Audioübertragung mit li

Mit dem Boom von Smartphones, Internet der Dinge (IoT), industriellen Automatisierungen, Smart Home Automation-Systemen usw. wächst auch die Nachfrage nach Internet exponentiell. Die Technologie hat sich so weit entwickelt, dass alles, von unserem Auto bis zu unserem Kühlschrank, eine Verbindung zum Internet benötigt. Dies wirft andere Fragen auf wie; Wird es genug Bandbreite für all diese Geräte geben? Sind diese Daten sicher? Wird das vorhandene System für all diese Daten schnell genug sein? Wird es zu viel Konjunktion im Netzwerkverkehr geben?

All diese Fragen werden von dieser neuen Technologie namens Li-Fi beantwortet. Also, was ist LiFi? Der Begriff Li-Fi steht für „ Light Fidelity “. Es wird angenommen, dass dies die nächste Generation des Internets ist, in der Licht als Medium für den Datentransport verwendet wird. Ja, du hast es richtig gelesen. Es ist dasselbe Licht, das Sie in Ihren Häusern und Büros verwenden, das mit einigen Modifikationen verwendet werden kann, um Daten an alle Ihre Geräte zu übertragen, die Internet benötigen. In diesem Projekt werden wir eine einfache Schaltung zum Übertragen von Audiodaten mit Li-Fi bauen. Aber zuerst lernen wir die Li-Fi-Technologie kennen.

Wie Li-Fi funktioniert

Wie bereits erwähnt, verwendet Li-Fi im Gegensatz zu Funkwellen Licht, um Daten zu übertragen. Diese Idee wurde erstmals von Prof. Harald Haas in einem seiner TED-Vorträge im Jahr 2011 geprägt. Die Definition für Li-Fi lautet: „LiFi ist eine bidirektionale Hochgeschwindigkeitsnetzwerk- und Mobilkommunikation von Daten mit Licht. LiFi besteht aus mehreren Glühbirnen, die ein drahtloses Netzwerk bilden und eine im Wesentlichen ähnliche Benutzererfahrung wie Wi-Fi bieten, außer dass das Lichtspektrum verwendet wird. “

Jede LED-Lampe sollte über einen LED-Treiber mit Strom versorgt werden. Dieser LED-Treiber erhält Informationen vom Internet-Server und die Daten werden im Treiber codiert. Basierend auf diesen codierten Daten flackert die LED-Lampe mit einer sehr hohen Geschwindigkeit, die von den menschlichen Augen nicht wahrgenommen werden kann. Der Fotodetektor am anderen Ende kann jedoch das gesamte Flackern lesen und diese Daten werden nach der Verstärkung und Verarbeitung dekodiert. Die Datenübertragung erfolgt hier sehr schnell als bei RF. Hier verwenden wir ein Solarpanel am Empfangsende, um Licht zu erfassen.

Die Übertragung von Daten über Fotodioden erfolgt seit langem über unsere IR-Fernbedienungen. Jedes Mal, wenn wir eine Taste auf unserer Fernsehfernbedienung gedrückt haben, pulsiert die IR-LED in der Fernbedienung sehr schnell. Diese wird vom Fernseher empfangen und dann zur Information dekodiert. Diese alte Methode ist jedoch sehr langsam und kann nicht zur Übertragung wertvoller Daten verwendet werden. Daher wird diese Methode mit LiFi verfeinert, indem mehr als eine LED verwendet und mehr als ein Datenstrom gleichzeitig übertragen wird. Auf diese Weise können mehr Informationen weitergegeben werden und somit ist eine schnellere Datenkommunikation möglich.

Jetzt werden wir sehen, wie wir Audiosignale mit einer einfachen LED und einer Solarzellenplatte übertragen und empfangen können. Wenn Sie an dieser Technologie interessiert sind, können Sie hier mehr über Li-Fi erfahren.

Erforderliche Materialien:

1. 5-6V Solarpanel
2. 1 W LED oder NeoPixel LED Streifen
3. Aux-Kabel
4. 3,5 mm Buchse
5. 9V Batterie
6. Vorverstärkter Lautsprecher

Wir haben zwei Schaltkreise, einen für die Empfängerseite und einen für den Sender.

Senderschaltung für Li-Fi:

Auf der Senderseite haben wir eine weiße helle LED und eine Batterie, die an eine 3,5-mm-Buchse angeschlossen ist, wird an eine Audioquelle angeschlossen. Hier verwenden wir eine Batterie, um die LEDs einzuschalten, da weniger Strom von der Audioquelle kommt, was nicht ausreicht, um die LEDs mit Strom zu versorgen. Die Anschlüsse sind im Schaltplan unten dargestellt:

Empfängerschaltung für Li-Fi:

Auf der Empfängerseite verwenden wir ein Solarpanel und einen Lautsprecher, der über ein Aux-Kabel angeschlossen ist. Sie können auch eine eigene Verstärkerschaltung für das Empfangsende erstellen, die später in diesem Artikel erläutert wird.

Funktionieren der Audioübertragungsschaltung mit Li-Fi:

Wenn wir auf der Senderseite eine 3,5-mm-Buchse an die Audioquelle anschließen, leuchtet die LED, aber die Lichtintensität schwankt nicht, wenn die Audioquelle ausgeschaltet ist. Sobald Sie den Ton abspielen, werden Sie feststellen, dass sich die Lichtintensität häufig ändert. Wenn Sie die Lautstärke erhöhen, ändert sich die Intensität der LED schneller, als das menschliche Auge folgen kann.

Solarmodule sind so empfindlich, dass sie kleine Intensitätsänderungen erfassen können, und dementsprechend ändern sich die Spannungen am Ausgang des Solarmoduls. Wenn also das Licht der LED auf das Panel fällt , variieren die Spannungen entsprechend der Lichtintensität. Dann werden die Spannungen des Solarpanels in den Verstärker (Lautsprecher) eingespeist, der das Signal verstärkt und den Audioausgang über den an den Verstärker angeschlossenen Lautsprecher liefert.

Die Ausgabe erfolgt, solange das Solarpanel Kontakt mit den LEDs hat. Sie können die LEDs auf max. 15-20 cm Abstand vom Solarpanel, um eine klare Audioausgabe zu erhalten. Sie können die Reichweite weiter erhöhen, indem Sie die Fläche des Solarpanels und der Power-LED mit höherer Leistung vergrößern.

Sie können Ihre eigene Verstärkerschaltung erstellen, um die Sprachqualität wie unten gezeigt zu verbessern.

Stellen Sie Ihren eigenen Verstärker her, um Li-Fi-Audio zu empfangen:

Anstatt wie oben beschrieben ein leicht verfügbares Lautsprecherset zu verwenden, können Sie auch einen eigenen Verstärker herstellen, um das Rauschen zu reduzieren. Hier ist eine LM386-basierte Audioverstärkerschaltung zum Empfangen von Li-Fi-Audio.

• Ein 100μF-Kondensator zwischen der positiven und der negativen Stromschiene wird zum Entkoppeln der Stromversorgung verwendet.
• Platzieren Sie einen 0,1 μF-Kondensator zwischen Pin 4 und 6, um die Stromversorgung zum IC genauer zu entkoppeln.
• Ein 10K Ohm Widerstand und ein 10μF Kondensator sind zwischen Pin 7 und Masse in Reihe geschaltet, um das Audioeingangssignal zu entkoppeln.

Wenn der Ton über den Lautsprecher nicht klar ist, drehen Sie den Topfknopf, bis der Ton nicht mehr klar ist. Erfahren Sie hier mehr über den LM386-basierten Audioverstärker.

Beachten Sie, dass die von uns verwendeten Komponentenwerte nicht kritisch sind. Wenn Sie nicht über die Komponenten mit den im Diagramm angegebenen Werten verfügen, versuchen Sie es mit etwas Nahem. Es sollte funktionieren und die Verbindungen in der Nähe des IC herstellen. Verwenden Sie kurze Drähte für die Verbindungen, da dies zusätzliches Rauschen verursacht.