So machen Sie eine LI-FI-Schaltung (Light Fidelity) einfach

LI-FI ist seit einigen Jahren im Internet im Umlauf. LI-FI erfreut sich im Internet und bei Entwicklern zunehmender Beliebtheit. LI-FI steht für Light Fidelity, das von Harald Hass geprägt wurde.

Schaltungsziel

Das Ziel von LI-FI ist die Übertragung von Daten durch sichtbares Licht. Da die Bandbreite des sichtbaren Lichts 10.000-mal höher ist als die der Funkwellen, können in kurzer Zeit mehr Daten durch Licht übertragen werden.

Durch die Kommunikation mit sichtbarem Licht (VLC) wird das Risiko einer durch Radiowellen verursachten Krankheit aufgrund längerer Exposition beseitigt.

Dieses Protokoll kann angepasst werden, wenn Funkwellen eingeschränkt sind, z. B. in Flugzeugen, Krankenhäusern und in einigen Forschungseinrichtungen. Die Forscher erreichten eine Bitrate von 224 GB / s, was 100-mal schneller ist als unsere durchschnittliche WI-FI-Verbindung zu Hause oder im Büro.

In diesem Artikel wird die Grundidee erläutert, wie eine sehr einfache LI-FI-Schaltung hergestellt werden kann, in der jede Audioquelle durch Licht übertragen und vom Empfänger empfangen werden kann, der sich nur wenige Meter vom Sender entfernt befindet.

Hier wird die analoge Kommunikation durch Licht erläutert, bei der das ursprüngliche LI-FI-System die digitale Kommunikation verwendet, die komplexer und im Hobby-Labor schwieriger herzustellen ist. Das Konzept ist aber genau das gleiche.

Hier ist ein einfaches Blockdiagramm, das LI-FI erklärt:

Das Design:

Die Schaltung besteht aus zwei Teilen, nämlich Empfänger und Sender. Der Sender besteht aus 3 Transistoren und wenigen passiven Komponenten gepaart mit 1 Watt LED. Die Transistoren sind konfiguriert als gemeinsame Emitterverstärker Dies ändert die LED-Helligkeit in Bezug auf das Audiosignal.

Helligkeitsänderungen aufgrund von Audiosignalen sind für das menschliche Auge jedoch nicht sichtbar. Wir sehen nur statische Beleuchtung der weißen LED. Der Empfänger besteht aus einem Fotodetektor (hier habe ich eine Solarzelle verwendet), der mit einem Verstärker gekoppelt ist. Die Tonausgabe erfolgt über den Lautsprecher.

Der Sender ist ein Transistorverstärker, der aus 3 parallel geschalteten Verstärkern besteht, um die 1-Watt-weiße LED anzusteuern.

Jede Transistorbasis besteht aus einem Spannungsteiler, der die notwendige Vorspannung für den einzelnen Transistor liefert. Die Eingangsstufe verfügt an der Basis jedes Transistors über Kondensatoren zum Blockieren von Gleichstromsignalen, die die Ausgangsqualität beeinträchtigen könnten.

LI-Fi-Schaltplan

Update: Das obige Design kann auch mit einem einzelnen Transistor wie unten gezeigt ausprobiert werden:

Sie können eine Strombegrenzungswiderstandsreihe mit LED verwenden, wenn Sie die Schaltung mit einer höheren Spannung (z. B. 12 V) betreiben möchten. Sie können auch eine standardmäßige weiße 0,5-mm-LED mit Strombegrenzungswiderstand verwenden. Für eine Audioquelle können Sie einen MP3-Player, ein Mobiltelefon oder ein Mikrofon mit Vorverstärker usw. verwenden.

Der Empfänger besteht aus einer 6-Volt-Solarzelle (3 Volt oben funktionieren einwandfrei) in Reihe mit einem 2.2uf-Kondensator, der mit einem Verstärker gekoppelt ist. Der Verstärker muss nicht der hier abgebildete sein, aber Sie können jeden Verstärker verwenden, der um Ihr Haus herum liegt. Aber stellen Sie sicher, dass es so gut empfindlich ist.

Verstärkerschema

Hier ist der Prototyp des Autors

Li-Fi-Videoclip:

Sie können jeden Verstärker mit guter Empfindlichkeit für den Empfängerteil verwenden. Um diese Schaltung zu testen, gehen Sie in einen Raum, in dem das Umgebungslicht schwach ist, und stellen Sie sicher, dass sich keine elektrische Lichtquelle in der Nähe befindet.

Platzieren Sie die 1 Watt LED parallel zur Solarzelle. Schalten Sie die Stromversorgung für Sender und Empfänger ein, geben Sie dem Sender einen Audioeingang und stellen Sie die Lautstärke auf den Sender ein. Hier können Sie den Audioton auf dem Empfangslautsprecher löschen.

Die oben erläuterte Li-Fi-Schaltung kann auch unter Verwendung einer Fotodiode wie unten gezeigt versucht werden, wobei der Verstärkerabschnitt durch a ersetzt wird LM386 Verstärkerschaltung ::

AKTUALISIEREN:

Einige wichtige Hinweise und Überlegungen zur obigen Li-Fi-Schaltung

In diesem Li-Fi flackert die LED, aber es ist für unsere Augen unwichtig, dies zu erkennen.

Wenn Ihre Augen dieses Flackern erkennen können, stimmt etwas mit dem Build nicht.

Die Änderung der Helligkeit der LED aufgrund des Audioeingangs ist sehr gering, aber es gibt eine Änderung der Helligkeit, die unsere Augen nicht erkennen können.

Wenn kein Audioeingang vorhanden ist, leuchtet die LED dauerhaft, die Solarzelle erzeugt eine gewisse Spannung. Der Eingangskondensator am Empfänger blockiert das Gleichstromsignal und gibt dem Verstärker eine Spannung von nahezu Null.

Wenn wir am Sender ein Audiosignal anlegen, ändert sich die Helligkeit der LED (sehr klein). Die Solarzelle repliziert die kleine variierende Spannung, der Kondensator ermöglicht die kleine Variation der Spannungsamplitude zum Verstärker und unterdrückt eine starke konstante Gleichspannung.

Der Verstärker muss eine gute Empfindlichkeit haben, da der Eingang schwach ist. Wahrscheinlich kommentieren deshalb viele Leser die Lautstärke des Audios.

Ich habe den Heimkino-Verstärker der alten Schule verwendet, der eine sehr gute Empfindlichkeit hatte und dessen Ergebnis laut und klar war.