Komunikasi LiFi: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Dalam instruksi ini Anda akan belajar bagaimana menerapkan komunikasi LiFi (pemancar dan penerima) pada tingkat perangkat lunak dan perangkat keras.

Langkah 1: Kumpulkan Komponen

Hal-hal yang Anda perlukan:

-Arduino dan Zedboard

-osiloskop

-Resistor: 8k ohm, 1k2 ohm, 1k ohm, 220 ohm dan 27 ohm.

-opamp, kapasitor, zenerdiode, photodiode, LED dan breadbord.

Langkah 2: Membangun Desain

Pada gambar, skema untuk penerima diberikan.

Pertama, hubungkan anoda (terminal negatif) dari fotodioda ke 3.3V (Vcc), katoda (terminal positif) ke ground melalui resistor 8k2 ohm. Hubungkan juga katoda ke terminal positif opamp Anda, yang akan digunakan untuk memperkuat sinyal. Kami menggunakan umpan balik negatif jadi sambungkan 2 resistor ke terminal negatif opamp, 1 (1k2 ohm) ke output opamp, yang lain (220 ohm) ke ground. Untuk melindungi pin GPIO Anda, sambungkan dioda zener bias terbalik 3.3V secara seri dengan resistor 1k2 ohm ke ground. Output dari opamp perlu dihubungkan ke pin GPIO.

Pemancar hanya terdiri dari satu resistor 27 ohm dan LED secara seri. Salah satu ujungnya menuju GPIOpin dan ujung lainnya ke ground, memastikan bahwa kaki pendek LED terhubung ke ground.

Jika desainnya berfungsi, Anda dapat membuat PCB untuk itu. Pada PCB kami menggabungkan pemancar dan penerima di satu papan, sehingga kami akhirnya dapat mengirim data dalam dua arah. Anda juga dapat melihat skema PCB pada gambar untuk penerima dan pemancar.

Langkah 3: Menguji Desain

Gunakan osiloskop untuk memeriksa desain karena cahaya sekitar dan perbedaan dioda foto dapat memberikan hasil yang berbeda dalam sinyal keluaran.

Hubungkan pemancar Anda ke arduino dan hasilkan gelombang persegi dengan frekuensi yang diinginkan. Letakkan LED pemancar dekat dengan dioda foto.

Hubungkan satu probe ke terminal positif opamp Anda, yang lain ke output opamp Anda. Jika sinyal keluaran Anda terlalu lemah, resistor umpan balik negatif (1k2 ohm, 220 ohm) perlu diubah. Anda memiliki 2 pilihan, menambah resistor 1k2 ohm atau mengurangi resistor 220 ohm. Jika output terlalu tinggi, lakukan sebaliknya.

Jika semuanya terlihat baik-baik saja, lanjutkan ke langkah berikutnya.

Langkah 4: Mendapatkan Semua Perangkat Lunak yang Diperlukan

Pada gambar langkah-langkah pengkodean yang berbeda dapat dilihat untuk mengimplementasikan LiFi. Untuk memecahkan kode, langkah yang sama perlu dijalankan secara terbalik.

Untuk proyek ini beberapa perpustakaan diperlukan, mereka termasuk dalam file yang diberikan dan berikut adalah tautan ke repositori github:

-Reed-Solomon:

-Encoder konvolusi:

Untuk membuat file melakukan apa yang kami inginkan, kami membuat beberapa penyesuaian di dalamnya sehingga perlu menggunakan versi perpustakaan kami, termasuk dalam file.

Setelah encoder convolutional, satu langkah pengkodean terakhir diperlukan, pengkodean manchester. Data dari encoder convolutional dikirim ke buffer fifo. Buffer ini dibaca di bagian PL dari zedboard, proyek disertakan dalam file 'LIFI.7z'. Dengan proyek ini Anda dapat membuat bitstream Anda sendiri untuk zedboard atau Anda bisa menggunakan bitstream yang kami sediakan. Untuk menggunakan bitstream ini Anda harus menginstal Xillinux 2.0 di zedboard terlebih dahulu. Penjelasan bagaimana melakukan ini disediakan di situs web Xillybus.

Langkah 5: Buat yang Dapat Dieksekusi

Dua executable terpisah perlu dibuat, satu untuk pemancar dan satu untuk penerima. Untuk melakukannya, perintah berikut harus dijalankan di zedboard:

- Pemancar: g++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Transmisi.cpp -o Pemancar

- Penerima: g++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Penerima.cpp -o Penerima

Langkah 6: Menguji Semuanya

Hubungkan pemancar ke pin JD1_P dan penerima ke pin JD1_N di zedboard. Pastikan untuk mengubah file kendala jika Anda ingin mengubah pin standar.

Untuk menguji apakah semuanya berfungsi, buka 2 jendela terminal di bagian PS. Dalam satu terminal, jalankan bagian penerima terlebih dahulu. Setelah itu, jalankan bagian pemancar di jendela terminal kedua.

Jika semuanya berjalan sebagaimana mestinya, hasilnya harus sama seperti pada gambar di atas.