Prototipado de un Tx/Rx VLC de bajo coste mediante Raspberry Pi

Las Comunicaciones por Luz Visible (VLC) vienen mostrando una rápida tendencia de desarrollo en los últimos años. Esto se debe a las características que posee tales como su bajo coste y eficiencia energética, la inmunidad a las interferencias electromagnéticas, el uso de un espectro libre de licencias, la seguridad frente al acceso no deseado, y el gran ancho de banda, si se compara con los existentes sistemas basados en radiofrecuencias. Este Trabajo de Fin de Grado (TFG) describe con detalle, la investigación, el diseño, la implementación y el ensayo de un prototipo de comunicación por luz visible basado en la placa Raspberry Pi, utilizando componentes comerciales de bajo-coste (un diodo LED para la transmisión y un fotodiodo para la recepción) y, considerando una comunicación en interiores, a corta distancia. El prototipo implementado hace uso de software basado en el lenguaje de programación C para la codificación y decodificación de los datos. Las Raspberry Pi están conectadas a su correspondiente circuito electrónicos, encargados de realizar la modulación y demodulación de la señal. Uno de los propósitos de este proyecto es demostrar que este prototipo puede proporcionar una base esencial a la investigación en este campo. Por lo tanto, este prototipo con suficiente flexibilidad y modularidad puede tener un mayor desarrollo, incluyendo nuevas características, sin necesidad de invertir mucho tiempo y dinero. Los resultados de las pruebas muestran que el sistema propuesto funciona, y demuestra la aplicación de la luz visible unidireccional como modo de transmisión y recepción de datos a través del aire en distancias cortas. El prototipo implementado puede proporcionar una comunicación con baja tasa de error de caracteres (alrededor del 12 %) a una velocidad de 40 kbit/s. Por último, este proyecto presenta algunas sugerencias para seguir trabajando con el fin de aumentar el rendimiento y las capacidades del sistema. Además, en él se discute sobre las limitaciones de su implementación y se realiza una comparación con otras publicaciones.Visible light communications (VLC) have been exhibiting a rapid development tendency in recent years. It has many attractive features such as its low cost and energy efficiency, its immunity to electromagnetic interference, license-free spectrum, security against undesired access, and large bandwidth compared with existing radio frequency-based systems. This Bachelor’s Degree Final Project (TFG) describes in detail, the research, design implementation and testing of a visible light communication prototype based on the platform Raspberry Pi, using low-cost commercial devices (a light-emitting diode for transmission and a photodiode for reception), and considering a short-range indoor VLC usage. The implemented prototype makes use of software based on C programming language for encoding and decoding data, to interface between the Raspberry Pi and the electronic circuits, where the modulation and demodulation of the signal is performed. One of the aims of this project is to show that this prototype can provide an essential basis for research in this field. Thus, this prototype with enough flexibility and modularity could be further developed, including new features without requiring much time and economic cost. The results of the tests show that the proposed system works and demonstrates the application of unidirectional visible light as a mode of transmitting and receiving data through the air over short distances. The implemented prototype can provide a communication with low character error rate (around 12 %) at a bit rate of 40 kbit/s. Finally, this project presents some suggestions for further work to increase the performance and capabilities of the system, discusses the limitations of its implementation, and compares it with other publications.Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicació