Audio-overdracht met li

Met de opkomst van Smart Phones, Internet of Things (IoT), Industrial Automations, Smart Home Automation systemen etc. groeit ook de vraag naar internet exponentieel. De technologie is zo geëvolueerd dat alles, van onze auto tot onze koelkast, een verbinding met internet nodig heeft. Dit roept andere vragen op zoals; Is er genoeg bandbreedte voor al deze apparaten? Zijn deze gegevens veilig? Zal het bestaande systeem snel genoeg zijn voor al deze gegevens? Zal er teveel conjunctie zijn op netwerkverkeer?

Al deze vragen zullen worden aangepakt door deze opkomende technologie genaamd Li-Fi. Dus wat is LiFi? De term Li-Fi staat voor " Light Fidelity ". Aangenomen wordt dat dit de volgende generatie internet is, waarbij licht zal worden gebruikt als medium om gegevens te transporteren. Ja, je leest het goed; het is hetzelfde licht dat u in uw huizen en kantoren gebruikt en dat, met enkele aanpassingen, kan worden gebruikt om gegevens te verzenden naar al uw apparaten die internet nodig hebben. In dit project zullen we een eenvoudig circuit bouwen om audiogegevens over te dragen met behulp van Li-Fi. Maar eerst zullen we leren over Li-Fi-technologie.

Hoe Li-Fi werkt

Zoals eerder verteld, gebruikt Li-Fi licht om gegevens te verzenden in tegenstelling tot radiogolven. Dit idee werd voor het eerst bedacht door Prof. Harald Haas in een van zijn TED-talks in 2011. De definitie voor Li-Fi kan worden gegeven als “LiFi is een snelle bi-directionele netwerk- en mobiele communicatie van gegevens met behulp van licht. LiFi bestaat uit meerdere gloeilampen die een draadloos netwerk vormen en een substantieel vergelijkbare gebruikerservaring bieden als wifi, behalve dat het lichtspectrum wordt gebruikt "

Elke LED-lamp dient te worden gevoed via een LED-driver, deze LED-driver krijgt informatie van de internetserver en de gegevens worden gecodeerd in de driver. Op basis van deze gecodeerde gegevens flikkert de LED-lamp met een zeer hoge snelheid die niet kan worden opgemerkt door het menselijk oog. Maar de fotodetector aan de andere kant zal al het flikkeren kunnen lezen en deze gegevens zullen na versterking en verwerking worden gedecodeerd. De datatransmissie zal hier erg snel zijn dan bij RF. Hier gebruiken we een zonnepaneel aan de ontvangende kant om licht te voelen.

Het verzenden van gegevens via fotodiodes gebeurt al heel lang via onze IR-afstandsbedieningen. Elke keer dat we op een knop op onze televisie-afstandsbediening drukken, pulseert de IR-led in de afstandsbediening heel snel, deze wordt door de televisie ontvangen en vervolgens gedecodeerd voor de informatie. Maar deze oude methode is erg traag en kan niet worden gebruikt om waardevolle gegevens te verzenden. Daarom wordt deze methode met LiFi geavanceerd gemaakt door meer dan één LED te gebruiken en tegelijkertijd meer dan één datastroom door te geven. Op deze manier kan meer informatie worden doorgegeven en is een snellere datacommunicatie mogelijk.

Nu zullen we zien hoe we audiosignalen kunnen verzenden en ontvangen met behulp van een eenvoudige LED en zonnecelplaat. Als u geïnteresseerd bent in deze technologie, kunt u hier meer over Li-Fi leren.

Vereiste materialen:

5-6V zonnepaneel
1 W LED of NeoPixel LED-strip
Aux-kabel
3,5 mm aansluiting
9V batterij
Voorversterkte luidspreker

We hebben twee circuits, één voor de ontvangerzijde en de andere voor de zenderzijde.

Zendercircuit voor Li-Fi:

Aan de zenderzijde hebben we een witte heldere LED en een batterij die is aangesloten op de 3,5 mm-aansluiting en de aansluiting zal worden aangesloten op de audiobron. Hier gebruiken we de batterij om de LED's van stroom te voorzien, omdat er minder stroom uit de audiobron komt, wat niet genoeg is om de LED's van stroom te voorzien. Aansluitingen worden hieronder in het schakelschema weergegeven:

Ontvangercircuit voor Li-Fi:

Aan de kant van de ontvanger gebruiken we een zonnepaneel en een luidspreker die is aangesloten via een Aux-kabel. U kunt ook uw eigen versterkercircuit maken voor het ontvangende uiteinde, wat later in dit artikel wordt uitgelegd.

Werking van audio-overdrachtscircuit met behulp van Li-Fi:

Aan de zenderzijde, wanneer we de 3,5 mm-aansluiting op de audiobron aansluiten, zal de LED oplichten, maar er is geen fluctuatie in de intensiteit van het licht wanneer de audiobron UIT is. Zodra je de audio afspeelt, zul je zien dat er regelmatig veranderingen optreden in de intensiteit van het licht. Wanneer u het volume verhoogt, verandert de intensiteit van de LED sneller dan het menselijk oog kan volgen.

Zonnepaneel is zo gevoelig dat het kleine intensiteitsveranderingen kan opvangen en dienovereenkomstig is er verandering in de spanningen aan de uitgang van het zonnepaneel. Dus wanneer het licht van de LED op het paneel valt , zullen de spanningen variëren afhankelijk van de intensiteit van het licht. Vervolgens worden de voltages van het zonnepaneel naar de versterker (luidspreker) gevoerd, die het signaal versterkt en de audio-uitvoer geeft via de luidspreker die op de versterker is aangesloten.

De output zal komen zolang het zonnepaneel in contact is met LED's. U kunt de LED's op max. 15-20 cm afstand van het zonnepaneel om de duidelijke audio-uitvoer te krijgen. U kunt het bereik verder vergroten door het oppervlak van het zonnepaneel en de Power LED met een hoger wattage te vergroten.

U kunt uw eigen versterkerschakeling maken om de spraakkwaliteit te verbeteren, zoals hieronder wordt weergegeven.

Maak uw eigen versterker om Li-Fi-audio te ontvangen:

In plaats van direct verkrijgbare luidsprekerset te gebruiken, zoals we hierboven hebben gebruikt, kunt u ook uw eigen versterker maken om de ruis te verminderen. Hier is een op LM386 gebaseerd audioversterkercircuit om hij li-fi audio te ontvangen.

Een condensator van 100 μF tussen de positieve en negatieve stroomrails wordt gebruikt om de voeding te ontkoppelen.
Plaats een 0.1 μF condensator tussen pin 4 en 6, voor een nauwkeurigere ontkoppeling van de voeding naar het IC.
Een weerstand van 10K Ohm en een condensator van 10 μF zijn in serie geschakeld tussen pin 7 en aarde om het audio-ingangssignaal te ontkoppelen.

Als het geluid niet duidelijk is via de luidspreker, draai dan aan de knop van de pot totdat het geluid niet duidelijk is. Lees hier meer over de op de LM386 gebaseerde audioversterker.

Merk op dat de waarden van de componenten die we gebruiken niet kritisch zijn. Als je de componenten met de waarden in het diagram niet hebt, probeer dan iets dichtbij en het zou moeten werken en maak de verbindingen dichtbij het IC, gebruik korte draden voor de verbindingen omdat dit extra ruis veroorzaakt.