Передача сигналов управления по шине питания

» Интерфейсы
» Компьютеры и периферия
» Лазер
» Медицина
» Мониторы
» Музыка
» Начинающим
» Открытые МК-платформы
» Перспективные технологии
» Питание
» Применение микроконтроллеров
» Радио
» Радиоуправляемые модели
» Ретро
» Робототехника
» САПР и ПО
» Светотехника
» Сети
» Силовая электроника
» Солнечная энергетика
» Сотовая связь
» Спутниковое оборудование
» Телевидение
» Телефон
» Теория
» Указания по применению
» Цифровые
» Arduino

Поиск по: "Многокомандное управление нагрузками по двум проводам"
Добавлены слова из словаря: "wire "

Радиоконструктор, ноябрь 2015 Максимов А.Н. В статье Многокомандное управление по электросети (РК 06-2014, стр. 35-38) автор предложил простую схему состоящую из...
.. Н. Многокомандное управление по электросети. ж.Радиоконструктор, №6, 2014, стр. 35-38. Рыбин Л. Н. Система дистанционного управления шестнадцатью объектами. ж. Радиоконструктор, №6, 2014, стр. 21-23.
.. транзистор почти открыт (сопротивление R3 выбирают таким, чтобы напряжение на его коллекторе не было более 2-3 В). А его нагрузкой является генератор на VT1 и VT2. Если на базу VT3 через конденсатор С5 подавать НЧ-сигнал, то возникнет...
.. нажатой кнопку клавиатуры. Для преобразования двоичного кода на выходе D1 в десятичный код используется дешифратор на двух мультиплексорах D2 и D3 типа К561КП2. В каждой микросхеме есть восемь каналов, соединенных с одной общей точкой Y ...
.. определяется контуром L2-C2, настроенным на частоту около 135 кГц. Данный сигнал через конденсатор С1 подается на фазный провод (обязательно на фазный). При этом с общим проводом передатчика соединяется нулевой провод сети. Ток на...

19-09-2016

К нагрузке дополнительных проводов, а также установка резистивного датчика возле нагрузки, что крайне сложно, когда нагрузка недоступна для вмешательства. Еще один метод заключается в минимизации падения напряжения путем...
.. метод однопроводной компенсации. Если цепь удаленной нагрузки не имеет общей с регулятором земли, потребуются два провода: один к нагрузке и один для обеспечения пути протекания возвратного тока шины земли. Усилитель датчика тока...
.. прокладки, которого иногда может и не быть и, кроме того, приводит к росту стоимости системы. Альтернативой дополнительным проводам является компенсация падения напряжения в линии непосредственно на регуляторе с помощью специально...

Design Note 529 Introduction A common problem in power distribution systems is loss of regulation due to the cable/wire voltage drop between the regulator and the load. Any increase in wire resistance, cable length or load current ...

20-10-2015

.. (ППТФ) и задних (ЗПТФ) противотуманных фар. Исходя из наличия в авто одного штатного переключателя ПТФ необходима схема управления одной нефиксируемой кнопкой двух цепей включения реле(ППТФ и ЗПТФ). Цепь ППТФ включается постоянным...
.. на схеме), и естественно, питания - выводов 7 и 14 обеих МС. Из за присутствия ограничительного резистора в цепи питания нагрузка на выходах не должна превышать примерно 1 мА. (или надо соответственно уменьшить номинал этого резистора, ...
.. то же самое, только компрессия разная, но всеже странно - так и должно быть или как? :rolleyes: Захожу в правку - там два, а в сообщении одно.. :confused: А, теперь понял - они просто по разному отображаются - одно как картинка, другое...
.. одной нефиксируемой кнопкой двух цепей включения реле(ППТФ и ЗПТФ). Цепь ППТФ включается постоянным замыканием на общий провод соответствующего контакта реле. Цепь ЗПТФ включается кратковременным замыканием на общий провод управляющей...

04-04-2008

Как 17-летняя девчонка в пионерском лагере, имхо!!! Согласен с hrpankov, гораздо эффективнее использовать полный мост. Если управление собирать на полумостовых драйверах IR, то схема силовой части, не считая необходимых токовых защит, ...
.. с Дончанином. Он наверное уже все это переварил давно. ;) http://www..php?t=18305 hrpankov , нагрузка резистором вовсе не равнозначна нагрузке конденсатором, который в начале заряда является для...
.. перекоса, чтобы не происходил отключение одного из блоков? Т.е. происходило распределение общего тока потребления на два блока пополам? Может ли помочь в моем случае, если я по выходу каждого блока поставлю диодный мост (как защитное...
.. - делал на U образных ферритах, и катушки, весь каркас - все точенное и фрезерованное под определенное кол. витков провода. Т.е. сначала получился транс на - а теперь думаю как его запитать. Всегда правда есть вариант - линейный...

05-02-2016

Смещения 82 В и экранное напряжение +500 В получены от трансформатора Т1. С трансформатора Т2 снимается напряжение управления +24 В. Диодные мосты VD13 VD17 и сглаживающие конденсаторы С8 С12 служат для получения высокого...
.. по схеме с последовательным включением выпрямителей, что выполняется с помощью переключателей SA4, SA7 (переключать без нагрузки!). Кроме того, одна из вторичных обмоток трансформатора Т3 разбита на две отдельные одинаковые обмотки, ...
.. с его помощью линии L2-1, L2-2 настраиваются в резонанс на нужную частоту. Дифференциальные конденсаторы имеют два изолированных статора, выводы которых соединяют с резонансной линией, и общий ротор, который соединяют с корпусом. ...
.. по 20-жильному кабелю с БП на УМ подаются необходимые напряжения. Для накальных цепей жилы кабеля запаивают в параллель. На провод высокого напряжения дополнительно надет поверх основной изоляции еще полихлорвиниловый кембрик...

10-02-2007

Срабатывает концевик, и движок останавливается- исходя из этого и думай, все это очень просто, а Вы ужа почти контроллер на управление ставить собрались. А по времени, видимо, плохо будет, т.к. скорость вращения движка сильно зависит от...
.. напряжения в моторе, или надо будет соответственно снижать допустимую нагрузку на мотор (точнее, для сохранения той же нагрузки придется делать мотор побольше и подороже, чем обычный однообмоточный). Во всех встречавшихся мне...
.. трехпозиционным переключателем без фиксации (выдвинуть-неитраль-спрятать). Антеннам первого типа нужны три провода - два для питания и еще один для управляющего сигнала, а антеннам второго типа достаточно двух проводов прямо от...
.. нужен не один блок вскрой и скопируй. Алгоритм работы антенны такой. Силовое питание и один сигнальный от магнитолы (синий провод). Если на нем +12в-антенна выдвигается. Пропали +12 -антенна задвигается. Реверс релейный. Ограничитель тока...

13-09-2006

Проблема в следующем: Хочу установить на машину не родную приборную панель, но загвоздка в том, что на тахометр с блока управления приходит импульсов ровно в 2 раза больше, чем нужно для правильных показаний. То есть тахометр...
.. запитал от стабилизатора 7805 (на массу через 200 Ом - подпруга +1вольт, итого Uпит=6вольт). Буферизаровать не стал, там нагрузка ничтожная. Столкнулся я с такой же проблемой, тахометр показывает в 2 раза больше положеного, собрал...
.. как можно ближе к выводам) Хотел еще добавить, что стабилитрон на входе не подавляет короткие помехи. Заменить его лучше на два диода соединенных последовательно, средняя точка соединяется со входом, минус цепочки на плюс питания, плюс цепочки...
.. нужные выводы отрезками медной проволочки. Одной проволочкой соединяем например выводы 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 10 (это общий провод, т.е. минус питания - кстати, МС можно и закрепить на достаточном куске общего проводника, припаяв к нему за...

17-01-2007

14-03-2007

Поэтому был бы очень признателен за конкретизацию (какие именно реле ставить надо, маркировка). Знаю есть автомобыльные, управление ток-0,2 А., напряжение - 12 В. но сигнал выходящий будет 3 В. По всем остальным реле мои познания...
.. Может всетаки лучше сразу до транзисторов дорости? Я бы и на выход их порпобовал поставить по возможности, если только нагрузка допустимая. ИК лучам стекла не помеха, как правило даже затемненные. СД и ФД можно взять с любой из...
.. ДУ. sirak! Может ты что подскажишь? Есть набор м/сх TX2/RX-2 , использутся в китайских игрушках. Пятикоманднный. Просто как два пальца.. можешь помочь с ду чем помочь? если схемами то это уже было в этой теме...
.. диод или резистор - в случае с диодом надо соблюдать обратную полярность его включения), контактная группа - в разрыв провода питания нагрузки, в зависимости от нужного алгоритма работы (на включение или на отключение). Впринципе...

18-06-2007

Оба заблокируются. Видимо в таком случае надо делать всю системму асимметричной, с явным приоритетом одного из сигналов управления - тогда потребуется только одно новое реле с возможностью переключения (блокировки другой цепи). ...
.. датчика Тогда придется менять оригинальные реле на другие, подобранные специально по таким же параметрам срабатывания и нагрузки. Более того, при подключении обеих реле с блокировкой другого без приоритета возможен случай, когда оба...
.. с потоками воды - допустим, есть некоторый исходный резервуар воды (аналог подстанции), от которого идут два канала к двум промежуточным резервуарам (домам), где происходит какое-то потребление воды и от этих же двух резервуаров идут...
.. о чем-нибудь договориться могут:confused:? От степени договоренности сильно будет зависеть схема, как по трубам так и по проводам. А для точного подсчета без отдельных счетчиков (либо по воде либо по электричеству) не обойтись:o.

04-07-2007

Страницы:

21-11-2013

Julia Truchsess

Electronic Design

Схема решает проблему информационного обмена по кабелю, в котором не осталось свободных проводов. Амплитудно-манипулированный сигнал несущей частоты может передаваться по линиям низковольтного питания.

Иногда возникает необходимость организовать обмен данными, когда для выделенной линии связи в кабеле устройства уже не осталось неиспользованных проводников. Обычно такая задача решается с помощью высокочастотной несущей, модулированной данными и передаваемой по силовым линиям, в частности, по проводам домашней электропроводки.

Поиски в Интернете показали, что, несмотря на актуальность этой проблемы для многих разработчиков, простых, дешевых и надежных решений для низковольтных систем никто не предлагает. Ниже описан результат попытки восполнить это пробел. Имейте ввиду, что без обеспечения специальных схемотехнических мер безопасности эта схема для высоковольтных приложений непригодна.

Устройство, для которого потребуется лишь пригоршня дискретных компонентов и пара микросхем, может надежно передавать и принимать данные на скоростях до 32 кбит/с при частоте несущей 2.6 МГц. Вероятно, эту скорость можно многократно увеличить, если использовать более высокую несущую частоту и соответствующим образом изменить номиналы компонентов. Схема может работать на кабель емкостью до 10 нФ и имеет низкий уровень электромагнитных излучений. Она передает данные в стандартном последовательном асинхронном формате, совместимом с UART, но разработчикам ничто не мешает использовать манчестерское кодирование или иные протоколы.

Для простоты использована амплитудная манипуляция несущей и не предусмотрено никаких схемотехнических решений для подавления собственных шумов, кроме хорошего отношения сигнал/шум. При желании разработчики могут реализовать программное обнаружение и коррекцию ошибок.

PIC микроконтроллер по набору периферии идеально подходит для нашей схемы. В частности, будет использован его модуль ШИМ или программируемый таймер для генерации прямоугольных импульсов сигнала несущей, а также быстродействующий компаратор с rail-to-rail входами (Рисунок 1). Разумеется, при наличии соответствующих периферийных устройств, можно использовать любой другой микроконтроллер.

В схеме показаны два трансивера. Приемопередатчик 1 (слева) является «удаленным» узлом, получающим питание от «базового» Приемопередатчика 2 (справа). Индуктивности L1 и L2 изолируют высокочастотную несущую от низкоимпедансной шины питания.

Нескольких узлов можно соединить в многоточечную шину, если каждый узел отелить от силовой линии развязывающей индуктивностью. Можно использовать небольшие индуктивности для поверхностного монтажа, но их рабочий ток должен с некоторым запасом обеспечивать питание нагрузки.

Передающая часть трансивера сделана на одноканальном трехстабильном драйвере шины U2 семейства TinyLogic (). Выходы драйвера подключены к шине через элементы R1 и C1. Резистор R1 обеспечивает некоторую фильтрацию, снижающую уровень электромагнитного излучения, создаваемого крутыми фронтами прямоугольной несущей.

Точка подключения приемника образована элементами C2, D2 и D3, за которыми следуют два пиковых детектора. Первый детектор, с постоянной времени, равной примерно одной третьей длительности информационного бита, демодулирует несущую для восстановления синхронизации данных. Второй, с постоянной времени приблизительно в 50 раз превышающей длительность бита данных, адаптивно восстанавливает уровень несущей. Резисторы R3 и R5 делят этот уровень примерно до двух третьих от амплитуды несущей.

Выходы обоих детекторов подключены к входам внутреннего аналогового компаратора микроконтроллера, окончательно формирующего прямоугольные сигналы данных, которые через внешнюю цепь поступают затем на UART. Резистор R4 слегка смещает вверх неинвертирующий вход компаратора, чтобы в отсутствие обмена обеспечить предсказуемый уровень «лог. 1».

Необходимо отметить, что вход и выход трансивера всегда соединены вместе, поэтому надо позаботиться о том, чтобы программа игнорировала сигналы, принимаемые от собственного передатчика.

На Рисунке 2 желтой осциллограммой представлены исходные цифровые данные, посылаемые удаленным трансивером в передающий порт UART. Синим цветом показан результат модуляции несущей, наблюдаемый на шине питания. Розовым цветом обозначен демодулированный и восстановленный сигнал, поступающий с выхода компаратора на вход RXD UART.

Рисунок 3 иллюстрирует детали процесса демодуляции и восстановления данных. Входной амплитудно-манипулированный сигнал (синий) после обработки двумя детекторами поступает на инвертирующий и неинвертирующий входы компаратора (желтый и зеленый, соответственно). Данные, восстановленные на выходе компаратора, изображены розовым цветом.

Джулия Трачсесс (Julia Truchsess) сделала успешную карьеру, создав ряд электронных игрушек, включая MicroJammers, Rhythm Rods и Singing Bouncy Baby, многие из которых выпускались миллионными тиражами. В конце 1990-х Джулии пришла в голову идея цифровых фоторамок, производство которых вскоре было организовано под брендом Digi-Frame. После дебюта Digi-Frame похожую продукцию начали выпускать многие крупные компании, но, по словам обозревателей, Digi-Frame была «Роллс-Ройсом среди рамок».

Джулия возглавляет компанию Pragmatic Designs (www.pragmaticdesigns.com), созданную в 1986 г.

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо

В данной статье будут рассмотрены методы передачи данных по проводам питания устройств. Особое внимание уделено проблемам, которые необходимо решить разработчику подобных устройств связи. Приведены примеры реализации приемной и передающей части для линий связи по силовым проводам постоянного тока, а также реализация канала связи по силовым проводам переменного тока 220 Вольт с частотой 50 Герц. Описаны типовые алгоритмы работы управляющего микроконтроллера.

Немного истории

Идея передачи сигналов управления по проводам питания не нова. Еще в 30-х годах прошлого столетия проводились смелые эксперименты по передаче таких сигналов по проводам силовой сети города. Полученные результаты были не очень впечатляющими, но не стоит забывать о том, что в те времена царствовала ламповая техника и элементная база была не столь разнообразна. Ко всем проблемам технического толка добавлялись и организационные: не было единого стандарта - каждый разработчик делал всё под себя: использовались разные частоты и модуляции. Всё это сдерживало развитие данной отрасли связи.

Принцип работы передающих и приемных устройств

Принцип работы таких устройств заключается в передаче высокочастотных сигналов по проводам питания постоянного или переменного тока. В силовых линях переменного тока чаще всего передача сигналов осуществляется в момент перехода переменного тока через ноль, т.е., когда силовое напряжение отсутствует или минимально (рис 1а ). Дело в том, что и уровень помех в этот момент минимально (рис 1б ). При этом полезный нам сигнал передается как бы между серией помех (рис 1в) .

Рис. 1 (а, б, в) . Передача высокочастотного сигнала по сети переменного тока

Для переноса высокочастотного сигнала в силовую сеть чаще всего используется трансформатор. Приемная часть обычно состоит из трансформатора связи и контура, на котором выделяются необходимые высокочастотные сигналы (Рис. 2 ).

Рис. 2 . Метод переноса высокочастотных сигналов в сеть переменного тока

В силовых цепях постоянного тока используют подобный метод передачи высокочастотных сигналов, но принцип формирования такого сигнала иной: мощный ключ (транзистор) своим переходом кратковременно шунтирует сеть. Происходит небольшое уменьшение напряжение в сети (Рис. 3 ).

Рис. 3 . Метод формирования высокочастотных сигналов в сетях постоянного тока

На приемной стороне установлен чувствительный детектор, на котором выделяются эти просадки напряжение в линии. Далее эти сигналы поступают на вход усилителя с функцией АРУ, после чего полученные сигналы передаются в блок логики, который может быть выполнен как на микросхемах малой интеграции, так и на универсальном микроконтроллере или специализированной микросхеме, имеющей в своём составе все вышеперечисленные узлы. В последнее время микроконтроллеры всё чаще используются для таких задач благодаря низкой цене и большим возможностям. Тем более, использование программируемых устройств позволяет изменять назначение таких устройств, загрузив в них новую программу - это значительно проще и дешевле, чем изготовить новое электронное устройство с десятком микросхем… (Рис. 4 )

Рис. 4 . Блок-схема современного PLC-модема

Достоинства и недостатки данного типа связи

Достоинством данного типа связи является совместное использование уже имеющейся проводной линии силовой сети. Т.е., не требуется производить монтаж линии связи, да и розетка есть практически в любой комнате.

К минусам относится как техническая сложность устройства, так и невысокая скорость при передаче данных на расстояния больше, чем 100-300 метров.

Также не стоит забывать, что данный канал связи можно организовать только между теми устройствами, которые подключены к одной фазе сети и только в пределах одной трансформаторной подстанции - высокочастотные сигналы не могут пройти через обмотки трансформатора электрической подстанции.

Примечание .

В принципе, последнее ограничение частично снимается использованием пассивных или активных ретрансляторов высокочастотных сигналов. Их используют как для передачи сигналов на другую фазу, так и для передачи сигналов в линию другого трансформатора.

Технические сложности реализации канала связи

Организация надежного канала связи по силовой сети - задача нетривиальная. Дело в том, что параметры сети непостоянны, они меняются в зависимости от времени суток: изменяется количество подключенных к сети устройств, их тип и мощность. Еще одной из негативных особенностей электрических сетей стран бывшего СССР является «гегемония» - мощные трансформаторные подстанции, которые питают целые кварталы! Соответственно, на одну фазу трансформатора подключены сотни абонентов, в квартире каждого из них имеется большое количество всевозможных устройств. Это как устройства с трансформаторными блоками питания, так и устройства с импульсными блоками питания. Последние зачастую выполнены с нарушениями в плане электромагнитных излучений - помех, что создает весьма высокий уровень помех в силовой сети здания и города в частности.

Примечание .

Во многих странах для питания зданий используются компактные трансформаторные устройства. Один такой трансформатор питает от 3 до 7 квартир или домов. Следовательно, качество электроэнергии, поступающей к абонентам, значительно выше, чем в наших электрических сетях. Также и сопротивление между фазным проводом и нулем выше. Все эти факторы позволяют иметь лучшие условия для передачи данных по квартире или зданию, чем имеем мы в наших условиях.

Большое количество подключенных в сеть устройств приводит к низкому сопротивлению между фазным проводом и нулем, оно может составлять 1-3 ома, а иногда и еще меньше. Согласитесь, что «раскачать» такую низкоомную нагрузку весьма сложно. Ко всему, не забывайте, что сети весьма значительны по площади, следовательно, имеют большую емкость и индуктивность. Все эти факторы определяют сам принцип построения такого канала связи: мощный выход передатчика и высокая чувствительность приемника. Поэтому используются сигналы высокой частоты: сеть имеет большее сопротивление для высоких частот.

Не меньшей проблемой является плохое состояние силовых сетей, как в целом, так и внутри строений. Последние часто выполнены с нарушениями, так же нарушается даже минимальное требование: магистраль выполняется более толстым проводом, чем отходящие питающие линии в комнаты. Электрикам известен такой параметр, как «сопротивление петли фаза-ноль». Его смысл сводится к простой зависимости: чем ближе к электрической подстанции, тем толще должны быть провода, т.е., сечение проводников должно быть больше.

Если сечение проводов выбрано неверно, прокладка магистральной линии выполнена «как получилось», то сопротивление линии гасит высокочастотные сигналы. Исправить ситуацию можно или улучшив чувствительность приемника, или увеличив мощность передатчика. И первое, и второе проблематично. Во-первых, в линии связи присутствуют помехи, поэтому увеличение чувствительности приемника до уровня помех не даст увеличения достоверности приема сигналов. Увеличение мощности передатчика может создавать помехи другим устройствам, поэтому также это не является панацеей.

Распространенные стандарты. Стандарт Х10

Наиболее известным из стандартов передачи команд по силовой сети является Х10. Данный стандарт был разработан очень давно, в 1975 году шотландской компанией «Pico Electronics». Данные передаются с помощью пачки импульсов частотой 120 кГц и длительностью 1мс. Они синхронизированы с моментом перехода переменного тока через нулевое значение. За один переход через нуль передаётся один бит информации. Приёмник ожидает такой сигнал в течение 200 мкс. Наличие импульса вспышки в окне означает логическую «единицу», отсутствие - логический «ноль». Биты передаются дважды: первый раз в прямом виде, второй раз инвертировано. Обычно модули выполняются как отдельные устройства, но сейчас всё чаще выполняются не на основе разных компонентов, а с использованием микроконтроллера. Это уменьшает размер приемника, что позволяет встроить «умную начинку» даже в патрон электрической лампы или дверной звонок.

Как говорилось ранее, высокочастотный сигнал не может распространяться дальше трансформаторной подстанции и фазы. Поэтому для получения связи на другой фазе используют так называемые активные ретрансляторы. Но необходимо учитывать, что приемник слушает сигнал только в определенные моменты времени. Поэтому используют или «умные» приемники, с измененными параметрами

У данного стандарта связи есть как плюсы, так и минусы. Во-первых, он разработал очень давно, тогда не было микроконтроллеров, и вся схемотехника была аналоговой, с использованием многочисленных компонентов. Поэтому и протокол связи очень низкоскоростной: за один период сети передается не более одного бита. Дело в том, что бит передается дважды: в первом полупериоде он передается в прямом виде, а во втором полупериоде - инверсно. Во-вторых, некоторые команды передаются группами. Это еще больше увеличивает время обмена данными.

Также значительным недостатком этого протокола является отсутствие подтверждения приема команды устройством. Т.е., послав команду, мы не можем быть уверены в гарантированной его доставке получателю. Это также не способствует распространению данного стандарта.

Собственный опыт. Изобретаем велосипед.

Опробовав в реальных условиях многочисленные готовые устройства, позволяющие передать команды по силовой сети, я пришел к неутешительному выводу: в домашних условиях, с ограниченным бюджетом, не имея специализированных приборов и (чего скрывать-то?) знаний, изобрести что-то гениальное не получится. Но ничто и ничто не мешает сделать приятную поделку для себя, под свои конкретные условия. Под этим подразумевается и область применения такого изделия, расстояния, на которые необходимо передавать команды, а также функциональность такого устройства.

Выполним некоторые формальности в виде некого подобия технического задания для нашего проекта.

устройство должно передавать данные по проводам силовой сети;
данные должны передаваться в «паузах» тока, т.е., когда напряжение в сети минимально;
надежность канала связи обеспечивается как аппаратно (оптимальным уровнем сигнала в точке приема), так и программно (данные передаются с контрольной суммой для обнаружения повреждения принятых данных, команды передаются несколько раз, факт получения команды приемным устройством подтверждается посылкой соответствующего сигнала обратно к главному устройству);
упростим до необходимого уровня как протоколы обмена данными между устройствами в сети, так и тип модуляции. Будем считать, что один бит данных передается 1 миллисекунду. Единица будет передаваться в виде пачки импульсов этой длительности, а ноль - её отсутствием;
в сети все устройства слушают сигналы, но выполняет полученную команду только то устройство, которому адресована такая команда. Т.е., у каждого из устройств есть свой индивидуальный адрес - номер.

Сама схемотехника исполнительной части таких устройств может быть разной. Нас интересует схема приемной и передающей части.

На Рис 05 показана схема реального устройства, передающего команды по силовой сети. Исполнительная часть устройства управляет яркостью свечения лампы, т.е., является диммером.

Рассмотрим схему подробнее. Трансформатор Т1 и диодный мост D1-D4 обеспечивают питание устройства. Узел R8\R11, диоде D6 и транзистор Q1 обеспечивают форматирование сигнала, указывающего на минимальное напряжение в силовой сети (частота 100 гц). Кнопки S1-S3 используются для местного управления работой диммера: изменяют яркость свечения лампы, позволяют сохранить по умолчанию этот параметр, а также время нарастания и угасания лампы. Светодиод LED отображает режимы работы диммера и факт прима сигналов. Остальные светодиоды отображают яркость свечения лампы и время изменения яркости.

Резисторы R11 и R12 образуют делитель напряжения и используются для задания «чувствительности» приёмной части устройства. Изменяя соотношения сопротивления этих резисторов можно влиять на реакцию устройства как на помехи, так и на полезный сигнал.

Трансформатор связи Т2 используется для гальванической развязки приёмной и передающей частей устройства, а также передаёт высокочастотные сигналы в силовую сеть здания.

Передающая часть выполнена на транзисторе Q2 и одной из обмоток трансформатора Т2. Обратите внимание на стабилитрон D5 - именно он защищает переход транзистора от пробоя при кратковременных высоковольтных помехах в сети.

Приёмная часть несколько сложнее: одна из обмоток трансформатора Т2 вместе с параллельным колебательным контуром L1\C2 образуют сложную схему приёмного тракта. Диоды D8 и D9 защищают от предельного значения напряжения вход микроконтроллера. Благодаря этим диодам напряжение не может превысить значение питающего напряжения (в нашем случае 5 Вольт) и не может стать отрицательным ниже минус 0.3-0.5 Вольт.

Процесс приёма сигналов производиться следующим образом. Опрос кнопок и работа с индикацией каких-либо особенностей не имеют. Поэтому их работу описывать не стану.

Подпрограмма приёма ожидает сигнала перехода тока через ноль. По наступлению этого события запускается процедура опроса аналогового компаратора, которая длится около 250 микросекунд. Если никаких сигналов получено не было, то подпрограмма начинает свою работу с самого начала.

При получении любого сигнала (компаратор выдал на своём выходе логическую единицу) запускается процедура анализа полученного сигнала: в течение определенного времени производится опрос компаратора на наличие длинного сигнала. Если принятый сигнал имеет необходимую длительность, то принятый сигнал признается достоверным. После этого запускается процедура приёма необходимого количества бит данных, переданных удаленным устройством.

Получив все данные, производится их анализ на факт совпадения с принятой в этой же посылке контрольной суммой. Если данные приняты достоверно, то команда признаётся достоверной и выполняется. В ином случае принятые данные игнорируются, и программа выполняется заново.

Процесс передачи сигналов в сеть также полностью выполняется микроконтроллером. При необходимости передачи данных подпрограмма ожидает стартовое условие: получение сигнала перехода тока через ноль. Получив этот сигнал, выдерживается пауза в 80-100 микросекунд, после чего в силовую сеть передается пачка импульсов необходимой частоты и длительности. Высокочастотные сигналы практически без потерь проходят через небольшую ёмкость высоковольтного конденсатора С1 в сеть. Пачки необходимой частоты формируются с использованием аппаратного ШИМ-генератора, имеющегося в данном микроконтроллере. Как показали эксперименты, наиболее оптимальной частота передачи сигналов лежит в пределах 90-120 Кгц. Эти частоты разрешены к использованию без необходимости регистрации в соответствующих органах надзора как в России, так и Европе. (Стандарт CENELEC )

А теперь ответ на самый часто получаемый вопрос: какова дальность связи между такими устройствами? Ответ прост:

На дальность связи влияет множество факторов: качество силовых линий, наличие «скруток» и монтажных коробок, тип нагрузки и её мощность…

Из практики: в небольшом городе, на силовой линии, питающей 30-50 частных домов, утром и днём (когда электрическими приборами пользуются меньше) дальность связи значительно выше, чем в крупном городе с сотней квартир на одной фазе.

Отвечу и на второй распространенный вопрос: как увеличить дальность связи? Для этого можно увеличить мощность передаваемого в силовую сеть сигнала, а также улучшить приёмную часть устройства.

Усилитель мощности можно выполнить на распространенной микросхеме TDA2030 или TDA2003 (хотя заявленные производителем параметры иные, но они неплохо работают)

Приёмная часть более сложна к доработке:

добавить входной усилитель и АРУ;
добавить узкополосные фильтры на входе устройства. Самое простое решение таково: последовательный контур, настроенный на необходимую частоту.

Данный материал запрещен без разрешения к копированию и распространению, как целиком, так и частично.

Описанное ниже устройство предназначено для дистанционного управления десятью нагрузками по двупроводной линии связи длиной до 10 м. Его можно использовать для управления бытовой радиоаппаратурой, игрушками, для передачи информации о состоянии датчиков различных устройств.

От подобных по назначению (например, [Л] это устройство отличается возможностью одновременной передачи нескольких команд в любой комбинации и удобством контроля за передаваемой информацией (по положению ручек или кнопок переключателей на пульте передатчика). Кроме того, передатчик не требует собственного источника питания - он питается по той же линии связи. Система сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания от 9 до 5 В, а при использовании микросхем серии К561- от 12 до 5 В.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Требуемые команды передают, устанавливая переключатели пульта управления в соответствующее положение. В передатчике происходит циклический опрос состояния контактуры пульта с тактовой частотой. Последовательность командных импульсов (замкнутым контактам соответствует короткий импульс, разомкнутым - удлиненный) передается по линии связи в приемник. Приемное устройство обрабатывает поступившую информацию и вырабатывает сигнал на включение соответствующих нагрузок.

Принципиальная схема передающего устройства изображена на рис. 1, приемника- на рис. 2. Рис. 3 иллюстрирует работу всей системы.

После включения приемника тумблером SA1 напряжение питания по линии связи через диод VD15 (рис. 1) поступает к передатчику. После зарядки конденсатора СЗ до напряжения питания начинает работать генератор коротких импульсов со скважностью 5 и частотой повторения около 200 Гц, собранный на элементах DD1.1, DD1.2. Из этих импульсов (диагр. 1, рис. 3) триггер D02.1 формирует тактовые сигналы (диагр. 2), поступающие на счетчик DD3. Импульсы, последовательно появляющиеся на выходах счетчика, в зависимости от состояния (диагр. 3) командных переключателей SA1 - SA10 проходят или не проходят на верхний по схеме вход элемента DD1.3 (диагр. 4). Если контакты какого-то переключателя разомкнуты, то в соответствующий момент на этот же вход через диод VD2 поступают импульсы с выхода генератора.

Pиc.2

На второй вход элемента DD1.3 с триггера DD2.2 приходит длинный импульс (диагр. 5) после каждого цикла опроса контактуры. На этот же вход с триггера DD2.1 поступает импульс, запрещающий прохождение информации через элемент DD1.3 в каждую первую половину времени опроса состояния соответствующего переключателя. Сформированные элементом совпадения DD1.3 пачки импульсов после инвертирования элементом DD1.4 (диагр. 6) поступают на электронный ключ на транзисторе VT1 и далее в линию (диагр. 7).

Для обеспечения селекции пачек импульсов в приемнике передатчик после каждого цикла опроса формирует паузу, в течение которой обнуляется счетчик приемника.

Pиc.3

Узел приемника (рис. 2), собранный на элементах DD1.1, DD1.2, представляет собой ждущий мультивибратор. Его запускают спады информационных импульсов, которые приходят с передатчика на вывод 2 элемента DD1.1. Цепь R1C1 определяет длительность выходных импульсов, по окончании которых элементы DD1.3, DD1.4 и транзистор VT3 формируют импульсы записи (диагр. 8). Информационные импульсы (диагр. 7), инвертированные транзистором VT1 (получается последовательность, аналогичная диагр. 6), поступают на вход D триггеров DD3 - OD7 (выводы 5 и 9) и на вход С счетчика DD2, который, переключаясь, разрешает прохождение импульса записи на вход С соответствующего триггера.

Короткий информационный импульс заканчивается раньше, чем формируется записывающий, и на инверсном выходе этого триггера появляется сигнал 1, если же импульс длинный, то сигнал 0. К коллектору каждого транзистора VT4 - VT13 можно подключать нагрузку с потребляемым током не более 50...100 мА.

Для установки счетчика DD2 в исходное состояние служит генератор одиночных импульсов,выполненный на однопереходном транзисторе VT2. Цепь C3R5 задает время для формирования импульса установки, которое должно быть меньше паузы между пачками (диагр. 10). После каждой информационной посылки конденсатор СЗ разряжается через диод VD) и транзистор VT1 передатчика (диагр. 9).

Используемые в устройстве микросхемы серии К176 можно заменить на соответствующие из серий К561, К564. Вместо транзисторов КТ361 Г можно применить КТ361, КТ347, КТ3107 с любым буквенным индексом. Конденсатор СЗ передатчика и С2, СЗ приемника - К53-1А, остальные - КМ, резисторы - МЛТ.

Устройство, собранное из исправных деталей, начинает работать сразу и в налаживании не нуждается.

ЛИТЕРАТУРА: Иноземцев В. Шифратор и дешифратор команд телеуправления.- Радио, 1985, № 7, с. 40, 41.