Neste post aprendemos como transmitir dados da Internet através do LiFi usando um amplificador classe D como transmissor e um circuito amplificador de áudio comum como receptor.
Como funciona o conceito Li-Fi
Se você está se perguntando como um conceito LiFi pode ser usado para transmitir dados USB, este artigo fornecerá todos os detalhes necessários.
Sabemos que um conceito 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 ideia Li-Fi permite ao usuário transmitir os dados e iluminar adicionalmente a área onde está foi instalado, então é como obter dois benefícios cruciais de uma única unidade.
Lembre-se do nosso antigo dispositivo de projetor de filmes? É provavelmente o método mais antigo conhecido de usar luz para transmitir dados (foto).
Embora sempre tivéssemos outros grandes meios de transmissão de dados sem fio, como tecnologia Wi-Fi, circuitos de RF, etc., o uso da luz para esse fim nunca foi imaginado simplesmente porque as luzes sempre foram consideradas unidades de baixa tecnologia e, portanto, subestimadas, até o dia em que o Sr. Harald Hass descobriu esse potencial oculto das luzes (LEDs) e mostrou ao mundo como os LEDs podem ser realmente usados para transmitir dados de uma maneira muito mais eficiente do que qualquer outra técnica contemporânea.
Em um de nossos artigos anteriores, aprendemos através de um circuito de exemplo sobre como transmitir efetivamente um sinal de áudio através de um Li-Fi, neste artigo iremos um pouco mais longe e aprenderemos a transmitir um sinal USB através de um Li-Fi.
Como os LEDs são dispositivos semicondutores, eles se tornam perfeitamente compatíveis para lidar com dados digitais sem qualquer forma de distorção. Um LED replicará e transmitirá o conteúdo de entrada exatamente como estava na fonte original, e essa propriedade torna os LEDs extremamente fáceis de configurar para a finalidade pretendida.
Até agora, entendemos que o Li-Fi é um método no qual o LED é usado para transmitir um conteúdo de alta frequência dentro de uma sala fechada, o que efetivamente transforma o LED em um transmissor sem fio, bem como em um dispositivo de produção de luz. Por exemplo, Li-Fi conceito pode ser usado para transmitir e receber dados de música usando um LED como fonte de luz e também um transmissor de música sem fio.
No entanto, o maior desafio é usar um circuito Li-Fi para transmissão de dados da Internet usando peças comuns e sem envolver componentes ou MCUs complexos e difíceis de obter.
Um conector USB consiste basicamente nos seguintes detalhes de fiação:
1) +5V
2) Terra
3) +D
4) -D
O +5V e o terra são os terminais de saída de alimentação que normalmente são usados para alimentar o dispositivo externo conectado.
O +D e -D são os terminais de comunicação de dados que produzem o sinal diferencial complexo entre si de uma maneira push-pull, significando que o +D é referenciado a -D, enquanto o sinal -D é referenciado aos terminais +D . É isso que torna a transmissão da Internet através de LED tão confusa e complexa.
Isso me obrigou a pensar em um design alternativo e mais eficiente, que pudesse realmente transmitir dados de internet via USB através do circuito LED Li-Fi, sem distorcer o sinal real, e empregando componentes comuns.
Depois de pensar um pouco, criei os seguintes circuitos que, com sorte, permitiriam a transmissão da Internet através da luz LED.
Para o transmissor eu decidi usar um módulo de circuito amplificador diferencial simples usando IC BD5460, a imagem a seguir mostra o layout básico deste circuito amplificador.
Modifiquei o design no circuito transmissor Li-Fi necessário para torná-lo compatível com os sinais da internet, conforme mostrado abaixo:
Podemos ver como os terminais de entrada de música diferencial são usados para receber os dados da internet, enquanto a saída é conectada a um LED por meio de um retificador de ponte.
Usar um retificador em ponte parece ser uma ideia inteligente, caso contrário seria simplesmente impossível transmitir os sinais push-pull através de um LED, pois um LED simplesmente não diferenciaria esses dois sinais.
Ao usar a ponte, habilitamos efetivamente o LED a reconhecer as duas metades do sinal USB e enviá-lo ao receptor sem causar distorções no conteúdo original.
O circuito receptor Li-Fi
Agora, o próximo desafio para mim era garantir que os dados de internet pulsantes retificados através do LED fossem decodificados corretamente de volta ao formato 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 atendeu eficientemente ao propósito pretendido, conforme mostrado abaixo:
Os BJTs e os mosfets podem ser qualquer proposta geral classificada para funcionar com alimentação de 12V/1amp. No entanto, se você deseja uma saída decodificada poderosa, pode muito bem manter os valores originais para os dispositivos e desfrutar de uma poderosa saída inernet decodificada LiFi.
ATUALIZAR:
No conceito discutido, usamos um amplificador classe D para o transmissor LiFi, no entanto, um amplificador classe D envolve essencialmente PWM para processar a entrada, o que pode ser altamente indesejável para um dado de internet passar.
Não queremos distorcer ou modificar os dados complexos da Internet de forma alguma, portanto, um amplificador de classe D talvez não possa ser aplicado para um LiFi da Internet.
De acordo com minha suposição, não precisamos de um amplificador classD, apenas um amplificador BTL, que não envolve uma função PWM, um exemplo de design pode ser visto abaixo usando o IC TDA7052.
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 começar, podemos usar este circuito amplificador de 1 watt como transmissor Li-Fi e usar um LED de 1 watt na saída. A ideia vai confirmar se o transmissor Li-Fi proposto realmente funciona ou não.
Se você tiver mais dúvidas sobre este circuito transmissor de Internet LiFi simples, mas aparentemente funcional, sinta-se à vontade para expressá-las na caixa de comentários abaixo.
Adicionando um estágio push pull
No diagrama acima, tudo parece ótimo e parece que o circuito está pronto para transmitir os dados Li-F- sem problemas, no entanto, parece haver uma pequena falha no design.
O que acontece se não houver dados na entrada? O LED simplesmente desligaria, e isso é algo totalmente inaceitável em um conceito Li-Fi. Portanto, devemos de alguma forma garantir que o LED permaneça sempre aceso, independentemente das variações de entrada ou da presença de um dado de entrada.
Para satisfazer esta condição, precisamos introduzir um estágio push pull básico LI-FI BJT, que já foi discutido em nosso primeiro artigo Li-Fi.
A imagem a seguir mostra como fazer isso:
O design acima agora parece ser um circuito transmissor de internet Li-Fi perfeito sem falhas.
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FONTE
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