Ljudöverföring med li

Med bommar av smarta telefoner, Internet of things (IoT), industriella automationer, smarta hemautomationssystem etc. ökar också efterfrågan på internet exponentiellt. Tekniken har utvecklats så mycket att allt från vår bil till vårt kylskåp behöver anslutas till internet. Detta väcker andra frågor som; Kommer det att finnas tillräckligt med bandbredd för alla dessa enheter? Kommer dessa uppgifter att vara säkra? Kommer det befintliga systemet att vara tillräckligt snabbt för alla dessa data? Kommer det att finnas för mycket sammankoppling på nätverkstrafiken?

Alla dessa frågor kommer att hanteras av den kommande tekniken som heter Li-Fi. Så vad är LiFi? Termen Li-Fi står för " Light Fidelity ". Detta antas vara nästa generation av internet, där ljus kommer att användas som ett medium för att transportera data. Ja du läste det rätt; det är samma ljus som du använder i dina hem och kontor som med vissa modifieringar kan användas för att överföra data till alla dina enheter som kräver internet. I detta projekt kommer vi att bygga en enkel krets för att överföra ljuddata med Li-Fi. Men först lär vi oss om Li-Fi-teknik.

Hur Li-Fi fungerar

Som tidigare nämnts använder Li-Fi ljus för att överföra data till skillnad från radiovågor. Denna idé myntades först av professor Harald Haas i ett av hans TED-tal 2011. Definitionen för Li-Fi kan ges som ”LiFi är höghastighets dubbelriktat nätverk och mobil kommunikation av data med hjälp av ljus. LiFi består av flera glödlampor som bildar ett trådlöst nätverk och erbjuder en väsentligen liknande användarupplevelse som Wi-Fi förutom att använda ljusspektrumet ”

Varje LED-lampa ska drivas via en LED-drivrutin, den här LED-drivrutinen kommer att få information från internetservern och data kommer att kodas i drivrutinen. Baserat på denna kodade data kommer LED-lampan att flimra i mycket hög hastighet som inte kan märkas av människans ögon. Men fotodetektorn i andra änden kommer att kunna läsa allt flimrande och dessa data kommer att avkodas efter förstärkning och bearbetning. Dataöverföringen här kommer att vara mycket snabb än RF. Här använder vi solpanelen i den mottagande änden för att känna ljus.

Överföring av data via fotodioder har hänt länge via våra IR-fjärrkontroller. Varje gång vi trycker på en knapp på vår TV-fjärrkontroll lyser IR-lysdioden i fjärrkontrollen mycket snabbt, detta kommer att tas emot av TV: n och avkodas sedan för information. Men den här gamla metoden är mycket långsam och kan inte användas för att överföra värdiga data. Därför görs denna metod sofistikerad med LiFi genom att använda mer än en lysdiod och skicka mer än en dataström vid en given tidpunkt. På detta sätt kan mer information skickas och följaktligen är en snabbare datakommunikation möjlig.

Nu kommer vi att se hur vi kan överföra och ta emot ljudsignaler med en enkel LED- och solcellsplatta. Om du är intresserad av denna teknik kan du lära dig mer om Li-Fi här.

Material som krävs:

1. 5-6V solpanel
2. 1 W LED eller NeoPixel LED-strip
3. Aux-kabel
4. 3,5 mm jack
5. 9V batteri
6. Förförstärkt högtalare

Vi har två kretsar, en för mottagarsidan och en för sändarsidan.

Sändarkrets för Li-Fi:

På sändarsidan har vi vit ljusdiod och ett batteri som är anslutet till 3,5 mm-uttag och uttag kommer att anslutas till ljudkälla. Här använder vi batteri för att tända lysdioderna eftersom det kommer mindre ström från ljudkällan vilket inte räcker för att driva lysdioderna. Anslutningarna visas nedan i kretsschemat:

Mottagarkrets för Li-Fi:

På mottagarsidan använder vi solpanel och en högtalare som är ansluten med en Aux-kabel. Du kan också skapa en egen förstärkarkrets för mottagningsänden, vilket har förklarats senare i den här artikeln.

Arbeta med ljudöverföringskrets med Li-Fi:

På sändarsidan lyser lysdioden när vi ansluter 3,5 mm-uttaget till ljudkällan men det finns ingen variation i ljusintensiteten när ljudkällan är AV. Så snart du spelar upp ljudet ser du att ljusintensiteten ofta förändras. När du ökar volymen förändras LED-intensiteten snabbare än det mänskliga ögat kan följa.

Solpanelen är så känslig att den kan fånga liten intensitetsförändring och på motsvarande sätt förändras spänningarna vid solpanelens utgång. När LED-lampan faller på panelen varierar spänningarna beroende på ljusintensiteten. Därefter matas solpanelens spänningar till förstärkaren (högtalare) som förstärker signalen och ger ljudutgången genom högtalaren som är ansluten till förstärkaren..

Utgången kommer så länge solpanelen är i kontakt med lysdioder. Du kan sätta lysdioderna på max. 15-20 cm avstånd från solpanelen för att få en tydlig ljudutgång. Du kan öka räckvidden ytterligare genom att öka ytan på solpanelen och en högre watteffekt-LED.

Du kan skapa din egen förstärkarkrets för att förbättra röstkvaliteten som visas nedan.

Skapa din egen förstärkare för att ta emot Li-Fi-ljud:

Istället för att använda lätt tillgängliga högtalarset, som vi har använt ovan, kan du också skapa din egen förstärkare för att minska bullret. Här är en LM386-baserad ljudförstärkarkrets för att ta emot li-fi Audio.

• 100μF kondensator mellan de positiva och negativa kraftskenorna används för att koppla bort strömförsörjningen.
• Placera en 0,1 μF kondensator mellan stiften 4 och 6 för mer exakt frånkoppling av strömförsörjningen till IC.
• Ett 10K Ohm-motstånd och en 10μF kondensator är anslutna i serie mellan stift 7 och jord för att koppla bort ljudingångssignalen.

Om ljudet inte är klart genom högtalaren vrider du på grytknappen tills ljudet inte är klart. Läs mer om LM386-baserad ljudförstärkare här.

Observera att komponentvärdena vi använder inte är kritiska. Om du inte har komponenterna med värdena i diagrammet, försök med något nära och det ska fungera och göra anslutningarna nära IC, använd korta ledningar för anslutningarna eftersom det orsakar extra buller.