Controle remoto usando comunicação da linha de alimentação principal

Controle remoto usando comunicação da linha de alimentação principal

O circuito proposto permitirá que você controle remotamente um aparelho operado por corrente alternada em todos os cômodos de sua casa por meio da comunicação da rede elétrica ou do conceito PLC.



Na tecnologia PLC, um circuito eletrônico que funciona como um transmissor é conectado à fiação da rede elétrica (220 V ou 120 V) e injeta um sinal de dados de alta frequência modulante na frequência CA da rede elétrica de 50 Hz ou 60 Hz. Outro circuito que atua como um receptor e acoplado na mesma fiação de alimentação CA, mas em algum outro local detecta esses sinais modulados por meio do fio de alimentação e decodifica ou demodula os dados para os resultados finais especificados.

Imagine um dispositivo que pode ser conectado à tomada da sala do corredor e alternar seu botão controla outro dispositivo operado pela rede elétrica na sala adjacente ou em sua cozinha. Isso parece incrível, sim, este é um conceito antigo que permite ao usuário se comunicar entre os cômodos usando a fiação elétrica existente na casa, através de unidades transmissoras / receptoras acopladas.





Neste artigo, discutimos alguns circuitos de controle remoto baseados em comunicação de linha de energia (PLC) simples, que podem ser usados ​​para controlar dispositivos em salas por meio de um par de transmissor / receptor conectado.

O primeiro projeto abaixo é construído usando peças eletrônicas comuns, como transistores, resistores, capacitores, diodos, etc. Vamos primeiro aprender sobre o circuito do transmissor e seus detalhes operacionais.



Transmissor de comunicação de linha de força

O circuito transmissor simples pode ser testemunhado no diagrama a seguir.

O circuito do transmissor PLC inclui um estágio oscilador usando transistores T5 / T6, sintonizados a 150 kHz. Esta frequência do oscilador é ligada através de um multivibrador monoestável construído em torno do transistor T4 BC557.

Este monoestável pode ser disparado usando o interruptor ON / OFF S1. Esta frequência de 150 kHz é então injetada na fiação da rede elétrica através do transformador T1 mostrado no canto inferior direito.

Agora, a frequência de 150 kHz passa pela rede de 50 Hz ou frequência de 60 z, que pode ser captada por uma unidade receptora PLC acoplada à mesma fiação em um local distante ou em outra sala.

Receptor PLC

A imagem a seguir descreve o circuito receptor de comunicação da linha de energia

O receptor é configurado em torno de um amplificador de dois estágios usando transistores T7 / T8, um circuito retificador usando dois diodos 1N4148, que tem uma constante de tempo bastante longa.

O atraso de tempo ajuda a cancelar pulsos de interferência momentâneos. A frequência de 150 kHz é extraída por meio de um transformador T2 conectado e, após estágios de filtragem adequados, o amplificador detecta e responde à frequência de 150 kHz e começa a oscilar na mesma taxa.

O estágio do retificador usando os dois 1N4148 e o capacitor de filtro subsequente de 10 uF estabiliza a frequência em uma CC estável para ligar o próximo transistor driver do relé.

O estágio do driver do relé LIGA o relé e a carga conectada e permanece LIGADO enquanto a chave do transmissor S1 permanecer LIGADA e vice-versa.

Caso seu vizinho também tenha um sistema semelhante instalado em sua casa, para evitar interferência cruzada, você pode ajustar a sensibilidade do receptor para uma configuração mais baixa possível, que pode ser apenas o suficiente para trabalhar com seu próprio sistema. Esta sensibilidade pode ser ajustada com a predefinição 1 k.

Os transformadores de acoplamento que são usados ​​para injetar e extrair a frequência de 150 kHz através da fiação da rede elétrica são construídos em núcleo de potenciômetro de 20 mm de diâmetro. O enrolamento 'b' que está voltado para a fiação da rede tem 20 voltas usando fio de cobre superesmaltado 31 SWG, e o lado 'a' que está voltado para o lado do circuito tem 40 voltas usando o mesmo fio.

O projeto acima usa um circuito simples que talvez possa ser alternado com alguma frequência próxima, como 140 kHz ou 155 kHz, o que pode não parecer muito desejável. Para alcançar uma precisão de ponto de pino com a resposta de frequência, de modo que a unidade responda precisamente aos sinais específicos do transmissor, um IC baseado em PLL pode ser necessário conforme explicado abaixo.

Circuito PLC usando IC LM567

A ideia foi publicada no datasheet do IC LM567 como um dos circuitos de aplicação, entre tantos outros de destaque.

Esquema do receptor

O IC LM 567 é na verdade um decodificador de tom especializado usando a tecnologia PLL que permite que o dispositivo detecte e responda apenas a uma frequência específica, conforme determinado pelos valores de uma rede RC externa, e rejeite todas as outras frequências irrelevantes no espectro.

Circuito transmissor de comunicação de linha de força

O circuito de controle remoto proposto usando comunicação de linha de energia pode ser testemunhado no diagrama acima, os detalhes de funcionamento do circuito podem ser aprendidos a partir dos seguintes pontos:

Como funciona

R1 e C1 são os componentes externos RC que decidem a frequência de detecção do dispositivo, e o pino nº 3 torna-se a pinagem de detecção do IC.

Ou seja, o pino nº 3 detectará e reconhecerá apenas aquela frequência particular que é definida usando a rede R1 / C1. Por exemplo, se os valores R1, C1 são selecionados para atribuir uma frequência de 100kHz, o pino # 3 escolherá apenas esta frequência para ativar sua saída e ignorar tudo o que possa ser diferente para esta faixa.

O recurso acima permite que o IC selecione a frequência específica da frequência AC 50 ou 60 Hz sobreposta e acione a saída apenas em resposta a esta frequência definida predeterminada.

Na figura podemos ver um pequeno transformador de isolamento que é incluído para isolar o circuito eletrônico da corrente letal da rede elétrica.

A baixa frequência CA da rede atua como a frequência da portadora, sobre a qual a alta frequência de acionamento viaja para chegar ao destino pretendido através da linha de transmissão.

No projeto do receptor acima, o IC é designado para responder a uma frequência de 100 kHz que deve ser injetada na linha de alimentação de um local próximo, que pode ser uma sala ou local adjacente.

A frequência de 100 kHz pode ser injetada através de qualquer circuito oscilador, como um IC 555 ou circuito IC 4047 ou outro circuito IC LM567 instalado como unidade transmissora.

Em um evento quando um sinal é injetado na rede de um local relevante, o circuito receptor mostrado acima detecta a frequência específica na linha de alimentação da rede conectada e responde a ela produzindo uma lógica baixa em seu pino # 8.

O pino # 8 sendo conectado com um Circuito de flip-flop 4017 alterna o relé de saída e a carga entre LIGADO ou DESLIGADO, dependendo da situação anterior do relé.

O estágio do transmissor

O transmissor que deve injetar 100 kHz ou a frequência de disparo desejada na linha de alimentação pode ser idealmente construído usando um circuito oscilador do driver de meia ponte como mostrado abaixo:

Esquemático do transmissor

Circuito receptor de comunicação de linha de energia

A entrada de 12 V para o circuito deve ser comutada por meio de um arranjo de botão de pressão para que o circuito seja acionado apenas quando necessário para ligar o aparelho pretendido por meio da linha de alimentação.

O componente RC no pino 2/3 do IC não é calculado para gerar 100 kHz. A seguinte fórmula pode ser usada para determinar a frequência correta do oscilador:

f = 1 / 1,453 × Rt x Ct

Ct está em Farads, Rt está em Ohms. e f em Hz
Alternativamente, o mesmo pode ser avaliado usando um frequencímetro e com alguma experimentação.

Este é um circuito não testado projetado de acordo com as sugestões apresentadas na ficha técnica do IC LM567 .




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