LI-FI(ライトフィデリティ)回路をシンプルにする方法

問題を排除するために楽器を試してください





LI-FIは、ここ数年、インターネットや開発者の間で人気が高まっているため、インターネットで話題になっています。 LI-FIは、HaraldHassによって造られたLightFidelityの略です。

回路の目的

LI-FIの目的は、可視光を介してデータを転送することです。可視光の帯域幅は電波の10,000倍であるため、短時間でより多くのデータを光で転送できます。



可視光通信(VLC)は、長期間の曝露による電波によって引き起こされるいくつかの病気のリスクを排除します。

このプロトコルは、飛行機、病院、一部の研究施設など、電波が制限されている場所に適合させることができます。研究者は224GB / sのビットレートに達しました。これは、自宅やオフィスでの平均的なWI-FI接続よりも数百倍高速です。



この記事では、非常にシンプルなLI-FI回路を作成する方法の基本的な考え方について説明します。この回路では、任意のオーディオソースを光で転送し、送信機から数フィート離れた場所にあるレシーバーから受信できます。

ここでは、光を介したアナログ通信について説明しましたが、元のLI-FIシステムはデジタル通信を使用しますが、これはより複雑で、趣味のラボで作成するのが困難です。しかし、コンセプトはまったく同じです。

これは、LI-FIを説明する簡単なブロック図です。

LI-FIを説明するブロック図:

デザイン:

この回路は、受信機と送信機の2つの部分で構成されています。送信機は、3つのトランジスタと1ワットのLEDとペアになったいくつかの受動部品で構成されています。トランジスタは次のように構成されています エミッタ接地アンプ これは、オーディオ信号に対してLEDの明るさを変更します。

しかし、音声信号による明るさの変化は人間の目には見えません。白色LEDの静的照明のみが表示されます。受信機は、増幅器とペアになっている光検出器(ここでは太陽電池を使用)で構成されています。音声出力はスピーカーから出されます。

送信機は、1ワットの白色LEDを駆動するために並列に接続された3つの増幅器で構成されるトランジスタ化された増幅器です。

各トランジスタベースは、個々のトランジスタに必要なバイアスを与える分圧器で構成されています。入力段には、出力の品質を低下させる可能性のあるDC信号をブロックするために、各トランジスタのベースにコンデンサがあります。

LI-Fi回路図

2つのトランジスタのみを使用するLiFi回路

更新:上記の設計は、以下に示すように、単一のトランジスタを使用して試すこともできます。

トランジスタ、コンデンサ、LEDを1つだけ使用したLi-Fi回路

より高い電圧(たとえば12V)で回路を動作させたい場合は、LED付きの電流制限抵抗器シリーズを使用できます。電流制限抵抗器付きの標準の0.5mm白色LEDを使用することもできます。オーディオソースには、mp3プレーヤー、携帯電話、またはプリアンプ付きのマイクなどを使用できます。

レシーバーは、アンプとペアになっている2.2ufコンデンサーと直列の6ボルトの太陽電池(上記の3ボルトで問題なく動作します)で構成されています。アンプはここに示されているものと同じである必要はありませんが、家の周りにある任意のアンプを使用できます。しかし、それが良い感度であることを確認してください。

アンプの回路図

LI-Fiレシーバーアンプ回路

これが作者のプロトタイプです

Li-Fi回路のテスト済みプロトタイプ

Li-Fiビデオクリップ:

レシーバー部分には感度の良いアンプならどれでも使用できます。この回路をテストするには、周囲光が薄暗い部屋に行き、近くに光源がないことを確認します。

1ワットのLEDを太陽電池と平行に配置します。送信機と受信機の両方の電源をオンにし、送信機に音声入力を与え、送信機の音量を調整します。ここで、受信スピーカーのオーディオサウンドをクリアできます。

上で説明したLi-Fi回路は、以下に示すようにフォトダイオードを使用して試すこともできます。ここでは、増幅器セクションが LM386アンプ回路 :

フォトダイオードを使用したLi-Fi回路

更新:

上記のLi-Fi回路に関するいくつかの重要な注意事項と考慮事項

このLi-Fiでは、LEDはちらつきますが、私たちの目が検出することは重要ではありません。

あなたの目がそれらのちらつきを検出できるなら、ビルドに何か問題があります。

音声入力によるLEDの明るさの変化はごくわずかですが、目が感知できない明るさの変化があります。

音声入力がない場合、LEDは点灯したままで、太陽電池はある程度の電圧を生成します。受信機の入力コンデンサは、これらのDC信号をブロックして、増幅器にほぼゼロの電圧を与えます。

送信機でオーディオ信号を適用すると、LEDの明るさが変化します(非常に小さい)。太陽電池は小さな変動電圧を複製し、コンデンサは増幅器への電圧振幅の小さな変動を可能にし、強い一定のDC電圧を拒否します。

入力が弱いため、アンプの感度は良好でなければなりません。おそらくそれが、多くの読者がオーディオのラウドネスについてコメントしている理由です。

感度が非常に良い昔ながらのホームシアターのアンプを使用しましたが、出力はLOUDとCLEARでした。




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