Домашняя телемеханика по сети 220 в.

Управление нагрузкой по сети 220 Вольт

Домашняя телемеханика по сети 220 В.

ПРОСТОЕ УПРАВЛЕНИЕ НАГРУЗКОЙ

ПО СЕТИ 220 В

(передача данных по электросетям, PLC)

            Описание устройства

            В последнее время наблюдается всплеск интереса к средствам передачи данных по линиям электропитания. В частности по отдельным фазам сети 380/220 Вольт с глухозаземлённой нейтралью.

Высказываются порой необоснованно оптимистичные мнения: дескать, достаточно поставить передатчик (условно) в одной стороне здания, помещения, и в любой другой стороне мы сможем принимать переданную информацию.

            Доходит порой до абсурда. Пытаются передавать таким образом информацию, например, с датчиков дыма, огня и т.п., забывая о том, что подобные системы безопасности должны иметь повышенную надёжность, быть автономными, и уж ни в коем случае не зависеть от электропроводки, которая сама зачастую становится причиной пожара.

            Вариантом разумного применения данной технологии передачи, может служить система централизованного управления освещением в зданиях. Подобные устройства реализуются на базе микроконтроллеров, что позволяет программно разрешить вопросы, связанные с протоколом передачи данных, проверкой качества связи, адресацией устройств и т.п.

            Однако в быту может появиться совсем примитивная задача: включение/выключение одной нагрузки без разрыва питающей линии. Для этого, а также для начальных экспериментов, связанных с передачей данных, служит описываемое устройство.

            Передатчик состоит из колебательного контура L1, C1, C2 настроенного на частоту около 50 кГц.

            Периодический пробой динистора VS1 приводит к тому, что в течение каждой половины периода питающего напряжения, в контуре возникает серия затухающих колебаний на резонансной частоте:

            На ту же частоту настроен контур приёмника C1, C2, L1. Напряжение, снимаемое с катушки контура, выпрямляется диодом VD1 и сглаживается конденсатором фильтра С5:

            Оптосимистор VS1 имеет довольно большой ток включения (более 5 мА), поэтому для его питания собран отдельный источник на конденсаторе С3 и диоде VD2.

            Работа устройства очевидна: при включенном приёмнике симистор VS2 откроется только тогда, когда на конденсаторе C5 окажется напряжение, достаточное для открывания транзистора VT1 – 0,7 В и более. Емкость конденсатора C5 выбрана достаточно большой, что приводит к включению нагрузки примерно через 200 мс после включения передатчика. Такое решение улучшает помехозащищённость.

            Детали, конструкция, налаживание

            Номиналы деталей сведены в две таблицы:

                        – передатчик:            

C1, C2  0.15 мкФ х 250 В
L1      100 мкГн (9 витков на кольце М2000НМ 20х6х4) 
R1       330
R2  360
R3      1 МОм
VS1     DB3
VS2     BT137-600

                        – приёмник:

C1, C2  0.15 мкФ х 250 В
C3      0.47 мкФ х 400 В
C4, C5  470 мкФ х 16 В
L1      100 мкГн (9 витков на кольце М2000НМ 20х6х4)
R1, R3  300
R2      100
R4       30 кОм
R5 330
R6      360
VD1     FR154
VD2 1N4007
VS1     MOC3083
VS2     BT137-600
VT1     КТ3102

            Конструктивных особенностей описываемое устройство не имеет. Детали передатчика удобно разместить в корпусе готового выключателя, приёмника – в розетке. Монтаж может быть выполнен любым удобным способом, вплоть до навесного монтажа. Катушки L1 передатчика и приёмника одинаковые, намотаны обычным монтажным проводом, сечением 0,35 мм. кв.

Если нагрузка имеет мощность более 200 Вт, то симистор приёмника VS2 необходимо установить на радиатор. При наличии индуктивной составляющей нагрузки, параллельно указанному симистору целесообразно включить варистор, либо демпфирующую цепочку из последовательно соединённых резистора 39 Ом и конденсатора 0,01 мкФ х 400 В.

Мощность всех резисторов не менее 0,25 Вт.

            Следует помнить, что устройства питаются непосредственно от сети 220 В, поэтому перед включением следует тщательно проверить монтаж на соответствие принципиальной схеме. Рабочее место должно быть удобным и хорошо освещено. Не допускается близкое расположение заземлённых металлических предметов. Любые изменения в схеме производятся только после отключения от сети.

            Правильно собранное из исправных деталей устройство в налаживании не нуждается. Необходимо только:

                        а) проконтролировать наличие колебаний передатчика. Для этого достаточно пропустить отрезок монтажного провода сквозь сердечник L1, и подключить к нему щупы осциллографа. Форма колебаний показана на осциллограммах выше, вертикальный масштаб 1 В/дел;

                        б) при выключенном передатчике проверить постоянное напряжение на конденсаторе С4 приёмника. Оно должно быть в пределах 10…15 В.

            Использование, ограничения

            Собственно работа устройства проста: приёмник и передатчик должны быть подключены к одной фазе; включение передатчика приведёт к включению нагрузки. Однако на практике окажется, что сигнал от передатчика распространяется не везде. Ниже для ясности разбирается этот общий момент. На рисунке показана типовая упрощённая однолинейная схема электроснабжения.

            Изменение условной толщины линий отражает реальное положение дел: чем дальше мы находимся от силового трансформатора, тем меньше сечение отходящих от РП кабелей.

Профессиональным электрикам известен такой параметр, как сопротивление петли фаза-ноль. Данная величина необходима для расчёта тока короткого замыкания в некоторой точке.

В грамотно выполненной схеме электроснабжения должно выполняться следующее правило:

Z(А) >> Z(B)

т.е. сопротивление в точке B должно быть значительно меньше сопротивления в точке А.

            Применительно к системе передачи информации по сетям электроснабжения это означает практическую невозможность приёма сигнала в точке В, если передатчик находится в точке А. Рассмотрим более простой случай – разводка питания в подъезде многоквартирного дома:

            Здесь Z1 – сопротивление линии до подъездной шины питания включительно, Z2 – сопротивление квартирной проводки. Передатчик Tx расположен в соседней квартире, относительно приёмника Rx.

Возникает вопрос: каково будет ослабление сигнала на входе приёмника? Для оценки этой величины идеализируем ситуацию: примем, что внутреннее сопротивление передатчика равно нулю, входное сопротивление приёмника бесконечно большое.

            Тогда схема представляет собой простейший делитель напряжения, ослабление сигнала зависит от соотношения сопротивлений Z1 и Z2.

Даже если Z1 всего в 2 раза меньше Z2, то амплитуда сигнала уменьшится в 3 раза.

Учитывая, что реальная разница сопротивлений Z1 и Z2 значительно больше, а внутреннее сопротивление относительно маломощного передатчика довольно большое, то разница эта будет существенно большей.

            Интересно, что данную модель можно применить не только к распространению сигнала между квартирами, но и внутри одной квартиры, если имеется секционирование проводки! Действительно, при установке на вводе в квартиру щитка с автоматическими выключателями и радиальной схемой электроснабжения, будет наблюдаться указанная ситуация. Если монтаж проводки выполнен грамотно, сопротивление Z1 можно “продлить” с подъездной шины питания  до квартирного щитка. В результате, сигнал от передатчика, включённого, скажем, в комнатную розетку, значительно ослабнет при переходе на кухонную розетку, при условии питания розеток отдельными линиями.

            Исправить ситуацию можно двумя путями: увеличением чувствительности приёмника и увеличением мощности передатчика. У первого способа есть принципиальное ограничение.

Поскольку в реальной сети присутствуют помехи, то как только полезный сигнал окажется ниже уровня помехи, усиливать будет уже нечего.

Увеличение мощности передатчика более перспективно, но и здесь приходится столкнуться с рядом ограничений:

                        – увеличение мощности передатчика потребует применения мощного источника питания, что не всегда возможно по конструктивным соображениям;

                        – высокий уровень сигнала может, в свою очередь, оказаться помехой для других систем передачи данных и привести к полной неработоспособности последних.

            Становится очевидно, что вместо панацеи избавления от “лишних” кабелей мы имеем лишь частное скромное средство, которое при грамотном применении может принести определённую пользу. Типовая схема включения передатчика и приёмника показана ниже:

            Собственное затухание кабеля обычно составляет несколько децибел на 100 м, поэтому расстояние между передатчиком и приёмником может быть достаточно большое. Точно предельное расстояние указать невозможно, поскольку оно зависит от конкретной обстановки.

            Для количественной оценки уровня сигнала, можно использовать приведённую схему приёмника, но без силовых элементов. Остаётся только колебательный контур; параллельно конденсатору C5 нужно подключить резистор около 10 кОм. Подключая такой приёмник в различных точках линии, и измеряя постоянное напряжение на конденсаторе С5, определяют уровень сигнала.

Источник: http://r-lab.narod.ru/Powsw.htm

Контроль наличия сети 220В на даче

Дача служит излюбленным местом отдыха многих наших соотечественников. Для многих она превратилась во второй дом, в котором принято решать дела хозяйственного назначения. На дачах делают осенние закрутки, принимают гостей во время семейных торжеств, занимаются цветоводством и мастерят радиоуправляемые модели.

Все это стало поводом для комплектации дачного дома отопительными системами и различной бытовой техникой. Для их работы необходим электрический ток, но так повелось, что дачные поселки отключают от сетей намного чаще, чем городские кварталы.

Отсутствие напряжения в обычной розетке может стать причиной серьезных неприятностей.

В городской квартире или в доме, расположенном в коттеджном поселке, практически всегда есть кто-то из домочадцев.

При выключении света они смогут изменить режим работы отопительного котла или перевести все на автономное питание. На даче осуществить контроль наличия сети 220В может только автоматика.

Существует немало решений на базе микроконтроллеров, 1-wire датчиков, но их функциональность уступает оборудованию с GSM-модулем. 

Как сделать розетку на даче умной?

Было бы не плохо, если бы дачная розетка проинформировала владельца об отключении питания в сети. Это бы позволило быстрее разобраться в причине сбоя, а при аварийной ситуации – принять конкретные меры по ее устранению. Сегодня стало возможным получить от розетки sms-сообщения о возникшей проблеме.

Для этого необходимо укомплектовать ее GSM модулем, который позволяет не только следить за состоянием сети, но и дает возможность управлять электропитанием с помощью команд, доставляемых все тем же sms-сообщением.

Такая умная розетка имеет компактные размеры и невысокую стоимость, а ее функциональность позволяет решать значительное число задач.

Важной особенностью подобного оборудования является простота эксплуатации. Умный гаджет напоминает обычный переходник, имеющий систему управления. Достаточно включить его в розетку и подключить электроприбор или другое бытовое оборудование.

Что умеет розетка с GSM-модулем?

Оповещение об отсутствие напряжения 220В в сети – не единственная функция розетки с gsm-модулем. Она может включать и выключать приборы, в том числе получая важную информацию от подключаемых датчиков. Это позволяет использовать ее для решения следующих задач:

  • включение и выключение отопительных электроприборов;
  • включение и отключение резервного электрогенератора;
  • управление котлом отопления;
  • включение холодильников, морозильных камер;
  • управление кондиционером.

Это позволяет не только снизить расход электроэнергии и повысить уровень комфорта, но и обеспечить высокий уровень пожарной безопасности. Аналогичным образом gsm-розетка может управлять кондиционером.

GSM-модуль позволяет управлять розеткой с помощью сотового телефона или смартфона из любой точки, где есть мобильная связь. Достаточно отправить смс-сообщение и заработавший котел отопления нагреет воздух в дачном домике, подготовив помещение к приему хозяев и их гостей. Управлять розеткой можно так же с помощью таймера.

Отключение питания 220В может стать причиной серьезной аварии или несанкционированного проникновения на дачу. Полученное тревожное сообщение позволит оперативно принять меры, не разрушая собственных планов на день.

Можно позвонить в дачное управление и убедиться, что электричество отключили для плановой проверки и все под контролем. Отключение света в конкретном доме может стать поводом для обращения в охранное агентство.

В любом случае умная розетка принесет немало пользы и поможет предотвратить серьезный ущерб.

Читайте также:  Автоматическое включение фар

Источник: http://telemetrica.ru/faq/kontrol-nalichiya-seti-220v-na-dache/

Дистанционное управление по сети переменного тока 220 В

Пытаясь повторить подобное устройство, я пришел к заключению: генератор передатчика по предлагаемой схеме плохо запускается. Приемник имеет малую чувствительность, схемы передатчика и приемника занимают много места с использованием звонковых трансформаторов.

Приемник и передатчик представляют собой отдельные блоки и должны располагаться в отдельных корпусах, изоляция которых должна соответствовать техническим условиям по безопасности. На основании вышеизложенного предлагаю свою разработку передатчика (рис.1) и приемника (рис.2).

Отсутствие трансформаторов в передатчике и приемнике позволяет сконструировать оба устройства на базе “вилок-двойников”, которые включаются в розетки сети 220 В. В приемнике необходимые контакты исполнительного реле выводят на отдельный разъем или проводами.

Гасящие резисторы R1, R2 в передатчике и R1, R2, R3 в приемнике необходимо расположить на отдельных платах, так как они нагреваются. В авторском варианте они располагаются внутри коробок “двойников”, вблизи штепсельных вилок при соответствующей доработке.

По всему периметру коробок должны быть просверлены отверстия Ж4,5 мм: на “коротких” сторонах по 2 отверстия, на “длинных” по 3 отверстия для теплоотвода. В эти коробки должны быть вмонтированы дополнительные лепестки для монтажа резисторов.

Схемы передатчика и приемника монтируют на отдельных платах и прикрепляют к корпусам “двойников”. На каждой плате необходимо предусмотреть по два прямоугольных островка из фольги (4 шт. на плату) для припаивания к ним уголков с гайками для закрепления устройств коробами из изоляционных материалов.

В авторском варианте короба изготовлены из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Заготовки коробов сложены внутрь фольгой и припаяны по углам.

При правильно выполненном монтаже устройства не требуют наладки. Для более точной настройки передатчика и приемника необходимо применить частомер, осциллограф и звуковой генератор. При этом частоту передатчика не “опускайте” ниже 80 кГц, так как гармоники на этих частотах дают помехи телевидению. В авторском варианте эти устройства работают на частотах 80-140 кГц.

Передатчик выдает сигнал довольно большой амплитуды, и даже не настроенный приемник “срабатывает” за десятки метров.

Настроенный приемник в резонанс частоты передатчика обладает большой чувствительностью и “чувствует” передатчик через несколько распределительных межэтажных щитов с другой “фазы”.

В то же время большая чувствительность приемника приводит к его срабатыванию от других источников помех, например, от электросварки. Для снижения чувствительности в приемнике необходимо уменьшить емкость конденсатора С1 до оптимальной, а в передатчике уменьшить емкость конденсатора С1 или уменьшить количество витков катушки L1 в секции 3-4.

Разделительный конденсатор С1 в приемнике и в передатчике типа КСО-2, КСО-5 на рабочее напряжение 500 В. Реле типа РЭС34.0501, РЭК43.1001 на 12-14 В и ток срабатывания 20 мА. Резисторы R1-R3 типа МЛТ-2. Контурная катушка L1 передатчика намотана на каркасе под броневой сердечник типа СБ диаметром 22 мм, высотой 17 мм проводом ПЭВ-2 0,2-0,25 мм и имеет 75+20+60 витков.

Катушка L1 приемника намотана на каркасе под броневой сердечник типа СБ диаметром 17 мм высотой 11 мм проводом ПЭВ-2 0,1-0,15 мм и имеет 100+100 витков.

При использовании нескольких устройств в одной сети необходимо частоты передатчика и приемника разнести на десятки килогерц, а чувствительность и избирательность приемников довести до оптимальных. Мощность передатчиков также следует довести до необходимой.

При наладке устройства необходимо проявить осторожность, так как схемы приемника и передатчика находятся под напряжением 220 В относительно “земли”. При соответствующей доработке данного устройства можно построить двустороннюю громкоговорящую связь, а также использовать устройство в качестве охранной сигнализации.

Данное устройство испытано в лаборатории “Радюаматора”, так как в нем используется опасное для жизни переменное напряжение 220 В.

Рекомендуем в схему приемника (рис.2) включить резистор R8 сопротивлением 10-12 к0м (на схеме выделен жирными линиями).

Источник: http://www.qrz.ru/schemes/contribute/household/distancionnoe_upravlenie_po_seti_peremennogo_toka_220_w.html

Сделай сам – Переговорное устройство по сети 220 В

Переговорное устройство по сети 220 В

При использовании в качестве устройства прослушивания (например помещений). Один из вариантов – подключается параллельно лампе освещения под потолком.

Принципиальная схема 1

Принципиальная схема 2

Для передачи используется частотная модуляция и несущая частота, равная 94 кГц. Устройство питается от сети. Излишек гасится конденсатором и пониженное напряжение выпрямляется диодным мостом. Далее оно фильтруется и ограничивается стабилитроном КС520 и используется для питания выходного каскада на VT1.

Напряжение , снимаемое со стабилитрона КС210 используется для питания остальной части устройства. НЧ сигнал с микрофона усиливается каскадом на VT2 и подается на управляемый напряжением генератор прямоугольных импульсов на DD1(ЧМ модулятор).

Начальную частоту генератора устанавливают, при отсутствии сигнала с микрофона, равной 94 кГц с помощью подстроечного резистора.

Далее сигнал с генератора подается на выходной каскад на VT1. В коллекторную цепь включен трансформатор, первичная обмотка которого настроена на частоту несущей. Сердечник трансформатора и обмотки изолируются фторопластом или чем-нибудь подобным. Трансформатор на Ш-железе работал очень хре..во!

Настройку проводят с использованием ИП в районе 27 вольт, подключаемого плюсом в точку А на схеме. Закоротив базу VT2, подстроечным резистором устанавливают частоту генератора равной 94 кГц.

Выходной каскад настраивают подбором конденсатора в коллекторной цепи по минимуму искажений синусоиды или , если нет осциллографа, по максимуму сигнала на вторичной обмотке трансформатора (НЕ ПОПАДИТЕ НА ВТОРУЮ ГАРМОНИКУ !).

ПРИЕМНИК

Изобретать что-либо было лень и поэтому был использован переделанный автомобильный УКВ радиоприемник. Первый гетеродин с кварцевой стабилизацией на 10,794(10,606)кГц. Кварц на 10800 уводил на 6 кГц ниже.

Стандартный пьезофильр с полосой пропускания 300 кГц (маленький такой с тремя ножками!:-) ) заменен на фильтр от р/ст “Лен” с полосой 15 кГц для подавления зеркального канала приема.Вместо фазосдвигающего контура у К174УР3 использовался кварц на частоту 10700 кГц ( девиация меньше ).

УВЧ не использовался, а сигнал на смеситель подавался через двухконтурный полосовой фильтр на частоту 94 кГц выполненный на кольцах с данными, аналогичными трансформатору передатчика.

На пробу были испытаны готовые катушки на эту частоту от армейских р/приемников р-155 (или р-873). Именно она использована в синтезаторах этих приемников в одном из колец ФАПЧ. Результаты были лучше (скорее всего из-за более высокой добротности).

Эта схема изначально была задумана для связи по радиосети. Именно поэтому несущая равна 94 кГц и расположена между частотами второй (78кГц) и третьей (120 кГц) программы.

Правда питание делалось отдельно, а выходной каскад передатчика нагружался на домотанную дополнительно обмотку стандартного трансформатора от абонентского радиоприемника. Число витков ну не помню сколько !.

Приемник подключался к имеющейся вторичной обмотке. Дальше желание изобретать и улучшать пропало.

Источник: http://sam.tibro.ru/shemshpion34.htm

Передача данных по сети 220 В: аналоговый front-end

Использование сети 220 В в качестве средства для передачи данных между двумя или несколькими устройствами давно будоражит умы разработчиков. Каких то 10-15 лет назад идея организации связи по бытовой электросети казалась шуткой и вызывала улыбку.

В наши дни передача данных по высоковольтной сети не вызывает удивления и имеет вполне хорошие шансы на коммерческий успех. Самое очевидное преимущество использования высоковольтных коммуникаций для передачи данных – отсутствие необходимости прокладывать кабель и осуществлять монтажные работы.

Для отечественных разработчиков наиболее перспективными областями применения данного вида связи являются системы удаленного сбора данных со счетчиков, охранные системы, системы типа «умный дом».

К сожалению, даже низкоскоростная передача данных по бытовой сети переменного тока пока не получила в нашей стране широкого распространения. Этому есть ряд причин – как низкое качество отечественных силовых коммуникаций, так и не слишком большая осведомленность рынка о модемах для этого типа передачи данных.

Заинтересовавшись темой разработки PLC-модемов, автор статьи потратил не одну неделю на поиск необходимой информации. При выборе решения, на основе которого можно было бы реализовать такой модем, особых сложностей не возникло. Практически сразу же были выбраны предложения от трех известных производителей микросхем – ON Semiconductor, STMicroelectronics и Texas Instruments.

При более глубоком изучении предлагаемой технической документации наибольшее число вопросов вызвала организация аналоговой части PLC-модема, тогда как по цифровой части в документации была вполне исчерпывающая информация.

Какие параметры должны быть у изолирующего трансформатора? Какие требования предъявляются к элементной базе, и какими должны быть характеристики фильтров? Предлагаемая статья открывает цикл публикаций на тему практической реализации PLC-модемов и посвящена построению их аналоговой части.

Типовая структурная схема PLC-модема (рисунок 1) состоит из четырех основных частей.

 

Рис. 1. Структурная схема PLC-модема 

 

Входная часть обеспечивает изоляцию, фильтрацию и усиление передаваемых и принимаемых аналоговых сигналов.

Сердцем PLC-модема является микросхема модема, трансивера или DSP, которая организует протокол передачи данных, а также отвечает за физическую реализацию передачи (формирование несущей частоты, модуляция, демодуляция, фильтрация и т.д.).

Для управления ИМС модема, как правило, необходим внешний контроллер, а для питания всей схемы используется источник питания, работающий от той же сети переменного тока, которая используется и для передачи данных.

ON Semiconductor AMIS-30585

Компания ON Semiconductor предлагает для организации передачи данных по силовым сетям специализированную микросхему модема AMIS-30585. Для передачи данных в AMIS-30585 используется S-FSK модуляция (разнос частот по умолчанию – 10 кГц), а несущая частота программируется в диапазоне 9…95 кГц. Максимальная скорость передачи 1200 бит/c.

Особенностью данной микросхемы является наличие встроенного микроконтроллера с ядром ARM7-TDMI, что обеспечивает внутрисхемную реализацию MAC-уровня. Эта особенность является основным преимуществом перед решениями других производителей.

Помимо данного модема, ONS предлегает pin-to-pin-совместимый модем AMIS-49587 со скоростью передачи данных до 2400 бит/с.

Входная часть модема на основе решений от ONS (рисунок 2) включает в себя: изолирующий трансформатор с разделительным конденсатором (по сути – пассивный ФВЧ), драйвер (усилитель мощности), приемный канал, изолятор на оптроне для получения синхронизирующего сигнала частотой 50 Гц и дополнительный канал для получения сигнала управления мощностью передатчика (обратная связь с передатчиком).

Рис. 2. Принципиальная схема входной части модема на основе AMIS-30585

Данная схема для модема на основе AMIS-30585 достаточно проста и не требует экзотической элементной базы, поэтому может быть модифицирована или использована в готовом виде в сочетании с любой другой ИМС модема. Это утверждение в целом справедливо и для всех иных схем, представленных в статье.

Передача данных от счетчиков посредством PLC-модемов наиболее распространена во Франции. По этой причине производством изолирующих трансформаторов для таких модемов занимаются нишевые французские и немецкие компании, а сами трансформаторы не слишком доступны. Из наиболее доступных рыночных вариантов были выбраны трансформаторы фирмы Vigortronix – VTX-111-010 и VTX-111-004.

Драйвер линии реализован на операционном усилителе OPA561 c высоким значением выходного тока (до ±1,2 A). Это связано с тем, что драйверу приходится работать на нагрузку порядка 5 Ом.

Выходной ток OPA561 в этой схеме ограничен 0,6 А с помощью резистора 10 кОм между четвертым выводом и минусом питания. Помимо функции раскачки линии, OPA561 также выполняет функцию ФНЧ.

Смоделированная АЧХ такого фильтра изображена на рисунке 3.

Читайте также:  Для чего нужен data-кабель?

Рис. 3. АЧХ передающей части

Поскольку выход ОУ отключается наличием на выводе E/S отрицательного напряжения питания, а выходная логика AMIS-30585 имеет уровни 0 и +3,3 В, для управления отключением выхода усилителя добавлена схема на транзисторах BC857 и BC847. Следует иметь в виду, что корпус данного ОУ имеет “Power Pad” для отвода тепла, который следует электрически соединить с минусом питания.

Приемник и канал управления мощностью передатчика схемотехнически повторяют друг друга и реализованы на сдвоенном ОУ NE5532. По сути это – ФВЧ, основная задача которого – подавить сигнал частотой 50 Гц. Такой фильтр позволяет получить ослабление до -90 дБ на частоте 50 Гц.

Выход приемного канала соединяется с входом интегрированного в AMIS-30585 операционного усилителя, на котором также реализуется ФВЧ с ослаблением порядка -80 дБ, что в сумме дает ослабление до -170 дБ на частоте 50 Гц. АЧХ фильтра на NE5532 приведена на рисунке 4.

Разумеется, с учетом пассивной фильтрации и входная, и выходная части являются более узкополосными.

Рис. 4. АЧХ приемной части

Для пакетной передачи данных AMIS-30585 требуется синхронизирующий сигнал, который несет в себе информацию о пересечении нуля сетевым напряжением частотой 50 Гц. Для этой цели добавлена схема на оптроне PC817С. Выходной сигнал этой схемы – импульсы частотой 50 Гц, амплитудой от 0 до напряжения VDD. Передний и задний фронты этих импульсов соответствуют пересечениям нуля сетевого напряжения.

На рисунке 5 изображена упрощенная схема включения AMIS-30585. Собственно, это минимум того, что необходимо для работы данной микросхемы. В зависимости от приложения, в котором используется PLC-модем, разработчику предстоит выбрать управляющий микроконтроллер. Более подробную информацию можно найти в технической документации на AMIS-30585.

Рис. 5. Упрощенная схема включения AMIS-30585

STMicroelectronics: ST7540

ST7540 – решение для PLC модема от STMicroelectronics. Отличительной особенностью этой микросхемы является наличие интегрированного усилителя мощности и двух линейных стабилизаторов напряжения на 5 и 3,3 В.

На этом решении могут остановиться и разработчики, которые уже имеют свой собственный протокол передачи данных по последовательному интерфейсу, например, при переходе от передачи данных по RS-485 к передаче тех же данных посредством PLC.

Входная часть модема на ST7540 показана на рисунке 6.

Рис. 6. Принципиальная схема входной части модема на основе ST7540

АЧХ активной части передатчика в целом похожа на АЧХ усилителя мощности для AMIS-30585 (полоса пропускания около 100 кГц, усиление в полосе 9 дБ) поэтому этот график не приводится. В документации на отладочный набор STMicroelectronics приводит более интересные характеристики (рисунок 7), а именно АЧХ приемной и передающей частей с учетом пассивной части (выделена красным на рисунке 6).

Рис. 7. АЧХ передающей и приемной частей

При реализации входной части PLC-модема возможно использование неизолированного решения (рисунок 8). В этом случае при сопряжении микросхемы модема с внешним устройством (микроконтроллер, микросхема интерфейса) следует применять цифровой изолятор интерфейсов, например, изолятор с емкостным барьером серии ISO7x от Texas Instruments.

Рис. 8. Неизолированная входная часть

Texas Instruments: C2000

Компания Texas Instruments в качестве коммуникационной микросхемы предлагает использовать цифровой сигнальный процессор (DSP) серии C2000 (рисунок 9).

Преимуществом данного решения является то, что выбор типа модуляции, обеспечение протокола передачи и кодирования данных полностью предоставлено разработчику.

Казалось бы, усложнение разработки не является преимуществом перед конкурентами, однако в этом случае у разработчика появляется возможность разработать свой собственный способ помехозащищенной передачи данных, что крайне важно в условиях реалий отечественных бытовых сетей.

В итоге, решение на основе DSP может оказаться единственным жизнеспособным в нашей стране. Что каcается финансовой стороны вопроса, то самый простой DSP серии Piccolo от Texas Instruments (которого вполне достаточно для выполнения описанных задач) стоит дешевле микросхемы PLC-модема.

Рис. 9. Структурная схема сопряжения DSP и аналоговой части

Собственно при разработке аналоговой части для этого решения можно опираться на описанные выше схемы. Однако, следует учитывать один важный момент – это предлагаемый способ формирования несущих частот с использованием TMS320F280x, который графически продемонстрирован на рисунке 10.

Рис. 10. Формирование несущей частоты в модеме на DSP от Texas Instruments

Очевидно, что от аналоговой передающей части в данном случае требуется просуммировать сигналы с выходов ШИМ и затем отфильтровать высшие гармоники спектра суммарного сигнала, чтобы получить необходимый гармонический сигнал.

Заключение

Несколько слов об отладочных средствах для описанных выше решений. ON Semiconductor предлагает отладочный набор AMIS49587EVK для микросхемы модема AMIS-49587, которая pin-to-pin-совместима с AMIS-30585.

Для отладки решения на основе ST7540 потребуются 2 платы: непосредственно плата с трансивером (EVALST7540-1) и коммуникационная плата (EVALCOMM) с микроконтроллером ST7 (ST72F651AR6), обеспечивающая связь с ПК через порты USB и RS-232.

Texas Instruments предлагает отладочный набор TMDSPLCKIT-V1. Отладочная плата состоит из источника питания, аналогового front-end'а и платы с установленным DSP. Все отладочные наборы содержат необходимое программное обеспечение для управления целевыми платами. Более подробная информация дается на официальных сайтах производителей.

Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=61222

Интернет через розетку по технологии PLC на основе электросети

Технология PLC (Power line communication) уже давно используется в электросети для высокоскоростного информационного обмена. Несмотря на то, что она довольно давно известна научному миру, некоторые пользователи до сих пор о ней не знают.

Данная технология посредством PowerLine-адаптеров дает возможность организовать локальную сеть при помощи электрической проводки.

Также можно предоставить доступ в сеть Интернет через розетку в доме для компьютеров, игровых и Android приставок, телевизоров Smart TV и других сетевых устройств.

В чем преимущество организации такой локальной сети и передачи Интернета по электрическим проводам, если можно создать беспроводную сеть используя Wi-Fi роутер? Рассмотрим несколько основных ситуаций, где использование PowerLine-адаптеров будет оптимальным решением.

Во-первых, при организации домашней локальной сети с предоставлением доступа устройствам в Интернет по беспроводной связи Wi-Fi, многие пользователи сталкиваются с тем, что телевизор, компьютер или другое устройство находится вне зоны уверенного приема Wi-Fi.

Например, это может произойти из-за неверно подобранного места для расположения Wi-Fi роутера.

Однако, исходящий радио сигнал от оптимально расположенного маршрутизатора, может столкнуться с физическими препятствиями в виде капитальных стен и перегородок, что в итоге приведет к слабому сигналу Wi-Fi для принимающего устройства.

Во-вторых, для комфортного просмотра фильмов высокой четкости на телевизоре или медиаплеере, нужно чтобы воспроизведение файлов было плавным без рывков и задержек. Для этого необходимо обеспечить устройству устойчивый канал передачи данных.

Новые беспроводные стандарты 802.11ac и 802.11ad хоть, и сделали шаг навстречу пользователям, но радиус действия Wi-Fi пока не решает проблемы с дистанцией.

Кроме этого, далеко не все устройства поддерживают упомянутые стандарты, но это скорее всего дело будущего.

Не мало известный факт, что скорость Wi-Fi зависит не только от одновременной загрузки сети задачами, но и от помех в радиоканале.

Особенно часто со взаимными помехами в радиоканале сталкиваются жители многоэтажных домов, где беспроводная сеть может пересекаться с Wi-Fi каналом соседей или такими бытовыми приборами, как микроволновая печь, если они работают на одной частоте 2.4 ГГц. Ранее я уже описывал, как выбрать менее загруженный канал для Wi-Fi сети.

Конечно, можно опрессовать витую пару и решить все эти проблемы с помощью проводов, так как затухание сигнала, помехоустойчивость и скорость передачи данных не сопоставимо с Wi-Fi.

Но многие дома для выхода в Интернет используют именно беспроводную сеть и не приемлют провода под ногами.

Поэтому, для многих будет идеальным решением купить Powerline PLC-адаптер и пустить Интернет по розетке в квартире.

Описание PLC-адаптера на примере TP-LINK TL-PA2010

Powerline-адаптеры дают возможность создать или расширить локальную сеть и предоставить доступ в глобальную сеть устройствам за счет уже проложенной электрической проводке в доме. Таким образом любую электрическую розетку в доме, вы можете использовать в качестве точки доступа к Интернету с совместным широкополосным доступом, коллективно использовать принтер и обмениваться файлами.

Обычно комплект поставки состоит из двух Powerline-адаптеров, двух патч-кордов и краткой инструкции. При необходимости вы можете расширить домашнюю сеть, купив адаптеры по отдельности. Сам PLC-адаптер представляет из себя небольшую коробочку внешне напоминающую блок питания, но вместо кабеля у него розетка стандарта RJ-45 для подключения кабеля LAN.

На передней панели адаптера расположена световая индикация из трех светодиодов.

Первый информирует о наличии питания, второй говорит о наличии связи для передачи данных по электрической сети, а третий сообщает об обмене информации между подключенными устройствами.

Под индикаторами находится кнопка, которая служит для установки связи между устройствами. После того, как произойдет коннект, данные будут передаваться в зашифрованном виде.

Если зажать кнопку на длительное время, то произойдет разрыв связи между устройствами и будет выполнена перезагрузка PLC-адаптера. Также с помощью этой кнопки можно подключить в локальную сеть дополнительные Powerline-адаптеры. Эти устройства обладают независимой памятью и, если вы решите воткнуть устройство в другую розетку, Вам не нужно будет устанавливать связь снова.

Настройка PLC-адаптера на примере модели от TP-LINK

Начну с того, что подключать PLC-адаптеры следует напрямую в розетку, минуя различные удлинители (сетевые фильтры) и источники бесперебойного питания. Если вы задействуете одно из упомянутых устройств, то скорость передачи данных, может сильно понизиться.

Итак, подключите один Powerline-адаптер к LAN порту роутера при помощи патч-корда и воткните его в розетку. Второй, адаптер свяжите патч-кордом с телевизором или компьютером и тоже вставьте его в розетку.

Как только произойдет подключение, то все эти устройства нужно связать между собой.

Для этого, достаточно нажать на адапторе подключенному к роутеру кнопку “Pair”, а потом в течении нескольких минут нажать одну единственную кнопку на втором адаптере.

После этого действия в течении нескольких секунд на адаптерах должны засветиться зеленым светом все три индикатора. Теперь можете смело с подключенного устройства войти в Интернет через электрическую проводку в доме. Если PLC-адаптер связан с компьютером, то при помощи специализированной утилиты, вы можете посмотреть текущую скорость соединения.

Если вы используете более двух адаптеров, то чтобы объединить их в одну сеть, каждый последовательно подключаемый адаптер, необходимо синхронизировать с первым, при этом не нужно вытаскивать его из сети.

Например, вы вставили в розетку PLC-адаптер и нажали “Pair”, а потом такие же действия выполнили на втором адаптере. Теперь следует вынуть из розетки второй и вставить третий адаптер и настроить PLC-сеть с первым. В такой же последовательности следует настраивать и остальные адаптеры.

Данная модель позволяет связать между собой не более восьми PLC-адаптеров.

При тестировании этой модели, скорость передачи информации достигала 170 Мбит/с. Эти маленькие коробочки позволяют получить высокоскоростной доступ в сеть Интернет и обеспечат высокое качество передачи потокового видео. Пока!

Источник: https://hobbyits.com/internet-cherez-rozetku-po-texnologii-plc-na-osnove-elektroseti/

Передача данных по сети 220/380 В

История вопроса

    В связи с бурным развитием домашней автоматики и удорожанием прокладки дополнительных линий связи, большой интерес вызывает передача данных между различными устройствами по существующим линиям 220-380В.

«Из розетки в розетку». Т.е. управляющее и управляемое устройство или устройства подключаются штатными сетевыми проводами к домашней электрической розетке и получают от нее питание и сигналы управления.

Читайте также:  Форматирование электродов аккумуляторов

 

    Так могут быть построены локальные сети между компьютерами, сети охранной и пожарной сигнализации, системы «умный дом» и т.д. Сложность организации таких сетей заключается в том, что изначально это не было предусмотрено, нет единых стандартов, сети сильно зашумлены, их параметры заметно меняются при изменении нагрузки.

Что и как происходит?

  При передаче данных по сетям 220/380В высокочастотный сигнал быстро затухает, т.к.

эти сети по определению не являются широкополосными, а предназначены для передачи переменного напряжения частотой 50 Гц.

Поэтому, для решения задач передачи данных, должны быть обеспечены электромагнитная совместимость и развязка  информационного сигнала от  сетевого напряжения 50 Гц и связанных с ним помех.

Какие существуют стандарты?

   Наиболее широко известными технологиями передачи данных по сетям 220/380В являются:

  Х10-наиболее старая технология (1978г) ориентирована на управление бытовыми приборами.

   Основные недостатки – это низкая скорость и малое адресное пространство, т.е. вы дистанционно включили свет у себя в доме, а включился еще и в соседском… По этой технологии передача данных осуществляется частотными посылками (120кГц) в момент перехода переменного напряжения 220В через ноль.  Двоичная единица – наличие частотной посылки, ноль – ее отсутствие.

  Для увеличения помехоустойчивости вводятся повторы, квитирование и т.д. Максимальная скорость передачи 60 бит/с (60 бод). Полная команда передается около 0.8с.   Контроллеры и оконечные устройства Х-10 приятно радуют невысокой ценой от 8$ за пассивный приемник, до 100$ за многофункциональное активное устройство.

Intellon CEBus (Intellon SSC)

  Этот протокол сделан компанией Intellon для  домашней сети CEBus.  Стандарт CEBus (EIA-600) дает возможность взаимодействия  приборов  домашней автоматики на основе различных сетей передачи: линий электропитания, радиоканалов, проводных каналов и др.

Используется технология шумоподобного сигнала, предусматривающая передачу каждого бита данных в полосе частот 100—400 кГц. Скорость передачи, как минимум, на порядок выше по сравнению с Х-10. Фирма Intellon реализует Power Line Evaluation Kit.

Комплект для проектирования и построения такой сети. Его стоимость — 245 долл.

 LonWorks

   Это  разработка американской корпорацией Echelon для распределенных сетей управления. Основа технологии LonWorks  протокол LonTalk обмена информацией.

Каждый узел сети  содержит микропроцессор, реализующий функции данного протокола.

LonTalk представляет собой семиуровневый коммуникационный протокол, позволяющий осуществлять надежную передачу данных через различные физические среды.

   Для среды каждого типа разработаны трансиверы, поддерживающие работу сети при различных длинах каналов, скоростях передачи и сетевых топологиях. Цена  LonWorks : 42 $ — за трансивер, от 2000 $ — за систему программирования.

   Adaptive Networks

 Выпускает ряд устройств, поддерживающих  передачу данных по любым видам электропроводки.  Эффективная скорость передачи  115 кбит/с .Ее отличительными особенностями являются исключительная надежность и адаптивность (вероятность ошибки  10-9 ), шумоподобный сигнал, возможность использования ПО для витой пары, очень высокая цена.

    DPL 1000

   Позволяет передавать данные по электросетям со скоростью до 1 Мбит/с, система передачи  разработана английской компанией NOR.WEB. DPL 1000 это  революция в  передаче данных по электрическим линиям.

  Технические подробности  реализации в доступных источниках  отсутствуют. В Европе пока тестируются пробные подключения по технологии  DPL 1000.

Если все пойдет удачно, то такая технология – это шанс для РФ сделать быстрый и доступный для ВСЕХ Интернет.

PLC( Power Line Communication)

  Это технология передачи данных по сетям 220/380 В, 6/10 кВ и коаксиальным сетям. Используется шумоподобный сигнал 1536 поднесущих в диапазоне от 2 до 34 мГц.

Причем можно вырезать часть поднесущих, если они мешают другим сетям. Система сама адаптируется к зашумленности и нагрузке  электросети.

Скорость передачи до 200мбит/с при дистанции между устройствами до 300 м. Стоимость абонентского модема от 120$.

                                                         Выводы

   Более подробно с указанным оборудованием и стандартами можно познакомиться на приведенных сайтах. По линиям электропроводки  передают не только команды, но и голос. Например, можно реализовать мини АТС или селекторную связь. Технологии передачи информации по электросетям у нас незаслуженно забыты. Как показывает мировой опыт, это очень перспективное направление.

Источник: http://Elektronik33.ru/menu/moi/peredacha_dannyh_po_seti_220380_v/

Интернет по электрическим проводам | ЛВС по электросети | Локальная сеть через розетку 220v

Интернет, локальная домашняя сеть через электрическую розетку. Технология HomePlug PowerLine

PLC-технология HomePlug AV (PLC — Power Line Communication/Carrier) разработанная группой компаний HomePlug Powerline Alliance, позволяет использовать бытовую электропроводку для высокоскоростной передачи данных — от одной розетки к любой другой.

Оптимален для:
– использования имеющихся электрических розеток питания у вас дома, на работе, предприятии, для создания нового высокоскоростного подключения к Интернету. Добавьте устройство с разъемом Ethernet к своей сети всего в два простых шага.

Просто вставьте адаптеры в электрические розетки и подключите свое устройство к порту Gigabit Ethernet, – идеальное сетевое решение, если нет возможности проложить кабель витую пару, например: сделали ремонт, всё так красиво, а очень нужна интернет розетка в другой комнате.

Характеристики подключения по стандарту HomePlug PowerLine. Скорость сетевого подключения через электрические провода составляет 14 Мбит/с. и выше. Дальность действия – примерно 500 метров. Этого вполне хватит для одного подъезда, или даже дома.Но стоит учитывать, что распределительная сеть – трёхфазная, а к домам подводится по одной фазе и нулю, равномерно нагружая каждую из фаз. Так что, если вы подключены к одной фазе, а ваш сосед – к другой, то воспользоваться подобной системой не удастся. Адаптеры HomePlug PowerLine работают полностью на аппаратном уровне, без драйверов и программного обеспечения. Соответственно, они совместимы со всеми операционными системами Windows на компьютерах с процессором от Pentium 166.

Принцип работы, схема применения

Обеспечивает широкую полосу пропускания, позволяя пользователям технологии использовать существующую электропроводку для передачи высококачественного потокового мультимедиа.Адаптер подключается непосредственно к розетке питания и не требует дополнительных кабелей. Расширьте домашнюю сеть, подключив несколько устройств из самых дальних точек дома, или создайте дополнительное соединение, подключив коммутатор или беспроводную точку доступа к адаптеру. В первую очередь адаптер будет полезен абонентам IP-телевидения и других сервисов, требовательных к скорости и качеству соединения.

Применение Powerline-адаптеров позволит пользователю подключаться к сети без прокладки новых проводов в любом удобном месте дома, где есть электрическая розетка.

Кроме того, Powerline-адаптеры HomePlug AV представляют собой оптимальное решение в ситуации, когда требуется подключение к домашней сети или Интернету в тех местах помещения, где прокладка новых кабелей нежелательна или невозможна, а беспроводная сеть Wi-Fi не обеспечивает необходимого покрытия или неэффективна.

Главное преимущество стандарта HomePlug AV, отличающее его от конкурентных технологий — это скорость и устойчивость связи в условиях помех, создаваемых бытовыми приборами в электросети.Сравнительные тесты технологий показали, что HomePlug AV на сегодняшний день — это единственная альтернатива кабелю Ethernet для трансляции по дому широковещательного (multicast) потока IP-телевидения и передачи видео высокой четкости (High Definition Video).

PLC-технологии для домашних сетей

Возможность передачи информации по электросети позволяет решить проблему не только последней мили, но и «последнего дюйма». Дело в том, что количество проводов, которые используются для соединения домашних ПК и других предметов домашней электроники, уже возросло непомерно: в 150-метровой квартире прокладывается до 3 км различных кабелей. А электрическая сеть как раз является идеальной средой для передачи управляющих сигналов между бытовыми приборами, работающими в сети 110/220 В. PLC-технологии для домашних сетей позволяют эффективно реализовать концепцию интеллектуального дома, предоставив целый ряд услуг по дистанционному мониторингу, охране жилища, управлению его режимами, ресурсами и пр.

В частности, известные компании предлагают связывание своей бытовой электроники посредством проводов силовой электросети:

Ожидается, что PLC-технология сможет дать новый импульс развитию средств передачи данных по линиям электропитания и сделает возможным прямой доступ в сеть практически из любой точки земного шара по минимальной стоимости. Пока технология не получила широкого распространения, однако в ближайшем будущем можно ожидать, что она серьезно потеснит альтернативные технологии и приведет к существенным изменениям на рынке провайдерских услуг: к снижению расценок на доступ в сеть, включая цены на подключение по коммутируемой телефонной линии и по выделенным линиям. Если PLC-технология получит распространение, она сможет значительно изменить расстановку сил на рынке предоставления услуг Интернет-доступа и будет способствовать разработке новых принципов проектирования силовых электрических сетей — с учетом как энергетических, так и коммуникационных требований.

Не надо прокладывать никаких новых коммуникаций — электропроводка есть везде. По ней-то и передаются данные.

Источник: http://www.vadzhra.ru/the_Internet_on_electric_wires.html

Дистанционное управление электрическими цепями дома: контактор нагрузки и реле освещения

В отличие от модульных устройств, которые предназначены для защиты электрических цепей (автоматы, узо), есть модульные электрические устройства для удобного управления электрическими цепями дома.

К таким устройствам относятся контактор, контролирующий нагрузку одной цепи и импульсное реле, управляющее несколькими группами электрических цепей дома.

Два устройства, обеспечивающие дистанционное управление электрическими цепями дома это коммутаторы нагрузки и реле управления освещением. О них в этой статье.

Дистанционное управление электрическими цепями — Контактор

Рассматриваемый контактор это одномодульный, однополюсной, низковольтный электрический аппарат, используемый в электрических цепях дома, для их организации дистанционного управления. ГОСТ Р 51731/2010

Контакторы

Где применяются однофазные контакторы

Контакторы применяются в  электроцепях дома совместно с однофазными автоматическими выключателями или  дифференциальными автоматами защиты. Их подключение позволяет дистанционно включать/выключать и управлять:

  • Освещение улицы;
  • Отопление;
  • Вентиляция;
  • Система водоснабжения (включение/отключение насоса);
  • Оконные жалюзи;
  • Другой не приоритетной нагрузкой в доме.

Схема подключения коммутаторов в однофазных электрических цепях дома

В конструкции контактора есть электромагнитная катушка, ЭДС которой, управляет подвижным дросселем, размыкающим и замыкающим контакты. В устройстве контактора есть две цепи: цепь нагрузки (это клеммы контактора) и цепь управления (это цепь электромагнитной катушки). Если подать ток на катушку, то контакты устройства замкнутся, если тока на катушке нет, то контакты разомкнуты.

На контакторе видим четыре клеммы: 1;2 вверху, 3;4 внизу. А также, клеммы А1 и А2, это клеммы катушки.

Подключаем контактор так:

  • На клемму 1 подключаем фазный провод с вывода дифференциального автомата или автоматического выключателя;
  • На клемму 2 подключаем нулевой провод с дифференциального автомата (узо) или нулевой шины;
  • На клемму 3 подключаем отходящую фазу;
  • На клемму 4 подключаем отходящий ноль.
  • На клемму А1 (катушки) подключаем фазу;
  • На клемму А2 подключаем ноль от автомата защиты, но через выключатель или кнопочный пост.

Работает всё следующим образом:

  • В нерабочем состоянии: Контакты 1-3 и 2-4 разомкнуты, ток «лежит» на клеммах 1 и А1.
  • Включаем выключатель: запитывается цепь катушки, на катушке появляется ток, как следствие, замыкаются контакторы 1-3 и 2-4.
  • Выключаем выключатель: размыкается цепь катушки, как следствие размыкаются контакты: 1-3 и 2-4. Цепь разрывается.

Установка контактора

  • Установка на ДИН рейку производится защелкиванием;
  • Важно! Коммутатор устанавливается только вертикально, Осевое направление установки ИМЕЕТ значение;
  • К клеммам коммутатора можно подключать, как жесткие, так и многожильные провода (скрученные или опрессованные).

Источник: https://ehto.ru/montazh-elektriki/osveshhenie/distantsionnoe-upravlenie-ehlektricheskimi-tsepyami-doma

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector