגל משדר ה- Li-Fi הנדרש כדי להפוך אותו לתואם לאותות אינטרנט, כמוצג להלן:
אנו יכולים לראות כיצד מסופי קלט המוזיקה הדיפרנציאליים משמשים לקבלת נתוני האינטרנט, ואילו הפלט מחובר לנורת LED באמצעות מיישר גשר.
נראה כי שימוש במיישר גשר הוא רעיון חכם, אחרת זה יהיה פשוט בלתי אפשרי להעביר את אותות הדחיפה-משיכה דרך נורית LED, מכיוון שנורית פשוט לא תצליח להבדיל בין שני האותות הללו.
באמצעות הגשר אפשרנו למעשה ל- LED לזהות את שני חצאי אות ה- USB ולשלוח אותו למקלט מבלי לגרום לעיוותים בתוכן המקורי.
מעגל ה- Li-Fi המקלט
כעת האתגר הבא מבחינתי היה לוודא שנתוני האינטרנט הפועמים המתוקנים דרך ה- LED מפוענחים כראוי חזרה לצורת ההפרש המקורית בסעיף המקלט.
זה נראה קשה אולם ניתן לבצע די סימולציה די בקלות באמצעות מעגל מגבר כוח מבוסס אספקה כפול, למשל מגבר מוספט 100 וואט שכבר פורסם באתר זה הגשים ביעילות את המטרה המיועדת כמוצג להלן:
BJTs ו mosfets יכול להיות כל הצעה כללית מדורג לעבוד עם 12V / 1amp אספקה. עם זאת, אם אתה רוצה פלט מפוענח רב עוצמה אתה יכול מאוד לשמור על הערכים המקוריים עבור המכשירים וליהנות מפלט רשת מקודד חזק של LiFi.
עדכון:
בתפיסה הנדונה השתמשנו במגבר Class D עבור משדר ה- LiFi, אולם מגבר Class D כולל למעשה PWM לעיבוד הקלט, דבר שיכול להיות מאוד לא רצוי לנתוני אינטרנט לעבור.
איננו רוצים לעוות או לשנות את נתוני האינטרנט המורכבים בשום צורה שהיא, ולכן אולי לא ניתן להחיל מגבר D מסוג LiFi באינטרנט.
לפי ההנחה שלי אנחנו לא צריכים מגבר classD אלא רק a מגבר BTL, שאינו כולל פונקציית PWM , ניתן לראות להלן דוגמה לעיצוב באמצעות ה- IC TDA7052.
עכשיו זה נראה מושלם, ונראה כאילו נתוני האינטרנט יועברו אל ה- LED מבלי לעבור כל סוג של טרנספורמציה מלאכותית.
ראשית נוכל ללכת עם מעגל מגבר 1 וואט זה כמשדר Li-Fi ולהשתמש בנורת LED 1 וואט בפלט. הרעיון יאשר אם משדר ה- Li-Fi המוצע באמת עובד או לא.
אם יש לך ספקות נוספים בנוגע למעגל משדר האינטרנט הפשוט אך עדיין נראה לעבוד זה, אתה מוזמן להביע אותם בתיבת ההערות שלהלן.
הוספת שלב למשוך דחיפה
בתרשים שלמעלה הכל נראה נהדר ונראה שהמעגל מוכן להעברת נתוני Li-F ללא בעיות, אולם נראה שיש פגם קטן בתכנון.
מה קורה אם אין נתונים בכניסה? ה- LED פשוט יכבה, וזה משהו לא מקובל לחלוטין ברעיון Li-Fi. לכן עלינו איכשהו לוודא שהנורית תמיד תישאר מוארת ללא קשר לריאציות הקלט או לנוכחות נתוני הקלט.
על מנת לעמוד בתנאי זה, עלינו להציג שלב LI-FI BJT משיכת דחיפה בסיסי, עליו נדון כבר במאמר ה- Li-Fi הראשון שלנו.
התמונה הבאה מראה כיצד לעשות זאת:
העיצוב הנ'ל נראה כעת כמעגל משדר אינטרנט Li-Fi מושלם ללא כל פגמים.
קודם: הכנת אוסצילוסקופ ערוץ יחיד באמצעות ארדואינו הבא: נגן MP3 באמצעות נגן DF - פרטי עיצוב מלאים
