Fjärrkontroll med nätströmskommunikation

Den föreslagna kretsen gör det möjligt för dig att fjärrstyra en nätströmsdriven apparat över ditt hems rum via kommunikation via nätet eller PLC-koncept.

I PLC-teknik är en elektronisk krets som fungerar som en sändare inkopplad i nätkabeln (220 V eller 120 V) som injicerar en modulerande högfrekvent datasignal i nätfrekvensen 50 Hz eller 60 Hz. En annan krets som fungerar som en mottagare och kopplad över samma växelströmsledning men på någon annan plats detekterar dessa modulerade signaler via nätsladden och avkodar eller demodulerar data för de angivna slutresultaten.

Föreställ dig en enhet som kan anslutas till ditt hallrums eluttag, och genom att trycka på dess knapp kontrolleras en annan nätdriven gadget i det angränsande rummet eller i ditt kök. Det låter fantastiskt rätt, ja det här är ett gammalt koncept som gör det möjligt för användaren att kommunicera över rum med hjälp av befintliga nätkablar i huset, via en kopplad sändare / mottagarenhet.

I den här artikeln diskuterar vi ett par enkla PLC-baserade fjärrkontrollkretsar, som kan användas för att styra enheter över rum genom ett inkopplat sändar- / mottagarpar.

Den första designen nedan är byggd med vanliga elektroniska delar såsom transistorer, motstånd, kondensator, dioder etc. Låt oss först lära oss om sändarkretsen och dess operativa detaljer.

Sändare för kraftledningskommunikation

Den enkla sändarkretsen kan ses i följande diagram.

PLC-sändarkretsen inkluderar ett oscillatorsteg med transistorerna T5 / T6, inställda vid 150 kHz. Denna oscillatorfrekvens slås PÅ genom en monostabil multivibrator byggd runt T4-transistorn BC557.

Denna monostabile kan utlösas med ON / OFF-omkopplaren S1. Denna 150 kHz-frekvens injiceras sedan i nätkabeln genom transformatorn T1 som visas längst ner till höger.

Så nu rider 150 kHz-frekvensen över 50 Hz eller 60 z-frekvensen, som kan plockas upp av en PLC-mottagarenhet i kombination med samma ledningar på en avlägsen plats eller i ett annat rum.

PLC-mottagare

Följande bild visar strömlinjekommunikationsmottagarkretsen

Mottagaren är konfigurerad kring en tvåstegsförstärkare med hjälp av transistorer T7 / T8, en likriktarkrets med två 1N4148-dioder, som har en ganska lång tidskonstant.

Tidsfördröjningen hjälper till att avbryta momentana störningspulser. 150 kHz-frekvensen extraheras genom en ansluten transformator T2, och efter lämpliga filtreringssteg upptäcker och svarar förstärkaren på 150 kHz-frekvensen och börjar oscilleras med samma hastighet.

Likriktarsteget som använder de två 1N4148 och den efterföljande 10 uF-filterkondensatorn stabiliserar frekvensen till en stabil likström för att växla PÅ nästa relädrivtransistor.

Reläförarsteget slår PÅ reläet och den anslutna belastningen och förblir PÅ så länge sändarbrytaren S1 förblir påslagen, och vice versa.

Om din granne också har ett liknande system installerat i sitt hus, kan du för att undvika korsstörningar justera mottagarens känslighet till en lägsta möjliga inställning, vilket kan vara tillräckligt för att arbeta med ditt eget system. Denna känslighet kan justeras med 1 k förinställning.

Kopplingstransformatorerna som används för insprutning och extrahering av 150 kHz-frekvensen över elnätet är uppbyggda med en kärna med en diameter på 20 mm. Lindningen 'b' som är riktad mot elnätet har 20 varv med 31 SWG super emaljerad koppartråd, och sidan 'a' som mot kretssidan har 40 varv med samma ledning.

Ovanstående design använder en enkel krets som kanske kan växlas med någon närliggande frekvens som 140 kHz eller 155 kHz, vilket kanske inte verkar särskilt önskvärt. För att uppnå en punktnoggrannhet med frekvenssvaret, så att enheten svarar exakt på de specifika sändarsignalerna, kan en PLL-baserad IC krävas såsom förklaras nedan.

PLC-krets med IC LM567

Idén publicerades i databladet för IC LM567 som en av applikationskretsarna, bland de många andra utestående.

Mottagarschemat

De IC LM 567 är faktiskt en specialiserad tonavkodare använder PLL-teknik som gör det möjligt för enheten att detektera och svara endast på en specifik frekvens som bestäms av externa RC-nätverksvärden, och avvisa alla andra irrelevanta frekvenser i spektrumet.

Den föreslagna fjärrkontrollkretsen som använder kraftledningskommunikation kan bevittnas i ovanstående diagram, detaljerna i kretsfunktionen kan läras från följande punkter:

Hur det fungerar

R1 och Cl är de externa RC-komponenterna som bestämmer avkänningsfrekvensen för anordningen och stift nr 3 blir avkänningsavstängningen för IC.

Det betyder att stift nr 3 detekterar och bekräftar endast den specifika frekvensen som ställs in med hjälp av R1 / C1-nätverket. Till exempel om R1-, C1-värdena är valda för att tilldela en 100 kHz-frekvens, kommer stift # 3 bara att välja den här frekvensen för att aktivera dess utgång och ignorera allt som kan skilja sig åt detta område.

Ovanstående funktion gör det möjligt för IC att särskilja den specifika frekvensen från den överlagrade AC 50- eller 60 Hz-frekvensen och utlösa utgången endast som svar på denna förutbestämda inställda frekvens.

I figuren kan vi se en liten isolationstransformator som ingår för att isolera den elektroniska kretsen från den dödliga nätströmmen.

Strömförsörjningens låga växelströmsfrekvens fungerar som bärvågsfrekvensen, över vilken den utlösande högfrekvensen rider för att nå den avsedda destinationen över överföringslinjen.

I ovanstående mottagarkonstruktion tilldelas IC: n att svara på en 100 kHz-frekvens som ska injiceras i nätledningen från en närliggande plats som kan vara ett intilliggande rum eller en lokal.

100 kHz-frekvensen kan injiceras genom vilken oscillatorkrets som helst som en IC 555- eller IC 4047-krets eller någon annan IC LM567-krets som är installerad som sändarenhet.

I en händelse när en signal injiceras i elnätet från en relevant plats, detekterar mottagarkretsen ovan den specifika frekvensen i den anslutna nätströmsledningen och svarar på den genom att producera en låg logik över dess stift # 8.

Stift nr 8 är anslutet till a 4017 flip-flop-krets växlar utgångsreläet och belastningen PÅ eller AV beroende på reläets tidigare situation.

Sändarstadiet

Sändaren som ska injicera 100 kHz eller önskad utlösningsfrekvens i kraftledningen kan idealiskt byggas med en halvbroförare oscillatorkrets enligt nedanstående:

Sändarschemat

12V-ingången till kretsen måste bytas genom ett tryckknappsarrangemang så att kretsen endast utlöses när det behövs för att slå på den avsedda apparaten via kraftledningen.

RC-komponenten vid pin2 / 3 i IC beräknas inte för att generera 100kHz, följande formel kan användas för att bestämma rätt oscillatorfrekvens:

f = 1 / 1,453 × Rt x Ct

Ct är i Farads, Rt är i Ohms. och f i Hz
Alternativt kan detsamma utvärderas med hjälp av en frekvensmätare och med lite experiment.

Detta är en oprövad krets utformad enligt förslagen som presenteras i databladet för IC LM567 .