วงจรที่นำเสนอจะช่วยให้คุณสามารถควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทำงานด้วยไฟ AC จากระยะไกลในห้องต่างๆในบ้านของคุณผ่านการสื่อสารด้วยสายไฟหลักหรือแนวคิด PLC

“สร้างตัวขจัดตะกรันอิเล็กทรอนิกส์ของคุณเอง ”

ในเทคโนโลยี PLC วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานเป็นเครื่องส่งจะถูกเสียบเข้ากับสายไฟหลัก (220 V หรือ 120 V) จะฉีดสัญญาณข้อมูลความถี่สูงแบบมอดูเลตไปยังความถี่ AC หลัก 50 Hz หรือ 60 Hz อีกวงจรหนึ่งซึ่งทำหน้าที่เหมือนตัวรับสัญญาณและเชื่อมต่อกับสายไฟ AC เดียวกัน แต่ในตำแหน่งอื่นตรวจพบสัญญาณมอดูเลตนี้ผ่านสายไฟหลักและถอดรหัสหรือถอดรหัสข้อมูลสำหรับผลลัพธ์สุดท้ายที่ระบุ

ลองนึกภาพอุปกรณ์ที่สามารถเสียบเข้ากับเต้ารับไฟหลักในห้องโถงของคุณและการสลับปุ่มเพื่อควบคุมอุปกรณ์ที่ใช้งานไฟหลักอื่น ๆ ในห้องที่อยู่ติดกันหรือในห้องครัวของคุณ ฟังดูน่าทึ่งใช่นี่เป็นแนวคิดเก่าที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสื่อสารข้ามห้องโดยใช้สายไฟหลักที่มีอยู่ของบ้านผ่านชุดเครื่องส่ง / เครื่องรับสัญญาณคู่

ในบทความนี้เราจะพูดถึงวงจรควบคุมระยะไกลที่ใช้การสื่อสารด้วยสายไฟ (PLC) แบบง่ายๆซึ่งอาจใช้สำหรับควบคุมอุปกรณ์ข้ามห้องผ่านคู่ตัวส่ง / ตัวรับแบบเสียบปลั๊ก

การออกแบบแรกด้านล่างนี้สร้างขึ้นโดยใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปเช่นทรานซิสเตอร์ตัวต้านทานตัวเก็บประจุไดโอด ฯลฯ ก่อนอื่นเรามาเรียนรู้เกี่ยวกับวงจรเครื่องส่งสัญญาณและรายละเอียดการทำงาน

เครื่องส่งสัญญาณสื่อสารสายไฟ

วงจรเครื่องส่งสัญญาณอย่างง่ายสามารถเห็นได้ในแผนภาพต่อไปนี้

วงจรเครื่องส่ง PLC ประกอบด้วยสเตจออสซิลเลเตอร์โดยใช้ทรานซิสเตอร์ T5 / T6 ซึ่งปรับที่ 150 kHz ความถี่ของออสซิลเลเตอร์นี้เปิดอยู่ผ่านโมโนสเตเบิลมัลติไวเบรเตอร์ที่สร้างขึ้นรอบทรานซิสเตอร์ T4 BC557

monostable นี้สามารถเรียกใช้โดยใช้สวิตช์เปิด / ปิด S1 จากนั้นความถี่ 150 kHz นี้จะถูกฉีดเข้าไปในสายไฟหลักผ่านหม้อแปลง T1 ที่แสดงที่ด้านล่างขวา

ดังนั้นตอนนี้ความถี่ 150 kHz จะขี่ผ่านความถี่ 50 Hz หรือ 60 z ซึ่งสามารถรับได้โดยหน่วยรับ PLC พร้อมกับสายไฟเดียวกันในตำแหน่งที่ห่างไกลหรือในห้องอื่น

ตัวรับ PLC

ภาพต่อไปนี้แสดงวงจรตัวรับสัญญาณการสื่อสารด้วยสายไฟ

เครื่องรับได้รับการกำหนดค่ารอบเครื่องขยายเสียงสองขั้นตอนโดยใช้ทรานซิสเตอร์ T7 / T8 ซึ่งเป็นวงจรเรียงกระแสโดยใช้ไดโอด 1N4148 สองตัวซึ่งมีค่าคงที่เป็นเวลานาน

การหน่วงเวลาช่วยในการตัดสัญญาณรบกวนชั่วขณะ ความถี่ 150 kHz ถูกแยกออกจากหม้อแปลง T2 ที่ต่ออยู่และหลังจากขั้นตอนการกรองที่เหมาะสมแอมพลิฟายเออร์จะตรวจจับและตอบสนองต่อความถี่ 150 kHz และเริ่มสั่นด้วยอัตราเดียวกัน

ขั้นตอนของวงจรเรียงกระแสโดยใช้ 1N4148 สองตัวและตัวเก็บประจุตัวกรอง 10 uF ที่ตามมาจะทำให้ความถี่คงที่เป็น DC ที่เสถียรสำหรับการเปิดใช้งานทรานซิสเตอร์ไดรเวอร์รีเลย์ตัวถัดไป

สเตจไดรเวอร์รีเลย์จะเปิดรีเลย์และโหลดที่เชื่อมต่อและยังคงเปิดอยู่ตราบเท่าที่สวิตช์เครื่องส่งสัญญาณ S1 ยังคงเปิดอยู่และในทางกลับกัน

ในกรณีที่เพื่อนบ้านของคุณอาจมีระบบที่คล้ายกันติดตั้งอยู่ในบ้านของพวกเขาด้วยดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนข้ามคุณอาจต้องการปรับความไวของเครื่องรับให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ซึ่งอาจเพียงพอที่จะทำงานกับระบบของคุณเอง ความไวนี้อาจถูกปรับแต่งด้วยค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 1 k

หม้อแปลงข้อต่อที่ใช้สำหรับฉีดและแยกความถี่ 150 kHz ผ่านสายไฟถูกสร้างขึ้นมากกว่าแกนหม้อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. ขดลวด 'b' ที่ต่อสายไฟมี 20 รอบโดยใช้ลวดทองแดงเคลือบพิเศษ 31 SWG และด้าน 'a' ซึ่งไปทางด้านวงจรมีการหมุน 40 รอบโดยใช้สายเดียวกัน

การออกแบบข้างต้นใช้วงจรง่ายๆซึ่งอาจสลับกับความถี่ใกล้เคียงเช่น 140 kHz หรือ 155 kHz ซึ่งอาจดูไม่เป็นที่ต้องการมากนัก เพื่อให้ได้ความแม่นยำของจุดพินพร้อมการตอบสนองความถี่เพื่อให้หน่วยตอบสนองอย่างแม่นยำต่อสัญญาณเครื่องส่งสัญญาณเฉพาะอาจต้องใช้ IC แบบ PLL ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง

วงจร PLC โดยใช้ IC LM567

แนวคิดดังกล่าวได้รับการเผยแพร่ในเอกสารข้อมูลของไฟล์ ไอซี LM567 เป็นหนึ่งในวงจรแอปพลิเคชันท่ามกลางวงจรที่โดดเด่นอื่น ๆ อีกมากมาย

แผนผังผู้รับ

IC LM 567 เป็นเครื่องถอดรหัสโทนเฉพาะ ใช้เทคโนโลยี PLL ซึ่งช่วยให้อุปกรณ์ตรวจจับและตอบสนองเฉพาะความถี่ที่กำหนดโดยค่าเครือข่าย RC ภายนอกและปฏิเสธความถี่ที่ไม่เกี่ยวข้องอื่น ๆ ทั้งหมดในสเปกตรัม

วงจรควบคุมระยะไกลที่นำเสนอโดยใช้การสื่อสารด้วยสายไฟอาจเห็นได้ในแผนภาพด้านบนรายละเอียดการทำงานของวงจรอาจเรียนรู้ได้จากประเด็นต่อไปนี้:

มันทำงานอย่างไร

R1 และ C1 เป็นส่วนประกอบ RC ภายนอกที่กำหนดความถี่ในการตรวจจับของอุปกรณ์และพิน # 3 จะกลายเป็นพินที่ตรวจจับของ IC

ความหมายพิน # 3 จะตรวจจับและรับทราบเฉพาะความถี่ที่กำหนดโดยใช้เครือข่าย R1 / C1 ตัวอย่างเช่นหากเลือก R1 ค่า C1 เพื่อกำหนดความถี่ 100kHz พิน # 3 จะเลือกเฉพาะความถี่นี้เพื่อเปิดใช้งานเอาต์พุตและละเว้นสิ่งที่อาจแตกต่างจากช่วงนี้

คุณลักษณะข้างต้นช่วยให้ IC สามารถแยกความถี่เฉพาะออกจากความถี่ AC 50 หรือ 60 Hz ที่ซ้อนทับและเรียกเอาท์พุทตามความถี่ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเท่านั้น

ในรูปเราจะเห็นหม้อแปลงแยกขนาดเล็กซึ่งรวมอยู่เพื่อแยกวงจรอิเล็กทรอนิกส์ออกจากกระแสไฟหลักที่ร้ายแรง

ความถี่ไฟฟ้ากระแสสลับต่ำของสายไฟจะทำหน้าที่เหมือนความถี่ของผู้ให้บริการซึ่งการเรียกใช้ความถี่สูงเพื่อไปยังปลายทางที่ต้องการข้ามสายส่ง

ในการออกแบบตัวรับสัญญาณข้างต้น IC ถูกกำหนดให้ตอบสนองต่อความถี่ 100kHz ซึ่งควรจะถูกฉีดเข้าไปในสายไฟจากตำแหน่งใกล้เคียงซึ่งอาจเป็นห้องหรือสถานที่ที่อยู่ติดกัน

ความถี่ 100kHz สามารถฉีดผ่านวงจรออสซิลเลเตอร์เช่น IC 555 หรือวงจร IC 4047 หรือวงจร IC LM567 อื่นที่ติดตั้งเป็นชุดเครื่องส่งสัญญาณ

ในกรณีที่สัญญาณถูกฉีดเข้าไปในแหล่งจ่ายไฟหลักจากตำแหน่งที่เกี่ยวข้องวงจรตัวรับสัญญาณที่แสดงด้านบนจะตรวจจับความถี่เฉพาะในสายไฟหลักที่ต่ออยู่และตอบสนองด้วยการสร้างลอจิกต่ำที่ขา # 8

พิน # 8 เชื่อมต่อกับ a วงจรฟลิปฟล็อป 4017 สลับรีเลย์เอาต์พุตและเปิดหรือปิดโหลดขึ้นอยู่กับสถานการณ์ก่อนหน้าของรีเลย์