Warum Modulation ?

[BIBI]

Hallo liebe Leser,

Ich bin mir nihct sicher ob meine Frage hierher gehört ... aber ich frag trozdem mal
Ich habe vorhin einen Bericht zum Thema VLC gelesen auf der Homepage vom Fraunhofer institut in Berlin. Jetzt hab ich mal paar Fragen zu dem Thrma an euch und hoffe das sich Jemand von euch da auskennt und mir helfen kann.

Mal angenommen (Ohje jetzt wird es hoffentlich nicht ganz verwirrend. Kenn mich mit Übertragungstechnick leider nicht aus )

Ich habe ein Datensignal (irgend eine Bitfolge ) und die wird mit einer Datenrate von Beispielweise 20Kbit/s
übertragen (zbs mit RS -232). Könnte ich mit dem Signal dann theoretischer Weise micht einfach die LED ansteuern ? Das Auge ist doch so träge da würde es doch reichen mit dem Datensignal die Diode direkt anzusteuern?
warum müsste man das Datensignal zbs mit On-Off-keying Modulation?

ich hoffe mir kann da jemand helfen
Liebe Grüße BIBI

[BIBI]

Bitte Wörter die Fehlen einfach dazu denken

[t_schulz]

Hi,

on/off keying ist genau das, was Du beschreibst. also das an/aus - Schalten.

Wenn ich ein Digitalsignal nehme und damit die LED ansteuere, habe ich on/off keying.

Jedes Ansteuern Signals ist eine Modulation. Hier ist es Amplitudenmodulation mit den Zuständen an/aus.
Der Träger ist eine EM- Welle mit einigen THz.

Gruß Thomas

[stoske]

Hier mal lesen...

http://spie.org/x84327.xml

[BIBI]

Danke Thomas für deine Antwort
und dann noch so schnell

OHHH ich Depp... ich dachte schon ich müsste jetzt das Datensignal mit einer noch Größeren Frequenz multiplizieren ..... Frauen und Technik eben XD

Weisst du Vlt. ab welcher ein/aus Frequenz das Auge zu träge ist und die Änderung (flakern des Lichtes) nicht mehr wahrnimmt bzw der Mensch die Änderung nicht mehr als störend empfindet ?

Liebe Grüße BIBI

[Borax]

Meist reicht eine Frequenz von etwa 70Hz schon aus. Mache Personen empfinden aber weniger als etwa 100Hz durchaus noch 'störend'. Bei Bewegung (z.B. sichtbar bei geringer PWM Frequenz von LED-Auto-Rücklichtern wenn sie vorbeifahren) sollte es mehr sein (sonst gibt es den 'Stroboskopeffekt'). Die Frequenzen die für eine Datenübertragung interessant sind, sind aber so weit jenseits davon (i.A. >>1000Hz), dass dieser Effekt hierbei gar keine Rolle spielt.
Bei deinem Beispiel:

Ich habe ein Datensignal (irgend eine Bitfolge ) und die wird mit einer Datenrate von Beispielweise 20Kbit/s

wären es ja 20kHz, das ist auch bei schnell bewegten Objekten nicht mehr wahrnehmbar.

[CRI 93+ / Ra 93+]

70 Hz dürfte bei LEDs mit ihrer nicht vorhandenen Nachleuchtdauer jeder als Flimmern bemerken, 100 Hz nimmt jeder als nicht kontinuierlich wahr, wenn man den Blick oder die LED schnell bewegt. 1 kHz sollten es mindestens sein.

Um Daten auch bei Störlicht noch identifizieren zu können, muss man sie aber modulieren, bei IR-Fernbedienungen z.B. mit üblicherweise 50 kHz (manchmal auch etwas mehr oder weniger), die Bitrate bei Fernbedienungen ist bei einigen hundert bps.

Die Lichtwelle als Modulation zu betrachten ist hier etwas irreführend, dass das Licht auch eine elektromagnetische Welle ist, kann man bei solchen Anwendungen i.d.R. ignorieren.

[BIBI]

Vielen lieben Danke für eure Antworten

was mich sehr verwirrt , warum redet man überhaupt vom Modulation ?wenn die LED leuchtet und sich Lichtwellen ausbreiten... ist doch ein "natürlicher " Vorgang ?
was bräuchte man den alles um so eine Schaltung zu realisieren ?
Hätte mal lust sowas selber mal aufzubauen
hat jemand schon mal sowas gemacht ?

Würde mich sehr über eure Nachrichten freuen
Liebe Grüße
BIBI

[BIBI]

@CRI 93+ / Ra 93+

Ich verstehe nicht warum durch Modulation (wie du sagst mit 50KHz)die Übertragung vor störtlicht schützen werden soll...
Kannst mir das erklären ?

Liebe Grüße
BIBI

[Borax]

warum redet man überhaupt vom Modulation ?wenn die LED leuchtet und sich Lichtwellen ausbreiten... ist doch ein "natürlicher " Vorgang

Ob man da von einem "natürlichen" Vorgang reden will, ist schwer zu sagen. Mit der Modulation hat das aber gar nichts zu tun. Die dient zunächst mal der Datenübertragung. Ist bei einer Taschenlampe auch nicht anders. Die kannst Du ja auch in entsprechenden Abständen ein/ausschalten und damit z.B. Morsezeichen übertragen. Ohne das ein/ausschalten (=Modulation) kannst Du keine Daten übertragen (mal abgesehen von 'Jetzt ist das Licht an').
Ja, ich hab schon so was gebaut. Ist mit Mikroprozessoren relativ einfach.

Ich verstehe nicht warum durch Modulation (wie du sagst mit 50KHz)die Übertragung vor störtlicht schützen werden soll...

Das ist im Prinzip ein 'doppelt moduliertes' Signal. Der Empfänger muss ja die Datenübertragung vom Störlicht unterscheiden können. Hierzu wird eben ein Träger (z.B. diese 50kHz) verwendet und der Empfänger hat einen Filter, der nur diese Frequenz durchlässt. Alles andere (insbesondere langsame Änderungen je nach Tageszeit) wird also 'nicht beachtet'. Diese 50kHz werden dann wieder (z.B. alle 1-2 Millisekunden) ein/ausgeschaltet und damit das 'Nutzsignal' übertragen. Schau Dir mal den RC5 code an: http://www.sprut.de/electronic/ir/rc5.htm

[BIBI]

Hallo Borax,

vielen Dank für deine Antwort

[BIBI]

Mit welcher Frequenz müsste man den ein Nutzsignal modulieren um eine Led anzusteuern die weißes Licht abgibt ?

[Borax]

Eine 'Muss' Frequenz gibt es da nicht Wie weiter oben schon gesagt, damit es nicht 'auffällt', sollten es mehr als 100Hz sein (je nach Modulation besser mehr als 1000Hz). Von der Lichtfarbe ist das eigentlich nicht abhängig. Jedenfalls nicht im 'unteren' Frequenzbereich (unter 100kHz). Um eine Fremdlichtunterdrückung zu erreichen ist ggf. eine zusätzliche Trägerfrequenz erforderlich. Was hast Du eigentlich vor?

[CRI 93+ / Ra 93+]

@CRI 93+ / Ra 93+

Ich verstehe nicht warum durch Modulation (wie du sagst mit 50KHz)die Übertragung vor störtlicht schützen werden soll...
Kannst mir das erklären ?

Liebe Grüße
BIBI

Ich habe mich da versehentlich nicht korrekt ausgedrückt. Ich meinte eigentlich:
Man benötigt eine Trägerfrequenz, auf die das Nutzsignal dann aufmoduliert wird, damit das ganze unempfindlich gegen Störlicht/Fremdlicht wird.
Das Prinzip ist sehr ähnlich dem beim Radio mit AM oder FM. (Amplitudenmodulation oder Frequenzmodulation).

Durch die Trägerfrequenz können vereinfacht gesagt mit einer PLL (Phase-Locked-Loop)-Schaltung, die Helligkeitsschwankungen des modulierten Lichts immer noch deutlich erkannt werden, auch wenn man z.B. mit einer Taschenlampe auf den Empfänger leuchtet. Würde der Empfänger nur "Licht" oder "kein Licht" erkennen können, wäre er ab einer gewissen Fremdlichteinstrahlung komplett blind für das Nutzsignal, da er nur noch "Licht an" melden würde.

Der Empfänger unterscheidet also (im simpelsten Fall, eben IR-Fernbedienung, für optisches WLAN wird es sicherlich aufwändiger sein) zwischen "Trägerfrequenz erkennbar"/"nicht erkennbar". Je nach Fremdlicht schätze ich, dass sich die Störsicherheit umd Faktor 100 bis 100000 verbessert.
Allerdings schränkt bei simpler Träger ein/aus-codierung der Bits die Trägerfrequenz die maximale Bitrate ein, aber das präzise zu erklären geht über mein Wissen hinaus. Nyquist-Theorem usw. müssen Dir andere erklären.
Mit nur 100 kHz sind ziemlich sicher keine zu normalem WLAN auch nur halbwegs konkurrenzfähigen Übertragunsraten erreichbar. Mit simpler an/aus-codierung der Trägerfrequenz sowieso nicht.

[BIBI]

@Borax ja immonent habe ich noch nichts vor habe mir überlegt sowas mal selber aufzubauen (erst mal mit "kleinen " Übertragungsraten ca. 15Kbit/s und kleiner übertragungsstrecke ca. 10 cm ) aber glaub das werde ich wohl er weniger hinbekommen

außerdem wollte ich mich bei allen bedanken die mir bei meinen Fragen gehofen haben...danke schön

[BIBI]

ich glaub weiters an informationen muss ich mir in einer anderen Rubrik holen (oder anderem Forum)...
kann mir da jemand ein gutes empfehlen welches sich mit optischer Datenübertragung beschäftigt ?

liebe Grüße

[BIBI]

Ach da fällt mir grad noch was auf

und zwar glaube ich gelesen zu haben (weiss leider nicht mehr wo ) das das LICHT Moduliert bei VLC wird ... und nicht das Datensignal....
oder ich bringe da jetzt was durcheinander...?

Das würde doch dan heißen das die zbs LED angesteuert wird und das Licht das die LED abgibt dann erst moduliert wird...
Ich habe jetzt aber aus euren Nachrichten so verstanden das das Datensignal mit einer trägerfrequenz moduliert wird und erst dan die LED ansteuert ???

Variante wäre ja total Sinnlos
oder da hat sich der Verfasser ungünstig ausgedrückt(oder ich habs falsch gelesen)

Versteht ihr was ich meine ?

[Borax]

oder ich bringe da jetzt was durcheinander.

Ja. Das Licht wird mit dem Datensignal moduliert.

Ich habe jetzt aber aus euren Nachrichten so verstanden das das Datensignal mit einer trägerfrequenz moduliert wird und erst dan die LED ansteuert

Das macht man um Störungen (durch Fremdlicht) zu unterdrücken. Und auch umgekehrt... Die Trägerfrequenz wird mit dem Datensignal moduliert. Ohne Störungen (durch Fremdlicht) kann man das Ganze auch in einem Gehäuse fertig kaufen... nennt sich Optokoppler
Ein Forum was sich explizit (nur) mit optischer Datenübertragung beschäftigt kenne ich nicht. Prinzipiell gibt es aber alle nötigen Informationen in den üblichen Elektronik- und Mikroprozessorforen.

[BIBI]

@ Borax dankeke für die schnell Antwort

[BIBI]

hmmm trägerfrequenz mit Datensignal modulieren um störungen zu unterbinden...ok...wenn DIESES modulierte Datensignal dann die LED ansteuert....WARUMMM muss ich dan noch das licht (was ja schon die information in dich trägt) dan noch mal Modulieren ??
also ne verstehe ich leider nicht ... wahrscheinlich bin ich zu doof ..

@Borax... wie kann ich eig. Beträge von anderen User zbs Dir eine positive Bewertung abgeben?

[Borax]

...noch das licht (was ja schon die information in dich trägt)...

Woher/warum soll das Licht die Information schon 'in sich' tragen? Die Information kommt doch erst durch die Modulation 'in' das Licht.
Anders gesagt: Wenn Du mit DIESEM modulierten Datensignal die LED ansteuerst, IST das Licht von dieser LED entsprechend moduliert und trägt die Information in sich. Oder wie meinst Du 'dann noch mal Modulieren'?

wie kann ich eig. Beträge von anderen User eine positive Bewertung abgeben?

Geht erst wenn Du mehr als 20 Beiträge hast Gilt dann aber auch für 'alte' Beiträge

[BIBI]

achso ... denn ich habe das so verstanden das das Licht erst mit einer Trägerfrequenz moduliert wird (wegen störlicht ) und dan die LED ansteuert und dann das licht aus der LED wieder irgendwie mit irgenwas moduliert wird(warum auch immer)

aber jetzt habe ich das verstanden ..vielen vielen dank für deine geduld XD