ارتباط LiFi: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

در این مقاله آموزشی نحوه پیاده سازی ارتباط LiFi (فرستنده و گیرنده) در سطح نرم افزاری و سخت افزاری را خواهید آموخت.

مرحله 1: اجزاء را جمع آوری کنید

چیزهایی که به آنها نیاز خواهید داشت:

-آردوینو و زدبورد

-سلوسکوپ

-مقاومت: 8k اهم ، 1k2 اهم ، 1k اهم ، 220 اهم و 27 اهم.

-opamp ، خازن ، زنرودیود ، فوتودیود ، LED ها و نان برید.

مرحله 2: طراحی طرح

روی تصویر ، شماتیک گیرنده نشان داده شده است.

ابتدا ، آند (پایانه منفی) فوتودیود را به 3.3V (Vcc) ، کاتد (پایانه مثبت) را از طریق مقاومت 8k2 اهم به زمین وصل کنید. همچنین کاتد را به پایانه مثبت opamp خود وصل کنید که از آن برای تقویت سیگنال استفاده می شود. ما از بازخورد منفی استفاده می کنیم ، بنابراین 2 مقاومت را به پایانه منفی opamp وصل کنید ، 1 (1k2 اهم) به خروجی opamp ، دیگری (220 اهم) به زمین می رود. برای محافظت از پین GPIO خود ، یک دیود زنر جانبدار معکوس 3.3V سری را با مقاومت 1k2 اهم به زمین وصل کنید. خروجی opamp باید به یک پین GPIO متصل شود.

فرستنده فقط از یک مقاومت 27 اهم و یک LED سری تشکیل شده است. یک سر آن به GPIOpin و سر دیگر به زمین می رود و مطمئن شوید که پای کوتاه LED به زمین متصل است.

اگر طرح ها کار می کنند ، می توانید برای آن PCB تهیه کنید. در PCB ، فرستنده و گیرنده را روی یک برد ترکیب کردیم ، بنابراین می توانیم داده ها را در دو جهت ارسال کنیم. همچنین می توانید نمودارهای PCB را در تصاویر گیرنده و فرستنده مشاهده کنید.

مرحله 3: آزمایش طراحی

برای بررسی طرح از یک اسیلوسکوپ استفاده کنید زیرا نور محیط و تفاوت در دیودهای عکس می تواند نتایج متفاوتی در سیگنال خروجی بدهد.

فرستنده خود را به آردوینو متصل کرده و یک موج مربعی با فرکانس دلخواه ایجاد کنید. LED فرستنده را نزدیک دیود عکس قرار دهید.

یک پروب را به پایانه مثبت opamp خود و دیگری را به خروجی opamp خود وصل کنید. اگر سیگنال خروجی شما خیلی ضعیف است ، مقاومت بازخورد منفی (1k2 اهم ، 220 اهم) باید تغییر کند. شما دو انتخاب دارید ، مقاومت 1k2 اهم را افزایش دهید یا مقاومت 220 اهم را کاهش دهید. اگر خروجی خیلی زیاد است ، برعکس عمل کنید.

اگر همه چیز خوب به نظر می رسد ، به مرحله بعدی بروید.

مرحله 4: تهیه تمام نرم افزارهای لازم

در تصویر مراحل مختلف کدگذاری برای پیاده سازی LiFi دیده می شود. برای رمزگشایی ، مراحل مشابه باید به صورت معکوس اجرا شوند.

برای این پروژه برخی از کتابخانه ها مورد نیاز است ، آنها در فایل های داده شده گنجانده شده اند و در اینجا پیوندهایی به مخزن github آمده است:

-Reed-Solomon:

-کد رمزگر:

برای اینکه فایلها آنچه را که می خواهیم انجام دهند ، تعدادی تنظیمات را در آنها انجام دادیم ، بنابراین لازم است از نسخه کتابخانه های موجود در فایلها استفاده کنیم.

پس از رمزگذار کانولوشنال ، آخرین مرحله رمزگذاری مورد نیاز است ، کدگذاری منچستر. داده های رمزگذار کانولوشنال به یک بافر fifo ارسال می شود. این بافر در قسمت PL zedboard خوانده می شود ، پروژه در فایل 'LIFI.7z' گنجانده شده است. با این پروژه می توانید بیت استریم خود را برای zedboard بسازید یا فقط می توانید از bitstream که ارائه کردیم استفاده کنید. برای استفاده از این بیت استریم ، ابتدا باید Xillinux 2.0 را روی zedboard نصب کنید. توضیح نحوه انجام این کار در وب سایت Xillybus ارائه شده است.

مرحله 5: فایلهای اجرایی را بسازید

دو مورد اجرایی مجزا باید ساخته شود ، یکی برای فرستنده و دیگری برای گیرنده. برای انجام این کار ، دستورات زیر باید روی zedboard اجرا شوند:

- فرستنده: g ++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Transmission.cpp -o Transmitter

- گیرنده: g ++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Receiver.cpp -o Receiver

مرحله 6: آزمایش همه چیز

فرستنده را به پین JD1_P و گیرنده را به پین JD1_NN در تخته سیاه وصل کنید. اگر می خواهید پین های استاندارد را تغییر دهید ، فایل محدودیت را تغییر دهید.

برای بررسی اینکه آیا همه چیز کار می کند ، 2 پنجره ترمینال را در قسمت PS باز کنید. در یک ترمینال ابتدا قسمت دریافت کننده را اجرا کنید. پس از آن ، قسمت فرستنده را در پنجره ترمینال دوم اجرا کنید.

اگر همه چیز همانطور که باید پیش برود ، نتیجه باید همان چیزی باشد که در تصویر بالا نشان داده شده است.