Navrhovaný obvod vám umožní dálkově ovládat zařízení napájené střídavým proudem napříč místnostmi vašeho domu prostřednictvím komunikace po elektrické síti nebo konceptu PLC.
V technologii PLC je elektronický obvod, který funguje jako vysílač, zapojen do síťového vedení (220 V nebo 120 V) a přivádí modulační vysokofrekvenční datový signál do síťové frekvence 50 Hz nebo 60 Hz. Další obvod, který funguje jako přijímač a je připojen přes stejné střídavé síťové vedení, ale na jiném místě detekuje tyto modulované signály prostřednictvím síťového vodiče a dekóduje nebo demoduluje data pro konkrétní konečné výsledky.
Představte si zařízení, které lze zapojit do síťové zásuvky ve vašem sále a přepnutím jeho tlačítka ovládáte další miniaplikaci ve vedlejší místnosti nebo ve vaší kuchyni. To zní úžasně dobře, ano, jedná se o starý koncept, který umožňuje uživateli komunikovat napříč místnostmi pomocí stávajícího síťového vedení domu prostřednictvím propojených jednotek vysílače / přijímače.
V tomto článku pojednáváme o několika jednoduchých obvodech dálkového ovládání založených na komunikaci po elektrické síti (PLC), které lze použít k ovládání zařízení napříč místnostmi prostřednictvím zasunutého páru vysílač / přijímač.
První návrh níže je sestaven pomocí běžných elektronických součástek, jako jsou tranzistory, rezistory, kondenzátory, diody atd. Nejprve se podívejme na obvod vysílače a jeho provozní podrobnosti.
Vysílač komunikace elektrického vedení
Jednoduchý obvod vysílače lze vidět na následujícím schématu.
Obvod vysílače PLC obsahuje oscilátorový stupeň využívající tranzistory T5 / T6, naladěné na 150 kHz. Tato frekvence oscilátoru je zapnuta prostřednictvím monostabilního multivibrátoru postaveného na tranzistoru T4 BC557.
Tuto monostabilitu lze spustit pomocí spínače ZAP / VYP S1. Tato frekvence 150 kHz se poté vstřikuje do síťového vedení transformátorem T1 zobrazeným vpravo dole.
Nyní tedy frekvence 150 kHz jezdí po síti s frekvencí 50 Hz nebo 60 z, kterou lze zachytit jednotkou přijímače PLC spojenou se stejným vedením na vzdáleném místě nebo v jiné místnosti.
Přijímač PLC
Následující obrázek znázorňuje obvod přijímače komunikace po elektrickém vedení
Přijímač je konfigurován kolem dvoustupňového zesilovače využívajícího tranzistory T7 / T8, obvod usměrňovače využívající dvě diody 1N4148, který má poměrně dlouhou časovou konstantu.
Časové zpoždění pomáhá zrušit okamžité interferenční impulsy. Frekvence 150 kHz je extrahována připojeným transformátorem T2 a po vhodných filtračních fázích zesilovač detekuje a reaguje na frekvenci 150 kHz a začne kmitat stejnou rychlostí.
Usměrňovací stupeň využívající dva 1N4148 a následný filtrační kondenzátor 10 uF stabilizuje frekvenci na stabilní stejnosměrný proud pro přepínání na další tranzistor budiče relé.
Stupeň budiče relé sepne relé a připojenou zátěž a zůstane zapnutý, dokud zůstane spínač vysílače S1 zapnutý a naopak.
V případě, že váš soused může mít podobný systém nainstalovaný také v jejich domě, můžete se vyhnout křížovému rušení a nastavit citlivost přijímače na nejnižší možné nastavení, které může stačit pro práci s vaším vlastním systémem. Tuto citlivost lze vylepšit pomocí předvolby 1 k.
Vazební transformátory, které se používají pro injektáž a extrakci frekvence 150 kHz přes síťové vedení, jsou postaveny na jádru hrnce o průměru 20 mm. Vinutí 'b', které je směrem k síťovému vedení, má 20 závitů pomocí 31 SWG super smaltovaného měděného drátu a strana 'a', která je směrem k straně obvodu, má 40 závitů pomocí stejného vodiče.
Výše uvedený design používá jednoduchý obvod, který se možná může přepínat s blízkou frekvencí, jako je 140 kHz nebo 155 kHz, což se nemusí zdát příliš žádoucí. Pro dosažení přesnosti špičkového bodu s frekvenční odezvou, aby jednotka přesně reagovala na konkrétní signály vysílače, může být vyžadován IC založený na PLL, jak je vysvětleno níže.
PLC obvod pomocí IC LM567
Myšlenka byla zveřejněna v datovém listu IC LM567 jako jeden z aplikačních obvodů, mezi mnoha dalšími vynikajícími.
Schéma přijímače
The IC LM 567 je ve skutečnosti specializovaný dekodér tónů pomocí technologie PLL, která umožňuje zařízení detekovat a reagovat pouze na konkrétní frekvenci určenou hodnotami externí RC sítě a odmítnout všechny ostatní irelevantní frekvence ve spektru.
Navrhovaný obvod dálkového ovládání využívající komunikaci po elektrickém vedení lze vidět ve výše uvedeném schématu, podrobnosti fungování obvodu lze zjistit z následujících bodů:
Jak to funguje
R1 a C1 jsou externí RC komponenty, které rozhodují o snímací frekvenci zařízení, a pin # 3 se stává snímacím pinoutem IC.
To znamená, že pin # 3 detekuje a potvrdí pouze konkrétní frekvenci, která je nastavena pomocí sítě R1 / C1. Například pokud jsou hodnoty R1, C1 vybrány pro přiřazení frekvence 100 kHz, pin # 3 vybere pouze tuto frekvenci pro aktivaci svého výstupu a ignoruje vše, co se může v tomto rozsahu lišit.
Výše uvedená funkce umožňuje IC vyčlenit specifickou frekvenci ze superponované frekvence AC 50 nebo 60 Hz a spouštět výstup pouze v reakci na tuto předem stanovenou frekvenci.
Na obrázku vidíme malý izolační transformátor, který je součástí, aby izoloval elektronický obvod od smrtícího síťového proudu.
Nízká střídavá frekvence v síti funguje jako nosná frekvence, po které se spouštěcí vysoká frekvence pohybuje, aby dosáhla zamýšleného cíle přes přenosové vedení.
Ve výše uvedené konstrukci přijímače je IC přiřazen k reakci na frekvenci 100kHz, která má být injektována do síťového vedení z blízkého místa, které by mohlo být sousední místností nebo předpokladem.
Frekvence 100 kHz by mohla být injektována jakýmkoli obvodem oscilátoru, jako je obvod IC 555 nebo IC 4047 nebo jiný obvod IC LM567 nainstalovaný jako jednotka vysílače.
V případě, že je do sítě přiveden signál z příslušného místa, obvod přijímače zobrazený výše detekuje specifickou frekvenci v připojeném síťovém vedení a reaguje na ni vytvořením nízké logiky přes svůj pin # 8.
Pin # 8 je spojen s a Klopný obvod 4017 přepíná výstupní relé a zátěž ZAPNUTO nebo VYPNUTO v závislosti na předchozí situaci relé.
Fáze vysílače
Vysílač, který má injektovat 100kHz nebo požadovanou spouštěcí frekvenci do elektrického vedení, lze ideálně postavit pomocí obvod polovodičového oscilátoru Jak je ukázáno níže:
Schéma vysílače
Vstup 12V do obvodu musí být přepnut prostřednictvím uspořádání tlačítek, aby byl obvod spuštěn pouze v případě potřeby, aby bylo možné zapnout určený spotřebič prostřednictvím elektrického vedení.
RC komponenta na pin2 / 3 IC se nevypočítává pro generování 100kHz. Pro stanovení správné frekvence oscilátoru lze použít následující vzorec:
f = 1 / 1,453 × Rt x Ct
Ct je ve Faradech, Rt je v Ohmech. af v Hz
Alternativně to samé lze vyhodnotit pomocí měřiče kmitočtu as určitými experimenty.
Toto je nevyzkoušený obvod navržený podle návrhů uvedených v datovém listu IC LM567 .
Předchozí: Plný indikátorový obvod poháru pro zrakově postižené Další: Prozkoumány jednoduché obvody nabíječky Ni-Cd baterií
