Το προτεινόμενο κύκλωμα θα σας επιτρέψει να ελέγχετε εξ αποστάσεως μια συσκευή που λειτουργεί με εναλλασσόμενο ρεύμα σε όλα τα δωμάτια του σπιτιού σας μέσω της επικοινωνίας μέσω δικτύου παροχής ρεύματος ή της έννοιας PLC.
Στην τεχνολογία PLC, ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που λειτουργεί ως πομπός είναι συνδεδεμένο στην καλωδίωση δικτύου (220 V ή 120 V) εισάγει ένα διαμορφωμένο σήμα δεδομένων υψηλής συχνότητας στη συχνότητα εναλλασσόμενου ρεύματος 50 Hz ή 60 Hz. Ένα άλλο κύκλωμα που λειτουργεί σαν δέκτης και συνδέεται με την ίδια καλωδίωση εναλλασσόμενου ρεύματος αλλά σε κάποια άλλη θέση ανιχνεύει αυτά τα διαμορφωμένα σήματα μέσω του καλωδίου δικτύου και αποκωδικοποιεί ή αποδιαμορφώνει τα δεδομένα για τα καθορισμένα τελικά αποτελέσματα.
Φανταστείτε μια συσκευή που μπορεί να συνδεθεί στην πρίζα της αίθουσας της αίθουσας σας και η εναλλαγή του κουμπιού της ελέγχει ένα άλλο gadget που λειτουργεί στο διπλανό δωμάτιο ή στην κουζίνα σας. Αυτό ακούγεται καταπληκτικό, ναι, αυτή είναι μια παλιά ιδέα που επιτρέπει στον χρήστη να επικοινωνεί μεταξύ των δωματίων χρησιμοποιώντας την υπάρχουσα καλωδίωση του σπιτιού, μέσω συνδεδεμένων μονάδων πομπού / δέκτη.
Σε αυτό το άρθρο συζητάμε μερικά κυκλώματα τηλεχειριστηρίου με απλή επικοινωνία γραμμής ισχύος (PLC), τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο συσκευών μεταξύ δωματίων μέσω ενός συνδεδεμένου ζεύγους πομπού / δέκτη.
Ο πρώτος σχεδιασμός παρακάτω κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας συνηθισμένα ηλεκτρονικά μέρη όπως τρανζίστορ, αντιστάσεις, πυκνωτές, διόδους κ.λπ. Ας μάθουμε πρώτα σχετικά με το κύκλωμα πομπού και τις λεπτομέρειες λειτουργίας του.
Πομπός γραμμής ισχύος
Το απλό κύκλωμα πομπού φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα.
Το κύκλωμα πομπού PLC περιλαμβάνει ένα στάδιο ταλαντωτή χρησιμοποιώντας τρανζίστορ T5 / T6, συντονισμένο στα 150 kHz. Αυτή η συχνότητα ταλαντωτή ανάβει μέσω ενός μονοσταθούς πολλαπλού δονητή που χτίζεται γύρω από το Τ4 τρανζίστορ BC557.
Αυτό το monostable μπορεί να ενεργοποιηθεί χρησιμοποιώντας το διακόπτη ON / OFF S1. Αυτή η συχνότητα 150 kHz στη συνέχεια εγχέεται στην καλωδίωση δικτύου μέσω του μετασχηματιστή T1 που φαίνεται κάτω δεξιά.
Τώρα λοιπόν, η συχνότητα των 150 kHz κινείται πάνω από τη συχνότητα των 50 Hz ή 60 z, η οποία μπορεί να ληφθεί από μια μονάδα δέκτη PLC σε συνδυασμό με την ίδια καλωδίωση σε μια απομακρυσμένη τοποθεσία ή σε άλλο δωμάτιο.
Δέκτης PLC
Η ακόλουθη εικόνα απεικονίζει το κύκλωμα δέκτη επικοινωνίας γραμμής ισχύος
Ο δέκτης διαμορφώνεται γύρω από έναν ενισχυτή δύο σταδίων χρησιμοποιώντας τρανζίστορ T7 / T8, ένα κύκλωμα ανορθωτή που χρησιμοποιεί δύο διόδους 1N4148, το οποίο έχει σταθερά αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα.
Η χρονική καθυστέρηση βοηθά στην ακύρωση παλμών στιγμιαίας παρέμβασης. Η συχνότητα των 150 kHz εξάγεται μέσω ενός συνδεδεμένου μετασχηματιστή Τ2 και μετά από κατάλληλα στάδια φιλτραρίσματος, ο ενισχυτής ανιχνεύει και αποκρίνεται στη συχνότητα των 150 kHz και αρχίζει να ταλαντεύεται με τον ίδιο ρυθμό.
Το στάδιο ανορθωτή χρησιμοποιώντας τα δύο 1N4148 και τον επόμενο πυκνωτή φίλτρου 10 uF σταθεροποιεί τη συχνότητα σε ένα σταθερό DC για εναλλαγή στο επόμενο τρανζίστορ οδηγού ρελέ.
Το στάδιο οδήγησης ρελέ ενεργοποιεί το ρελέ και το συνδεδεμένο φορτίο και παραμένει ΟΝ όσο ο διακόπτης πομπού S1 παραμένει ενεργοποιημένος και το αντίστροφο.
Σε περίπτωση που ο γείτονάς σας μπορεί να έχει επίσης ένα παρόμοιο σύστημα εγκατεστημένο στο σπίτι του, τότε για να αποφύγετε διασταυρούμενες παρεμβολές, ίσως θελήσετε να προσαρμόσετε την ευαισθησία του δέκτη σε μια χαμηλότερη δυνατή ρύθμιση, η οποία μπορεί να είναι αρκετή για να λειτουργεί με το δικό σας σύστημα. Αυτή η ευαισθησία μπορεί να τροποποιηθεί με την προεπιλογή 1 k.
Οι μετασχηματιστές σύζευξης που χρησιμοποιούνται για την έγχυση και την εξαγωγή της συχνότητας 150 kHz κατά μήκος της καλωδίωσης δικτύου είναι χτισμένος σε πυρήνα δοχείου διαμέτρου 20 mm. Η περιέλιξη «b» που είναι προς την καλωδίωση δικτύου έχει 20 στροφές χρησιμοποιώντας 31 SWG σμάλτο χάλκινο σύρμα και η πλευρά «a» που προς την πλευρά του κυκλώματος έχει 40 στροφές χρησιμοποιώντας το ίδιο καλώδιο.
Ο παραπάνω σχεδιασμός χρησιμοποιεί ένα απλό κύκλωμα που μπορεί να αλλάξει με κάποια κοντινή συχνότητα, όπως 140 kHz ή 155 kHz, κάτι που μπορεί να μην φαίνεται πολύ επιθυμητό. Για την επίτευξη ακρίβειας σημείου ακρόασης με την απόκριση συχνότητας, έτσι ώστε η μονάδα να ανταποκρίνεται ακριβώς στα συγκεκριμένα σήματα πομπού, μπορεί να απαιτείται IC που βασίζεται σε PLL όπως εξηγείται παρακάτω.
Κύκλωμα PLC χρησιμοποιώντας IC LM567
Η ιδέα δημοσιεύτηκε στο δελτίο δεδομένων του IC LM567 ως ένα από τα κυκλώματα εφαρμογής, μεταξύ των πολλών άλλων εξαιρετικών.
Σχηματικό δέκτη
ο Το IC LM 567 είναι στην πραγματικότητα ένας εξειδικευμένος αποκωδικοποιητής τόνου χρησιμοποιώντας την τεχνολογία PLL που επιτρέπει στη συσκευή να ανιχνεύει και να αποκρίνεται μόνο σε μια συγκεκριμένη συχνότητα όπως καθορίζεται από εξωτερικές τιμές δικτύου RC και να απορρίπτει όλες τις άλλες άσχετες συχνότητες στο φάσμα.
Το προτεινόμενο κύκλωμα τηλεχειριστηρίου που χρησιμοποιεί επικοινωνία γραμμής ισχύος μπορεί να δει στο παραπάνω διάγραμμα, οι λεπτομέρειες λειτουργίας του κυκλώματος μπορούν να μαθευτούν από τα ακόλουθα σημεία:
Πως δουλεύει
Τα R1 και C1 είναι τα εξωτερικά εξαρτήματα RC που αποφασίζουν τη συχνότητα ανίχνευσης της συσκευής και ο πείρος # 3 γίνεται ο αισθητήρας pinout του IC.
Δηλαδή, ο ακροδέκτης # 3 θα ανιχνεύσει και θα αναγνωρίσει μόνο τη συγκεκριμένη συχνότητα που έχει ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας το δίκτυο R1 / C1. Για παράδειγμα, εάν οι τιμές R1, C1 έχουν επιλεγεί για εκχώρηση συχνότητας 100kHz, ο πείρος # 3 θα επιλέξει μόνο αυτήν τη συχνότητα για να ενεργοποιήσει την έξοδο και θα αγνοήσει όλα όσα μπορεί να είναι διαφορετικά από αυτό το εύρος.
Η παραπάνω δυνατότητα επιτρέπει στο IC να ξεχωρίζει τη συγκεκριμένη συχνότητα από την υπέρθεση συχνότητα AC 50 ή 60 Hz και να ενεργοποιεί την έξοδο μόνο σε απάντηση σε αυτήν την προκαθορισμένη συχνότητα.
Στο σχήμα μπορούμε να δούμε έναν μικρό μετασχηματιστή απομόνωσης που περιλαμβάνεται για την απομόνωση του ηλεκτρονικού κυκλώματος από το θανατηφόρο ρεύμα.
Η κύρια χαμηλή συχνότητα εναλλασσόμενου ρεύματος ενεργεί όπως η συχνότητα φορέα, πάνω από την οποία η υψηλή συχνότητα ενεργοποίησης οδηγεί για να φτάσει στον επιδιωκόμενο προορισμό κατά μήκος της γραμμής μεταφοράς.
Στον παραπάνω σχεδιασμό δέκτη, το IC έχει αντιστοιχιστεί να ανταποκρίνεται σε συχνότητα 100kHz η οποία υποτίθεται ότι πρέπει να εγχυθεί στην κεντρική γραμμή από μια κοντινή τοποθεσία που θα μπορούσε να είναι ένα παρακείμενο δωμάτιο ή χώρος.
Η συχνότητα των 100kHz θα μπορούσε να εγχυθεί μέσω οποιουδήποτε κυκλώματος ταλαντωτή όπως ένα κύκλωμα IC 555 ή IC 4047 ή άλλο κύκλωμα IC LM567 εγκατεστημένο ως μονάδα πομπού.
Σε περίπτωση που ένα σήμα εγχέεται στο δίκτυο από μια σχετική θέση, το κύκλωμα δέκτη που φαίνεται παραπάνω ανιχνεύει τη συγκεκριμένη συχνότητα στη συνδεδεμένη γραμμή τροφοδοσίας δικτύου και ανταποκρίνεται σε αυτό παράγοντας μια χαμηλή λογική στον πείρο # 8.
Ο πείρος # 8 συνδέεται με το a 4017 κύκλωμα flip flop εναλλάσσει το ρελέ εξόδου και το φορτίο ON ή OFF ανάλογα με την προηγούμενη κατάσταση του ρελέ.
Το στάδιο του πομπού
Ο πομπός που υποτίθεται ότι εισάγει τα 100kHz ή την επιθυμητή συχνότητα ενεργοποίησης στη γραμμή ισχύος μπορεί να κατασκευαστεί ιδανικά χρησιμοποιώντας κύκλωμα ταλαντωτή οδηγού μισής γέφυρας όπως φαίνεται παρακάτω:
Σχηματικός πομπός
Η είσοδος 12V στο κύκλωμα πρέπει να αλλάξει μέσω μιας διάταξης μπουτόν έτσι ώστε το κύκλωμα να ενεργοποιείται μόνο όταν απαιτείται προκειμένου να ενεργοποιηθεί η προβλεπόμενη συσκευή μέσω της γραμμής τροφοδοσίας.
Το στοιχείο RC στον ακροδέκτη 2/3 του IC δεν υπολογίζεται για παραγωγή 100kHz. Ο ακόλουθος τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της σωστής συχνότητας ταλαντωτή:
f = 1 / 1,453 × Rt x Ct
Το Ct είναι στο Farads, το Rt στο Ohms. και f σε Hz
Εναλλακτικά το ίδιο μπορεί να αξιολογηθεί χρησιμοποιώντας έναν μετρητή συχνότητας και με κάποιο πειραματισμό.
Αυτό είναι ένα μη δοκιμασμένο κύκλωμα σχεδιασμένο σύμφωνα με τις προτάσεις που παρουσιάζονται στο φύλλο δεδομένων του IC LM567 .
Προηγούμενο: Κύκλωμα πλήρους δείκτη κυπέλλου για άτομα με προβλήματα όρασης Επόμενο: Εξερευνήθηκαν απλά κυκλώματα φορτιστή μπαταρίας Ni-Cd
