dc.creator | Colvero, Gabriel Dacanal | |
dc.date.accessioned | 2023-08-16T10:34:06Z | |
dc.date.available | 2023-08-16T10:34:06Z | |
dc.date.issued | 2023-08-04 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29941 | |
dc.description.abstract | With the widespread use of commercial wireless communication networks such as Wi-Fi and
Bluetooth, coupled with the increasing demand for new communications, especially driven by
the concepts of the Internet of Things (IoT), there is a clear observation of the spectrum
saturation in the available radio frequency (RF) spectrum. In this context, new communication
technologies, such as Visible Light Communication (VLC), have garnered significant interest
in the industry. VLC utilizes visible light for wireless data transmission by leveraging existing
LED luminaires, provided that modifications are made to their electronic control circuits. This
document describes the development of tests to evaluate compatibility, following the
parameters established by the IEEE 802.15.7 standard, for a dual-function driver for VLC,
intended for use in commercial LED luminaires. The circuit used during the tests was designed
to modulate the intensity of light emitted by LED devices without compromising their primary
function of illuminating the surroundings. Initially, it was validated through simulations, and
subsequently, practical tests were conducted using real LED loads, providing relevant data on
its applicability with different types of LED luminaires available in the market. The accordance
of the physical layer network with the IEEE 802.15.7 standard was tested to ensure better
interoperability of the circuit with other visible light communication systems following the
same standard. With a minimum transmission rate of 19.2 Mb/s set as one of the objectives for
development, the circuit enables efficient transfer of a wide range of files. Furthermore,
techniques and test procedures were proposed and employed to generate high-rate
communication signals, starting with the use of a periodic signal generator. For circuit
validation, real signals in the form of data packets originating from the Ethernet network
communication protocol were used, partially representing the standardization defined by the
IEEE 802.15.7 PHY II physical layer and demonstrating more realistic results closer to
commercial implementation. The successful experimentation of the dual-function driver circuit
tested in this work, along with various commercial LED loads, demonstrates the technical
feasibility of using VLC as a practical and effective alternative for data communication through
lighting systems employed in different sectors. As a contribution to the advancements of VLC,
this work provides a solid theoretical and experimental foundation for this emerging
technology, assisting in its ongoing development to enhance efficiency and market adoption of
new VLC system proposals in various scenarios. Additionally, the need for conducting future
research to overcome the bandwidth limitations of mid-power and high-power LED loads,
widely utilized in the lighting industry, was also evaluated. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Comunicação por luz visível | por |
dc.subject | LED | por |
dc.subject | IEEE 802.15.7 | por |
dc.subject | Driver | eng |
dc.subject | Li-Fi | por |
dc.subject | Visible light communication | eng |
dc.title | Ensaios de avaliação de compatibilidade de driver de LED de dupla função para operação VLC com especificação IEEE 802.15.7 | por |
dc.title.alternative | Evaluation tests for compatibility of dual-function LED driver for VLC operation with IEEE 802.15.7 specification | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Com a ampla disseminação do uso das redes de comunicação sem fio comerciais hoje em dia,
como o Wi-Fi e o Bluetooth, associado ao aumento crescente da demanda de novas
comunicações, especialmente impulsionados pelos conceitos da Internet das Coisas (Internet of
Things - IoT), percebe-se claramente uma saturação de uso do espectro de radiofrequências
(RF) disponível. Neste contexto, novas tecnologias de comunicação, como a VLC (Visible Light
Communication), têm despertado grande interesse na indústria, pois utiliza a luz visível para a
transmissão dos dados sem fio através das luminárias de LED já existentes, desde que sejam
realizadas modificações nos circuitos eletrônicos de controle das mesmas. Este documento
descreve o desenvolvimento de ensaios para avaliação de compatibilidade seguindo os
parâmetros estabelecidos pela norma IEEE 802.15.7 de um circuito eletrônico de driver de
dupla função para a VLC, para utilização em luminárias LED comerciais. O circuito utilizado
durante os ensaios foi desenvolvido para modular a intensidade da luz emitida por dispositivos
LEDs, sem comprometer sua função principal de iluminação dos ambientes. Ele foi validado
inicialmente por meio de ensaios em simulador e posteriormente em ensaios experimentais com
cargas LEDs reais, fornecendo dados relevantes sobre sua aplicabilidade com diferentes tipos
de luminárias LEDs disponíveis no mercado. A conformidade da camada física de rede com a
norma IEEE 802.15.7 foi implementada com o intuito de fornecer a melhor interoperabilidade
do circuito com outros sistemas de comunicação por luz visível neste mesmo padrão. Com uma
taxa de transmissão mínima de 19,2 Mb/s definida como um dos objetivos para o
desenvolvimento, o circuito possibilita a transferência eficiente de uma ampla gama de dados.
Além disso, técnicas e procedimentos de ensaios foram propostos e utilizados para a geração
dos sinais de comunicação de altas taxas, iniciando com a utilização de um gerador de sinais
periódicos e após, para a validação do circuito, foram utilizados sinais reais em forma de
pacotes de dados originados pelo protocolo de comunicação de rede no padrão Ethernet,
representando assim em partes a padronização definida pela camada física PHY II do IEEE
802.15.7, e demonstrando resultados efetivos mais próximos de uma implementação comercial.
A experimentação bem-sucedida do circuito de driver de dupla função ensaiado neste trabalho
em conjunto com diferentes cargas LED comerciais demonstra a viabilidade técnica da
utilização da VLC como uma alternativa prática e eficaz de comunicação de dados através dos
sistemas de iluminação utilizados em deferentes setores. Como contribuição para os avanços
da VLC este trabalho fornece uma base sólida de conhecimento teórico e experimental dessa
tecnologia emergente, auxiliando na continuidade deste desenvolvimento para incrementar a
eficiência e inserção no mercado de novas propostas de sistemas de comunicação por luz visível
sob diferentes cenários. Adicionalmente, também foi avaliada a necessidade de realização de
pesquisas futuras para contornar as limitações de largura de banda das cargas LED mid-power
e high-power, amplamente utilizadas na indústria de iluminação. | por |
dc.contributor.advisor1 | Dalla Costa, Marco Antônio | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4455422053321491 | por |
dc.contributor.referee1 | Reguera, Vitalio Alfonso | |
dc.contributor.referee2 | Loose, Felipe | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/7694170720139518 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |