Conversão D/A no domínio ótico, aplicações em iluminação e comunicação

Abstract

A evolução ao longo do tempo dos dispositivos usados para a iluminação torna possível novas soluções quer no âmbito da iluminação quer agora nas comunicações. Assim a presente dissertação pretende tratar a temática dos circuitos de controlo de fluxo luminoso para sistemas de comunicação por luz visível. Esta dissertação insere-se num projeto que pretende delinear e implementar um sistema de comunicação por luz visível desde a camada tratamento de dados, códigos de correcção de erros, emissor (onde esta se insere) e modulação de dados, criando assim um sistema capaz de enviar informação síncrona e unidirecional. Será feita uma introdução à evolução da tecnologia LED comparativamente a outros dispositivos de iluminação, e o seu constante crescimento face a outras tecnologias de iluminação, bem como as suas potencialidades no âmbito das comunicações no espectro visível. Seguidamente será feito um estudo resumido da história e características físicas dos vários dispositivos de iluminação, assim como os dispositivos e topologias mais usadas para fazer a sua alimentação e controlo de fluxo. Posteriormente será abordado o conceito de conversor digital analógico no domínio ótico que será o conceito chave para o melhoramento do desempenho deste tipo de sistemas. De seguida será feito o projeto e implementação deste conceito tendo em conta alguns testes de desempenho realizados neste trabalho e que limitam o comportamento global do sistema e que terão de ser tidos em conta na implementação deste tipo sistemas. No final será feita uma apresentação do sistema global e da seu respetivo desempenho, usando para o efeito métricas capazes de se retirar conclusões da sua viabilidade face aos sistemas de comunicação por luz visível atuais.

The evolution over time of devices used for illumination made possible new solutions within the illumination and communication fields. Therefore the present dissertation deals with the problem of luminous flux control circuits for visible light communications systems. This dissertation is part of a project that aims to the design and implemention of a visible light communication system since the data link layer, error correction codes, the emitter (where this works is focused) and data modulation, originating a system capable of sending information in a synchronous and unidirectional way. It will be done first a small introduction of the LED evolution in light of other illumination devices, as well as its constant growth, and potentialities in visible light communications systems. Then it will be done a short study of the history and physical characteristics of some illumination devices as well the topologies and circuits most commonly used for drive and control the luminous flux. After it will be addressed the concept of optical digital to analog converter which is a key concept for improving this kind of communication systems. Next it will be done the design and implementation of the concept taking into account the performance tests realized over this work which limit the global performance of this kind of systems. At the end it will be presented the global system and the respective performance using metrics capable of making some conclusions about the viability of the presented system versus the current visible light communications solutions.