Implementation of a half-duplex visible light communication link

Abstract

[ANGLÈS] This thesis consists in the design and implementation of a Visible Light Communications (VLC) system, based on an Arduino platform. The document describes the main features of this system, by describing how each subpart of the link works (transmission, reception, post-processing), and the different techniques used. It also illustrates the capabilities of the link, by showing different tests undertaken in a variety of environments. Results show that the designed VLC link can reach speeds up to 900bps, with a Bit Error Rate smaller than 10^(-5). It can operate at a 120cm distance in an artificially illuminated room, or at 50cm in a naturally lit room. The maximum misalign permitted between transmitter and receiver is 25º. The thesis is a proof-of-concept that demonstrates the viability of the type of link studied. With further development and possibly higher-quality components, it could turn into a link with very useful capabilities for commercial applications.

[CASTELLÀ] Esta tesis consiste en el diseño e implementación de un sistema VLC (Comunicaciones con Luz Visible) basado en la plataforma Arduino. Este documento explica las principales características de este sistema, describiendo cómo funciona cada subapartado (transmisión, recepción, post-procesamiento), y las diferentes técnicas usadas. También explica las capacidades del enlace, mostrando diferentes test realizados en diferentes condiciones. Los resultados apuntan a que este enlace VLC puede trabajar a velocidades de hasta 900bps, con una Tasa de Error de Bit menor que 〖10〗^(-5). Puede funcionar a una distancia de 120cm en una habitación iluminada artificialmente, o hasta 50cm en una habitación con luz natural. Además, el máximo desalineamiento entre transmisor y receptor permitido es de 25º. Esta tesis es una prueba de concepto que demuestra la viabilidad del tipo de enlace estudiado. Con desarrollo adicional y posiblemente con componentes de mejor calidad, se podría convertir en un enlace con características muy útiles para aplicaciones comerciales.

[CATALÀ] Aquesta tesis consisteix en el disseny i implementació d’un sistema VLC (Comunicacions amb Llum Visible) basat en la plataforma Arduino. Aquest document explica les principals característiques d’aquest sistema, descrivint com funciona cada subapartat (transmissió, recepció, post-processament), i les diferents tècniques usades. També explica les capacitats de l’enllaç, mostrant diferents tests realitzats en diferents condicions. Els resultats apunten que aquest enllaç VLC pot treballar a velocitats de fins a 900bps, amb una Taxa d’Error de Bit més petita que 〖10〗^(-5). Pot funcionar a una distancia de 120cm en una habitació il•luminada artificialment, o fins a 50cm en una habitació amb llum natural. A més, el màxim desalineament entre transmissor i receptor permès és de 25º. Aquesta tesis es una prova de concepte que demostra la viabilitat del tipus de enllaç estudiat. Amb desenvolupament addicional i possiblement amb components de millor qualitat, es podria convertir en un enllaç amb característiques molt útils per a aplicacions comercials.