Trong bài đăng này, chúng ta học cách truyền dữ liệu Internet qua LiFi bằng cách sử dụng bộ khuếch đại lớp D làm bộ phát và mạch khuếch đại âm thanh thông thường làm bộ thu.

Cách thức hoạt động của khái niệm Li-Fi

Nếu bạn đang tự hỏi làm thế nào một khái niệm LiFi có thể được sử dụng để truyền dữ liệu USB, bài viết này sẽ cung cấp tất cả các chi tiết bạn cần.

Chúng tôi biết rằng khái niệm Li-Fi được sử dụng để truyền dữ liệu kỹ thuật số qua một tiền đề nhất định hiệu quả hơn bất kỳ phương tiện nào khác được phát minh cho đến nay, đặc biệt là vì ý tưởng Li-Fi cho phép người dùng truyền dữ liệu và chiếu sáng thêm khu vực nơi nó đã được cài đặt, vì vậy nó giống như nhận được hai lợi ích quan trọng từ một thiết bị duy nhất.

Hãy nhớ thiết bị máy chiếu phim cũ của chúng tôi? Đây có lẽ là phương pháp sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu lâu đời nhất được biết đến (hình).

Mặc dù chúng ta luôn có các phương tiện truyền dữ liệu không dây tuyệt vời khác như công nghệ Wi-Fi, mạch RF, v.v., việc sử dụng ánh sáng cho mục đích này chưa bao giờ được tưởng tượng đơn giản bởi vì đèn luôn được coi là thiết bị công nghệ thấp và do đó bị đánh giá thấp, cho đến khi ngày mà ông Harald Hass phát hiện ra tiềm năng tiềm ẩn này của đèn (đèn LED) và cho thế giới thấy đèn LED có thể thực sự được sử dụng như thế nào để truyền dữ liệu một cách hiệu quả hơn bất kỳ kỹ thuật đương đại nào khác.

Trong một trong những bài viết trước đây của chúng tôi, chúng tôi đã học qua một mạch ví dụ về cách truyền tín hiệu âm thanh hiệu quả qua Li-Fi , trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu hơn một chút và tìm hiểu cách truyền tín hiệu USB qua Li-Fi.

“kéo lên hoặc kéo xuống ”

Vì đèn LED là thiết bị bán dẫn nên chúng trở nên tương thích hoàn hảo để xử lý dữ liệu kỹ thuật số mà không có bất kỳ hình thức biến dạng nào. Đèn LED sẽ tái tạo và truyền tải nội dung đầu vào chính xác như trong nguồn gốc và đặc tính này giúp đèn LED cực kỳ dễ dàng cấu hình cho mục đích đã định.

Cho đến nay, chúng ta đã hiểu rằng Li-Fi là một phương pháp trong đó đèn LED được sử dụng để truyền nội dung tần số cao trong một phòng kín, giúp biến đèn LED thành một thiết bị phát không dây cũng như một thiết bị tạo ra ánh sáng một cách hiệu quả. Khái niệm Li-Fi có thể được sử dụng để truyền và nhận dữ liệu âm nhạc bằng cách sử dụng đèn LED làm nguồn sáng và cũng là thiết bị phát nhạc không dây.

Tuy nhiên, thách thức lớn nhất là sử dụng mạch Li-Fi để truyền dữ liệu Internet bằng các bộ phận thông thường và không liên quan đến các thành phần phức tạp và khó lấy hoặc MCU.

Đầu nối USB về cơ bản bao gồm các chi tiết đi dây sau:

1) + 5V
2) Mặt đất
3) + D
4) -D

+ 5V và nối đất là các đầu ra nguồn thường được sử dụng để cấp nguồn cho thiết bị bên ngoài được kết nối.

+ D và -D là các đầu cuối giao tiếp dữ liệu tạo ra tín hiệu vi phân phức tạp qua nhau theo cách đẩy-kéo, có nghĩa là + D được tham chiếu đến -D, trong khi tín hiệu -D được tham chiếu đến các đầu cuối + D . Đây là điều làm cho việc truyền Internet qua đèn LED trở nên khó hiểu và phức tạp.

Điều này buộc tôi phải nghĩ đến một thiết kế thay thế và hiệu quả hơn, có thể thực sự truyền dữ liệu Internet USB thông qua mạch LED Li-Fi, mà không làm sai lệch tín hiệu thực tế và bằng cách sử dụng các thành phần thông thường.

Sau một số suy nghĩ, tôi đã nghĩ ra các mạch sau đây hy vọng sẽ cho phép truyền internet thông qua đèn LED.

Đối với máy phát, tôi quyết định sử dụng mô-đun mạch khuếch đại vi sai sử dụng IC BD5460 , hình ảnh sau đây cho thấy cách bố trí cơ bản của mạch khuếch đại này.

Tôi đã sửa đổi thiết kế thành mạch phát Li-Fi cần thiết để làm cho nó tương thích với tín hiệu internet, như hình dưới đây:

Chúng ta có thể thấy cách các thiết bị đầu cuối đầu vào âm nhạc khác biệt được sử dụng để nhận dữ liệu internet, trong khi đầu ra được kết nối với đèn LED thông qua bộ chỉnh lưu cầu.

Sử dụng bộ chỉnh lưu cầu dường như là một ý tưởng thông minh, nếu không sẽ không thể truyền tín hiệu đẩy kéo qua đèn LED, vì đèn LED sẽ không thể phân biệt giữa hai tín hiệu này.

Bằng cách sử dụng cầu nối, chúng tôi đã kích hoạt hiệu quả đèn LED để nhận ra cả hai nửa của tín hiệu USB và gửi nó đến người nhận mà không gây ra bất kỳ biến dạng nào trong nội dung gốc.

Mạch Li-Fi của máy thu

Bây giờ, thử thách tiếp theo đối với tôi là đảm bảo rằng dữ liệu internet xung đã được chỉnh lưu thông qua đèn LED được giải mã chính xác trở lại dạng vi phân ban đầu trong phần bộ thu.

Điều này trông có vẻ khó khăn tuy nhiên, việc mô phỏng có thể được thực hiện khá dễ dàng bằng cách sử dụng mạch khuếch đại công suất dựa trên nguồn cung cấp kép, ví dụ: Bộ khuếch đại MOSFET 100 watt đã được xuất bản trên trang web này đã thực hiện một cách hiệu quả mục đích dự kiến như được hiển thị bên dưới:

BJT và các mosfet có thể là bất kỳ đề xuất chung nào được xếp hạng để hoạt động với nguồn cung cấp 12V / 1amp. Tuy nhiên, nếu bạn muốn một đầu ra được giải mã mạnh mẽ, bạn rất có thể giữ nguyên các giá trị ban đầu cho các thiết bị và tận hưởng một đầu ra trơ được giải mã LiFi mạnh mẽ.

CẬP NHẬT:

Trong khái niệm đã thảo luận, chúng tôi sử dụng bộ khuếch đại lớp D cho bộ phát LiFi, tuy nhiên bộ khuếch đại lớp D về cơ bản liên quan đến PWM để xử lý đầu vào, điều này có thể rất không mong muốn đối với dữ liệu internet đi qua.

Chúng tôi không muốn bóp méo hoặc sửa đổi dữ liệu Internet phức tạp theo bất kỳ cách nào, do đó, bộ khuếch đại lớp D có lẽ không thể được áp dụng cho LiFi internet.

Theo giả định của tôi, chúng tôi không cần bộ khuếch đại classD mà chỉ cần một Bộ khuếch đại BTL, không liên quan đến chức năng PWM , một thiết kế ví dụ có thể được chứng kiến dưới đây bằng cách sử dụng IC TDA7052.

Mạch phát Internet LiFi - Truyền tín hiệu USB qua đèn LED

Bây giờ điều này trông hoàn hảo và có vẻ như dữ liệu Internet sẽ được chuyển sang đèn LED mà không cần trải qua bất kỳ loại biến đổi nhân tạo nào.

Để bắt đầu, chúng ta có thể sử dụng mạch khuếch đại 1 watt này làm bộ phát Li-Fi và sử dụng đèn LED 1 watt ở đầu ra. Ý tưởng sẽ xác nhận xem liệu bộ phát Li-Fi được đề xuất có thực sự hoạt động hay không.

Nếu bạn có thêm bất kỳ nghi ngờ nào liên quan đến mạch phát Internet LiFi đơn giản nhưng dường như hoạt động này, bạn có thể thoải mái bày tỏ chúng trong khung bình luận bên dưới.

Thêm giai đoạn kéo đẩy

Trong sơ đồ trên, mọi thứ trông rất tuyệt và có vẻ như mạch đã sẵn sàng để truyền dữ liệu Li-F- mà không gặp bất kỳ sự cố nào, tuy nhiên dường như có một chút sai sót trong thiết kế.

Điều gì xảy ra nếu không có dữ liệu ở đầu vào? Đèn LED chỉ đơn giản là tắt và đó là điều hoàn toàn không thể chấp nhận được trong khái niệm Li-Fi. Do đó, bằng cách nào đó chúng ta phải đảm bảo rằng đèn LED luôn sáng bất kể các biến thể đầu vào hoặc sự hiện diện của dữ liệu đầu vào.

Để đáp ứng điều kiện này, chúng tôi cần giới thiệu một giai đoạn kéo đẩy LI-FI BJT cơ bản, đã được thảo luận trong bài viết đầu tiên về Li-Fi của chúng tôi.

Hình ảnh sau đây cho thấy cách thực hiện: