- Kako deluje Li-Fi
- Potrebni materiali:
- Vezje oddajnika za Li-Fi:
- Vezje sprejemnika za Li-Fi:
- Delovanje vezja za prenos zvoka z uporabo Li-Fi:
- Izdelajte svoj ojačevalnik za sprejem zvoka Li-Fi:
Z razcvetom pametnih telefonov, interneta stvari (IoT), industrijske avtomatizacije, pametnih sistemov za avtomatizacijo domov itd. Tudi povpraševanje po internetu narašča eksponentno. Tehnologija se je tako razvila, da je vse od našega avtomobila do hladilnika potrebno povezati z internetom. To odpira druga vprašanja, kot so; Ali bo dovolj pasovne širine za vse te naprave? Ali bodo ti podatki varni? Ali bo obstoječi sistem dovolj hiter za vse te podatke? Ali bo preveč povezav glede omrežnega prometa?
Vsa ta vprašanja bo obravnavala prihajajoča tehnologija, imenovana Li-Fi. Torej , kaj je LIFI? Izraz Li-Fi pomeni " zvestoba svetlobe ". Verjame se, da gre za naslednjo generacijo interneta, kjer bo svetloba uporabljena kot medij za prenos podatkov. Da, prav ste prebrali; to je ista svetloba, ki jo uporabljate v svojih domovih in pisarnah, ki jo z nekaterimi spremembami lahko uporabite za prenos podatkov v vse vaše naprave, ki potrebujejo internet. V tem projektu bomo zgradili preprosto vezje za prenos zvočnih podatkov s pomočjo Li-Fi. Najprej pa bomo spoznali Li-Fi tehnologijo.
Kako deluje Li-Fi
Kot že rečeno, Li-Fi uporablja svetlobo za prenos podatkov za razliko od radijskih valov. To idejo je prvi predstavil prof. Harald Haas v enem od svojih predavanj o TED leta 2011. Opredelitev Li-Fi lahko podamo kot „LiFi je visokohitrostna dvosmerna omrežna in mobilna komunikacija podatkov s svetlobo. LiFi je sestavljen iz več žarnic, ki tvorijo brezžično omrežje in ponujajo bistveno podobno uporabniško izkušnjo kot Wi-Fi, razen pri uporabi svetlobnega spektra. "
Vsako LED-žarnico je treba napajati prek LED-gonilnika, ta LED-gonilnik bo informacije dobil z internetnega strežnika, podatki pa bodo kodirani v gonilniku. Na podlagi teh kodiranih podatkov bo LED-lučka utripala z zelo visoko hitrostjo, ki je človeške oči ne bodo mogle opaziti. Toda Photo Detector na drugi strani bo lahko prebral vse utripanje in ti podatki bodo dešifrirani po ojačitvi in obdelavi. Prenos podatkov bo tukaj zelo hiter kot RF. Tu uporabljamo sončno ploščo na sprejemnem koncu za zaznavanje svetlobe.
Prenos podatkov prek foto diod se že dolgo dogaja prek naših IR daljincev. Vsakič, ko na daljinskem upravljalniku televizije pritisnemo gumb, IR-lučka v daljinskem upravljalniku zelo hitro utripa, to bo televizija sprejela in nato za informacijo dešifrirala. Toda ta stara metoda je zelo počasna in je ni mogoče uporabiti za prenos nobenih vrednih podatkov. Zato je pri LiFi ta metoda izpopolnjena z uporabo več kot ene LED in posredovanjem več kot enega podatkovnega toka v določenem trenutku. Na ta način lahko posredujete več informacij in s tem omogočite hitrejšo podatkovno komunikacijo.
Zdaj bomo videli, kako lahko prenašamo in sprejemamo zvočne signale s pomočjo preproste plošče LED in sončnih celic. Če vas ta tehnologija zanima, lahko več o Li-Fi izveste tukaj.
Potrebni materiali:
- 5-6V sončna plošča
- 1 W LED ali NeoPixel LED trak
- Aux kabel
- 3,5 mm priključek
- 9V baterija
- Predojačan zvočnik
Imamo dve vezji, eno za sprejemno in drugo za oddajno stran.
Vezje oddajnika za Li-Fi:
Na strani oddajnika imamo belo svetlo LED in baterijo, ki je priključena na 3,5-milimetrski priključek, priključek pa bo priključen na avdio vir. Tu uporabljamo baterijo za napajanje LED, ker iz zvočnega vira prihaja manj energije, kar pa ni dovolj za napajanje LED. Povezave so prikazane spodaj v vezju:
Vezje sprejemnika za Li-Fi:
Na strani sprejemnika uporabljamo sončno ploščo in zvočnik, ki je povezan s kablom Aux. Lahko si ustvarite tudi lastno ojačevalno vezje za sprejemni konec, kar je razloženo v nadaljevanju tega članka.
Delovanje vezja za prenos zvoka z uporabo Li-Fi:
Na strani oddajnika, ko priključimo 3,5-milimetrski priključek na zvočni vir, bo LED svetila, vendar ne bo nihanja v jakosti svetlobe, ko je avdio vir izklopljen. Takoj, ko predvajate zvok, boste videli, da se pogosto spreminja jakost svetlobe. Ko povečate glasnost, se intenzivnost LED spreminja hitreje, kot lahko sledi človeškemu očesu.
Sončna plošča je tako občutljiva, da lahko zajame majhno spremembo intenzivnosti in temu primerno pride do spremembe napetosti na izhodu sončne celice. Torej, ko svetloba LED pade na ploščo , se napetosti spreminjajo glede na jakost svetlobe. Nato se napetosti sončne celice napajajo v ojačevalnik (zvočnik), ki ojačuje signal in daje zvočni izhod skozi zvočnik, priključen na ojačevalnik.
Izhod bo prišel, dokler je sončna plošča v stiku z LED-ji. LED lahko nastavite na maks. 15-20 cm oddaljenosti od sončne celice, da dobite jasen zvok. Doseg lahko še povečate s povečanjem površine sončne celice in večjo močjo LED moči.
Za izboljšanje kakovosti glasu lahko izdelate svoje ojačevalno vezje, kot je prikazano spodaj.
Izdelajte svoj ojačevalnik za sprejem zvoka Li-Fi:
Namesto da bi uporabili zlahka na voljo komplet zvočnikov, kot smo ga uporabili zgoraj, lahko za zmanjšanje šuma naredite tudi lasten ojačevalnik. Tukaj je eno avdio ojačevalno vezje na osnovi LM386 za sprejem zvoka li-fi.
- Kondenzator 100μF med pozitivnimi in negativnimi tirnicami se uporablja za ločitev napajanja.
- Postavite kondenzator 0,1 μF med zatiči 4 in 6 za natančnejše ločevanje napajalnika na IC.
- Upor 10K Ohm in kondenzator 10μF sta med seboj zaporedno priključena na zatič 7 in ozemljitev, da ločita vhodni avdio signal.
Če zvok skozi zvočnik ni jasen, vrtite gumb pot, dokler zvok ni čist. Več o ojačevalniku zvoka na osnovi LM386 preberite tukaj.
Upoštevajte, da uporabljene vrednosti komponent niso kritične. Če nimate komponent z vrednostmi, navedenimi v diagramu, poskusite z nečim blizu in bi moralo delovati in povezave narediti blizu IC, za povezave uporabite kratke žice, ker povzroča dodaten šum.