Telecomandă utilizând comunicarea de la rețeaua electrică

Circuitul propus vă va permite să controlați de la distanță un aparat alimentat de curent alternativ în toate camerele casei dvs. prin intermediul comunicației de la rețeaua electrică sau a conceptului PLC.

În tehnologia PLC, un circuit electronic care funcționează ca un emițător este conectat la cablul de rețea (220 V sau 120 V) injectează un semnal de date de înaltă frecvență modulant în frecvența de rețea de 50 Hz sau 60 Hz. Un alt circuit care acționează ca un receptor și cuplat pe același cablaj de rețea de curent alternativ, dar în altă locație detectează aceste semnale modulate prin cablul de rețea și decodează sau demodulează datele pentru rezultatele finale specificate.

Imaginați-vă un dispozitiv care poate fi conectat la priza de alimentare a camerei dvs. din hol și comutarea butonului său controlează un alt dispozitiv alimentat de la rețea în camera alăturată sau în bucătăria dvs. Sună uimitor, da, acesta este un concept vechi care permite utilizatorului să comunice între camere folosind cablurile de rețea existente ale casei, printr-un transmițător / unități de recepție cuplate.

În acest articol discutăm câteva circuite de control de la distanță bazate pe comunicații de linie electrică (PLC) simple, care pot fi utilizate pentru controlul dispozitivelor din camere printr-o pereche de emițător / receptor conectat.

Primul design de mai jos este construit folosind piese electronice obișnuite, cum ar fi tranzistoare, rezistențe, condensatori, diode etc. Să învățăm mai întâi despre circuitul emițătorului și detaliile sale operaționale.

Transmițător de comunicare cu linie de alimentare

Circuitul simplu al emițătorului poate fi observat în următoarea diagramă.

Circuitul transmițătorului PLC include o treaptă de oscilator folosind tranzistoarele T5 / T6, reglate la 150 kHz. Această frecvență a oscilatorului este pornită printr-un multivibrator monostabil construit în jurul tranzistorului T4 BC557.

Acest monostabil poate fi declanșat folosind comutatorul ON / OFF S1. Această frecvență de 150 kHz este apoi injectată în cablul de rețea prin transformatorul T1 prezentat în dreapta jos.

Deci, acum, frecvența de 150 kHz pleacă peste frecvența rețelei de 50 Hz sau 60 z, care poate fi preluată de o unitate de recepție PLC cuplată cu același cablaj într-o locație îndepărtată sau într-o altă cameră.

Receptor PLC

Următoarea imagine ilustrează circuitul receptorului de comunicație pe linia de alimentare

Receptorul este configurat în jurul unui amplificator cu două trepte folosind tranzistoarele T7 / T8, un circuit redresor care utilizează două diode 1N4148, care are o constantă de timp destul de lungă.

Întârzierea în timp ajută la anularea impulsurilor de interferență momentane. Frecvența de 150 kHz este extrasă printr-un transformator atașat T2 și, după etape de filtrare adecvate, amplificatorul detectează și răspunde la frecvența de 150 kHz și începe să oscileze la aceeași rată.

Etapa redresorului utilizând cele două 1N4148 și condensatorul de filtru ulterior 10 uF stabilizează frecvența într-un DC stabil pentru a comuta pe următorul tranzistor al driverului de releu.

Etapa șoferului releului pornește releul și sarcina conectată și rămâne PORNIT atât timp cât comutatorul transmițătorului S1 rămâne pornit și invers.

În cazul în care vecinul ar putea avea și un sistem similar instalat în casa lor, atunci pentru a evita interferențele încrucișate, vă recomandăm să reglați sensibilitatea receptorului la o setare cât mai mică posibilă, care poate fi suficientă pentru a lucra cu propriul sistem. Această sensibilitate poate fi modificată cu presetarea de 1 k.

Transformatoarele de cuplare care sunt utilizate pentru injectarea și extragerea frecvenței de 150 kHz pe cablurile de rețea sunt construite pe un miez de oală cu diametrul de 20 mm. Înfășurarea „b” care se îndreaptă către cablajul de rețea are 20 de spire folosind 31 sârmă de cupru super emailată SWG, iar latura „a” care spre partea circuitului are 40 de spire folosind același fir.

Proiectarea de mai sus folosește un circuit simplu care poate fi schimbat cu o anumită frecvență din apropiere, cum ar fi 140 kHz sau 155 kHz, care poate să nu pară foarte de dorit. Pentru a obține o precizie a punctului pin cu răspunsul în frecvență, astfel încât unitatea să răspundă exact la semnalele specifice ale emițătorului, poate fi necesar un IC bazat pe PLL, după cum se explică mai jos.

Circuit PLC folosind IC LM567

Ideea a fost publicată în fișa tehnică a IC LM567 ca unul dintre circuitele de aplicație, printre multe alte remarcabile.

Schema receptorului

IC LM 567 este de fapt un decodor de ton specializat folosind tehnologia PLL care permite dispozitivului să detecteze și să răspundă numai la o anumită frecvență determinată de valorile unei rețele RC externe și să respingă toate celelalte frecvențe irelevante din spectru.

Circuitul de telecomandă propus care utilizează comunicația pe linia de alimentare poate fi observat în diagrama de mai sus, detaliile funcționării circuitului pot fi învățate din următoarele puncte:

Cum functioneaza

R1 și C1 sunt componentele RC externe care decid frecvența de detectare a dispozitivului, iar pinul # 3 devine pinout-ul de detectare al CI.

Adică pinul 3 va detecta și va recunoaște doar acea frecvență specifică care este setată utilizând rețeaua R1 / C1. De exemplu, dacă valorile R1, C1 sunt selectate pentru a atribui o frecvență de 100 kHz, pinul # 3 va alege doar această frecvență pentru a-i activa ieșirea și va ignora toate cele care pot fi diferite de acest interval.

Funcția de mai sus permite IC-ului să selecteze frecvența specifică de la frecvența AC 50 sau 60 Hz suprapusă și să declanșeze ieșirea doar ca răspuns la această frecvență setată predeterminată.

În figură putem vedea un mic transformator de izolare care este inclus pentru a izola circuitul electronic de curentul de rețea letal.

Frecvența de curent alternativ joasă de la rețea acționează ca frecvența purtătoare, peste care se deplasează frecvența înaltă de declanșare pentru a ajunge la destinația intenționată pe linia de transmisie.

În designul receptorului de mai sus, IC-ul este atribuit să răspundă la o frecvență de 100 kHz care ar trebui să fie injectată în linia de rețea dintr-o locație din apropiere, care ar putea fi o cameră sau o locație adiacentă.

Frecvența de 100 kHz ar putea fi injectată prin orice circuit oscilator, cum ar fi un circuit IC 555 sau IC 4047 sau un alt circuit IC LM567 instalat ca unitate emițătoare.

În cazul în care un semnal este injectat în rețea dintr-o locație relevantă, circuitul receptorului prezentat mai sus detectează frecvența specifică în linia de rețea atașată și răspunde la aceasta producând o logică scăzută pe pinul său # 8.

Pinul # 8 fiind conectat cu a 4017 circuit flip flop comută releul de ieșire și sarcina PORNIT sau OPRIT în funcție de situația anterioară a releului.

Etapa emițătorului

Transmițătorul care ar trebui să injecteze 100kHz sau frecvența de declanșare dorită în linia de alimentare poate fi construit în mod ideal folosind un circuitul oscilatorului jumătate de pod așa cum se arată mai jos:

Schema emițătorului

Intrarea de 12V în circuit trebuie să fie comutată printr-un buton, astfel încât circuitul să fie declanșat numai atunci când este necesar pentru a porni aparatul intenționat prin linia de alimentare.

Componenta RC la pinul 2/3 al IC nu este calculată pentru generarea de 100kHz, următoarea formulă poate fi utilizată pentru determinarea frecvenței oscilatorului potrivit:

f = 1 / 1.453 × Rt x Ct

Ct este în Farads, Rt este în Ohms. și f în Hz
Alternativ, același lucru poate fi evaluat folosind un contor de frecvență și cu unele experimentări.

Acesta este un circuit netestat conceput conform sugestiilor prezentate în foaia tehnică a IC LM567 .