Схема интернет-передатчика LiFi - передача сигнала USB через светодиод

В этом посте мы узнаем, как передавать данные из Интернета через LiFi, используя усилитель класса D в качестве передатчика и схему обычного аудиоусилителя в качестве приемника.

Как работает концепция Li-Fi

Если вам интересно, как можно использовать концепцию LiFi для передачи данных USB, эта статья предоставит вам все необходимые детали.

Мы знаем, что концепция Li-Fi используется для передачи цифровых данных через определенное помещение более эффективно, чем любые другие средства, изобретенные до сих пор, особенно потому, что идея Li-Fi позволяет пользователю передавать данные и дополнительно освещать область, где они находятся. был установлен, так что это похоже на получение двух важных преимуществ от одного устройства.

Помните наш вековой кинопроектор? Это, вероятно, самый старый из известных способов использования света для передачи данных (изображения).

Хотя у нас всегда были другие отличные средства передачи беспроводных данных, такие как технология Wi-Fi, радиочастотные схемы и т. Д., Использование света для этой цели никогда не представлялось просто потому, что огни всегда считались низкотехнологичными устройствами и, следовательно, недооценивались, пока день, когда г-н Харальд Хасс открыл этот скрытый потенциал света (светодиодов) и показал миру, как светодиоды могут быть использованы для передачи данных более эффективным способом, чем любые другие современные методы.

В одной из наших предыдущих статей мы узнали на примере схемы, касающейся как эффективно передавать аудиосигнал через Li-Fi , в этой статье мы пойдем немного дальше и узнаем, как передавать USB-сигнал через Li-Fi.

Поскольку светодиоды являются полупроводниковыми устройствами, они становятся полностью совместимыми для обработки цифровых данных без каких-либо искажений. Светодиод будет воспроизводить и передавать входной контент точно так, как он был в исходном источнике, и это свойство делает светодиоды чрезвычайно легкими в настройке для предполагаемой цели.

До сих пор мы понимали, что Li-Fi - это метод, в котором светодиод используется для передачи высокочастотного контента в замкнутом помещении, который эффективно превращает светодиод в беспроводной передатчик, а также в устройство, излучающее свет. Концепция Li-Fi может использоваться для передачи и приема музыкальных данных. используя светодиод в качестве источника света, а также беспроводной передатчик музыки.

Однако самой большой проблемой является использование схемы Li-Fi для передачи данных через Интернет с использованием обычных компонентов и без использования сложных и труднодоступных компонентов или микроконтроллеров.

Разъем USB в основном состоит из следующих деталей проводки:

1) + 5В
2) Земля
3) + D
4) -D

+ 5 В и земля - ​​это клеммы выхода питания, которые обычно используются для питания подключенного внешнего устройства.

+ D и -D - это терминалы передачи данных, которые создают комплексный дифференциальный сигнал друг с другом в двухтактном режиме, то есть + D ссылается на -D, а сигнал -D ссылается на + D терминалы. . Это то, что делает передачу Интернета через светодиоды такой запутанной и сложной.

Это заставило меня подумать об альтернативной и более эффективной конструкции, которая могла бы фактически передавать данные через USB-порт через светодиодную Li-Fi схему, не искажая фактический сигнал и используя обычные компоненты.

Поразмыслив, я придумал следующие схемы, которые, надеюсь, позволят передавать Интернет через светодиодный свет.

Для передатчика я решил использовать простой модуль дифференциального усилителя на микросхеме BD5460 На следующем изображении показана основная схема этой схемы усилителя.

Я изменил конструкцию на необходимую схему передатчика Li-Fi, чтобы сделать ее совместимой с интернет-сигналами, как показано ниже:

Мы видим, как входные терминалы дифференциальной музыки используются для приема интернет-данных, а выход подключается к светодиоду через мостовой выпрямитель.

Использование мостового выпрямителя кажется разумной идеей, иначе было бы просто невозможно передавать двухтактные сигналы через светодиод, поскольку светодиод просто не мог бы различать эти два сигнала.

Используя мост, мы эффективно позволили светодиоду распознавать обе половины USB-сигнала и отправлять его на приемник, не вызывая искажений в исходном содержании.

Схема Li-Fi приемника

Следующей задачей для меня было убедиться, что выпрямленные пульсирующие интернет-данные через светодиод правильно декодируются обратно в исходную дифференциальную форму в секции приемника.

Это выглядело трудным, однако моделирование можно было довольно легко выполнить, используя схему усилителя мощности на основе двойного источника питания, например Усилитель MOSFET мощностью 100 Вт уже опубликованные на этом веб-сайте эффективно выполнили поставленную задачу, как показано ниже:

BJT и МОП-транзисторы могут быть любого общего назначения, рассчитанного на работу с питанием 12 В / 1 А. Однако, если вам нужен мощный декодированный выход, вы вполне можете сохранить исходные значения для устройств и насладиться мощным декодированным выходом LiFi через Интернет.

ОБНОВИТЬ:

В обсуждаемой концепции мы использовали усилитель класса D для передатчика LiFi, однако усилитель класса D по существу включает в себя ШИМ для обработки входа, что может быть крайне нежелательно для прохождения интернет-данных.

Мы не хотим каким-либо образом искажать или изменять сложные интернет-данные, поэтому усилитель класса D, возможно, не может быть применен для интернет-LiFi.

По моему предположению, нам не нужен усилитель класса D, а только Усилитель BTL, не имеющий функции ШИМ ниже можно увидеть пример конструкции с использованием микросхемы TDA7052.

Теперь это выглядит идеально, и кажется, что данные из Интернета будут передаваться на светодиод без какого-либо искусственного преобразования.

Для начала мы можем использовать схему усилителя мощностью 1 Вт в качестве передатчика Li-Fi и использовать на выходе светодиод мощностью 1 Вт. Идея подтвердит, действительно ли работает предлагаемый Li-Fi передатчик.

Если у вас есть какие-либо дополнительные сомнения относительно этой простой, но, казалось бы, работающей схемы интернет-передатчика LiFi, вы можете свободно выразить их в поле для комментариев ниже.

Добавление этапа Push Pull

На приведенной выше диаграмме все выглядит великолепно, и кажется, что схема готова для передачи данных Li-F без каких-либо проблем, однако, похоже, есть небольшой недостаток в конструкции.

Что будет, если на входе нет данных? Светодиод просто отключился бы, а это совершенно неприемлемо в концепции Li-Fi. Поэтому мы должны каким-то образом убедиться, что светодиод всегда светится независимо от изменений ввода или наличия входных данных.

Чтобы удовлетворить этому условию, нам нужно ввести базовую двухтактную ступень LI-FI BJT, которая уже обсуждалась в нашей первой статье о Li-Fi.

На следующем изображении показано, как это сделать:

Вышеупомянутый дизайн теперь выглядит как идеальная схема интернет-передатчика Li-Fi без каких-либо недостатков.