Создайте свою собственную систему ИК-аудиосвязи дома

Инфракрасная аудиосвязь — это метод беспроводной передачи звука с использованием импульсов невидимого света, а не радиоволн. Он работает путем модуляции интенсивности ИК-излучения LED в соответствии с колебаниями аудиосигнала. На другом конце фототранзистор или ИК-светочувствительный диод улавливает мерцающий свет и преобразует его обратно в электрический ток, который затем усиливается для возбуждения динамика.

Эта технология полезна в таких приложениях, как безопасная связь между комнатами, вспомогательные системы прослушивания в театрах и конференц-залах, системы беспроводных наушников, а также в средах, где радиочастотные сигналы ограничены или могут вызывать помехи, например в больницах и лабораториях. Поскольку инфракрасный свет не проходит сквозь стены, он также обеспечивает дополнительный уровень конфиденциальности по сравнению с традиционными радиочастотными системами.

Этот проект промежуточного уровня представляет собой базовый прототип систем на базе Li-Fi, и его дешевле построить на макетной плате, поскольку в нем не используются микроконтроллеры, необычные микросхемы и материалы. Используя несколько концепций аналоговой электроники, каждый сможет легко реализовать этот проект.

Описание схемы

Этот проект включает в себя две схемы: одну for для передачи звука и вторую for для приема звука.

Схема передачи, рис. 1, использует аудиовход непосредственно с мобильного телефона или ноутбука, затем он поступает в усилитель мощности звука через сеть останавливающих конденсаторов-резисторов, которая также работает как пассивный фильтр верхних частот. LM386 — это своего рода интегрированный аудиоусилитель мощности, который обладает преимуществами низкого энергопотребления, регулируемого внутреннего усиления цепи и широкого усиления напряжения питания. Входной сигнал очень слабый, поэтому его можно настроить с усилением в 50-200 раз, увеличить энергию передачи и увеличить дальность приема с помощью LM386 перед IR LED. Затем усиленный сигнал передается через ИК-излучающий канал.

Схема приемника, рис. 2, использует ИК-канал приема, по которому принимается оптический сигнал, а затем преобразуется в электрический сигнал с помощью полосового фильтра. LM358 — это двойной операционный усилитель, который имеет преимущества высокого коэффициента усиления и внутренней компенсации частоты. Он может использоваться в одном источнике питания и имеет широкий диапазон входного напряжения. Таким образом, LM358 можно использовать в качестве полосового фильтра в этой схеме. Он настроен на диапазон частот от 160 Гц до 11000 Гц с использованием резисторов и конденсаторов соответствующих номиналов, фильтруя другие частотные сигналы и шум. Этот отфильтрованный сигнал все еще слаб и недостаточен для работы динамика или наушников. Следовательно, LM386 необходим для усиления отфильтрованного сигнала и последующей нормальной работы динамика.

Проверенная дальность действия for этой цепи составляет примерно 4 метра. Оно может варьироваться в зависимости от условий окружающей среды, таких как окружающее освещение и солнечный свет.

Принципиальная схема

Вопросы для обучения

• Научитесь создавать системы беспроводной передачи звука с использованием дискретных компонентов.
• Изучите концепцию полосового фильтра и усиления операционного усилителя.
• Изучите концепцию ИК-передающих и принимающих диодов.
• Развивать практические навыки отладки и понимание проблем шума и заземления в аналоговых схемах.