Komunikacija LiFi: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

V tem navodilu se boste naučili izvajati komunikacijo LiFi (oddajnik in sprejemnik) na ravni programske in strojne opreme.

1. korak: Zberite komponente

Stvari, ki jih boste potrebovali:

-Arduino in Zedboard

-osciloskop

-Upori: 8k ohm, 1k2 ohm, 1k ohm, 220 ohm in 27 ohm.

-opamp, kondenzator, zenerdioda, fotodioda, LED in žica za kruh.

2. korak: Izdelava zasnove

Na sliki je podana shema za sprejemnik.

Najprej priključite anodo (negativni priključek) fotodiode na 3,3 V (Vcc), katodo (pozitivni priključek) na ozemljitev skozi 8k2 ohmski upor. Priključite katodo tudi na pozitivni priključek vašega opampa, ki bo uporabljen za ojačanje signala. Uporabljamo negativne povratne informacije, zato priključite 2 upora na negativni priključek opampa, 1 (1k2 ohm) gre na izhod opampa, drugi (220 ohm) pa na zemljo. Če želite zaščititi svoj pin GPIO, priključite obrnjeno pristransko zener diodo 3.3V zaporedoma z 1k2 ohmskim uporom na maso. Izhod opampa mora biti priključen na pin GPIO.

Oddajnik je sestavljen samo iz enega 27 ohmskega upora in LED v zaporedju. En konec gre na GPIOpin, drugi pa na zemljo, pri tem pazite, da je kratka noga LED priklopljena na maso.

Če modeli delujejo, lahko za to naredite tiskano vezje. Na tiskanem vezju smo oddajnik in sprejemnik združili na eni plošči, tako da lahko sčasoma pošljemo podatke v dveh smereh. Sheme PCB -ja si lahko ogledate tudi na slikah za sprejemnik in oddajnik.

3. korak: Preizkusite zasnovo

Z osciloskopom preverite zasnovo, saj lahko zunanja svetloba in razlika v foto diodah dajo različne rezultate v izhodnem signalu.

Oddajnik priključite na arduino in ustvarite kvadratni val z želeno frekvenco. LED oddajnika postavite blizu foto diode.

Priključite eno sondo na pozitivni priključek vašega opampa, drugo na izhod opampa. Če je vaš izhodni signal prešibek, je treba upor negativne povratne zveze (1k2 ohm, 220 ohm) spremeniti. Imate dve možnosti, povečajte upor 1k2 ohm ali zmanjšajte upor 220 ohm. Če je izhod previsok, storite nasprotno.

Če je vse v redu, pojdite na naslednji korak.

4. korak: Pridobite vso potrebno programsko opremo

Na sliki so različni koraki kodiranja za izvedbo LiFi. Za dekodiranje je treba iste korake izvesti v obratni smeri.

Za ta projekt so potrebne nekatere knjižnice, ki so vključene v dane datoteke in tukaj so povezave do skladišča github:

-Reed-Solomon:

-Konvolucijski kodirnik:

Da bi datoteke naredile, kar želimo, smo v njih naredili nekaj prilagoditev, zato je treba uporabiti našo različico knjižnic, vključenih v datoteke.

Po konvolucijskem kodirniku je potreben še zadnji korak kodiranja, manchester kodiranje. Podatki iz konvolucijskega kodirnika se pošljejo v medpomnilnik fifo. Ta vmesni pomnilnik se bere v PL delu zedboard -a, projekt je vključen v datoteko 'LIFI.7z'. S projektom lahko ustvarite lasten bitni tok za zedboard ali pa uporabite samo bitni tok, ki smo ga zagotovili. Če želite uporabljati ta bitni tok, morate najprej namestiti Xillinux 2.0 na zedboard. Razlaga, kako to storiti, je na voljo na spletnem mestu Xillybus.

5. korak: Naredite izvršljive datoteke

Treba je narediti dve ločeni izvedljivi datoteki, eno za oddajnik in eno za sprejemnik. Če želite to narediti, je treba na zedboard -u izvesti naslednje ukaze:

- Oddajnik: g ++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Transmission.cpp -o Oddajnik

- Sprejemnik: g ++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Receiver.cpp -o sprejemnik

6. korak: Preizkusite vse

Oddajnik priključite na pin JD1_P, sprejemnik pa na pin JD1_N na zedboard -u. Če želite spremeniti standardne zatiče, spremenite datoteko omejitev.

Če želite preveriti, ali vse deluje, odprite 2 terminalska okna v delu PS. V enem terminalu najprej izvedite sprejemni del. Po tem izvedite del oddajnika v drugem oknu terminala.

Če gre vse tako, kot bi moralo, mora biti rezultat enak kot na zgornji sliki.