Comunicación LiFi: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

En este instructivo, aprenderá cómo implementar la comunicación LiFi (transmisor y receptor) a nivel de software y hardware.

Paso 1: Reúna los componentes

Cosas que necesitará:

-Arduino y Zedboard

-osciloscopio

-Resistores: 8k ohmios, 1k2 ohmios, 1k ohmios, 220 ohmios y 27 ohmios.

-pamp, condensador, zenerdiode, fotodiodo, LED y breadbord.

Paso 2: construcción del diseño

En la imagen, se da el esquema del receptor.

Primero, conecte el ánodo (terminal negativo) del fotodiodo a 3.3V (Vcc), el cátodo (terminal positivo) a tierra a través de una resistencia de 8k2 ohmios. También conecte el cátodo al terminal positivo de su opamp, que se utilizará para amplificar la señal. Estamos usando retroalimentación negativa, así que conecte 2 resistencias al terminal negativo del opamp, 1 (1k2 ohmios) va a la salida del opamp, el otro (220 ohmios) va a tierra. Para proteger su pin GPIO, conecte un diodo zener polarizado inverso de 3.3V en serie con una resistencia de 1k2 ohmios a tierra. La salida del opamp debe estar conectada a un pin GPIO.

El transmisor solo consta de una resistencia de 27 ohmios y un LED en serie. Un extremo va a un GPIOpin y el otro a tierra, asegurándose de que la pata corta del LED esté conectada a tierra.

Si los diseños funcionan, puede hacer una PCB para ello. En la PCB combinamos el transmisor y el receptor en una placa, por lo que eventualmente podemos enviar datos en dos direcciones. También puede ver los esquemas de PCB en las imágenes del receptor y el transmisor.

Paso 3: probar el diseño

Use un osciloscopio para verificar el diseño porque la luz ambiental y la diferencia en los fotodiodos pueden dar resultados diferentes en la señal de salida.

Conecte su transmisor a un arduino y genere una onda cuadrada con la frecuencia deseada. Coloque el LED del transmisor cerca del fotodiodo.

Conecte una sonda al terminal positivo de su opamp, otra a la salida de su opamp. Si su señal de salida es demasiado débil, es necesario cambiar las resistencias de retroalimentación negativa (1k2 ohmios, 220 ohmios). Tiene 2 opciones, aumentar la resistencia de 1k2 ohmios o disminuir la resistencia de 220 ohmios. Si la salida es demasiado alta, haga lo contrario.

Si todo se ve bien, continúe con el siguiente paso.

Paso 4: obtener todo el software necesario

En la imagen se pueden ver los diferentes pasos de codificación para implementar LiFi. Para decodificar, los mismos pasos deben ejecutarse a la inversa.

Para este proyecto se necesitan algunas bibliotecas, están incluidas en los archivos dados y aquí están los enlaces al repositorio de github:

-Reed-Solomon:

-Codificador convolucional:

Para que los archivos hagan lo que queremos, realizamos algunos ajustes en ellos por lo que es necesario utilizar nuestra versión de las bibliotecas, incluida en los archivos.

Después del codificador convolucional, se necesita un último paso de codificación, la codificación Manchester. Los datos del codificador convolucional se envían a un búfer de quince. Este búfer se lee en la parte PL del zedboard, el proyecto se incluye en el archivo 'LIFI.7z'. Con el proyecto, puede crear su propio flujo de bits para el zedboard o puede usar el flujo de bits que le proporcionamos. Para usar este flujo de bits, primero debe instalar Xillinux 2.0 en el zedboard. La explicación de cómo hacer esto se proporciona en el sitio web de Xillybus.

Paso 5: crea los ejecutables

Es necesario crear dos ejecutables separados, uno para el transmisor y otro para el receptor. Para hacerlo, los siguientes comandos deben ejecutarse en el zedboard:

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

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

Paso 6: Probar todo

Conecte el transmisor al pin JD1_P y el receptor al pin JD1_N en el zedboard. Asegúrese de cambiar el archivo de restricción si desea cambiar los pines estándar.

Para probar si todo funciona, abra 2 ventanas de terminal en la parte PS. En un terminal, ejecute primero la parte receptora. Después de eso, ejecute la parte del transmisor en la segunda ventana de terminal.

Si todo sale como debería, el resultado debería ser el mismo que en la imagen de arriba.