Circuito Transmissor de Internet LiFi – Transferência de Sinal USB via LED

Neste post, aprendemos como transmitir dados da Internet via LiFi usando um amplificador de classe D como transmissor e um circuito comum de amplificador de áudio como receptor.

Como o conceito de Li-Fi funciona

Se você está se perguntando como um conceito de LiFi pode ser usado para transmitir dados USB, este artigo fornecerá todos os detalhes necessários.

Sabemos que um conceito de Li-Fi é usado para transmitir dados digitais através de uma determinada premissa com mais eficiência do que qualquer outro meio inventado até agora, especialmente porque a idéia de Li-Fi permite ao usuário transmitir os dados e iluminar ainda mais o área em que está instalado, o que significa obter dois benefícios cruciais de uma única unidade.

Lembra do nosso antigo dispositivo projetor de filmes? É provavelmente o método mais antigo conhecido de usar a luz para transmitir dados (imagem).

Embora sempre tivéssemos outros meios excelentes de transmissão de dados sem fio, como tecnologia Wi-Fi, circuitos de RF, etc., você nunca imaginou usar a luz para esse fim, simplesmente porque as luzes eram sempre consideradas unidades de baixa tecnologia e , portanto, foram subestimados até o dia em que o Sr. Harald Hass descobriu esse potencial oculto das luzes (LEDs) e mostrou ao mundo como os LEDs poderiam ser usados ​​para transmitir dados de uma maneira muito mais eficiente do que qualquer outro outra técnica contemporânea.

Em um de nossos artigos anteriores, aprendemos através de um circuito de exemplo sobre Como transmitir efetivamente o sinal de áudio através de um Li-FiNeste artigo, iremos um pouco mais longe e aprenderemos a transmitir um sinal USB através de Li-Fi.

Como os LEDs são dispositivos semicondutores, eles se tornam perfeitamente compatíveis para lidar com dados digitais sem distorção. Um LED replicará e transmitirá o conteúdo de entrada exatamente como estava na fonte original, e essa propriedade facilita a configuração dos LEDs para a finalidade a que se destinam.

Até agora, entendemos que o Li-Fi é um método no qual o LED é usado para transmitir conteúdo de alta frequência em uma sala fechada, que efetivamente transforma o LED em um transmissor sem fio e em um dispositivo de produção de luz. O conceito Li-Fi pode ser usado para transmitir e receber dados de música usando um LED como fonte de luz e também como transmissor de música sem fio.

No entanto, o maior desafio é usar um circuito Li-Fi para transmitir dados da Internet usando partes comuns e sem envolver componentes ou MCUs complexos e difíceis de obter.

Um conector USB consiste basicamente nos seguintes detalhes de fiação:

Detalhes da fiação do conector USB

1) + 5V
2) terra
3) + D
4) -D

Os + 5V e o terra são os terminais de alimentação normalmente usados ​​para alimentar o dispositivo externo conectado.

+ D e -D são os terminais de comunicação de dados que produzem o sinal diferencial complexo entre si de maneira push-pull, o que significa que o + D é referenciado a -D, enquanto o sinal -D é referenciado ao terminais + D. É isso que torna a transmissão da Internet via LEDs tão confusa e complexa.

Isso me forçou a pensar em um design alternativo e mais eficiente, que pudesse realmente transmitir dados da Internet USB através do circuito de LEDs Li-Fi, sem distorcer o sinal real e usando componentes comuns.

Depois de pensar nisso, criei os seguintes circuitos que esperavam permitir que a Internet fosse transmitida através da luz LED.

Para o transmissor, decidi usar um simples Módulo de circuito diferencial amplificador com IC BD5460, a imagem a seguir mostra o design básico deste circuito amplificador.

circuito transmissor de internet lifi transferencia de sinal usb

Modifiquei o design em circuito do transmissor Li-Fi necessário para torná-lo compatível com os sinais da Internet, conforme mostrado abaixo:

1590362380 758 circuito transmissor de internet lifi transferencia de sinal usb

Podemos ver como os terminais de entrada de música diferencial são usados ​​para receber dados da Internet, enquanto a saída está conectada a um LED através de uma ponte retificadora.

Usar um retificador de ponte parece uma idéia inteligente; caso contrário, seria simplesmente impossível transmitir os sinais push-pull através de um LED, pois um LED simplesmente não poderia diferenciar esses dois sinais.

Ao usar o jumper, permitimos que o LED reconheça as duas metades do sinal USB e o envie ao receptor sem causar distorção no conteúdo original.

O circuito Li-Fi do receptor

Agora, o próximo desafio para mim era garantir que os dados retificados da Internet pulsados ​​via LED sejam decodificados corretamente para a forma diferencial original na seção do receptor.

Isso parecia difícil, no entanto, a simulação poderia ser facilmente realizada usando um circuito amplificador de potência baseado em fonte dupla, por exemplo, o Amplificador mosfet de 100 watts Já publicado neste site, cumpriu com eficiência o objetivo pretendido, conforme mostrado abaixo:

1590362381 222 circuito transmissor de internet lifi transferencia de sinal usb

BJTs e mosfets podem ser qualquer proposição geral classificada para funcionar com uma fonte de 12V / 1amp. No entanto, se você deseja uma saída decodificada poderosa, poderá muito bem manter as configurações originais dos dispositivos e desfrutar de uma saída inernet decodificada por LiFi.

ATUALIZAR:

No conceito discutido, usamos um amplificador de classe D para o transmissor LiFi, no entanto, um amplificador de classe D envolve essencialmente PWM para processar a entrada, o que pode ser altamente indesejável para a passagem de dados da Internet.

Não queremos distorcer ou modificar dados complexos da Internet de forma alguma; portanto, um amplificador de Classe D pode não ser aplicável a um LiFi da Internet.

No meu palpite, não precisamos de um amplificador classD, apenas um Amplificador BTL, que não envolve uma função PWMUm exemplo de design pode ser visto abaixo usando o IC TDA7052.

Circuito Transmissor de Internet LiFi - Transferência de Sinal USB via LED

Agora, isso parece perfeito, e parece que os dados da Internet seriam transferidos para o LED sem passar por nenhum tipo de transformação artificial.

Para iniciantes, podemos usar este circuito amplificador de 1 watt como um transmissor de Li-Fi e usar um LED de 1 watt na saída. A idéia confirmará se o transmissor de Li-Fi proposto realmente funciona ou não.

Se você tiver mais perguntas sobre este circuito transmissor de Internet LiFi simples, mas aparentemente funcional, você pode expressá-las na caixa de comentários abaixo.

Adicionar um estágio Push Pull

No diagrama acima, tudo parece ótimo e parece que o circuito está pronto para transmitir os dados Li-F sem nenhum problema, no entanto, parece haver uma pequena falha no design.

O que acontece se não houver dados na entrada? O LED simplesmente apaga, e isso é totalmente inaceitável em um conceito de Li-Fi. Portanto, devemos garantir que o LED permaneça sempre aceso, independentemente das variações de entrada ou da presença de dados de entrada.

Para satisfazer essa condição, precisamos introduzir um estágio básico de push-pull BJT LI-FI, que já foi discutido em nosso primeiro artigo de Li-Fi.

A imagem a seguir mostra como fazer isso:

1590362382 155 circuito transmissor de internet lifi transferencia de sinal usb

O design anterior agora parece ser um circuito transmissor de internet Li-Fi perfeito, sem falhas.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

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