주 전력선 통신을 사용한 원격 제어

제안 된 회로를 사용하면 주 전력선 통신 또는 PLC 개념을 통해 가정의 방 전체에서 주 AC 작동 기기를 원격으로 제어 할 수 있습니다.

PLC 기술에서 송신기로 작동하는 전자 회로는 주전원 배선 (220V 또는 120V)에 연결되어 변조 고주파 데이터 신호를 50Hz 또는 60Hz 주전원 AC 주파수에 주입합니다. 수신기처럼 작동하고 동일한 AC 전원 배선을 통해 결합되지만 다른 위치에서는 전원 선을 통해 변조 된 신호를 감지하고 지정된 최종 결과에 대한 데이터를 디코딩하거나 복조하는 또 다른 회로입니다.

홀 룸의 메인 소켓에 꽂을 수있는 장치를 상상해보십시오. 버튼을 토글하면 인접한 방이나 주방에서 다른 전원으로 작동되는 장치를 제어 할 수 있습니다. 이것은 놀랍게 들립니다. 예 이것은 사용자가 결합 된 송신기 / 수신기 장치를 통해 집의 기존 주전원 배선을 사용하여 방을 가로 질러 통신 할 수 있도록하는 오래된 개념입니다.

이 기사에서는 플러그-인 송신기 / 수신기 쌍을 통해 방 전체의 장치를 제어하는 ​​데 사용할 수있는 몇 가지 간단한 전력선 통신 (PLC) 기반 원격 제어 회로에 대해 설명합니다.

아래의 첫 번째 디자인은 트랜지스터, 저항기, 커패시터, 다이오드 등과 같은 일반 전자 부품을 사용하여 구축되었습니다. 먼저 송신기 회로 및 작동 세부 사항에 대해 알아 보겠습니다.

전력선 통신 송신기

간단한 송신기 회로는 다음 다이어그램에서 확인할 수 있습니다.

PLC 송신기 회로에는 150kHz로 튜닝 된 트랜지스터 T5 / T6을 사용하는 발진기 단계가 포함되어 있습니다. 이 발진기 주파수는 T4 트랜지스터 BC557 주변에 구축 된 단 안정 멀티 바이브레이터를 통해 켜집니다.

이 단 안정은 ON / OFF 스위치 S1을 사용하여 트리거 할 수 있습니다. 이 150kHz 주파수는 오른쪽 하단에 표시된 변압기 T1을 통해 전원 배선에 주입됩니다.

따라서 이제 150kHz 주파수는 주전원 50Hz 또는 60z 주파수를 통과하며, 이는 먼 위치 또는 다른 방에서 동일한 배선과 결합 된 PLC 수신기 장치에 의해 수신 될 수 있습니다.

PLC 수신기

다음 이미지는 전력선 통신 수신기 회로를 보여줍니다.

수신기는 상당히 긴 시간 상수를 갖는 2 개의 1N4148 다이오드를 사용하는 정류기 회로 인 트랜지스터 T7 / T8을 사용하는 2 단 증폭기 주변에 구성됩니다.

시간 지연은 순간적인 간섭 펄스를 제거하는 데 도움이됩니다. 150kHz 주파수는 연결된 트랜스포머 T2를 통해 추출되며 적절한 필터링 단계 후에 증폭기는 150kHz 주파수를 감지하고 이에 응답하고 동일한 속도로 진동하기 시작합니다.

2 개의 1N4148과 후속 10uF 필터 커패시터를 사용하는 정류기 단계는 주파수를 안정된 DC로 안정화하여 다음 릴레이 드라이버 트랜지스터에서 토글 링합니다.

릴레이 드라이버 단계는 릴레이와 연결된 부하를 켜고 트랜스미터 스위치 S1이 켜져있는 한 ON 상태를 유지하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

이웃이 집에 유사한 시스템을 설치 한 경우 교차 간섭을 방지하기 위해 수신기의 감도를 가능한 가장 낮은 설정으로 조정할 수 있습니다.이 설정은 자신의 시스템에서 작동하기에 충분할 수 있습니다. 이 감도는 1k 사전 설정으로 조정할 수 있습니다.

주전원 배선을 통해 150kHz 주파수를 주입하고 추출하는 데 사용되는 커플 링 변압기는 직경 20mm 이상의 포트 코어로 구성됩니다. 전원 배선을 향한 권선 'b'는 31 SWG 슈퍼 에나멜 구리선을 사용하여 20 회, 회로 쪽을 향하는 'a'는 동일한 전선을 사용하여 40 회 회전합니다.

위의 디자인은 140kHz 또는 155kHz와 같은 가까운 주파수로 토글 될 수있는 간단한 회로를 사용합니다. 주파수 응답으로 핀 포인트 정확도를 달성하여 장치가 특정 송신기 신호에 정확하게 응답하도록하기 위해 아래 설명 된대로 PLL 기반 IC가 필요할 수 있습니다.

IC LM567을 사용하는 PLC 회로

아이디어는의 데이터 시트에 게시되었습니다. IC LM567 다른 많은 뛰어난 회로 중에서 응용 회로 중 하나로.

수신기 회로도

그만큼 IC LM 567은 실제로 특수한 톤 디코더입니다. PLL 기술을 사용하여 장치가 외부 RC 네트워크 값에 의해 결정된 특정 주파수 만 감지 및 응답하고 스펙트럼에서 다른 모든 관련없는 주파수를 거부 할 수 있습니다.

전력선 통신을 사용하는 제안 된 원격 제어 회로는 위의 다이어그램에서 확인할 수 있으며, 회로 기능 세부 사항은 다음과 같은 점에서 학습 할 수 있습니다.

작동 원리

R1 및 C1은 장치의 감지 주파수를 결정하는 외부 RC 구성 요소이며 핀 # 3은 IC의 감지 핀아웃이됩니다.

의미, 핀 # 3은 R1 / C1 네트워크를 사용하여 설정된 특정 주파수 만 감지하고 인식합니다. 예를 들어 R1, C1 값을 선택하여 100kHz 주파수를 할당하면 핀 # 3은이 주파수 만 선택하여 출력을 활성화하고이 범위와 다를 수있는 모든 것은 무시합니다.

위의 기능을 통해 IC는 중첩 된 AC 50 또는 60Hz 주파수에서 특정 주파수를 골라 내고이 미리 결정된 설정 주파수에 대한 응답으로 만 출력을 트리거 할 수 있습니다.

그림에서 치명적인 전원 전류로부터 전자 회로를 분리하기 위해 포함 된 작은 절연 변압기를 볼 수 있습니다.

주전원의 낮은 AC 주파수는 트리거링 고주파가 전송 라인을 통해 의도 한 목적지에 도달하는 캐리어 주파수와 같은 역할을합니다.

위의 수신기 설계에서 IC는 인접한 방이나 건물 일 수있는 가까운 위치에서 주전원 라인으로 주입되어야하는 100kHz 주파수에 응답하도록 할당됩니다.

100kHz 주파수는 IC 555, IC 4047 회로 또는 송신기 장치로 설치된 다른 IC LM567 회로와 같은 발진기 회로를 통해 주입 될 수 있습니다.

신호가 관련 위치에서 주전원으로 주입되는 경우 위에 표시된 수신기 회로는 연결된 주전원 라인의 특정 주파수를 감지하고 핀 # 8에서 낮은 로직을 생성하여 이에 응답합니다.

핀 # 8은 a와 연결됩니다 4017 플립 플롭 회로 릴레이의 이전 상황에 따라 출력 릴레이와 부하를 켜거나 끕니다.

송신기 단계

100kHz 또는 원하는 트리거링 주파수를 전력선에 주입하도록되어있는 송신기는 이상적으로는 하프 브리지 드라이버 발진기 회로 아래 그림과 같이:

송신기 회로도

회로에 대한 12V 입력은 푸시 버튼 배열을 통해 전환되어야합니다. 그래야만 회로가 전원 라인을 통해 의도 한 기기를 켜기 위해 필요할 때만 트리거됩니다.

IC의 pin2 / 3에있는 RC 구성 요소는 100kHz 생성에 대해 계산되지 않습니다. 다음 공식을 사용하여 오른쪽 발진기 주파수를 결정할 수 있습니다.

f = 1 / 1.453 × Rt x Ct

Ct는 Farads이고 Rt는 Ohms입니다. 및 f (Hz)
또는 주파수 측정기와 몇 가지 실험을 사용하여 동일하게 평가할 수 있습니다.

이것은 IC LM567의 데이터 시트에 제시된 제안에 따라 설계된 테스트되지 않은 회로입니다. .