Äänen siirto li: n avulla

Älypuhelinten, esineiden internetin (IoT), teollisuusautomaation, älykkäiden kotiautomaatiojärjestelmien jne. Nousun myötä myös Internetin kysyntä kasvaa räjähdysmäisesti. Teknologia on kehittynyt niin paljon, että kaikki autostamme jääkaappiin tarvitsee yhteyden Internetiin. Tämä herättää muita kysymyksiä, kuten; Riittääkö kaistanleveys kaikille näille laitteille? Ovatko nämä tiedot turvallisia? Onko nykyinen järjestelmä tarpeeksi nopea kaikkia näitä tietoja varten? Onko verkkoliikenteessä liikaa yhteyksiä?

Kaikki nämä kysymykset käsitellään tällä tulevalla Li-Fi- tekniikalla. Joten mikä on LiFi? Termi Li-Fi tarkoittaa ” Light Fidelity ”. Tämän uskotaan olevan Internetin seuraava sukupolvi, jossa Valoa käytetään tiedonvälityksen välineenä. Kyllä, luit sen oikein; se on sama valo, jota käytät kodeissasi ja toimistoissasi, jota joillakin muutoksilla voidaan käyttää tietojen siirtämiseen kaikkiin laitteisiin, jotka edellyttävät internetiä. Tässä projektissa rakennamme yksinkertaisen piirin äänitietojen siirtämiseksi Li-Fi: n avulla. Mutta ensin opitaan Li-Fi-tekniikasta.

Kuinka Li-Fi toimii

Kuten aiemmin kerrottiin, Li-Fi käyttää valoa tiedonsiirtoon toisin kuin radioaallot. Tämän idean keksi ensimmäisen kerran professori Harald Haas yhdessä TED-puheenvuorossaan vuonna 2011. Li-Fi: n määritelmä voidaan antaa seuraavasti: "LiFi on nopea kaksisuuntainen verkko ja tiedonsiirto dataa käyttäen valoa. LiFi koostuu useista hehkulampuista, jotka muodostavat langattoman verkon, joka tarjoaa olennaisesti samanlaisen käyttökokemuksen kuin Wi-Fi, paitsi että käytetään valospektriä "

Jokaisen LED-lampun tulisi olla kytkettynä LED-ohjaimeen, tämä LED-ohjain saa tietoja Internet-palvelimelta ja tiedot koodataan ohjaimeen. Tämän koodatun tiedon perusteella LED-lamppu välkkyy erittäin suurella nopeudella, jota ihmissilmät eivät huomaa. Mutta toisessa päässä oleva valokuvanilmaisin pystyy lukemaan kaiken välkkymisen ja nämä tiedot dekoodataan vahvistuksen ja käsittelyn jälkeen. Tiedonsiirto on täällä erittäin nopeaa kuin RF. Tässä käytämme aurinkopaneelia vastaanottopäässä valon tunnistamiseen.

Datan lähettäminen valodiodien kautta on tapahtunut jo kauan IR-kaukosäätimiemme kautta. Joka kerta, kun painamme televisiokaukosäätimen painiketta, kaukosäätimen infrapunavalo sykkii hyvin nopeasti, televisio vastaanottaa tämän ja dekoodaa tiedot. Mutta tämä vanha menetelmä on hyvin hidas, eikä sitä voida käyttää kelvollisten tietojen lähettämiseen. Näin ollen LiFi: n kanssa tämä menetelmä on kehittyneempi käyttämällä useampaa kuin yhtä LEDiä ja kulkemalla useampaa kuin yhtä datavirtaa tiettynä ajankohtana. Tällä tavalla voidaan siirtää enemmän tietoa ja siten nopeampi tiedonsiirto on mahdollista.

Näemme nyt, kuinka voimme siirtää ja vastaanottaa äänisignaaleja yksinkertaisen LED- ja aurinkokennolevyn avulla. Jos olet kiinnostunut tästä tekniikasta, voit oppia lisää Li-Fistä täältä.

Tarvittavat materiaalit:

5-6 V aurinkopaneeli
1 W LED- tai NeoPixel-LED-nauha
Aux-kaapeli
3,5 mm: n liitin
9 V: n akku
Valmiiksi vahvistettu kaiutin

Meillä on kaksi virtapiiriä, yksi vastaanottimen puolelle ja toinen lähettimen puolelle.

Lähetinpiiri Li-Fi: lle:

Lähettimen puolella meillä on valkoinen kirkas LED ja akku, joka on kytketty 3,5 mm: n liittimeen ja liitäntään, liitetään äänilähteeseen. Tässä käytämme LEDien virran kytkemiseen akkua, koska äänilähteestä tulee vähemmän virtaa, mikä ei riitä LEDien virransaantiin. Liitännät on esitetty alla olevassa piirikaaviossa:

Li-Fi-vastaanottimen piiri:

Vastaanottimen puolella käytämme aurinkopaneelia ja kaiutinta, joka on kytketty Aux-kaapelilla. Voit myös hankkia omistamasi vahvistinpiirin päätyä varten, mikä on selitetty myöhemmin tässä artikkelissa.

Äänensiirtopiirin toiminta Li-Fi: n avulla:

Lähettimen puolella, kun liitämme 3,5 mm: n liittimen äänilähteeseen, LED-valo palaa, mutta valon voimakkuudessa ei ole vaihtelua, kun äänilähde on pois päältä. Heti kun toistat ääntä, huomaat, että valon voimakkuus muuttuu usein. Kun lisäät äänenvoimakkuutta, LED: n voimakkuus muuttuu nopeammin kuin ihmissilmä voi seurata.

Aurinkopaneeli on niin herkkä, että se voi saada pienen voimakkuuden muutoksen ja vastaavasti aurinkopaneelin lähdön jännitteissä on muutoksia. Joten, kun LED-valo putoaa paneeliin , jännitteet vaihtelevat valon voimakkuuden mukaan. Sitten aurinkopaneelin jännitteet syötetään vahvistimeen (kaiutin), joka vahvistaa signaalin ja antaa äänilähdön vahvistimeen liitetyn kaiuttimen kautta.

Lähtö tulee niin kauan kuin aurinkopaneeli on kosketuksessa LEDien kanssa. Voit asettaa LEDit maks. 15-20 cm: n etäisyys aurinkopaneelista saadaksesi selkeän äänentoiston. Voit lisätä kantamaasi lisäämällä aurinkopaneelin pinta-alaa ja suurempaa tehoa osoittavaa LED-LEDiä.

Voit luoda oman vahvistinpiirin äänenlaadun parantamiseksi kuten alla.

Tee oma vahvistimesi vastaanottamaan Li-Fi-ääntä:

Sen sijaan, että käyttäisit helposti saatavilla olevaa kaiutinsarjaa, kuten olemme käyttäneet edellä, voit myös tehdä oman vahvistimen melun vähentämiseksi. Tässä on yksi LM386-pohjainen äänenvahvistinpiiri, jolla vastaanotetaan li-fi-ääni.

100 μF: n kondensaattoria positiivisen ja negatiivisen kiskon välillä käytetään virtalähteen erottamiseen.
Aseta 0,1 μF kondensaattori nastojen 4 ja 6 väliin, jotta virtalähde voidaan irrottaa tarkemmin IC: stä.
10K Ohmin vastus ja 10μF kondensaattori on kytketty sarjaan nastan 7 ja maan välille audiotulosignaalin irrottamiseksi.

Jos ääni ei ole selvä kaiuttimen kautta, kierrä potin nuppia, kunnes ääni ei ole selvä. Lue lisää LM386-pohjaisesta äänenvahvistimesta täältä.

Huomaa, että käyttämämme komponenttien arvot eivät ole kriittisiä. Jos sinulla ei ole komponentteja, joiden arvot on annettu kaaviossa, kokeile jotain lähellä olevaa, ja sen pitäisi toimia ja tehdä yhteydet lähelle mikropiiriä, käytä liitäntöihin lyhyitä johtoja, koska se aiheuttaa ylimääräistä melua.