LiFi İletişimi: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu talimatta, yazılım ve donanım düzeyinde LiFi iletişiminin (verici ve alıcı) nasıl uygulanacağını öğreneceksiniz.

Adım 1: Bileşenleri Toplayın

İhtiyacınız olacak şeyler:

-Arduino ve Zedboard

-osiloskop

-Dirençler: 8k ohm, 1k2 ohm, 1k ohm, 220 ohm ve 27 ohm.

-opamp, kapasitör, zenerdiyot, fotodiyot, LED'ler ve devre kartı.

Adım 2: Tasarımı Oluşturma

Resimde alıcının şeması verilmiştir.

İlk olarak, fotodiyotun anodunu (negatif terminal) 3,3V'a (Vcc), katodu (pozitif terminal) 8k2 ohm'luk bir direnç üzerinden toprağa bağlayın. Ayrıca katodu, sinyali yükseltmek için kullanılacak olan opampınızın pozitif terminaline bağlayın. Negatif geri besleme kullanıyoruz, bu yüzden opampın negatif terminaline 2 direnç bağlayın, 1 (1k2 ohm) opampın çıkışına, diğeri (220 ohm) toprağa gidiyor. GPIO pininizi korumak için, 1k2 ohm'luk bir dirençle seri olarak 3,3V'luk ters taraflı bir zener diyotu toprağa bağlayın. Opamp çıkışının bir GPIO pinine bağlanması gerekir.

Verici yalnızca bir 27 ohm direnç ve seri olarak bir LED'den oluşur. Bir uç bir GPIOpin'e ve diğeri toprağa gider ve LED'in kısa ayağının toprağa bağlı olduğundan emin olun.

Tasarımlar çalışıyorsa, bunun için bir PCB yapabilirsiniz. PCB'de verici ve alıcıyı tek bir kartta birleştirdik, böylece sonunda iki yönde veri gönderebiliriz. Alıcı ve verici için PCB şemalarını resimlerde de görebilirsiniz.

Adım 3: Tasarımın Test Edilmesi

Tasarımı kontrol etmek için bir osiloskop kullanın çünkü ortam ışığı ve foto diyotlardaki farklılık çıkış sinyalinde farklı sonuçlar verebilir.

Vericinizi bir arduinoya bağlayın ve istediğiniz frekansta bir kare dalga oluşturun. Verici LED'ini foto diyotun yakınına yerleştirin.

Bir probu opampınızın pozitif terminaline, diğerini opampınızın çıkışına bağlayın. Çıkış sinyaliniz çok zayıfsa, negatif geri besleme dirençlerinin (1k2 ohm, 220 ohm) değiştirilmesi gerekir. 2 seçeneğiniz var, 1k2 ohm direnci artırın veya 220 ohm direnci azaltın. Çıkış çok yüksekse, tersini yapın.

Her şey yolunda görünüyorsa, bir sonraki adıma geçin.

Adım 4: Gerekli Tüm Yazılımları Alma

Resimde, LiFi'yi uygulamak için farklı kodlama adımları görülebilir. Kodu çözmek için aynı adımların tersten yürütülmesi gerekir.

Bu proje için bazı kütüphanelere ihtiyaç vardır, bunlar verilen dosyalara dahil edilmiştir ve işte github deposuna bağlantılar:

-Reed-Solomon:

-Evrişimsel kodlayıcı:

Dosyaların istediğimizi yapmasını sağlamak için, dosyalarda bulunan kitaplık sürümümüzü kullanmak için bazı ayarlamalar yaptık.

Evrişimsel kodlayıcıdan sonra, manchester kodlaması olan son bir kodlama adımı gereklidir. Evrişimli kodlayıcıdan gelen veriler bir fifo arabelleğine gönderilir. Bu tampon zedboard'un PL kısmında okunur, proje 'LIFI.7z' dosyasına dahil edilir. Proje ile zedboard için kendi bit akışınızı oluşturabilirsiniz veya sadece sağladığımız bit akışını kullanabilirsiniz. Bu veri akışını kullanmak için önce Xillinux 2.0'ı zedboard'a kurmanız gerekir. Bunun nasıl yapılacağı, Xillybus web sitesinde verilmektedir.

Adım 5: Yürütülebilir Dosyaları Yapın

Biri verici diğeri alıcı için olmak üzere iki ayrı yürütülebilir dosya oluşturulmalıdır. Bunu yapmak için, zedboard üzerinde aşağıdaki komutların yürütülmesi gerekir:

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

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

Adım 6: Her Şeyi Test Etme

Vericiyi JD1_P pinine ve alıcıyı zedboard üzerindeki JD1_N pinine bağlayın. Standart pinleri değiştirmek istiyorsanız, kısıtlama dosyasını değiştirdiğinizden emin olun.

Her şeyin çalışıp çalışmadığını test etmek için PS bölümünde 2 terminal penceresi açın. Bir terminalde önce alıcı kısmı yürütün. Bundan sonra, ikinci terminal penceresindeki verici bölümünü yürütün.

Her şey olması gerektiği gibi giderse, sonuç yukarıdaki resimdekiyle aynı olmalıdır.