LiFi 인터넷 송신기 회로 – LED를 통한 USB 신호 전송

이 게시물에서는 클래스 D 증폭기를 송신기로 사용하고 일반 오디오 증폭기 회로를 수신기로 사용하여 LiFi를 통해 인터넷 데이터를 전송하는 방법을 배웁니다.

Li-Fi 개념의 작동 원리

LiFi 개념이 USB 데이터 전송에 어떻게 사용될 수 있는지 궁금하다면이 기사에서 필요한 모든 세부 정보를 제공합니다.

우리는 Li-Fi 개념이 지금까지 발명 된 다른 어떤 수단보다 더 효율적으로 주어진 전제에서 디지털 데이터를 전송하는 데 사용된다는 것을 알고 있습니다. 특히 Li-Fi 아이디어를 통해 사용자가 데이터를 전송하고 데이터가있는 영역을 추가로 밝힐 수 있기 때문입니다. 하나의 장치에서 두 가지 중요한 이점을 얻는 것과 같습니다.

우리의 오래된 필름 영사기 장치를 기억하십니까? 데이터 (사진)를 전송하기 위해 빛을 사용하는 가장 오래된 알려진 방법 일 것입니다.

우리는 항상 Wi-Fi 기술, RF 회로 등과 같은 무선 데이터를 전송하는 다른 훌륭한 수단을 가지고 있었지만, 이러한 목적으로 빛을 사용하는 것은 단순히 조명이 항상 저 기술 장치로 간주되어 과소 평가되어 왔기 때문에 상상할 수 없었습니다. Harald Hass 씨가 빛의 숨겨진 잠재력 (LED)을 발견하고 다른 현대 기술보다 훨씬 효율적인 방식으로 데이터를 전송하는 데 실제로 LED를 사용할 수있는 방법을 세상에 보여주었습니다.

이전 기사 중 하나에서 우리는 Li-Fi를 통해 오디오 신호를 효과적으로 전송하는 방법 ,이 기사에서는 조금 더 나아가 Li-Fi를 통해 USB 신호를 전송하는 방법을 배웁니다.

LED는 반도체 장치이기 때문에 어떤 형태의 왜곡없이 디지털 데이터를 처리하는 데 완벽하게 호환됩니다. LED는 원래 소스에서와 똑같이 입력 내용을 복제하고 전송하며,이 속성으로 인해 의도 된 목적에 맞게 LED를 매우 쉽게 구성 할 수 있습니다.

지금까지 우리는 Li-Fi가 밀폐 된 공간에서 고주파 콘텐츠를 전송하는 데 LED를 사용하여 LED를 무선 송신기 및 광 생성 장치로 효과적으로 변환하는 방법이라는 것을 이해했습니다. Li-Fi 개념은 음악 데이터를 송수신하는 데 사용할 수 있습니다. LED를 광원으로 사용하고 무선 음악 송신기도 사용합니다.

그러나 가장 큰 도전은 Li-Fi 회로를 사용하여 일반 부품을 사용하고 복잡하고 구하기 어려운 구성 요소 나 MCU를 사용하지 않고 인터넷 데이터를 전송하는 것입니다.

USB 커넥터는 기본적으로 다음 배선 세부 사항으로 구성됩니다.

1) + 5V
2) 접지
3) + D
4) -D

+ 5V 및 접지는 연결된 외부 장치에 전원을 공급하는 데 일반적으로 사용되는 전원 출력 단자입니다.

+ D 및 -D는 푸쉬-풀 방식으로 서로에 걸쳐 복잡한 차동 신호를 생성하는 데이터 통신 터미널입니다. 즉, + D는 -D를 참조하고 -D 신호는 + D 터미널을 참조합니다. . 이것이 LED를 통한 인터넷 전송을 혼란스럽고 복잡하게 만드는 이유입니다.

이로 인해 실제 신호를 왜곡하지 않고 일반 부품을 사용하여 LED Li-Fi 회로를 통해 USB 인터넷 데이터를 실제로 전송할 수있는보다 효율적인 대안 설계를 생각하게되었습니다.

몇 가지 생각 후에 나는 LED 조명을 통해 인터넷을 전송할 수있는 다음 회로를 생각해 냈습니다.

송신기의 경우 간단한 IC BD5460을 사용하는 차동 증폭기 회로 모듈 , 다음 이미지는이 증폭기 회로의 기본 레이아웃을 보여줍니다.

아래 그림과 같이 인터넷 신호와 호환되도록 설계를 필요한 Li-Fi 송신기 회로로 수정했습니다.

인터넷 데이터를 수신하기 위해 차동 음악 입력 단자가 사용되는 반면 출력은 브리지 정류기를 통해 LED에 연결되는 방식을 볼 수 있습니다.

브리지 정류기를 사용하는 것은 현명한 아이디어 인 것 같습니다. 그렇지 않으면 LED가이 두 신호를 구별하지 못하기 때문에 LED를 통해 푸시-풀 신호를 전송하는 것이 불가능할 것입니다.

브리지를 사용하여 LED가 USB 신호의 절반을 모두 인식하고 원본 콘텐츠에 왜곡을 일으키지 않고 수신기로 전송할 수있게했습니다.

수신기 Li-Fi 회로

이제 저에게 다음 과제는 LED를 통해 정류 된 맥동 인터넷 데이터가 수신기 섹션의 원래 차동 형식으로 올바르게 디코딩되는지 확인하는 것이 었습니다.

이것은 어려웠지만 시뮬레이션은 듀얼 전원 기반 전력 증폭기 회로를 사용하여 매우 쉽게 수행 할 수 있습니다. 100W MOSFET 증폭기 이 웹 사이트에 이미 게시 된 것은 아래와 같이 의도 된 목적을 효율적으로 수행했습니다.

BJT 및 MOSFET은 12V / 1amp 공급 장치에서 작동하도록 정격 된 모든 일반 제안이 될 수 있습니다. 그러나 강력한 디코딩 된 출력을 원하는 경우 장치의 원래 값을 매우 잘 유지하고 강력한 LiFi 디코딩 된 내부 출력을 즐길 수 있습니다.

최신 정보:

논의 된 개념에서 우리는 LiFi 송신기에 클래스 D 증폭기를 사용했지만, 클래스 D 증폭기는 기본적으로 입력 처리를위한 PWM을 포함하므로 인터넷 데이터가 통과하는 데 매우 바람직하지 않을 수 있습니다.

복잡한 인터넷 데이터를 어떤 방식 으로든 왜곡하거나 수정하고 싶지 않으므로 클래스 D 증폭기는 인터넷 LiFi에 적용 할 수 없습니다.

내 가정에 따라 우리는 클래스 D 앰프가 필요하지 않고 PWM 기능을 포함하지 않는 BTL 증폭기 , IC TDA7052를 사용하여 아래에서 예제 설계를 확인할 수 있습니다.

이제 이것은 완벽 해 보이며, 어떤 종류의 인위적 변환도 거치지 않고 인터넷 데이터가 LED로 전송되는 것처럼 보입니다.

우선이 1 와트 증폭기 회로를 Li-Fi 송신기로 사용하고 출력에 1 와트 LED를 사용할 수 있습니다. 이 아이디어는 제안 된 Li-Fi 송신기가 실제로 작동하는지 여부를 확인할 것입니다.

이 간단하지만 작동하는 것처럼 보이는 LiFi 인터넷 송신기 회로에 대해 더 궁금한 점이 있으면 아래의 주석 상자에 자유롭게 표현할 수 있습니다.

푸시 풀 단계 추가

위의 다이어그램에서 모든 것이 훌륭해 보이고 회로가 문제없이 Li-F- 데이터를 전송할 준비가되어있는 것처럼 보이지만 설계에 약간의 결함이있는 것 같습니다.

입력에 데이터가 없으면 어떻게됩니까? LED는 단순히 꺼질 것이며 Li-Fi 개념에서는 완전히 용납 할 수없는 것입니다. 따라서 입력 변동이나 입력 데이터의 존재 여부에 관계없이 LED가 항상 켜져 있는지 확인해야합니다.

이 조건을 충족하기 위해 첫 번째 Li-Fi 기사에서 이미 논의한 기본 LI-FI BJT 푸시 풀 단계를 도입해야합니다.

다음 이미지는이를 수행하는 방법을 보여줍니다.

위의 디자인은 이제 결함이없는 완벽한 Li-Fi 인터넷 송신기 회로로 보입니다.