نقل الصوت بتقنية Li-Fi

نقل الصوت باستخدام تقنية LED و Li-Fi
مع ازدهار الهواتف الذكية ، إنترنت الأشياء (IoT) ، الأتمتة الصناعية ، أنظمة أتمتة المنزل الذكي إلخ. يزداد الطلب على الإنترنت بشكل كبير. لقد تطورت التكنولوجيا لدرجة أن كل شيء من سيارتنا إلى ثلاجتنا يحتاج إلى اتصال بالإنترنت. هذا يثير أسئلة أخرى مثل ؛ هل سيكون هناك عرض نطاق ترددي كافٍ لجميع هذه الأجهزة؟ هل ستكون هذه البيانات آمنة؟ هل سيكون النظام الحالي سريعًا بما يكفي لكل هذه البيانات؟ هل سيكون هناك الكثير من الاقتران في حركة مرور الشبكة؟
ستتم معالجة كل هذه الأسئلة من خلال هذه التقنية القادمة التي تسمى Li-Fi. إذن ما هو LiFi؟ إن مصطلح Li-Fi يعني "Light Fidelity". ويعتقد أن هذا هو الجيل التالي من الإنترنت ، حيث سيتم استخدام الضوء كوسيط لنقل البيانات. نعم لقد قرأتها بشكل صحيح؛ هذا هو نفس الضوء الذي تستخدمه في المنازل والمكاتب ، والذي يمكن استخدامه مع بعض التعديلات لنقل البيانات إلى جميع أجهزتك التي تتطلب الإنترنت. في هذا المشروع ، سنبني دائرة بسيطة لنقل البيانات الصوتية باستخدام Li-Fi. ولكن في البداية سنتعرف على تقنية Li-Fi.



كيف يعمل لي فاي
كما أخبرنا سابقًا ، تستخدم شركة Li-Fi الضوء لنقل البيانات بخلاف موجات الراديو. هذه الفكرة كان أول من صاغها البروفيسور هارالد هاس في أحد محادثته في TED في عام 2011. يمكن تعريف تعريف Li-Fi بأنه "LiFi هو اتصال عالي السرعة وشبكة اتصالات ثنائية الاتجاه عبر الشبكة باستخدام الضوء. يتألف LiFi من مصابيح إضاءة متعددة تشكل شبكة لاسلكية ، مما يوفر تجربة مستخدم مشابهة إلى شبكة Wi-Fi باستثناء استخدام نطاق الضوء "

يجب تشغيل كل مصباح LED من خلال برنامج تشغيل LED ، وسيحصل برنامج التشغيل هذا على معلومات من خادم الإنترنت وسيتم ترميز البيانات في برنامج التشغيل. استناداً إلى هذه البيانات المشفرة ، سوف تومض مصباح LED بسرعة عالية جداً لا يمكن ملاحظتها بواسطة العين البشرية. لكن كاشف الصور على الطرف الآخر سيكون قادراً على قراءة كل الخفقان وسوف يتم فك تشفير هذه البيانات بعد التضخيم والتجهيز. سيكون نقل البيانات هنا سريعًا جدًا من الترددات اللاسلكية. هنا نحن نستخدم الألواح الشمسية في الطرف المتلقي لإحساس الضوء.
وقد تم نقل البيانات من خلال الثنائيات الصورة لفترة طويلة من خلال الأشعة تحت الحمراء لدينا. في كل مرة نقوم فيها بالضغط على زر على جهاز التلفزيون الخاص بنا ، فإن IR LED في النبضات البعيدة يكون سريعا جدا وسوف يستقبله التلفزيون ثم يتم فك ترميزه للحصول على المعلومات. ولكن هذه الطريقة القديمة بطيئة للغاية ولا يمكن استخدامها لنقل أي بيانات جديرة بالاهتمام. ومن ثم ، فقد تم تطوير هذه الطريقة باستخدام تقنية LiFi باستخدام أكثر من LED وتمرير أكثر من تدفق بيانات واحد في وقت معين. وبهذه الطريقة يمكن تمرير المزيد من المعلومات ، ومن ثم يمكن اتصال البيانات بشكل أسرع.

الآن ، سنرى كيف يمكننا نقل واستقبال الإشارات الصوتية باستخدام لوحة خلايا شمسية و LED بسيطة.
المواد المطلوبة:
5-6V لوحة شمسية
1 W LED أو شريط LED NeoPixel
كابل Aux
3.5 ملم جاك
بطارية 9V
قبل تضخيم المتكلم

لدينا دائرتان واحدتان لجهاز الاستقبال والأخرى لجانب المرسل.

دائرة المرسل لـ Li-Fi:
على جانب الارسال ، لدينا الأبيض LED الساطع وبطارية متصلة بمقبس 3.5mm ومقبس سيتم توصيله بمصدر الصوت. هنا نحن نستخدم بطارية لتشغيل مصابيح LED لأن هناك طاقة أقل قادمة من مصدر الصوت الذي لا يكفي لتشغيل مصابيح LED. تظهر الروابط أدناه في الرسم التخطيطي للدائرة:

دائرة الاستقبال لـ Li-Fi:

على جانب المستقبل ، نحن نستخدم لوحة شمسية ومكبر صوت متصل بكبل Aux. يمكنك أيضًا جعل دائرة مضخم الصوت خاصة بك لتلقيها ، والتي تم توضيحها لاحقًا في هذه المقالة

عمل دائرة نقل الصوت باستخدام Li-Fi:

في جانب المرسل ، عندما نوصل مقبس 3.5mm إلى مصدر الصوت LED سوف يتوهج ولكن لا يوجد تذبذب في شدة الضوء عندما يكون مصدر الصوت OFF. بمجرد تشغيل الصوت ، سترى أن هناك تغيرا متكررا في شدة الضوء. عندما تقوم بزيادة حجم الصوت ، تتغير شدة LED بسرعة أكبر مما يمكن للعين البشرية أن تتبعه.

الألواح الشمسية حساسة للغاية لدرجة أنها يمكن أن تكتسب تغيرًا في الشدة الصغيرة وفي المقابل هناك تغيير في الفولتية عند إخراج الألواح الشمسية. لذلك ، عندما يقع ضوء LED على اللوحة ، فإن الفولتية تختلف حسب شدة الضوء.ثم يتم تغذية الفولتية من الألواح الشمسية إلى مكبر للصوت (مكبر الصوت) الذي يضخم الإشارة ويعطي خرج الصوت من خلال مكبر الصوت المتصل بالمكبر .

سيأتي الإخراج طالما أن الألواح الشمسية على اتصال مع LED. يمكنك وضع LED في الحد الأقصى. المسافة 15-20cm من الألواح الشمسية للحصول على إخراج الصوت واضح. يمكنك زيادة النطاق عن طريق زيادة مساحة الألواح الشمسية وإضاءة الطاقة الكهربائية العالية.

يمكنك إنشاء دارة مكبر للصوت لتحسين جودة الصوت كما هو موضح أدناه.

بدلاً من استخدام مجموعة السماعات المتوفرة بسهولة ، مثلما استخدمنا أعلاه ، يمكنك أيضًا إنشاء مضخم صوت خاص بك لتقليل الضوضاء. هنا هو واحد دارة مكبر للصوت على أساس LM386 لتلقي انه صوت لى فاي.

- يستخدم المكثف 100μF بين قضبان الطاقة الإيجابية والسلبية لفصل التيار الكهربائي.

ضع مكثف 0.1μF بين السنين 4 و 6 ، لفصل أكثر دقة من التيار الكهربائي إلى IC.

- يتم توصيل مقاوم 10K أوم والمقاوم 10μF في سلسلة بين دبوس 7 والأرض لفصل إشارة الإدخال الصوتي.

إذا لم يكن الصوت واضحًا خلال السماعة ، فقم بتدوير مقبض القدر حتى لا يكون الصوت واضحًا.

- لاحظ أن قيم المكونات التي نستخدمها ليست بالغة الأهمية. إذا لم يكن لديك المكونات مع القيم الواردة في الرسم البياني ، فجرّب شيءًا قريبًا ويجب أن تعمل وجعل الاتصالات قريبة من IC ، استخدم أسلاك قصيرة للاتصالات لأنها تسبب ضجيجًا إضافيًا.