Điều khiển từ xa bằng Giao tiếp đường dây điện chính

Mạch được đề xuất sẽ cho phép bạn điều khiển từ xa một thiết bị được vận hành bằng nguồn điện xoay chiều qua các phòng trong nhà của bạn thông qua giao tiếp đường dây điện chính hoặc khái niệm PLC.

Trong công nghệ PLC, một mạch điện tử hoạt động như một máy phát được cắm vào dây nguồn (220 V hoặc 120 V) đưa tín hiệu dữ liệu tần số cao điều biến vào tần số AC của nguồn điện 50 Hz hoặc 60 Hz. Một mạch khác hoạt động giống như một bộ thu và được ghép nối qua cùng một dây nguồn AC nhưng ở một số vị trí khác sẽ phát hiện tín hiệu đã được điều chế này qua dây nguồn và giải mã hoặc giải điều chế dữ liệu cho các kết quả cuối được chỉ định.

Hãy tưởng tượng một thiết bị có thể được cắm vào ổ cắm điện chính của phòng hội trường của bạn và việc bật nút của nó sẽ điều khiển một thiết bị hoạt động bằng nguồn điện khác trong phòng liền kề hoặc trong nhà bếp của bạn. Điều này nghe có vẻ tuyệt vời đúng không, vâng, đây là một khái niệm cũ cho phép người dùng giao tiếp giữa các phòng bằng cách sử dụng hệ thống dây điện chính hiện có của ngôi nhà, thông qua một bộ phát / nhận kết hợp.

Trong bài viết này, chúng tôi thảo luận về một số mạch điều khiển từ xa dựa trên giao tiếp đường dây điện (PLC) đơn giản, có thể được sử dụng để điều khiển các thiết bị giữa các phòng thông qua một cặp máy phát / máy thu được cắm vào.

Thiết kế đầu tiên dưới đây được xây dựng bằng cách sử dụng các bộ phận điện tử thông thường như bóng bán dẫn, điện trở, tụ điện, điốt, v.v. Đầu tiên chúng ta hãy tìm hiểu về mạch phát và các chi tiết hoạt động của nó.

Máy phát giao tiếp đường dây điện

Mạch phát đơn giản có thể được chứng kiến ​​trong sơ đồ sau.

Mạch phát PLC bao gồm một tầng dao động sử dụng bóng bán dẫn T5 / T6, được điều chỉnh ở tần số 150 kHz. Tần số dao động này được BẬT thông qua một bộ đa vi mạch đơn ổn được xây dựng xung quanh bóng bán dẫn T4 BC557.

Có thể kích hoạt monostable này bằng công tắc BẬT / TẮT S1. Tần số 150 kHz này sau đó được đưa vào hệ thống dây điện lưới qua máy biến áp T1 được hiển thị ở phía dưới bên phải.

Vì vậy, bây giờ, tần số 150 kHz chạy trên tần số nguồn điện lưới 50 Hz hoặc 60 z, có thể được thu bởi bộ thu PLC kết hợp với cùng một hệ thống dây điện ở một vị trí xa hoặc trong một phòng khác.

Bộ thu PLC

Hình ảnh sau đây mô tả mạch thu giao tiếp đường dây điện

Máy thu được cấu hình xung quanh một bộ khuếch đại sân khấu hai sử dụng bóng bán dẫn T7 / T8, một mạch chỉnh lưu sử dụng hai điốt 1N4148, có thời gian không đổi khá dài.

Thời gian trễ giúp loại bỏ các xung nhiễu tạm thời. Tần số 150 kHz được trích xuất thông qua một máy biến áp T2 đi kèm, và sau các giai đoạn lọc phù hợp, bộ khuếch đại phát hiện và đáp ứng với tần số 150 kHz và bắt đầu dao động ở cùng tốc độ.

Giai đoạn chỉnh lưu sử dụng hai tụ lọc 1N4148 và 10 uF tiếp theo ổn định tần số thành DC ổn định để bật tắt bóng bán dẫn trình điều khiển rơle tiếp theo.

Giai đoạn trình điều khiển rơle sẽ BẬT rơle và tải được kết nối, và vẫn BẬT miễn là công tắc máy phát S1 vẫn được BẬT và ngược lại.

Trong trường hợp hàng xóm của bạn cũng có thể lắp đặt một hệ thống tương tự trong nhà của họ, thì để tránh nhiễu chéo, bạn có thể muốn điều chỉnh độ nhạy của bộ thu xuống mức cài đặt thấp nhất có thể, có thể vừa đủ để hoạt động với hệ thống của riêng bạn. Độ nhạy này có thể được điều chỉnh với cài đặt trước 1 k.

Các máy biến áp khớp nối được sử dụng để tiêm và trích xuất tần số 150 kHz qua hệ thống dây điện lưới được chế tạo trên lõi nồi có đường kính 20 mm. Dây quấn 'b' hướng tới dây nguồn có 20 vòng sử dụng dây đồng tráng men siêu bền 31 SWG và vòng 'a' hướng về phía mạch có 40 vòng sử dụng cùng một dây.

Thiết kế trên sử dụng một mạch đơn giản có thể được chuyển đổi với một số tần số gần đó như 140 kHz hoặc 155 kHz, điều này có vẻ không được mong muốn cho lắm. Để đạt được độ chính xác điểm chân với đáp tuyến tần số, để thiết bị phản hồi chính xác với các tín hiệu máy phát cụ thể, có thể cần một vi mạch dựa trên PLL như được giải thích bên dưới.

Mạch PLC sử dụng IC LM567

Ý tưởng đã được xuất bản trong biểu dữ liệu của IC LM567 là một trong những mạch ứng dụng, trong số nhiều mạch nổi bật khác.

Sơ đồ máy thu

Các IC LM 567 thực chất là một bộ giải mã âm sắc chuyên dụng sử dụng công nghệ PLL cho phép thiết bị chỉ phát hiện và phản hồi với một tần số cụ thể được xác định bởi các giá trị mạng RC bên ngoài và loại bỏ tất cả các tần số không liên quan khác trong phổ.

Mạch điều khiển từ xa được đề xuất sử dụng giao tiếp đường dây điện có thể được chứng kiến ​​trong sơ đồ trên, chi tiết hoạt động của mạch có thể được học từ các điểm sau:

Làm thế nào nó hoạt động

R1 và C1 là các thành phần RC bên ngoài quyết định tần số cảm biến của thiết bị và chân số 3 trở thành sơ đồ chân cảm biến của vi mạch.

Có nghĩa là, chân số 3 sẽ chỉ phát hiện và xác nhận tần số cụ thể được đặt bằng mạng R1 / C1. Ví dụ: nếu các giá trị R1, C1 được chọn để gán tần số 100kHz, chân số 3 sẽ chỉ chọn tần số này để kích hoạt đầu ra của nó và bỏ qua tất cả những gì có thể khác với dải này.

Tính năng trên cho phép IC tách ra tần số cụ thể từ tần số AC 50 hoặc 60 Hz chồng lên nhau và chỉ kích hoạt đầu ra theo tần số đặt trước này.

Trong hình, chúng ta có thể thấy một biến áp cách ly nhỏ được bao gồm để cách ly mạch điện tử khỏi dòng điện chết người.

Tần số AC thấp của nguồn điện hoạt động giống như tần số sóng mang, qua đó tần số cao sẽ kích hoạt các chuyến đi tới điểm đến đã định trên đường truyền.

Trong thiết kế bộ thu ở trên, vi mạch được chỉ định để đáp ứng với tần số 100kHz được cho là được đưa vào đường dây điện lưới từ một vị trí gần đó có thể là một phòng hoặc cơ sở liền kề.

Tần số 100kHz có thể được đưa vào bất kỳ mạch dao động nào như IC 555 hoặc mạch IC 4047 hoặc một mạch IC LM567 khác được cài đặt làm bộ phát.

Trong trường hợp khi một tín hiệu được đưa vào nguồn điện từ một vị trí có liên quan, mạch thu được hiển thị ở trên sẽ phát hiện tần số cụ thể trong đường dây nguồn chính đi kèm và phản hồi lại tần số đó bằng cách tạo ra mức logic thấp trên chân số 8 của nó.

Chân số 8 được kết nối với Mạch lật 4017 bật tắt rơ le đầu ra và BẬT hoặc TẮT tải tùy thuộc vào tình huống trước đó của rơ le.

Giai đoạn máy phát

Máy phát được cho là đưa tần số 100kHz hoặc tần số kích hoạt mong muốn vào đường dây điện có thể được chế tạo lý tưởng bằng cách sử dụng mạch dao động điều khiển nửa cầu như hình bên dưới:

Sơ đồ máy phát

Đầu vào 12V của mạch phải được chuyển đổi thông qua bố trí nút nhấn để mạch chỉ được kích hoạt khi được yêu cầu để bật thiết bị dự kiến ​​thông qua đường dây điện.

Thành phần RC tại chân2 / 3 của IC không được tính toán để tạo ra 100kHz, Công thức sau có thể được sử dụng để xác định tần số dao động phù hợp:

f = 1 / 1,453 × Rt x Ct

Ct tính bằng Farads, Rt tính bằng Ohms. và f tính bằng Hz
Ngoài ra, điều tương tự có thể được đánh giá bằng cách sử dụng máy đo tần số và với một số thử nghiệm.

Đây là một mạch chưa được kiểm tra được thiết kế theo các đề xuất được trình bày trong biểu dữ liệu của IC LM567 .