Дистанционное управление с использованием связи по сети электропитания

Предлагаемая схема позволит вам дистанционно управлять электроприбором, работающим от сети переменного тока, в разных комнатах вашего дома через сетевую линию электропередачи или концепцию ПЛК.

В технологии ПЛК электронная схема, которая работает как передатчик, подключается к сетевой проводке (220 В или 120 В), вводит модулирующий высокочастотный сигнал данных в частоту сети переменного тока 50 или 60 Гц. Другая схема, которая действует как приемник и подключена к той же проводке сети переменного тока, но в другом месте, обнаруживает эти модулированные сигналы через сетевой провод и декодирует или демодулирует данные для получения указанных конечных результатов.

Представьте себе устройство, которое можно подключить к розетке в вашей холле, и переключение его кнопки управляет другим устройством, работающим от сети, в соседней комнате или на вашей кухне. Это звучит потрясающе, верно, да, это старая концепция, которая позволяет пользователю общаться между комнатами, используя существующую проводку в доме, через соединенные блоки передатчика / приемника.

В этой статье мы обсудим пару схем дистанционного управления на основе простой линии электропередачи (PLC), которые могут использоваться для управления устройствами в разных комнатах через подключенную пару передатчик / приемник.

Первая конструкция, представленная ниже, построена с использованием обычных электронных компонентов, таких как транзисторы, резисторы, конденсатор, диоды и т. Д. Давайте сначала узнаем о схеме передатчика и ее рабочих деталях.

Передатчик связи по линии электропередачи

Простую схему передатчика можно увидеть на следующей схеме.

Схема передатчика ПЛК включает каскад генератора, использующий транзисторы T5 / T6, настроенные на частоту 150 кГц. Эта частота генератора включается с помощью моностабильного мультивибратора, построенного на транзисторе BC557 T4.

Это моностабильное устройство может быть запущено с помощью переключателя ВКЛ / ВЫКЛ S1. Эта частота 150 кГц затем вводится в сетевую проводку через трансформатор T1, показанный внизу справа.

Итак, теперь частота 150 кГц переходит в частоту сети 50 Гц или 60 Гц, которую может уловить блок приемника ПЛК, подключенный к той же проводке в удаленном месте или в другой комнате.

Приемник ПЛК

На следующем рисунке изображена схема приемника связи по линии электропередачи.

Приемник сконфигурирован вокруг двухкаскадного усилителя на транзисторах T7 / T8, выпрямительной схемы на двух диодах 1N4148, которая имеет довольно большую постоянную времени.

Временная задержка помогает нейтрализовать мгновенные импульсы помех. Частота 150 кГц извлекается через подключенный трансформатор T2, и после соответствующих этапов фильтрации усилитель обнаруживает частоту 150 кГц и реагирует на нее и начинает колебаться с той же скоростью.

Выпрямительный каскад, в котором используются два конденсатора 1N4148 и последующий конденсатор фильтра 10 мкФ, стабилизирует частоту до стабильного постоянного тока для включения следующего транзистора драйвера реле.

Каскад драйвера реле включает реле и подключенную нагрузку и остается включенным, пока переключатель S1 передатчика остается включенным, и наоборот.

Если у вашего соседа может быть аналогичная система, установленная в их доме, то, чтобы избежать перекрестных помех, вы можете настроить чувствительность приемника до минимально возможного значения, которого может быть достаточно для работы с вашей собственной системой. Эту чувствительность можно настроить с помощью предустановки 1 k.

Трансформаторы связи, которые используются для ввода и вывода частоты 150 кГц в сетевой проводке, построены на сердечнике электролизера диаметром 20 мм. Обмотка «b», которая направлена ​​к сетевой проводке, имеет 20 витков с использованием 31 суперэмалированного медного провода SWG, а сторона «a», которая направлена ​​к стороне схемы, имеет 40 витков с использованием того же провода.

В приведенной выше схеме используется простая схема, которая, возможно, может переключаться на соседнюю частоту, например 140 кГц или 155 кГц, что может показаться не очень желательным. Для достижения максимальной точности частотной характеристики, чтобы устройство точно реагировало на определенные сигналы передатчика, может потребоваться ИС на основе ФАПЧ, как описано ниже.

Схема ПЛК с использованием микросхемы LM567

Идея была опубликована в даташите IC LM567 как одна из прикладных схем среди многих других выдающихся схем.

Схема приемника

В IC LM 567 на самом деле является специализированным декодером тонов. с использованием технологии PLL, которая позволяет устройству обнаруживать и реагировать только на определенную частоту, определяемую значениями внешней RC-сети, и отклонять все другие несущественные частоты в спектре.

Предлагаемая схема дистанционного управления с использованием связи по линии электропередачи может быть представлена ​​на приведенной выше схеме, детали функционирования схемы можно узнать из следующих пунктов:

Как это устроено

R1 и C1 - это внешние RC-компоненты, которые определяют частоту срабатывания устройства, а контакт №3 становится контактным выводом датчика IC.

Это означает, что контакт № 3 обнаружит и подтвердит только ту конкретную частоту, которая установлена ​​с помощью сети R1 / C1. Например, если значения R1, C1 выбраны для назначения частоты 100 кГц, контакт № 3 выберет только эту частоту для активации своего выхода и проигнорирует все, что может отличаться от этого диапазона.

Вышеупомянутая функция позволяет ИС выделять конкретную частоту из наложенной частоты переменного тока 50 или 60 Гц и запускать выход только в ответ на эту заранее заданную установленную частоту.

На рисунке мы можем видеть небольшой изолирующий трансформатор, который включен для изоляции электронной схемы от опасного сетевого тока.

Низкая частота переменного тока в сети действует как несущая частота, по которой запускающая высокая частота движется, чтобы достичь намеченного пункта назначения по линии передачи.

В вышеупомянутой конструкции приемника IC предназначена для ответа на частоту 100 кГц, которая должна быть введена в магистраль из близлежащего места, которое может быть соседней комнатой или помещением.

Частота 100 кГц может вводиться через любую схему генератора, такую ​​как схему IC 555, или схему IC 4047, или другую схему IC LM567, установленную в качестве передающего устройства.

В случае, когда сигнал вводится в сеть из соответствующего места, схема приемника, показанная выше, определяет конкретную частоту в подключенной линии питания сети и реагирует на нее, создавая низкий логический уровень на своем контакте № 8.

Контакт # 8, подключенный к a 4017 триггерная схема переключает выходное реле и нагрузку на ВКЛ или ВЫКЛ в зависимости от предыдущего состояния реле.

Этап передатчика

Передатчик, который должен вводить 100 кГц или желаемую частоту запуска в линию питания, может быть идеально построен с использованием схема генератора полумостового драйвера как показано ниже:

Схема передатчика

Вход 12 В в цепь должен переключаться с помощью кнопки, чтобы цепь срабатывала только тогда, когда это необходимо для включения предполагаемого устройства через линию электропередачи.

Компонент RC на выводе 2/3 микросхемы не рассчитан для генерации 100 кГц. Для определения правильной частоты генератора можно использовать следующую формулу:

f = 1 / 1.453 × Rt x Ct

Ct находится в фарадах, Rt - в омах. и f в Гц
В качестве альтернативы то же самое можно оценить с помощью частотомера и поэкспериментировать.

Это непроверенная схема, разработанная в соответствии с предложениями, представленными в таблице данных IC LM567. .