Proponowany obwód pozwoli Ci na zdalne sterowanie urządzeniem zasilanym prądem przemiennym w całym domu poprzez komunikację z siecią zasilającą lub koncepcję PLC.
W technologii PLC obwód elektroniczny, który działa jako nadajnik, jest podłączony do okablowania sieciowego (220 V lub 120 V), który wprowadza modulujący sygnał danych o wysokiej częstotliwości do częstotliwości sieciowej 50 Hz lub 60 Hz. Inny obwód, który działa jak odbiornik i jest podłączony do tego samego okablowania sieci prądu przemiennego, ale w innym miejscu wykrywa te zmodulowane sygnały przez przewód zasilający i dekoduje lub demoduluje dane dla określonych wyników końcowych.
Wyobraź sobie urządzenie, które można podłączyć do gniazdka sieciowego w Twoim przedpokoju, a przełączanie jego przycisku steruje innym urządzeniem zasilanym z sieci w sąsiednim pokoju lub w kuchni. Brzmi to niesamowicie, prawda, tak, to jest stara koncepcja, która pozwala użytkownikowi komunikować się między pokojami za pomocą istniejącego okablowania sieciowego w domu, za pośrednictwem połączonych nadajników / odbiorników.
W tym artykule omówimy kilka prostych obwodów zdalnego sterowania opartych na komunikacji przez linię elektroenergetyczną (PLC), których można używać do sterowania urządzeniami znajdującymi się w różnych pomieszczeniach za pośrednictwem podłączonej pary nadajnika / odbiornika.
Pierwsza z poniższych konstrukcji jest zbudowana ze zwykłych części elektronicznych, takich jak tranzystory, rezystory, kondensator, diody itp. Najpierw poznajmy obwód nadajnika i szczegóły jego działania.
Nadajnik komunikacyjny linii energetycznej
Poniższy schemat przedstawia prosty obwód nadajnika.
Obwód nadajnika PLC zawiera stopień oscylatora wykorzystujący tranzystory T5 / T6, dostrojone do 150 kHz. Ta częstotliwość oscylatora jest włączana przez monostabilny multiwibrator zbudowany wokół tranzystora T4 BC557.
Ten monostabilny można wyzwolić za pomocą przełącznika ON / OFF S1. Ta częstotliwość 150 kHz jest następnie wprowadzana do okablowania sieciowego przez transformator T1 pokazany na dole po prawej stronie.
Tak więc częstotliwość 150 kHz przemieszcza się po sieci o częstotliwości 50 Hz lub 60 z, która może być odbierana przez odbiornik PLC połączony z tym samym okablowaniem w odległej lokalizacji lub w innym pomieszczeniu.
Odbiornik PLC
Poniższy obraz przedstawia obwód odbiornika komunikacji linii energetycznej
Odbiornik skonfigurowany jest wokół dwustopniowego wzmacniacza wykorzystującego tranzystory T7 / T8, układ prostownika z dwiema diodami 1N4148, który ma dość długą stałą czasową.
Opóźnienie czasowe pomaga niwelować chwilowe impulsy zakłócające. Częstotliwość 150 kHz jest pobierana przez dołączony transformator T2, a po odpowiednich stopniach filtrowania wzmacniacz wykrywa i reaguje na częstotliwość 150 kHz i zaczyna oscylować z tą samą częstotliwością.
Stopień prostownika wykorzystujący dwa 1N4148 i kolejny kondensator filtrujący 10 μF stabilizuje częstotliwość do stabilnego prądu stałego w celu włączenia następnego tranzystora sterującego przekaźnika.
Stopień sterownika przekaźnika włącza przekaźnik i podłączone obciążenie i pozostaje włączony tak długo, jak przełącznik nadajnika S1 pozostaje włączony i odwrotnie.
W przypadku, gdy Twój sąsiad może mieć podobny system zainstalowany w swoim domu, aby uniknąć zakłóceń krzyżowych, możesz ustawić czułość odbiornika na najniższe możliwe ustawienie, które może wystarczyć do pracy z własnym systemem. Czułość można dostosować za pomocą ustawienia wstępnego 1 k.
Transformatory sprzęgające, które są używane do wprowadzania i wyprowadzania częstotliwości 150 kHz w okablowaniu sieciowym, są zbudowane na rdzeniu garnkowym o średnicy 20 mm. Uzwojenie „b”, które jest skierowane w stronę okablowania sieciowego, ma 20 zwojów przy użyciu super emaliowanego drutu miedzianego 31 SWG, a strona „a”, która w kierunku obwodu ma 40 zwojów przy użyciu tego samego drutu.
Powyższy projekt wykorzystuje prosty obwód, który może być przełączany z jakąś pobliską częstotliwością, taką jak 140 kHz lub 155 kHz, co może wydawać się niezbyt pożądane. Aby uzyskać precyzyjną dokładność w zakresie odpowiedzi częstotliwościowej, tak aby urządzenie dokładnie odpowiadało na określone sygnały nadajnika, może być wymagany układ scalony oparty na PLL, jak wyjaśniono poniżej.
Obwód PLC wykorzystujący układ scalony LM567
Pomysł został opublikowany w arkuszu danych IC LM567 jako jeden z obwodów aplikacji, pośród wielu innych wyróżniających się.
Schemat odbiornika
Plik IC LM 567 jest w rzeczywistości wyspecjalizowanym dekoderem tonów wykorzystanie technologii PLL, która umożliwia urządzeniu wykrywanie i reagowanie tylko na określoną częstotliwość określoną przez wartości zewnętrznej sieci RC i odrzucanie wszystkich innych nieistotnych częstotliwości w widmie.
Proponowany obwód zdalnego sterowania wykorzystujący komunikację przez linię elektroenergetyczną można zobaczyć na powyższym schemacie, szczegóły funkcjonowania obwodu można poznać z następujących punktów:
Jak to działa
R1 i C1 to zewnętrzne komponenty RC, które decydują o częstotliwości wykrywania urządzenia, a pin # 3 staje się pinem wykrywania układu scalonego.
Oznacza to, że pin # 3 wykryje i potwierdzi tylko tę konkretną częstotliwość, która jest ustawiona za pomocą sieci R1 / C1. Na przykład, jeśli wartości R1, C1 zostaną wybrane w celu przypisania częstotliwości 100 kHz, pin nr 3 wybierze tylko tę częstotliwość, aby aktywować wyjście i zignoruje wszystko, co może różnić się od tego zakresu.
Powyższa cecha umożliwia układowi scalonemu wyodrębnienie określonej częstotliwości z nałożonej częstotliwości AC 50 lub 60 Hz i wyzwolenie wyjścia tylko w odpowiedzi na tę z góry określoną częstotliwość.
Na rysunku widzimy mały transformator izolujący, który jest dołączony w celu odizolowania obwodu elektronicznego od śmiercionośnego prądu sieciowego.
Niska częstotliwość sieci zasilającej działa jak częstotliwość nośna, po której wyzwalająca wysoka częstotliwość przemieszcza się, aby dotrzeć do zamierzonego celu przez linię przesyłową.
W powyższej konstrukcji odbiornika układ scalony jest przypisany do reagowania na częstotliwość 100 kHz, która ma być wprowadzana do linii zasilającej z pobliskiego miejsca, którym może być sąsiednie pomieszczenie lub lokal.
Częstotliwość 100 kHz może być wprowadzana przez dowolny obwód oscylatora, taki jak obwód IC 555 lub IC 4047 lub inny obwód IC LM567 zainstalowany jako jednostka nadajnika.
W przypadku, gdy sygnał jest wprowadzany do sieci zasilającej z odpowiedniego miejsca, pokazany powyżej obwód odbiornika wykrywa określoną częstotliwość w podłączonej linii zasilającej i odpowiada na nią, wytwarzając niską logikę na swoim pinie # 8.
Pin # 8 jest połączony z a 4017 obwód flip flop przełącza przekaźnik wyjściowy i obciążenie WŁ. lub WYŁ. w zależności od poprzedniej sytuacji przekaźnika.
Etap nadajnika
Nadajnik, który ma wprowadzać 100 kHz lub żądaną częstotliwość wyzwalania do linii energetycznej, można idealnie zbudować za pomocą obwód oscylatora sterownika półmostkowego jak pokazano niżej:
Schemat nadajnika
Wejście 12 V do obwodu musi być przełączane za pomocą układu przycisków, tak aby obwód był wyzwalany tylko wtedy, gdy jest to wymagane w celu włączenia zamierzonego urządzenia przez linię zasilania.
Komponent RC na pinie 2/3 układu scalonego nie jest obliczany do generowania 100 kHz, Poniższy wzór może być użyty do określenia częstotliwości prawego oscylatora:
f = 1 / 1,453 × Rt x Ct
Ct jest w Faradach, Rt w omach. if w Hz
Alternatywnie to samo można ocenić za pomocą miernika częstotliwości i po pewnym eksperymentowaniu.
Jest to niesprawdzony obwód zaprojektowany zgodnie z sugestiami przedstawionymi w arkuszu danych IC LM567 .
Poprzedni: Obwód wskaźnika pełnego kubka dla osób wymagających wzroku Dalej: Odkryto proste obwody ładowarki akumulatorów Ni-Cd
