LiFi Internet Transmitter Circuit - USB-Signalübertragung über LED

In diesem Beitrag erfahren Sie, wie Sie Internetdaten über LiFi mit einem Klasse-D-Verstärker als Sender und einer normalen Audioverstärkerschaltung als Empfänger übertragen.

Wie das Li-Fi-Konzept funktioniert

Wenn Sie sich fragen, wie ein LiFi-Konzept zur Übertragung von USB-Daten verwendet werden kann, enthält dieser Artikel alle erforderlichen Details.

Wir wissen, dass ein Li-Fi-Konzept verwendet wird, um digitale Daten effizienter über ein bestimmtes Gebäude zu übertragen als jedes andere bisher erfundene Mittel, insbesondere weil die Li-Fi-Idee es dem Benutzer ermöglicht, die Daten zu übertragen und zusätzlich den Bereich zu beleuchten, in dem sie sich befinden installiert wurde, ist es so, als würde man zwei entscheidende Vorteile aus einer einzigen Einheit ziehen.

Erinnern Sie sich an unser uraltes Filmprojektorgerät? Es ist wahrscheinlich die älteste bekannte Methode zur Verwendung von Licht zur Datenübertragung (Bild).

Obwohl wir immer andere großartige Mittel zur Übertragung von drahtlosen Daten hatten, wie z. B. Wi-Fi-Technologie, HF-Schaltkreise usw., war die Verwendung von Licht für diesen Zweck nie einfach vorstellbar, nur weil Lichter bis zu diesem Zeitpunkt immer als Low-Tech-Einheiten angesehen und daher unterschätzt wurden Tag, an dem Herr Harald Hass dieses verborgene Potenzial von Lichtern (LEDs) entdeckte und der Welt zeigte, wie LEDs tatsächlich zur effizienteren Datenübertragung verwendet werden können als alle anderen modernen Techniken.

In einem unserer früheren Artikel haben wir anhand einer Beispielschaltung gelernt wie man Audiosignale effektiv über ein Li-Fi überträgt In diesem Artikel gehen wir etwas weiter und lernen, wie man ein USB-Signal über Li-Fi überträgt.

Da LEDs Halbleiterbauelemente sind, sind diese perfekt kompatibel für den Umgang mit digitalen Daten ohne jegliche Verzerrung. Eine LED repliziert und überträgt den Eingangsinhalt genau so, wie er in der Originalquelle war, und diese Eigenschaft macht es extrem einfach, LEDs für den beabsichtigten Zweck zu konfigurieren.

Bisher haben wir verstanden, dass Li-Fi eine Methode ist, bei der LED zur Übertragung eines Hochfrequenzinhalts in einem geschlossenen Raum verwendet wird, wodurch die LED effektiv in einen drahtlosen Sender sowie ein lichterzeugendes Gerät umgewandelt wird. Zum Beispiel Das Li-Fi-Konzept kann zum Senden und Empfangen von Musikdaten verwendet werden durch Verwendung einer LED als Lichtquelle und auch eines drahtlosen Musiksenders.

Die größte Herausforderung besteht jedoch darin, eine Li-Fi-Schaltung zur Übertragung von Internetdaten mit normalen Teilen zu verwenden, ohne komplexe und schwer zu beschaffende Komponenten oder MCUs zu verwenden.

Ein USB-Anschluss besteht im Wesentlichen aus den folgenden Verdrahtungsdetails:

1) + 5V
2) Boden
3) + D.
4) -D

+5 V und Masse sind die Ausgangsanschlüsse, die normalerweise zur Stromversorgung des angeschlossenen externen Geräts verwendet werden.

+ D und -D sind die Datenkommunikationsanschlüsse, die das komplexe Differenzsignal auf Push-Pull-Weise übereinander erzeugen, was bedeutet, dass + D auf -D bezogen ist, während das -D-Signal auf die + D-Anschlüsse bezogen ist . Dies macht die Übertragung des Internets über LED so verwirrend und komplex.

Dies zwang mich, über ein alternatives und effizienteres Design nachzudenken, das tatsächlich USB-Internetdaten über eine LED-Li-Fi-Schaltung übertragen kann, ohne das tatsächliche Signal zu verzerren, und indem gewöhnliche Komponenten verwendet werden.

Nach einigem Überlegen habe ich mir die folgenden Schaltkreise ausgedacht, die hoffentlich die Übertragung des Internets über LED-Licht ermöglichen würden.

Für den Sender habe ich mich für einen einfachen entschieden Differenzverstärkermodul mit IC BD5460 Das folgende Bild zeigt das Grundlayout dieser Verstärkerschaltung.

Ich habe das Design in die erforderliche Li-Fi-Senderschaltung geändert, um es mit Internet-Signalen kompatibel zu machen, wie unten gezeigt:

Wir können sehen, wie die differentiellen Musikeingangsanschlüsse zum Empfangen der Internetdaten verwendet werden, während der Ausgang über einen Brückengleichrichter mit einer LED verbunden ist.

Die Verwendung eines Brückengleichrichters scheint eine kluge Idee zu sein, da es sonst einfach unmöglich wäre, die Gegentaktsignale über eine LED zu übertragen, da eine LED einfach nicht zwischen diesen beiden Signalen unterscheiden würde.

Durch die Verwendung der Brücke haben wir es der LED effektiv ermöglicht, beide Hälften des USB-Signals zu erkennen und an den Empfänger zu senden, ohne dass der ursprüngliche Inhalt verzerrt wird.

Die Empfänger-Li-Fi-Schaltung

Die nächste Herausforderung für mich bestand nun darin, sicherzustellen, dass die gleichgerichteten pulsierenden Internetdaten über die LED korrekt in die ursprüngliche Differentialform im Empfängerbereich zurückcodiert werden.

Dies sah schwierig aus, jedoch konnte die Simulation recht einfach durchgeführt werden, indem eine auf einer Doppelversorgung basierende Leistungsverstärkerschaltung verwendet wurde, beispielsweise die 100 Watt Mosfet-Verstärker bereits auf dieser Website veröffentlicht hat den beabsichtigten Zweck wie folgt effizient erfüllt:

Die BJTs und die Mosfets können alle allgemeinen Vorschläge sein, die für die Versorgung mit 12 V / 1 Ampere ausgelegt sind. Wenn Sie jedoch eine leistungsstarke decodierte Ausgabe wünschen, können Sie die ursprünglichen Werte für die Geräte beibehalten und eine leistungsstarke LiFi-decodierte Inernet-Ausgabe genießen.

AKTUALISIEREN:

In dem diskutierten Konzept haben wir einen Klasse-D-Verstärker für den LiFi-Sender verwendet, jedoch beinhaltet ein Klasse-D-Verstärker im Wesentlichen PWM zur Verarbeitung des Eingangs, was für das Durchlaufen von Internetdaten höchst unerwünscht sein kann.

Wir möchten die komplexen Internetdaten in keiner Weise verzerren oder modifizieren, daher kann ein Klasse-D-Verstärker möglicherweise nicht für ein Internet-LiFi verwendet werden.

Nach meiner Annahme brauchen wir keinen ClassD-Verstärker, sondern nur einen BTL-Verstärker, der keine PWM-Funktion beinhaltet Ein Beispiel für ein Design ist unten mit dem IC TDA7052 zu sehen.

Jetzt sieht das perfekt aus und es scheint, als würden die Internetdaten auf die LED übertragen, ohne irgendeine künstliche Transformation zu durchlaufen.

Zunächst können wir diese 1-Watt-Verstärkerschaltung als Li-Fi-Sender verwenden und am Ausgang eine 1-Watt-LED verwenden. Die Idee wird bestätigen, ob der vorgeschlagene Li-Fi-Sender wirklich funktioniert oder nicht.

Wenn Sie weitere Zweifel an dieser einfachen, aber scheinbar funktionierenden LiFi-Internet-Senderschaltung haben, können Sie diese gerne im unten angegebenen Kommentarfeld ausdrücken.

Hinzufügen einer Push-Pull-Bühne

In der obigen Abbildung sieht alles gut aus und es scheint, dass die Schaltung bereit ist, die Li-F-Daten ohne Probleme zu übertragen. Es scheint jedoch einen kleinen Fehler im Design zu geben.

Was passiert, wenn am Eingang keine Daten vorhanden sind? Die LED würde sich einfach ausschalten, und das ist in einem Li-Fi-Konzept völlig inakzeptabel. Daher müssen wir irgendwie sicherstellen, dass die LED immer leuchtet, unabhängig von den Eingangsschwankungen oder dem Vorhandensein von Eingangsdaten.

Um diese Bedingung zu erfüllen, müssen wir eine grundlegende LI-FI BJT-Push-Pull-Stufe einführen, die bereits in unserem ersten Li-Fi-Artikel erörtert wurde.

Das folgende Bild zeigt, wie es geht:

Das obige Design scheint nun eine perfekte Li-Fi-Internet-Senderschaltung ohne Fehler zu sein.