- Sådan fungerer Li-Fi
- Nødvendige materialer:
- Senderkredsløb til Li-Fi:
- Modtager kredsløb til Li-Fi:
- Arbejde med lydoverførselskredsløb ved hjælp af Li-Fi:
- Lav din egen forstærker til at modtage Li-Fi-lyd:
Med boom af smarte telefoner, internet af ting (IoT), industrielle automatiseringer, intelligente hjemmeautomatiseringssystemer osv. Vokser efterspørgslen efter internet også eksponentielt. Teknologien har udviklet sig så meget, at alt fra vores bil til vores køleskab har brug for forbindelse til internettet. Dette rejser andre spørgsmål som; Vil der være nok båndbredde til alle disse enheder? Vil disse data være sikre? Vil det eksisterende system være hurtigt nok til alle disse data? Vil der være for meget forbindelse på netværkstrafik?
Alle disse spørgsmål vil blive tacklet af denne kommende teknologi kaldet Li-Fi. Så hvad er LiFi? Udtrykket Li-Fi står for " Light Fidelity ". Dette menes at være den næste generation af internet, hvor lys vil blive brugt som medium til transport af data. Ja du læste det rigtigt; det er det samme lys, som du bruger i dine hjem og kontorer, som med nogle ændringer kan bruges til at overføre data til alle dine enheder, der kræver internet. I dette projekt bygger vi et simpelt kredsløb til overførsel af lyddata ved hjælp af Li-Fi. Men først lærer vi om Li-Fi-teknologi.
Sådan fungerer Li-Fi
Som tidligere fortalt bruger Li-Fi lys til at transmittere data i modsætning til radiobølger. Denne idé blev først opfundet af professor Harald Haas i en af hans TED-foredrag i 2011. Definitionen for Li-Fi kan gives som ”LiFi er højhastigheds tovejsnetværk og mobil kommunikation af data ved hjælp af lys. LiFi består af flere pærer, der danner et trådløst netværk, der tilbyder en i det væsentlige lignende brugeroplevelse som Wi-Fi undtagen brug af lysspektret ”
Hver LED-lampe skal drives af en LED-driver, denne LED-driver får oplysninger fra internetserveren, og dataene vil blive kodet i driveren. Baseret på disse kodede data vil LED-lampen flimre med en meget høj hastighed, der ikke kan bemærkes af de menneskelige øjne. Men fotodetektoren i den anden ende vil være i stand til at læse alt det flimrende, og disse data vil blive afkodet efter forstærkning og behandling. Dataoverførslen her vil være meget hurtig end RF. Her bruger vi solpanel i den modtagende ende til at føle lys.
Overførsel af data via fotodioder har foregået i lang tid gennem vores IR-fjernbetjeninger. Hver gang vi trykkede på en knap på vores tv-fjernbetjening, lyser IR-lysdioden i fjernbetjeningen meget hurtigt, dette modtages af fjernsynet og dekodes derefter for informationen. Men denne gamle metode er meget langsom og kan ikke bruges til at overføre værdige data. Derfor er denne metode med LiFi gjort sofistikeret ved at bruge mere end en LED og passere mere end en datastrøm på et givet tidspunkt. På denne måde kan flere oplysninger videregives, og derfor er en hurtigere datakommunikation mulig.
Nu vil vi se, hvordan vi kan overføre og modtage lydsignaler ved hjælp af en simpel LED og solcelleplade. Hvis du er interesseret i denne teknologi, kan du lære mere om Li-Fi her.
Nødvendige materialer:
- 5-6V solpanel
- 1 W LED eller NeoPixel LED strip
- Aux-kabel
- 3,5 mm donkraft
- 9V batteri
- Forstærket højttaler
Vi har to kredsløb, det ene til modtagersiden og det andet til sendersiden.
Senderkredsløb til Li-Fi:
På sendersiden har vi en hvid lysdiode og et batteri, der er tilsluttet et 3,5 mm jackstik, og jackstik vil blive tilsluttet lydkilden. Her bruger vi batteri til at tænde lysdioderne op, fordi der kommer mindre strøm fra lydkilden, hvilket ikke er nok til at tænde lysdioderne. Forbindelser er vist nedenfor i kredsløbsdiagrammet:
Modtager kredsløb til Li-Fi:
På modtagersiden bruger vi solcellepanel og en højttaler, der er forbundet med et Aux-kabel. Du kan også lave dit eget forstærkerkredsløb til modtagende ende, hvilket er forklaret senere i denne artikel.
Arbejde med lydoverførselskredsløb ved hjælp af Li-Fi:
På sendersiden lyser LED, når vi tilslutter 3,5 mm-stik til lydkilde, men der er ingen udsving i lysintensiteten, når lydkilden er FRA. Så snart du spiller lyden, vil du se, at der ofte ændres i lysintensitet. Når du øger lydstyrken, ændres LED-intensiteten hurtigere, end det menneskelige øje kan følge.
Solpanel er så følsomt, at det kan fange lille intensitetsændring, og der er tilsvarende ændringer i spændingerne ved output fra solpanelet. Så når lyset fra LED falder på panelet , vil spændingerne variere afhængigt af lysets intensitet. Derefter føres spændingerne fra solpanelet til forstærkeren (højttaler), som forstærker signalet og giver lydoutputtet gennem den højttaler, der er tilsluttet forstærkeren.
Output kommer så længe solpanel er i kontakt med LED'er. Du kan sætte lysdioderne på maks. 15-20 cm afstand fra solpanelet for at få den klare lydudgang. Du kan øge rækkevidden yderligere ved at øge arealet af solpanel og strøm-LED med højere watt.
Du kan lave dit eget forstærkerkredsløb for at forbedre stemmekvaliteten som vist nedenfor.
Lav din egen forstærker til at modtage Li-Fi-lyd:
I stedet for at bruge let tilgængelige højttalersæt, som vi har brugt ovenfor, kan du også lave din egen forstærker for at reducere støj. Her er et LM386-baseret lydforstærkerkredsløb, der modtager li-fi Audio.
- 100μF kondensator mellem de positive og negative strømskinner bruges til at afkoble strømforsyningen.
- Anbring en 0,1 μF kondensator mellem ben 4 og 6 for mere nøjagtig afkobling af strømforsyningen til IC.
- En 10K Ohm-modstand og en 10μF kondensator er forbundet i serie mellem pin 7 og jord for at afkoble lydindgangssignalet.
Hvis lyden ikke er klar gennem højttaleren, skal du dreje knappen på gryden, indtil lyden ikke er klar. Lær mere om LM386-baseret lydforstærker her.
Bemærk, at de komponenter, vi bruger, ikke er kritiske. Hvis du ikke har komponenterne med de værdier, der er angivet i diagrammet, så prøv med noget tæt, og det skal fungere og gøre forbindelserne tæt på IC'en, brug korte ledninger til forbindelserne, fordi det forårsager ekstra støj.