En esta publicación, aprendemos cómo transmitir datos de Internet a través de LiFi utilizando un amplificador de clase D como transmisor y un circuito amplificador de audio ordinario como receptor.
Cómo funciona el concepto de Li-Fi
Si se pregunta cómo se podría utilizar un concepto LiFi para transmitir datos USB, este artículo le proporcionará todos los detalles que necesita.
Sabemos que un concepto de Li-Fi se utiliza para transmitir datos digitales a través de una premisa determinada de manera más eficiente que cualquier otro medio inventado hasta ahora, especialmente porque la idea de Li-Fi permite al usuario transmitir los datos e iluminar adicionalmente el área donde se encuentran. instalado, por lo que es como obtener dos beneficios cruciales de una sola unidad.
¿Recuerda nuestro antiguo dispositivo de proyección de películas? Es probablemente el método más antiguo conocido de usar la luz para transmitir datos (imagen).
Aunque siempre hemos tenido otros grandes medios para transmitir datos inalámbricos como la tecnología Wi-Fi, circuitos de RF, etc., nunca se imaginó el uso de la luz para este propósito simplemente porque las luces siempre se han considerado como unidades de baja tecnología y, por lo tanto, se han subestimado, hasta que El día en que el Sr. Harald Hass descubrió este potencial oculto de las luces (LED) y mostró al mundo cómo los LED se pueden usar para transmitir datos de una manera mucho más eficiente que cualquier otra técnica contemporánea.
En uno de nuestros artículos anteriores aprendimos a través de un circuito de ejemplo sobre cómo transmitir eficazmente la señal de audio a través de un Li-Fi , en este artículo iremos un poco más allá y aprenderemos cómo transmitir una señal USB a través de Li-Fi.
Dado que los LED son dispositivos semiconductores, estos se vuelven perfectamente compatibles para manejar datos digitales sin ningún tipo de distorsión. Un LED replicará y transmitirá el contenido de entrada exactamente como estaba en la fuente original, y esta propiedad hace que los LED sean extremadamente fáciles de configurar para el propósito previsto.
Hasta ahora hemos entendido que Li-Fi es un método en el que el LED se utiliza para transmitir un contenido de alta frecuencia dentro de una habitación cerrada, lo que efectivamente transforma el LED en un transmisor inalámbrico, así como en un dispositivo productor de luz. El concepto de Li-Fi se puede utilizar para transmitir y recibir datos musicales utilizando un LED como fuente de luz y también un transmisor de música inalámbrico.
Sin embargo, el mayor desafío es usar un circuito Li-Fi para transmitir datos de Internet usando partes comunes y sin involucrar componentes o MCU complejos y difíciles de obtener.
Un conector USB consta básicamente de los siguientes detalles de cableado:
1) + 5V
2) Tierra
3) + D
4) -D
+ 5V y tierra son los terminales de salida que se utilizan normalmente para alimentar el dispositivo externo conectado.
+ D y -D son los terminales de comunicación de datos que producen la señal diferencial compleja entre sí de una manera push-pull, lo que significa que + D está referenciado a -D, mientras que la señal -D está referenciada a los terminales + D . Esto es lo que hace que la transmisión de Internet a través de LED sea tan confusa y compleja.
Esto me obligó a pensar en un diseño alternativo y más eficiente, que en realidad podría transmitir datos de Internet USB a través del circuito LED Li-Fi, sin distorsionar la señal real y empleando componentes comunes.
Después de pensarlo un poco, se me ocurrieron los siguientes circuitos que, con suerte, permitirían transmitir Internet a través de luces LED.
Para el transmisor, decidí usar un simple módulo de circuito amplificador diferencial usando IC BD5460 , la siguiente imagen muestra el diseño básico de este circuito amplificador.
Modifiqué el diseño en el circuito transmisor Li-Fi requerido para hacerlo compatible con las señales de Internet, como se muestra a continuación:
Podemos ver cómo se utilizan los terminales de entrada de música diferencial para recibir los datos de Internet, mientras que la salida se conecta a un LED mediante un puente rectificador.
El uso de un puente rectificador parece ser una idea inteligente, de lo contrario sería simplemente imposible transmitir las señales push-pull a través de un LED, ya que un LED simplemente no diferenciaría entre estas dos señales.
Al usar el puente, hemos habilitado efectivamente que el LED reconozca ambas mitades de la señal USB y la envíe al receptor sin causar distorsiones en el contenido original.
El circuito del receptor Li-Fi
Ahora, el siguiente desafío para mí fue asegurarme de que los datos de Internet pulsantes rectificados a través del LED se decodifiquen correctamente de nuevo a la forma diferencial original en la sección del receptor.
Esto parecía difícil, sin embargo, la simulación podría lograrse con bastante facilidad utilizando un circuito amplificador de potencia basado en suministro dual, por ejemplo, el Amplificador mosfet de 100 vatios ya publicado en este sitio web cumplió de manera eficiente el propósito previsto como se muestra a continuación:
Los BJT y los mosfets pueden ser de cualquier propuesta general clasificados para funcionar con suministro de 12V / 1amp. Sin embargo, si desea una salida decodificada potente, puede mantener los valores originales de los dispositivos y disfrutar de una salida inernet decodificada LiFi potente.
ACTUALIZAR:
En el concepto discutido, usamos un amplificador de clase D para el transmisor LiFi, sin embargo, un amplificador de clase D involucra esencialmente PWM para procesar la entrada, lo que podría ser muy indeseable para que pasen los datos de Internet.
No queremos distorsionar o modificar los datos complejos de Internet de ninguna manera, por lo tanto, un amplificador de clase D tal vez no se pueda aplicar a un LiFi de Internet.
Según mi suposición, no necesitamos un amplificador classD sino solo un Amplificador BTL, que no incluye función PWM , se puede ver un diseño de ejemplo a continuación utilizando el IC TDA7052.
Ahora, esto se ve perfecto, y parece que los datos de Internet se transferirían al LED sin pasar por ningún tipo de transformación artificial.
Para empezar, podemos utilizar este circuito amplificador de 1 vatio como transmisor Li-Fi y usar un LED de 1 vatio en la salida. La idea confirmará si el transmisor Li-Fi propuesto realmente funciona o no.
Si tiene más dudas con respecto a este circuito transmisor de Internet LiFi simple pero aparentemente funcional, puede expresarlas en el cuadro de comentarios que se proporciona a continuación.
Agregar una etapa de empujar y tirar
En el diagrama anterior, todo se ve muy bien y parece que el circuito está listo para transmitir los datos Li-F sin ningún problema, sin embargo, parece haber un pequeño defecto en el diseño.
¿Qué sucede si no hay datos en la entrada? El LED simplemente se apagaría, y eso es algo totalmente inaceptable en un concepto de Li-Fi. Por lo tanto, de alguna manera debemos asegurarnos de que el LED siempre permanezca iluminado independientemente de las variaciones de entrada o la presencia de datos de entrada.
Para satisfacer esta condición, necesitamos introducir una etapa básica de empujar y tirar LI-FI BJT, que ya se discutió en nuestro primer artículo de Li-Fi.
La siguiente imagen muestra cómo hacerlo:
El diseño anterior ahora parece ser un circuito transmisor de Internet Li-Fi perfecto sin fallas.
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