Kaip sukurti paprastą LI-FI („Light Fidelity“) grandinę

LI-FI šurmuliuoja internete, nes pastaruosius kelerius metus LI-FI vis labiau populiarėja internete ir kūrėjams. LI-FI reiškia „Light Fidelity“, kurį sugalvojo Haraldas Hassas.

Grandinės tikslas

LI-FI tikslas yra perduoti duomenis per matomą šviesą. Kadangi matomos šviesos pralaidumas yra 10 000 kartų didesnis nei radijo bangų, per šviesą per trumpą laiką galima perduoti daugiau duomenų.

Matomos šviesos ryšys (VLC) pašalina kai kurių ligų, kurias sukelia radijo bangos, riziką dėl ilgalaikio poveikio.

Šis protokolas gali būti pritaikytas ten, kur ribojamos radijo bangos, pavyzdžiui, lėktuvuose, ligoninėse ir kai kuriose tyrimų įstaigose. Tyrėjai pasiekė 224 GB / s spartą, kuri yra 100 kartų didesnė nei vidutinis mūsų belaidžio interneto ryšys namuose ar biure.

Šiame straipsnyje paaiškinama pagrindinė idėja, kaip sukurti labai paprastą LI-FI grandinę, kurioje galėsime per šviesą perduoti bet kurį garso šaltinį ir priimti jį iš imtuvo, kuris yra keliolika metrų nuo siųstuvo.

Čia paaiškinta apie analoginį ryšį per šviesą, kai kaip originali LI-FI sistema naudojama skaitmeninė komunikacija, kuri yra sudėtingesnė ir sunkiau sukuriama hobio laboratorijoje. Tačiau koncepcija yra visiškai ta pati.

Čia yra paprasta blokinė schema, paaiškinanti LI-FI:

Dizainas:

Grandinė susideda iš dviejų dalių, kurios yra imtuvas ir siųstuvas. Siųstuvą sudaro 3 tranzistoriai ir keli pasyvūs komponentai, suporuoti su 1 vato šviesos diodu. Transistoriai yra sukonfigūruoti taip įprasti spinduolių stiprintuvai kuris keičia šviesos diodų ryškumą garso signalo atžvilgiu.

Tačiau ryškumo pokyčių dėl garso signalo žmogaus akis nematys. Mes matome tik statinį baltos šviesos diodo apšvietimą. Imtuvą sudaro foto detektorius (čia aš naudojau saulės elementus), kuris yra suporuotas su stiprintuvu. Garso išvestį pateikia garsiakalbis.

Siųstuvas yra tranzistorinis stiprintuvas, kurį sudaro 3 lygiagrečiai sujungti stiprintuvai, skirti valdyti 1 vatų baltą šviesos diodą.

Kiekviena tranzistoriaus bazė susideda iš įtampos daliklio, kuris suteikia būtiną atskirų tranzistorių poslinkį. Įvesties stadijoje kiekviename tranzistoriaus pagrinde yra kondensatoriai, skirti blokuoti nuolatinės srovės signalus, kurie gali pabloginti išvesties kokybę.

LI-Fi grandinės schema

Atnaujinimas: Pirmiau pateiktą dizainą taip pat galima išbandyti naudojant vieną tranzistorių, kaip parodyta žemiau:

Jei norite valdyti grandinę esant didesnei įtampai (tarkim, 12 V), galite naudoti srovės ribotuvo rezistorių seriją su LED. Taip pat galite naudoti standartinį 0,5 mm baltą šviesos diodą su srovės ribotuvu. Garso šaltiniui galite naudoti mp3 grotuvą, mobilųjį telefoną arba mikrofoną su išankstiniu stiprintuvu ir pan.

Imtuvą sudaro 6 voltų saulės elementas (3 voltai aukščiau veikia gerai) nuosekliai su 2.2uf kondensatoriumi, kuris yra suporuotas su stiprintuvu. Stiprintuvas neturi būti tas pats, kas pavaizduota čia, tačiau galite naudoti bet kokį stiprintuvą, gulintį aplink savo namą. Tačiau įsitikinkite, kad tai geras jautrumas.

Stiprintuvo schema

Čia yra autoriaus prototipas

„Li-Fi“ vaizdo įrašas:

Imtuvo daliai galite naudoti bet kokį stiprintuvą su geru jautrumu. Norėdami išbandyti šią grandinę, eikite į kambarį, kuriame aplinkos šviesa yra silpna, ir įsitikinkite, kad nėra šalia esančio elektros šviesos šaltinio.

Įstatykite 1 vato šviesos diodą lygiagrečiai saulės elementui. Įjunkite tiek siųstuvo, tiek imtuvo maitinimo šaltinį, duokite garso įvestį siųstuvui, sureguliuokite siųstuvo garsumą. Čia galite išvalyti priimančio garsiakalbio garso garsą.

Pirmiau paaiškintą „Li-Fi“ grandinę taip pat galima išbandyti naudojant fotodiodą, kaip parodyta žemiau, kur stiprintuvo sekcija pakeista LM386 stiprintuvo grandinė :

ATNAUJINTI:

Keletas svarbių pastabų ir svarstymų apie pirmiau nurodytą „Li-Fi“ grandinę

Šiame „Li-Fi“ šviesos diodas mirksi, tačiau mūsų akims tai yra labai svarbu aptikti.

Jei jūsų akys gali aptikti tuos mirgėjimus, kažkas negerai su konstrukcija.

Šviesos diodų ryškumo pokytis dėl garso įvesties yra labai mažas, tačiau ryškumas keičiasi, kai mūsų akys negali jų aptikti.

Jei nėra garso įvesties, šviesos diodas lieka įjungtas, saulės elementas sukuria tam tikrą įtampą. Imtuvo įvesties kondensatorius blokuoja nuolatinės srovės signalą, suteikiantį stiprintuvui beveik nulinę įtampą.

Kai siųstuve pritaikysime garso signalą, šviesos diodo ryškumas pasikeis (labai mažas). Saulės elementas pakartoja nedidelę kintančią įtampą, kondensatorius leis nedidelį įtampos amplitudės skirtumą stiprintuvui ir atmes stiprų nuolatinę nuolatinę įtampą.

Stiprintuvas turi būti labai jautrus, nes įvestis yra silpna. Tikriausiai todėl daugelis skaitytojų komentuoja garso garsumą.

Aš naudojau senosios mokyklos namų kino stiprintuvą, kurio jautrumas buvo labai geras, o jo išvestis buvo LOUD ir CLEAR.