- Ako funguje Li-Fi
- Potrebné materiály:
- Obvod vysielača pre Li-Fi:
- Obvod prijímača pre Li-Fi:
- Fungovanie obvodu prenosu zvuku pomocou Li-Fi:
- Vytvorte si vlastný zosilňovač na príjem Li-Fi zvuku:
S rozmachom inteligentných telefónov, internetu vecí (IoT), priemyselnej automatizácie, systémov inteligentnej domácej automatizácie atď. Dopyt po internete tiež exponenciálne rastie. Táto technológia sa vyvinula natoľko, že všetko od nášho automobilu po našu chladničku vyžaduje pripojenie na internet. To vyvoláva ďalšie otázky ako; Bude pre všetky tieto zariadenia dostatočná šírka pásma? Budú tieto údaje zabezpečené? Bude existujúci systém dostatočne rýchly na všetky tieto údaje? Bude sa sieťová prevádzka príliš spájať?
Všetky tieto otázky bude riešiť táto pripravovaná technológia s názvom Li-Fi. Takže to, čo je LiFi? Pojem Li-Fi znamená „ Ľahká vernosť “. Verí sa, že ide o budúcu generáciu internetu, kde sa ako médium na prenos údajov použije svetlo. Áno, čítate to dobre; je to to isté svetlo, ktoré používate vo svojich domácnostiach a kanceláriách a ktoré je možné s určitými úpravami použiť na prenos dát do všetkých vašich zariadení, ktoré vyžadujú internet. V tomto projekte postavíme jednoduchý obvod na prenos zvukových údajov pomocou Li-Fi. Najprv sa však dozvieme o technológii Li-Fi.
Ako funguje Li-Fi
Ako už bolo povedané, Li-Fi používa na prenos dát svetlo na rozdiel od rádiových vĺn. Túto myšlienku ako prvý vytvoril profesor Harald Haas na jednom zo svojich prednášok na konferencii TED v roku 2011. Definíciu Li-Fi možno uviesť ako „LiFi je vysokorýchlostná obojsmerná sieťová a mobilná komunikácia dát pomocou svetla. LiFi sa skladá z niekoľkých žiaroviek, ktoré tvoria bezdrôtovú sieť a ponúkajú používateľovi v podstate podobný zážitok ako Wi-Fi, okrem použitia svetelného spektra. “
Každá žiarovka LED by mala byť napájaná pomocou ovládača LED, ktorý bude získavať informácie z internetového servera a údaje budú v ovládači zakódované. Na základe týchto zakódovaných údajov bude LED žiarovka blikať veľmi vysokou rýchlosťou, ktorú si ľudské oči nevšimnú. Ale detektor fotografií na druhom konci bude schopný prečítať všetko blikanie a tieto údaje sa po zosilnení a spracovaní dekódujú. Prenos dát tu bude veľmi rýchly ako RF. Tu používame solárny panel na prijímacom konci na snímanie svetla.
K prenosu údajov prostredníctvom fotodiód došlo prostredníctvom našich diaľkových ovládačov IR už dlho. Zakaždým, keď sme stlačili tlačidlo na našom televíznom diaľkovom ovládaní, IR LED v diaľkovom ovládači pulzuje veľmi rýchlo, televízia ho prijme a potom pre informáciu dekóduje. Táto stará metóda je ale veľmi pomalá a nemožno ju použiť na prenos akýchkoľvek hodných údajov. Preto je s LiFi táto metóda sofistikovaná použitím viac ako jednej LED a prechodom viac ako jedného dátového toku v danom čase. Týmto spôsobom je možné odovzdať viac informácií, a tým je možná rýchlejšia dátová komunikácia.
Teraz uvidíme, ako dokážeme prenášať a prijímať zvukové signály pomocou jednoduchej dosky LED a solárnych článkov. Ak vás táto technológia zaujíma, tu sa dozviete viac o Li-Fi.
Potrebné materiály:
- 5-6V solárny panel
- 1 W LED alebo NeoPixel LED pásik
- Aux kábel
- 3,5 mm jack
- 9V batéria
- Predzosilnený reproduktor
Máme dva obvody, jeden pre stranu prijímača a druhý pre stranu vysielača.
Obvod vysielača pre Li-Fi:
Na strane vysielača máme bielu jasnú LED a batériu, ktorá je pripojená k 3,5 mm konektoru a jack bude pripojený k zdroju zvuku. Tu používame batériu na zapnutie LED, pretože zo zdroja zvuku prichádza menej energie, čo nestačí na napájanie LED. Pripojenia sú uvedené nižšie v schéme zapojenia:
Obvod prijímača pre Li-Fi:
Na strane prijímača používame solárny panel a reproduktor, ktorý je pripojený pomocou Aux kábla. Môžete si tiež vytvoriť vlastný zosilňovací obvod pre prijímací koniec, ktorý bol vysvetlený ďalej v tomto článku.
Fungovanie obvodu prenosu zvuku pomocou Li-Fi:
Na strane vysielača, keď pripojíme 3,5 mm jack k zdroju zvuku, bude LED svietiť, ale pokiaľ je zdroj zvuku VYPNUTÝ, nedochádza k žiadnym výkyvom intenzity svetla. Hneď ako prehráte zvuk, uvidíte, že sa často mení intenzita svetla. Keď zvýšite hlasitosť, intenzita LED sa zmení rýchlejšie, ako dokáže ľudské oko sledovať.
Solárny panel je taký citlivý, že dokáže zachytiť malú zmenu intenzity a podľa toho sa mení aj napätie na výstupe zo solárneho panelu. Keď teda na panel dopadá svetlo LED , napätie sa bude meniť podľa intenzity svetla. Potom sa napätie solárneho panelu privádza do zosilňovača (reproduktor), ktorý zosilňuje signál a vydáva zvukový výstup cez reproduktor pripojený k zosilňovaču..
Výstup bude prichádzať, pokiaľ bude solárny panel v kontakte s LED diódami. Môžete umiestniť LED diódy na max. 15-20 cm vzdialenosť od solárneho panelu, aby ste dosiahli čistý zvukový výstup. Dosah môžete ďalej zväčšiť zväčšením plochy solárneho panelu a výkonovej LED LED s vyšším príkonom.
Môžete si vytvoriť svoj vlastný zosilňovací obvod na zlepšenie kvality hlasu, ako je uvedené nižšie.
Vytvorte si vlastný zosilňovač na príjem Li-Fi zvuku:
Namiesto použitia ľahko dostupnej sady reproduktorov, ako sme použili vyššie, môžete tiež vytvoriť svoj vlastný zosilňovač na zníženie šumu. Tu je jeden obvod zosilňovača zvuku založený na LM386 na príjem li-fi zvuku.
- Na oddelenie napájania sa používa kondenzátor 100 μF medzi kladnou a zápornou napájacou lištou.
- Medzi piny 4 a 6 umiestnite kondenzátor 0,1 μF, ktorý zabezpečí presnejšie odpojenie napájacieho zdroja od integrovaného obvodu.
- Rezistor 10 K Ohm a kondenzátor 10 μF sú zapojené do série medzi pin 7 a zem, aby sa oddelil vstupný audio signál.
Ak zvuk nie je čistý z reproduktora, otáčajte gombíkom potu, kým zvuk nie je čistý. Viac informácií o audio zosilňovači založenom na LM386 sa dozviete tu.
Upozorňujeme, že použité hodnoty komponentov nie sú kritické. Ak nemáte komponenty s hodnotami uvedenými v diagrame, skúste niečo blízke a malo by to fungovať a urobiť prepojenia blízko IC, na spojenie používajte krátke vodiče, pretože to spôsobuje ďalší šum.