Komunikace LiFi: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

V tomto návodu se naučíte, jak implementovat LiFi komunikaci (vysílač a přijímač) na softwarové a hardwarové úrovni.

Krok 1: Shromážděte součásti

Věci, které budete potřebovat:

-Arduino a Zedboard

-osciloskop

-Rezistory: 8 k ohm, 1 k2 ohm, 1 k ohm, 220 ohm a 27 ohm.

-opamp, kondenzátor, zenerdioda, fotodioda, LED diody a breadbord.

Krok 2: Budování designu

Na obrázku je uvedeno schéma pro přijímač.

Nejprve připojte anodu (záporný pól) fotodiody k 3,3 V (Vcc), katodu (kladný vývod) k zemi přes odpor 8 k2 ohmů. Také připojte katodu ke kladnému pólu vašeho operačního zesilovače, který bude použit k zesílení signálu. Používáme negativní zpětnou vazbu, takže připojte 2 odpory k zápornému pólu operačního zesilovače, 1 (1k2 ohm) jde na výstup operačního zesilovače, druhý (220 ohm) jde na zem. Chcete -li chránit svůj pin GPIO, připojte obráceně zkreslenou zenerovou diodu 3,3 V v sérii s odporem 1k2 ohm k zemi. Výstup operačního zesilovače musí být připojen ke kolíku GPIO.

Vysílač se skládá pouze z jednoho odporu 27 ohmů a LED v sérii. Jeden konec jde na GPIOpin a druhý na zem, přičemž se ujistěte, že krátká noha LED je připojena k zemi.

Pokud návrhy fungují, můžete pro ně vyrobit PCB. Na desce plošných spojů jsme spojili vysílač a přijímač na jedné desce, takže nakonec můžeme data odesílat ve dvou směrech. Na obrázcích přijímače a vysílače můžete také vidět schémata DPS.

Krok 3: Testování návrhu

Pomocí osciloskopu zkontrolujte design, protože okolní světlo a rozdíl ve fotodiodách mohou poskytovat odlišné výsledky ve výstupním signálu.

Připojte vysílač k arduinu a vytvořte obdélníkovou vlnu s požadovanou frekvencí. Umístěte LED diodu vysílače blízko fotodiody.

Připojte jednu sondu ke kladnému terminálu vašeho operačního zesilovače, další k výstupu vašeho operačního zesilovače. Pokud je váš výstupní signál příliš slabý, je třeba změnit odpory negativní zpětné vazby (1 k2 ohm, 220 ohm). Máte 2 možnosti, zvětšit odpor 1k2 ohm nebo snížit odpor 220 ohmů. Pokud je výstup příliš vysoký, proveďte opak.

Pokud je vše v pořádku, přejděte k dalšímu kroku.

Krok 4: Získání veškerého potřebného softwaru

Na obrázku jsou vidět různé kroky kódování pro implementaci LiFi. K dekódování je třeba stejné kroky provést obráceně.

Pro tento projekt jsou potřeba nějaké knihovny, jsou zahrnuty v daných souborech a zde jsou odkazy na úložiště github:

-Reed-Solomon:

-Konvoluční kodér:

Aby soubory mohly dělat to, co chceme, provedli jsme v nich určité úpravy, takže je nutné použít naši verzi knihoven, která je součástí souborů.

Po konvolučním kodéru je zapotřebí poslední krok kódování, manchesterské kódování. Data z konvolučního kodéru se odešlou do vyrovnávací paměti fifo. Tento buffer je načten v PL části zedboardu, projekt je zařazen do souboru 'LIFI.7z'. S projektem si můžete vytvořit svůj vlastní bitstream pro zedboard nebo můžete použít bitstream, který jsme poskytli. Chcete -li použít tento bitstream, musíte nejprve nainstalovat Xillinux 2.0 na zedboard. Vysvětlení, jak to provést, najdete na webu Xillybus.

Krok 5: Vytvořte spustitelné soubory

Je třeba vytvořit dva samostatné spustitelné soubory, jeden pro vysílač a jeden pro přijímač. K tomu je třeba na zedboardu provést následující příkazy:

- Vysílač: g ++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Transmission.cpp -o vysílač

- Přijímač: g ++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Receiver.cpp -o přijímač

Krok 6: Testování všeho

Připojte vysílač ke kolíku JD1_P a přijímač ke kolíku JD1_N na zedboardu. Pokud chcete změnit standardní piny, nezapomeňte změnit soubor omezení.

Chcete -li vyzkoušet, zda vše funguje, otevřete v části PS 2 okna terminálu. V jednom terminálu nejprve proveďte přijímací část. Poté spusťte část vysílače ve druhém okně terminálu.

Pokud vše půjde, jak má, výsledek by měl být stejný jako na obrázku výše.