Met het voorgestelde circuit kunt u een apparaat op netstroom op afstand bedienen in alle kamers van uw huis via communicatie op het elektriciteitsnet of een PLC-concept.
In de PLC-technologie wordt een elektronisch circuit dat werkt als een zender aangesloten op het lichtnet (220 V of 120 V) een modulerend hoogfrequent datasignaal geïnjecteerd in de 50 Hz of 60 Hz wisselstroomfrequentie. Een ander circuit dat werkt als een ontvanger en is gekoppeld over dezelfde AC-netbedrading, maar op een andere locatie deze gemoduleerde signalen detecteert via het lichtnet en de gegevens decodeert of demoduleert voor de gespecificeerde eindresultaten.
Stel je een apparaat voor dat in het stopcontact van je gang kan worden gestoken, en met de knop bedient je een ander apparaat op netstroom in de aangrenzende kamer of in je keuken. Dit klinkt geweldig, ja, dit is een oud concept waarmee de gebruiker tussen kamers kan communiceren met behulp van de bestaande lichtnetbedrading van het huis, via een gekoppelde zender / ontvanger.
In dit artikel bespreken we een aantal eenvoudige afstandsbedieningscircuits op basis van power line communicatie (PLC), die kunnen worden gebruikt voor het besturen van apparaten in kamers via een aangesloten zender / ontvangerpaar.
Het eerste ontwerp hieronder is gebouwd met gewone elektronische onderdelen zoals transistors, weerstanden, condensatoren, diodes enz. Laten we eerst leren over het zendercircuit en de operationele details ervan.
Power Line Communication Transmitter
Het eenvoudige zendcircuit is te zien in het volgende diagram.
Het PLC-zendcircuit bevat een oscillatortrap die gebruikmaakt van transistors T5 / T6, afgestemd op 150 kHz. Deze oscillatorfrequentie wordt ingeschakeld via een monostabiele multivibrator die is gebouwd rond T4-transistor BC557.
Deze monostabiel kan worden geactiveerd met de AAN / UIT-schakelaar S1. Deze frequentie van 150 kHz wordt dan via de rechtsonder getoonde transformator T1 in de netbedrading geïnjecteerd.
Dus nu rijdt de 150 kHz-frequentie over de 50 Hz of 60 z-frequentie van het lichtnet, die kan worden opgevangen door een PLC-ontvangereenheid die is gekoppeld met dezelfde bedrading op een verre locatie of in een andere kamer.
PLC-ontvanger
De volgende afbeelding toont het ontvangercircuit van de stroomlijncommunicatie
De ontvanger is geconfigureerd rond een tweetraps versterker met transistors T7 / T8, een gelijkrichterschakeling met twee 1N4148 diodes, die een vrij lange tijdconstante heeft.
De tijdvertraging helpt om tijdelijke interferentiepulsen uit te schakelen. De 150 kHz-frequentie wordt geëxtraheerd via een aangesloten transformator T2, en na geschikte filtertrappen detecteert de versterker de 150 kHz-frequentie, reageert deze en begint met dezelfde snelheid te oscilleren.
De gelijkrichtertrap met behulp van de twee 1N4148 en de daaropvolgende 10 uF filtercondensator stabiliseert de frequentie in een stabiele DC voor het inschakelen van de volgende relaisaanstuurtransistor.
De relaisaanstuurtrap schakelt het relais en de aangesloten belasting AAN, en blijft AAN zolang de zenderschakelaar S1 AAN blijft, en vice versa.
In het geval dat uw buurman misschien ook een soortgelijk systeem in zijn huis heeft geïnstalleerd, kunt u om kruisinterferentie te voorkomen de gevoeligheid van de ontvanger op een laagst mogelijke instelling instellen, wat misschien net genoeg is om met uw eigen systeem te werken. Deze gevoeligheid kan worden aangepast met de 1 k-preset.
De koppelingstransformatoren die worden gebruikt voor het injecteren en extraheren van de 150 kHz-frequentie over de netbedrading, zijn opgebouwd uit een potkern met een diameter van 20 mm. De wikkeling 'b' die naar de netbedrading is gericht, heeft 20 windingen met 31 SWG supergeëmailleerde koperdraad, en de zijde 'a' die naar de circuitzijde 40 windingen heeft met dezelfde draad.
Het bovenstaande ontwerp maakt gebruik van een eenvoudig circuit dat misschien kan worden omgeschakeld met een nabijgelegen frequentie, zoals 140 kHz of 155 kHz, wat misschien niet erg wenselijk lijkt. Voor het bereiken van een zeer nauwkeurige frequentie met de frequentierespons, zodat de eenheid precies reageert op de specifieke zendersignalen, kan een op PLL gebaseerde IC vereist zijn, zoals hieronder wordt uitgelegd.
PLC-circuit met behulp van IC LM567
Het idee is gepubliceerd in de datasheet van het IC LM567 als een van de applicatiecircuits, naast de vele andere uitstekende.
Ontvangerschema
De IC LM 567 is eigenlijk een gespecialiseerde toondecoder met behulp van PLL-technologie waarmee het apparaat alleen een specifieke frequentie kan detecteren en erop kan reageren, zoals bepaald door externe RC-netwerkwaarden, en alle andere irrelevante frequenties in het spectrum kan negeren.
Het voorgestelde afstandsbedieningscircuit dat gebruikmaakt van stroomlijncommunicatie kan worden gezien in het bovenstaande diagram, de functioneringsdetails van het circuit kunnen worden geleerd van de volgende punten:
Hoe het werkt
R1 en C1 zijn de externe RC-componenten die de detectiefrequentie van het apparaat bepalen, en pin # 3 wordt de detectie-pinout van de IC.
Dit betekent dat pin # 3 alleen die specifieke frequentie detecteert en bevestigt die is ingesteld met behulp van het R1 / C1-netwerk. Als bijvoorbeeld de R1, C1-waarden zijn geselecteerd om een 100 kHz-frequentie toe te wijzen, kiest pin # 3 alleen deze frequentie om de uitvoer te activeren en negeert alles wat anders kan zijn in dit bereik.
Het bovenstaande kenmerk stelt de IC in staat om de specifieke frequentie te onderscheiden van de gesuperponeerde AC 50 of 60 Hz frequentie en de output alleen te triggeren in reactie op deze vooraf bepaalde ingestelde frequentie.
In de figuur zien we een kleine scheidingstransformator die wordt meegeleverd om het elektronische circuit te isoleren van de dodelijke netstroom.
De lage AC-frequentie van het lichtnet werkt als de draaggolffrequentie, waarover de triggerende hoge frequentie rijdt om de beoogde bestemming over de transmissielijn te bereiken.
In het bovenstaande ontvangerontwerp is de IC toegewezen om te reageren op een frequentie van 100 kHz die verondersteld wordt te worden geïnjecteerd in het lichtnet vanaf een nabijgelegen locatie die een aangrenzende kamer of pand zou kunnen zijn.
De 100 kHz-frequentie kan worden geïnjecteerd via elk oscillatorcircuit, zoals een IC 555 of IC 4047-circuit of een ander IC LM567-circuit dat is geïnstalleerd als de zendereenheid.
In het geval dat een signaal vanaf een relevante locatie in het lichtnet wordt geïnjecteerd, detecteert het hierboven getoonde ontvangercircuit de specifieke frequentie in de aangesloten lichtnetlijn en reageert daarop door een lage logica te produceren over zijn pin # 8.
De pin # 8 is verbonden met de a 4017 flip-flop-schakeling schakelt het uitgangsrelais en de belasting AAN of UIT, afhankelijk van de vorige situatie van het relais.
De zenderfase
De zender die de 100kHz of de gewenste activeringsfrequentie in de voedingslijn moet injecteren, kan idealiter worden gebouwd met behulp van een halve brug driver oscillator circuit zoals hieronder weergegeven:
Zender schema
De 12V-ingang naar het circuit moet worden geschakeld via een drukknop, zodat het circuit alleen wordt geactiveerd wanneer dat nodig is om het beoogde apparaat via de voedingskabel in te schakelen.
De RC-component op pin 2/3 van de IC wordt niet berekend voor het genereren van 100 kHz.De volgende formule kan worden gebruikt om de juiste oscillatorfrequentie te bepalen:
f = 1 / 1.453 × Rt x Ct
Ct is in Farads, Rt is in Ohms. en f in Hz
Als alternatief kan hetzelfde worden geëvalueerd met behulp van een frequentiemeter en met wat experimenteren.
Dit is een niet-getest circuit dat is ontworpen volgens de suggesties in het gegevensblad van de IC LM567
Vorig: Cup vol indicatorcircuit voor visueel uitgedaagd Volgende: Eenvoudige Ni-Cd-batterijladercircuits onderzocht
