li를 사용한 오디오 전송

스마트 폰, 사물 인터넷 (IoT), 산업 자동화, 스마트 홈 자동화 시스템 등의 붐과 함께 인터넷에 대한 수요도 기하 급수적으로 증가하고 있습니다. 이 기술은 자동차에서 냉장고에 이르기까지 모든 것이 인터넷에 연결되어야 할 정도로 발전했습니다. 이것은 다음과 같은 다른 질문을 제기합니다. 이러한 모든 장치에 충분한 대역폭이 있습니까? 이러한 데이터는 안전합니까? 기존 시스템이 이러한 모든 데이터에 대해 충분히 빠를까요? 네트워크 트래픽에 너무 많은 연결이 있습니까?

이러한 모든 질문은 곧 출시 될 Li-Fi 라는 기술로 해결 될 것 입니다. 그렇다면 LiFi는 무엇입니까? Li-Fi라는 용어는 " Light Fidelity "를 의미합니다. 이것은 Light가 데이터를 전송하는 매체로 사용될 차세대 인터넷이라고 믿어집니다. 네, 당신은 그것을 올바르게 읽었습니다. 그것은 당신이 가정과 사무실에서 사용하는 것과 동일한 빛이며, 약간의 수정을 통해 인터넷이 필요한 모든 장치로 데이터를 전송하는 데 사용할 수 있습니다. 이 프로젝트에서는 Li-Fi를 사용하여 오디오 데이터 를 전송 하는 간단한 회로를 구축합니다. 그러나 먼저 Li-Fi 기술에 대해 배웁니다.

Li-Fi 작동 원리

앞서 말했듯이 Li-Fi는 전파와 달리 빛을 사용하여 데이터를 전송합니다. 이 아이디어는 Harald Haas 교수가 2011 년 TED 강연 중 하나에서 처음으로 만들었습니다. Li-Fi의 정의는“LiFi는 빛을 사용하는 고속 양방향 네트워크 및 데이터 이동 통신입니다. LiFi는 무선 네트워크를 형성하는 여러 개의 전구로 구성되어 광 스펙트럼을 사용하는 것을 제외하고 Wi-Fi와 실질적으로 유사한 사용자 경험을 제공합니다. "

모든 LED 램프는 LED 드라이버를 통해 전원을 공급 받아야하며,이 LED 드라이버는 인터넷 서버에서 정보를 얻고 데이터는 드라이버에서 인코딩됩니다. 이 인코딩 된 데이터를 기반으로 LED 램프는 사람의 눈으로 알아볼 수없는 매우 빠른 속도로 깜박입니다. 그러나 다른 쪽의 Photo Detector는 모든 깜박임을 읽을 수 있으며이 데이터는 증폭 및 처리 후에 디코딩됩니다. 여기서 데이터 전송은 RF보다 매우 빠릅니다. 여기서 우리는 빛을 감지하기 위해 수신단에서 태양 광 패널을 사용하고 있습니다.

포토 다이오드를 통한 데이터 전송은 IR 리모트를 통해 오랫동안 이루어졌습니다. 우리가 텔레비전 리모컨의 버튼을 누를 때마다 리모컨의 IR LED가 매우 빠르게 펄스를냅니다. 이것은 텔레비전에서 수신 한 다음 정보를 디코딩합니다. 그러나이 오래된 방법은 매우 느리고 가치있는 데이터를 전송하는 데 사용할 수 없습니다. 따라서 LiFi를 사용하면이 방법은 둘 이상의 LED를 사용하고 주어진 시간에 둘 이상의 데이터 스트림을 전달함으로써 정교 해집니다. 이렇게하면 더 많은 정보를 전달할 수 있으므로 더 빠른 데이터 통신이 가능합니다.

이제 간단한 LED와 태양 전지판을 사용하여 오디오 신호를 전송하고 수신하는 방법을 살펴 보겠습니다. 이 기술에 관심이 있다면 여기에서 Li-Fi에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

필요한 재료:

5-6V 태양 전지판
1W LED 또는 NeoPixel LED 스트립
Aux 케이블
3.5mm 잭
9V 배터리
사전 증폭 스피커

수신기 측과 송신기 측에 각각 하나씩 두 개의 회로가 있습니다.

Li-Fi 용 송신기 회로:

송신기 측에는 흰색 Bright LED가 있으며 3.5mm 잭과 잭에 연결된 배터리가 오디오 소스에 연결됩니다. 여기서 우리는 LED에 전원을 공급하기에 충분하지 않은 오디오 소스에서 나오는 전력이 적기 때문에 배터리를 사용하여 LED에 전원을 공급합니다. 연결은 아래 회로도에 나와 있습니다.

Li-Fi 용 수신기 회로:

수신기 측에서는 태양 광 패널과 Aux 케이블로 연결된 스피커를 사용하고 있습니다. 이 기사의 뒷부분에서 설명하는 수신단을위한 증폭기 회로를 직접 만들 수도 있습니다.

Li-Fi를 사용한 오디오 전송 회로 작동:

송신기 측에서 3.5mm 잭을 오디오 소스에 연결 하면 LED 가 켜지지 만 오디오 소스가 꺼져있을 때 빛의 강도에 변동이 없습니다. 오디오를 재생하자마자 빛의 강도가 자주 변하는 것을 볼 수 있습니다. 볼륨을 높이면 LED의 강도가 사람의 눈이 따라갈 수있는 것보다 빠르게 변합니다.

태양 전지판은 매우 민감하여 작은 강도 변화를 포착 할 수 있으며 이에 따라 태양 전지판 출력의 전압에 변화가 있습니다. 따라서 LED의 빛이 패널에 떨어지면 빛의 세기에 따라 전압이 달라지며, 태양 광 패널의 전압은 앰프 (스피커)에 공급되어 신호를 증폭하고 앰프에 연결된 스피커를 통해 오디오 출력을 제공합니다..

태양 광 패널이 LED에 접촉하는 한 출력이 나옵니다. LED를 최대로 넣을 수 있습니다. 명확한 오디오 출력을 얻기 위해 태양 전지판에서 15-20cm 거리. 태양 광 패널의 면적과 더 높은 와트의 Power LED로 범위를 더 늘릴 수 있습니다.

아래 그림과 같이 자신 만의 앰프 회로를 만들어 음질을 향상시킬 수 있습니다.

Li-Fi 오디오를 수신하는 자신 만의 앰프 만들기:

위에서 사용한 것처럼 쉽게 구할 수있는 스피커 세트를 사용하는 대신 자신 만의 앰프를 만들어 소음을 줄일 수도 있습니다. 다음은 li-fi 오디오를 수신하는 LM386 기반 오디오 증폭기 회로 입니다.

양극 및 음극 전원 레일 사이의 100μF 커패시터는 전원 공급 장치를 분리하는 데 사용됩니다.
IC에 대한 전원 공급 장치의보다 정확한 디커플링을 위해 핀 4와 6 사이에 0.1μF 커패시터를 배치합니다.
10K Ohm 저항과 10μF 커패시터가 핀 7과 접지 사이에 직렬로 연결되어 오디오 입력 신호를 분리합니다.

스피커를 통해 오디오가 깨끗하지 않으면 소리가 깨끗하지 않을 때까지 냄비의 손잡이를 돌립니다. 여기에서 LM386 기반 오디오 증폭기에 대해 자세히 알아보십시오.

우리가 사용하는 구성 요소 값은 중요하지 않습니다. 다이어그램에 제공된 값을 가진 구성 요소가없는 경우 가까운 것을 시도하여 작동하고 IC에 가깝게 연결해야합니다. 추가 노이즈가 발생하므로 연결에 짧은 와이어를 사용하십시오.