Ako si vyrobiť jednoduchý obvod LI-FI (Light Fidelity)

LI-FI bzučí po internete, pretože v posledných rokoch si LI-FI získal väčšiu popularitu na internete a u vývojárov. LI-FI je skratka pre Light Fidelity, ktorú vytvoril Harald Hass.

Cieľ okruhu

Cieľom LI-FI je prenos dát cez viditeľné svetlo. Pretože šírka pásma viditeľného svetla je 10 000-krát vyššia ako v prípade rádiových vĺn, je možné cez svetlo preniesť viac údajov v krátkom časovom období.

Komunikácia viditeľným svetlom (VLC) eliminuje riziko niektorých chorôb spôsobených rádiovými vlnami v dôsledku dlhodobého vystavenia.

Tento protokol je možné prispôsobiť tam, kde sú obmedzené rádiové vlny, napríklad v lietadlách, nemocniciach a v niektorých výskumných zariadeniach. Vedci dosiahli bitovú rýchlosť 224 GB / s, čo je stokrát rýchlejšie ako naše priemerné WI-FI pripojenie doma alebo v kancelárii.

Tento článok vysvetľuje základnú myšlienku, ako vytvoriť veľmi jednoduchý obvod LI-FI, v ktorom budeme schopní prenášať akýkoľvek zdroj zvuku cez svetlo a prijímať ho z prijímača, ktorý je umiestnený niekoľko stôp od vysielača.

Tu sme vysvetlili analógovú komunikáciu pomocou svetla, kde pôvodný systém LI-FI využíva digitálnu komunikáciu, ktorá je zložitejšia a náročnejšia na výrobu v hobby laboratóriu. Ale koncept je úplne rovnaký.

Tu je jednoduchý blokový diagram vysvetľujúci LI-FI:

Dizajn:

Obvod sa skladá z dvoch častí, ktorými sú prijímač a vysielač. Vysielač sa skladá z 3 tranzistorov a niekoľkých pasívnych súčastí spárovaných s 1 W LED. Tranzistory sú konfigurované ako bežné emitorové zosilňovače ktorý mení jas LED vzhľadom na zvukový signál.

Ale zmeny jasu spôsobené zvukovým signálom nebudú pre ľudské oko viditeľné. Vidíme iba statické osvetlenie bielej LED. Prijímač sa skladá z foto detektora (tu som použil solárny článok), ktorý je spárovaný so zosilňovačom. Zvukový výstup je daný reproduktorom.

Vysielač je tranzistorový zosilňovač, ktorý sa skladá z 3 zosilňovačov zapojených paralelne na napájanie 1 W bielej LED.

Každá báza tranzistora pozostáva z deliča napätia, ktorý dáva potrebné predpätie pre jednotlivé tranzistory. Vstupný stupeň má na základni každého tranzistora kondenzátory na blokovanie jednosmerných signálov, ktoré by mohli zhoršiť kvalitu výstupu.

Schéma zapojenia LI-Fi

Aktualizácia: Vyššie uvedený dizajn je možné vyskúšať aj pomocou jediného tranzistora, ako je uvedené nižšie:

Ak chcete obvod prevádzkovať pri vyššom napätí (napríklad 12V), môžete použiť sériu rezistorov obmedzujúcich prúd s LED. Môžete tiež použiť štandardnú 0,5 mm bielu LED s rezistorom obmedzujúcim prúd. Ako zdroj zvuku môžete použiť prehrávač mp3, mobilný telefón alebo mikrofón s predzosilňovačom atď.

Prijímač sa skladá zo 6-voltového solárneho článku (3 V vyššie), ktorý je zapojený do série s kondenzátorom 2,2uf (pár) so zosilňovačom. Zosilňovač nemusí byť znázornený rovnako, ale môžete použiť akýkoľvek zosilňovač ležiaci okolo vášho domu. Ale uistite sa, že je to dobrá citlivosť.

Schéma zosilňovača

Tu je autorský prototyp

Li-Fi videoklip:

Pre prijímač môžete použiť akýkoľvek zosilňovač s dobrou citlivosťou. Ak chcete tento obvod otestovať, choďte do miestnosti, kde je tlmené okolité svetlo, a uistite sa, že v blízkosti nie je žiadny zdroj elektrického svetla.

Umiestnite 1 W LED paralelne k solárnemu článku. Zapnite napájanie vysielača aj prijímača, dajte vysielaču zvukový vstup, nastavte hlasitosť vysielača. Tu môžete vyčistiť zvukový zvuk z prijímacieho reproduktora.

Vyššie vysvetlený obvod Li-Fi je možné vyskúšať aj pomocou fotodiódy, ako je znázornené nižšie, kde je časť zosilňovača nahradená Obvod zosilňovača LM386 :

AKTUALIZÁCIA:

Niektoré dôležité poznámky a úvahy týkajúce sa vyššie uvedeného okruhu Li-Fi

V tomto Li-Fi LED bliká, ale je to pre naše oči dôležité, aby ho zistili.

Ak vaše oči dokážu zistiť tieto mihotania, niečo nie je v poriadku s postavením.

Zmena jasu LED v dôsledku zvukového vstupu je veľmi malá, ale dôjde k zmene jasu, ktorú naše oči nedokážu zistiť.

Ak nie je k dispozícii žiadny zvukový vstup, kontrolka LED stále svieti, solárny článok produkuje určité napätie. Vstupný kondenzátor na prijímači blokuje ten jednosmerný signál, ktorý dáva zosilňovaču takmer nulové napätie.

Keď na vysielač použijeme zvukový signál, dôjde k zmene jasu LED diódy (veľmi malá). Solárny článok replikuje malé premenlivé napätie, kondenzátor umožní malú zmenu amplitúdy napätia k zosilňovaču a odmietne silné konštantné jednosmerné napätie.

Zosilňovač musí mať dobrú citlivosť, pretože vstup je slabý. Pravdepodobne preto veľa čitateľov komentuje hlasitosť zvuku.

Použil som zosilňovač domáceho kina zo starej školy, ktorý mal veľmi dobrú citlivosť a výsledný výstup bol LOUD a CLEAR.