Les paramètres de la cellule solaire AM-5÷ü8 sont choisis pour ce travail, en fonction des équations (÷.÷4), (÷.÷5) et (÷.÷ý). La con…guration expérimentale de la réception des signaux VLC et de l’énergie solaire utilisant une cellule solaire est illustrée dans la …gure
þ.4ð. Lorsqu’une variation de l’intensité de la lumière reÿue par la cellule se produit, cette variation est reétée dans la tension fournie par la cellule. Ce phénomène est utilisé pour moduler les signaux de lumière visible avec la modulation OOK.
Figure. þ.4ð- présentation du système VLC utilisant un récepteur de cellule solaire.
Une séquence binaire pseudo aléatoire (PRBS) d’une LED est modulée par un généra-teur de signaux arbitraire (AWG). La source de puissance optique et la source d’interférence avec le signal VLC sont fournies par l’énergie solaire. Le signal VLC est récupéré sur l’ordinateur via un oscilloscope en temps réel (OSC). Le signal reçu est analysé à l’aide du logiciel MATLAB.
A…n d’identi…er les caractéristiques et les limites de la cellule solaire intérieur choisie, des simulations ont été e¤ectués:
1. L’identi…cation des courbes de réponse des cellules solaires: -courbes de courant, de tension et de puissance.
2. Un test numérique permettant d’identi…er la réponse des cellules solaires à di¤érentes fréquences.
Les courbes courant - tension (I V ) de di¤érents ensembles de cellules solaires sont représentées dans la …gure3.43, notant que la tension Uoc du circuit ouvert de l’ensemble 4 4 est égale à la moitié de l’ensemble de Uoc de l’ensemble 4 8 et que le courant de court-circuit Isc de l’ensemble 2 8 est la moitié de valeurs Isc de l’ensemble 4 8. Les valeurs de Uoc de 2 8 et 4 8 sont comprises entre 3 et 3; 5V , ce qui est su¢sant pour charger une batterie au lithium.
Figure. .4 - Courbes I-V pour di¤érents ensembles de cellules solaires.
La …gure .44 montre les courbes courant-tension (I V ) de l’ensemble 2 8 sous di¤érents illuminance 300, 500 et 1000 Lx, ce qui correspond à l’organisation internationale de normalisation (ISO) de 300 à 1500 Lx, où elle est su¢sante pour le travail de bureau.
[19].
Figure. .44- Courbes I-V pour di¤érents illuminance de x8 (T=98).
La …gure.45 illustre les courbes Puissance-Résistance (P R) des di¤érents ensembles de cellules solaires. La résistance correspondante à la puissance de sortie de 1:4 10 4 W inférieure à 400 Lx est de 5 k . Les propriétés de puissance d’un ensemble 2 8 sous di¤érentes valeurs d’illuminance sont simulées dans la …gure.46.
Figure. .45- Courbes P-R pour di¤érents ensembles de cellules solaires.
Figure. .4- Courbes P-R pour di¤érentes illuminance de l’ensemble x8 (T 98 k).
Pour véri…er l’aptitude de la cellule solaire à fonctionner en tant que récepteur optique, la réponse fréquentielle de la cellule solaire est mesurée lorsque l’émetteur est une LED blanche.
La …gure .47 montre que la largeur de la bande passante de la réponse fréquentielle est su¢sante pour recevoir des signaux VLC à basse fréquence.
Figure. .47- Réponse fréquentielle.
La …gure .48 présente l’amplitude de la tension reue avec un récepteur de cellule solaire en fonction de rayonnement solaire. L’énergie solaire et la puissance du signal
VLC présente le niveau supérieur du signal VLC Vhigh. Le niveau inférieur du signal VLC Vlow est uniquement produite par l’énergie solaire. Vpp est la tension d’amplitude pic to pic du signal VLC. Vhigh, Vlow et Vpp peuventêtre exprimés par l’équation ( . 9) 44.
8 < :
Vhigh = rayonnement solaire + puissance signal V LC
Vlow = rayonnement solaire; Vpp= Vhigh Vlow (
. 9)
Figure. .48- E¤et de rayonnement solaire sur le système VLC-IPS.
Comme illustré dans la …gure .48, sauf les valeurs pour un rayonnement solaire de 4 W/m2 lorsque le signal VLC reu est un peu saturé, les amplitudes pic to pic du signal reu sont presque les mêmes. Ainsi, le fonctionnement du système VLC-IPS est réalisé avec succès malgré la présence de fortes interférences d’énergie solaire. Notant que la cellule solaire ici est en face de l’émetteur et non pas au soleil. C’est pourquoi le rayonnement solaire maximal est de 4 W/m2.
Les résultats obtenus avec la méthode de positionnement par trilatération, les positions des LED, la position réelle et la position moyenne estimée sont illustrés dans la …gure .49. Pour une vision plus claire, un diagramme zoomé est présenté dans la …gure .5.
Figure. .49- Résultats utilisant la méthode de positionnement par trilatération.
Figure. .5- Résultats obtenus avec la méthode de positionnement par trilatération.
.
Concluion
Ce chapitre présente deux contributions principales. La première est consacrée à l’étude d’un système de positionnement indoor où la simulation du modèle est réalisée en utilisant la technique de la trilatération. En utilisant MATLAB comme logiciel de simulation, la distribution de l’éclairement, l’analyse du SR avec exposition directe et indirecte au
soleil ont été analysées et discutées. Tenant compte l’angle d’orientation du récepteur pour estimer l’emplacement, une erreur de positionnement moyenne de,8 cm est obtenue. Dans la deuxième contribution nous avons proposé un nouveau système de position-nement indoor basé sur VLC utilisant une cellule solaire comme récepteur optique con-trairement au système de positionnement VLC-IPS conventionnel. Comme il est bien connu, la cellule solaire est un composant passif, elle ne nécessite donc pas d’alimentation externe telle que la photodiode. De plus, la collecte d’énergie et la détection du signal VLC peuvent tre e¤ectuées simultanément. L’étude des caractéristiques des cellules solaires montre qu’elles peuvent tre utilisées pour recevoir des signaux VLC. On a également démontré que l’opération VLC est réalisée avec succès. L’erreur de position moyenne estimée est presque similaire au premier cas. otant que ces résultats de positionnement sont basés sur un taux de réexion faible de 20%.