主電力線通信を使用したリモートコントロール

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提案された回路により、主電源ライン通信またはPLCコンセプトを介して、自宅の部屋全体で主電源AC操作アプライアンスをリモート制御できます。

PLCテクノロジーでは、送信機として機能する電子回路が主電源配線(220Vまたは120V)に接続され、変調高周波データ信号を50Hzまたは60Hzの主電源AC周波数に注入します。受信機のように機能し、同じAC主線を介して結合されているが、他の場所にある別の回路は、主線を介してこの変調信号を検出し、指定された最終結果のデータをデコードまたは復調します。



ホールルームのメインソケットに差し込むことができるデバイスを想像してみてください。そのボタンを切り替えると、隣接する部屋またはキッチンにある別のメイン操作ガジェットが制御されます。これは驚くべきことのように聞こえます。そうです、これはユーザーが家の既存の主電源配線を使用して、結合された送信機/受信機ユニットを介して部屋間で通信できるようにする古い概念です。

この記事では、プラグインされた送信機/受信機のペアを介して部屋全体のデバイスを制御するために使用できる、いくつかの単純な電力線通信(PLC)ベースのリモート制御回路について説明します。



以下の最初の設計は、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、ダイオードなどの通常の電子部品を使用して構築されています。最初に、送信回路とその動作の詳細について学習しましょう。

電力線通信送信機

簡単な送信回路は次の図で見ることができます。

PLC送信機回路には、150kHzで調整されたトランジスタT5 / T6を使用した発振器ステージが含まれています。この発振器周波数は、T4トランジスタBC557を中心に構築された単安定マルチバイブレータを介してオンに切り替えられます。

この単安定は、ON / OFFスイッチS1を使用してトリガーできます。次に、この150 kHzの周波数は、右下に示されている変圧器T1を介して主配線に注入されます。

そのため、現在、150kHzの周波数はメインの50Hzまたは60zの周波数を超えています。これは、離れた場所または別の部屋にある同じ配線と結合されたPLCレシーバーユニットによってピックアップできます。

PLCレシーバー

次の画像は、電力線通信受信回路を示しています

受信機は、トランジスタT7 / T8を使用した2段増幅器、2つの1N4148ダイオードを使用した整流回路を中心に構成されており、時定数は非常に長くなっています。

時間遅延は、瞬間的な干渉パルスをキャンセルするのに役立ちます。 150 kHzの周波数は、接続されたトランスT2を介して抽出され、適切なフィルタリングステージの後、アンプは150 kHzの周波数を検出して応答し、同じレートで発振を開始します。

2つの1N4148とそれに続く10uFフィルターコンデンサーを使用する整流器ステージは、次のリレードライバートランジスターをオンに切り替えるために周波数を安定したDCに安定させます。

リレードライバステージは、リレーと接続された負荷をオンにし、送信機スイッチS1がオンのままである限りオンのままであり、その逆も同様です。

隣人も同様のシステムを家に設置している可能性がある場合は、相互干渉を避けるために、受信機の感度を可能な限り低い設定に調整することをお勧めします。これは、自分のシステムで動作するのに十分な場合があります。この感度は、1kプリセットで調整できます。

主配線に150kHzの周波数を注入および抽出するために使用されるカップリングトランスは、直径20mmのポットコア上に構築されています。主配線に向かう巻線「b」は、31 SWGスーパーエナメル銅線を使用して20ターンあり、回路側に向かう側「a」は、同じワイヤを使用して40ターンです。

上記の設計では、140kHzや155kHzなどの近くの周波数で切り替えられる可能性のある単純な回路を使用していますが、これはあまり望ましくないように思われる場合があります。周波数応答でピンポイントの精度を達成し、ユニットが特定の送信機信号に正確に応答するようにするには、以下で説明するように、PLLベースのICが必要になる場合があります。

ICLM567を使用したPLC回路

アイデアはのデータシートに掲載されました IC LM567 他の多くの優れたものの中で、アプリケーション回路の1つとして。

レシーバー回路図

ザ・ IC LM567は実際には特殊なトーンデコーダーです デバイスが外部RCネットワーク値によって決定された特定の周波数のみを検出して応答し、スペクトル内の他のすべての無関係な周波数を拒否できるようにするPLLテクノロジーを使用します。

電力線通信送信機回路

電力線通信を使用して提案された遠隔制御回路は、上の図で見ることができ、回路機能の詳細は、以下の点から学ぶことができます。

使い方

R1とC1はデバイスの検出周波数を決定する外部RCコンポーネントであり、ピン#3はICの検出ピン配列になります。

つまり、ピン#3は、R1 / C1ネットワークを使用して設定された特定の周波数のみを検出して確認応答します。たとえば、R1、C1値が100kHz周波数を割り当てるように選択されている場合、ピン#3はこの周波数のみを選択して出力をアクティブにし、この範囲と異なる可能性のあるものをすべて無視します。

上記の機能により、ICは、重ね合わせたAC50または60Hz周波数から特定の周波数を選び出し、この所定の設定周波数に応答してのみ出力をトリガーすることができます。

この図では、電子回路を致命的な主電源電流から絶縁するために含まれている小さな絶縁トランスを見ることができます。

主電源の低AC周波数は、キャリア周波数のように機能します。キャリア周波数を超えると、トリガーとなる高周波数が伝送ラインを介して目的の宛先に到達します。

上記の受信機の設計では、ICは、隣接する部屋または構内である可能性がある近くの場所から幹線に注入されると想定される100kHzの周波数に応答するように割り当てられています。

100kHzの周波数は、IC 555、IC 4047回路、または送信機ユニットとして取り付けられた別のICLM567回路などの任意の発振回路を介して注入できます。

信号が関連する場所から主電源に注入されると、上記の受信回路は、接続された主電源ラインの特定の周波数を検出し、ピン#8の両端にローロジックを生成することでそれに応答します。

に接続されているピン#8 4017フリップフロップ回路 リレーの以前の状況に応じて、出力リレーと負荷のオンまたはオフを切り替えます。

送信機ステージ

100kHzまたは希望のトリガー周波数を電力線に注入することになっている送信機は、理想的には、 ハーフブリッジドライバ発振回路 以下に示すように:

送信機の回路図

電力線通信受信回路

回路への12V入力は、電源ラインを介して目的のアプライアンスのスイッチをオンにするために必要な場合にのみ回路がトリガーされるように、押しボタン配置を介して切り替える必要があります。

ICのピン2/3のRC成分は、100kHzを生成するために計算されていません。次の式を使用して、適切な発振器周波数を決定できます。

f = 1/1.453×RtxCt

Ctはファラッドにあり、Rtはオームにあります。およびf(Hz)
あるいは、周波数計を使用して、いくつかの実験を行って同じことを評価することもできます。

これは、ICLM567のデータシートに示されている提案に従って設計されたテストされていない回路です。




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