Controllo remoto tramite comunicazione su linea di alimentazione

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Il circuito proposto vi consentirà di controllare a distanza un apparecchio alimentato a corrente alternata attraverso le stanze della vostra casa attraverso la comunicazione su linea di alimentazione o il concetto PLC.

Nella tecnologia PLC, un circuito elettronico che funge da trasmettitore è collegato al cablaggio di rete (220 V o 120 V) e inietta un segnale dati modulante ad alta frequenza nella frequenza CA di rete di 50 Hz o 60 Hz. Un altro circuito che agisce come un ricevitore e accoppiato attraverso lo stesso cablaggio di rete CA ma in qualche altra posizione rileva questi segnali modulati tramite il cavo di rete e decodifica o demodula i dati per i risultati finali specificati.



Immagina un dispositivo che può essere collegato alla presa di corrente della stanza del tuo ingresso e che, attivando il pulsante, controlli un altro dispositivo alimentato dalla rete nella stanza adiacente o nella tua cucina. Sembra incredibile, sì, questo è un vecchio concetto che consente all'utente di comunicare attraverso le stanze utilizzando il cablaggio di rete esistente della casa, attraverso un trasmettitore / ricevitore accoppiato.

In questo articolo discutiamo un paio di semplici circuiti di controllo remoto basati su comunicazione su linea di alimentazione (PLC), che possono essere utilizzati per controllare i dispositivi attraverso le stanze attraverso una coppia trasmettitore / ricevitore collegata.



Il primo progetto di seguito è costruito utilizzando parti elettroniche ordinarie come transistor, resistori, condensatori, diodi, ecc. Per prima cosa impariamo il circuito del trasmettitore ei suoi dettagli operativi.

Trasmettitore di comunicazione su linea elettrica

Il semplice circuito del trasmettitore può essere visto nello schema seguente.

Il circuito trasmettitore PLC include uno stadio oscillatore che utilizza i transistor T5 / T6, sintonizzati a 150 kHz. Questa frequenza dell'oscillatore viene attivata tramite un multivibratore monostabile costruito attorno al transistor T4 BC557.

Questo monostabile può essere attivato utilizzando l'interruttore ON / OFF S1. Questa frequenza di 150 kHz viene quindi iniettata nel cablaggio di rete attraverso il trasformatore T1 mostrato in basso a destra.

Quindi ora, la frequenza di 150 kHz supera la frequenza di rete di 50 Hz o 60 z, che può essere rilevata da un'unità ricevitore PLC accoppiata con lo stesso cablaggio in una posizione distante o in un'altra stanza.

Ricevitore PLC

L'immagine seguente mostra il circuito del ricevitore di comunicazione su linea elettrica

Il ricevitore è configurato attorno a un amplificatore a due stadi utilizzando i transistor T7 / T8, un circuito raddrizzatore che utilizza due diodi 1N4148, che ha una costante di tempo piuttosto lunga.

Il ritardo di tempo aiuta a cancellare gli impulsi di interferenza momentanei. La frequenza di 150 kHz viene estratta attraverso un trasformatore T2 collegato e, dopo opportuni stadi di filtraggio, l'amplificatore rileva e risponde alla frequenza di 150 kHz e inizia ad oscillare alla stessa velocità.

Lo stadio raddrizzatore che utilizza i due 1N4148 e il successivo condensatore di filtro da 10 uF stabilizza la frequenza in una CC stabile per l'attivazione del successivo transistor del driver del relè.

Lo stadio di pilotaggio del relè accende il relè e il carico collegato e rimane acceso fino a quando l'interruttore del trasmettitore S1 rimane acceso e viceversa.

Nel caso in cui il tuo vicino possa avere anche un sistema simile installato nella sua casa, allora per evitare interferenze incrociate potresti voler regolare la sensibilità del ricevitore su un'impostazione più bassa possibile, che potrebbe essere appena sufficiente per funzionare con il tuo sistema. Questa sensibilità può essere modificata con il preset 1k.

I trasformatori di accoppiamento che vengono utilizzati per iniettare ed estrarre la frequenza di 150 kHz attraverso il cablaggio di rete sono costruiti su un nucleo pot del diametro di 20 mm. L'avvolgimento 'b' rivolto verso il cablaggio di rete ha 20 spire utilizzando 31 fili di rame super smaltato SWG, e il lato 'a' che verso il lato circuito ha 40 spire utilizzando lo stesso filo.

Il progetto di cui sopra utilizza un semplice circuito che potrebbe forse essere attivato con una frequenza vicina come 140 kHz o 155 kHz, che potrebbe non sembrare molto desiderabile. Per ottenere una precisione millimetrica con la risposta in frequenza, in modo che l'unità risponda esattamente ai segnali del trasmettitore specifico, potrebbe essere necessario un CI basato su PLL come spiegato di seguito.

Circuito PLC che utilizza IC LM567

L'idea è stata pubblicata nella scheda tecnica del IC LM567 come uno dei circuiti applicativi, tra i tanti altri eccezionali.

Schema del ricevitore

Il IC LM 567 è in realtà un decodificatore di tono specializzato utilizzando la tecnologia PLL che consente al dispositivo di rilevare e rispondere solo a una frequenza specifica determinata dai valori di una rete RC esterna e di rifiutare tutte le altre frequenze irrilevanti nello spettro.

Circuito del trasmettitore di comunicazione su linea elettrica

Il circuito di controllo remoto proposto che utilizza la comunicazione su linea elettrica può essere visto nello schema sopra, i dettagli di funzionamento del circuito possono essere appresi dai seguenti punti:

Come funziona

R1 e C1 sono i componenti RC esterni che decidono la frequenza di rilevamento del dispositivo e il pin 3 diventa il pinout di rilevamento dell'IC.

Ciò significa che il pin # 3 rileverà e riconoscerà solo quella particolare frequenza impostata utilizzando la rete R1 / C1. Ad esempio, se i valori R1, C1 sono selezionati per assegnare una frequenza di 100kHz, il pin # 3 sceglierà solo questa frequenza per attivare la sua uscita e ignorerà tutto ciò che potrebbe essere diverso da questo intervallo.

La caratteristica di cui sopra consente all'IC di individuare la frequenza specifica dalla frequenza AC 50 o 60 Hz sovrapposta e attivare l'uscita solo in risposta a questa frequenza impostata predeterminata.

Nella figura possiamo vedere un piccolo trasformatore di isolamento incluso per isolare il circuito elettronico dalla letale corrente di rete.

La bassa frequenza CA di rete si comporta come la frequenza portante, oltre la quale l'alta frequenza di attivazione corre per raggiungere la destinazione prevista attraverso la linea di trasmissione.

Nel design del ricevitore sopra, l'IC è assegnato per rispondere a una frequenza di 100 kHz che dovrebbe essere iniettata nella linea di alimentazione da una posizione vicina che potrebbe essere una stanza o un locale adiacente.

La frequenza di 100 kHz potrebbe essere iniettata attraverso qualsiasi circuito oscillatore come un circuito IC 555 o IC 4047 o un altro circuito IC LM567 installato come unità di trasmissione.

In un caso in cui un segnale viene iniettato nella rete da una posizione rilevante, il circuito ricevitore mostrato sopra rileva la frequenza specifica nella linea di alimentazione di rete collegata e risponde ad essa producendo una logica bassa sul suo pin n. 8.

Il pin # 8 connesso con a 4017 circuito flip flop attiva o disattiva il relè di uscita e il carico a seconda della situazione precedente del relè.

Lo stadio del trasmettitore

Il trasmettitore che dovrebbe iniettare i 100 kHz o la frequenza di attivazione desiderata nella linea di alimentazione può essere idealmente costruito utilizzando un circuito oscillatore driver a mezzo ponte come mostrato di seguito:

Schema del trasmettitore

Circuito ricevitore di comunicazione su linea elettrica

L'ingresso a 12V del circuito deve essere commutato tramite una disposizione a pulsante in modo che il circuito venga attivato solo quando necessario per accendere l'apparecchio previsto attraverso la linea di alimentazione.

La componente RC al pin2 / 3 dell'IC non è calcolata per generare 100kHz, La seguente formula può essere utilizzata per determinare la giusta frequenza dell'oscillatore:

f = 1 / 1,453 × Rt x Ct

Ct è in Farads, Rt è in Ohms. ef in Hz
In alternativa lo stesso può essere valutato utilizzando un frequenzimetro e con qualche sperimentazione.

Questo è un circuito non testato progettato secondo i suggerimenti presentati nella scheda tecnica dell'IC LM567 .




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