Implementació LiFi, Uso Sencillo: 5 Passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

La transmissió de dades per via de llum (LiFi) és un problema actual. Per resoldre aquest problema en una primera aproximació, es desenvoluparà un dispositiu capaç de tenir una comunicació en una via per mitjà de llum, un conjunt de LEDs infrarrojos, els quals prendran i apagaran una freqüència de l’ordre de KHz, el qual és suficient per a un inici.

El dispositiu consta d’un emissor i un receptor.

• Emissor: El emisor tiene un arreglo de 25 LEDs, 5 grupos de 5 LEDs en serie. La freqüència d’encendre i apagar és per mitjà d’un microcontrolador MSP430G2553 de Texas Instruments i un MOSFET IRFZ44N per al maneig del corrent dels LEDs.
• Receptor: El receptor consta d’un Operador Amplificador en manera comparador, un fototransistor, per rebre la llum i un altre microcontrolador MSP430G2553. Es pot utilitzar un mòdul de sensor d'infrarrojos (sensor de flama) si no es vol crear el receptor des de zero.

Pas 1: Emissor electrònic (Esquemàtic)

Per a la fabricació del dispositiu de transmissió, la llista de components és:

• 1 microcontrolador MSP430G2553 de Texas Instruments
• 1 MOSFET IRFZ44N
• 1 Regulador a 3,3 V 7133A-1
• 1 condensador 1 nF
• 2 condensadors 10 uF electrolítics
• 1 resistència de 47 kΩ @ 1/4 W
• 1 resistència de 180 Ω @ 1/4 W
• 1 resistència de 980 Ω @ 1/4 W
• 5 pins machos a 90 °
• 5 pins rectos machos
• 1 conector AK300 / 2
• 1 LED de 3 mm
• 25 LEDs d'infrarrojos de 5 mm
• 5 resistències de 100 Ω @ 1/2 W
• 3 pins hembras rectos
• Placa de coure per a impressions
• Font d'alimentació a 12 V @ 600 mA
• Un focus o base per colocar l’electrònica i els LEDs
• Base per colocar el foc ja ensamblat.

En principi, les connexions son sencilles. Es selecciona un pin amb sortida digital del microcontrolador el qual es connecta a la porta del MOSFET, això és per tenir el control de la freqüència d’encendit i apagat dels LED. El microcontrolador es alimenta pel regulador de voltatge. Els LEDs es connecten a la font i al MOSFET.

El esquemàtic ja fet es pot observar en les imatges.

Pas 2: Emissor electrònic (PCB)

El PCB, es va realitzar en dues parts, un on es va col·locar l’electrònica de control i altre on es va col·locar els LEDs infrarrojos, 5 grups en paral·lel de 5 LEDs en sèrie, donant com resultat un arregle de 25 LEDs; per al control de la corrent es va col·locar una resistència de 100 Ω de 1/2 W de potencia per a cada grup de LEDs.

Per al meu cas en particular, la base tipus foco té 7 cm de diàmetre, és per això que, la placa dels LEDs es fa de 6,5 cm de diàmetre i la placa de l’electrònica de 4,1 x 4,1 cm.

Un plus fue conectar las dos placas con pin headers, de forma que una placa quede sobre la otra, a més de fer-ho de la forma que el sentit no influeixi en la polaritat.

A les imatges es pot observar el PCB ja fet a Eagle.

Pas 3: Receptor electrònic (Esquemàtic i PCB)

Per al receptor es tenen dues opcions, es fabrica el receptor o es fa servir un mòdul ja fet d’un sensor de crida o infrarrojo.

Si és desitjable el primer, llavors es proposa un diagrama d’un comparador mitjançant un amplificador operacional, present l’esquemàtic i el tauler de fets en Eagle.

El receptor es connecta a un microcontrolador MSP430G2553, per rebre la lectura per l’emissor.

Pas 4: Comunicació

Ambos sistemes se connectan por USB a la computadora, se envían y reciben datos de datos a 1 KHz de frecuencia (si es pot visualitzar la freqüència amb un osciloscopi, millor). En el sistema transmissor es troben 5 pins: Tx, Rx, Test, Reset y GND. Tx y Rx son para mandar vía comunicación serie de la computadora al microcontrolador la información deseada, Test y Reset son para programar dicho micro, los pins es connecten als pins 3, 4 17, 16 y 20 de la placa del microcontrolador.

Així que per a l'enviament i recepció d'informació. es recomana que:

PARA EL SISTEMA D'ENVÍ:

Se envían los datos en secuencias de bits en bloques de 9, el primer bit és un bit de començament (o de referència) seguits del byte d’informació.

PARA EL SISTEMA DE RECEPCIÓ:

Es connecta la placa al microcontrolador, el sistema rep a través del comparador els polsos, quan es detecta el bit d’inici, s’inicia la lectura dels dades enviats, cada un es procesa i s’envia a la computadora el resultat final.

Al final l’enviament i recepció d’informació ja és a l’usuari de la forma que més li conveni, ja que aquest instructable està enfocat a la part electrònica.

Pas 5: final de muntatge

Es presenta el muntatge final del sistema.