Vă vom prezenta în continuare aşa zisele “power line modem” sau “home automation modem”, adică circuite modem care în loc să folosească linia telefonică folosesc reţeaua de curent
Cum a apărut această idee?
Să ne propunem să rezolvăm următoarea aplicaţie aparent simplă: într-o instituţie de 3 nivele cu 20 de birouri pe nivel vrem să controlăm (aprindem şi stingem) de la pupitrul portarului iluminatul electric în birouri şi pe holuri. Să zicem că am găsit soluţia. Poate vom dori să controlăm într-un mod asemănător şi încălzirea şi climatizarea în birouri, apoi să creem un sistem de monitorizare al senzorilor (de alarmă, incendiu sau temperatură). Fiecare implementare ar însemna amplasarea de foarte multe cabluri. De aici şi ideea, de ce să nu folosim cablurile deja existente. Ne-ar scuti de munca de instalare, costurile ar fi mai scăzute şi în ultimă instanţă şi estetica interioară nu ar avea de suferit. Cel mai simplu este să folosim cablurile deja aflate în pereţi, (ale reţelelor electrice de alimentare).
Deci avem nevoie de un circuit integrat care să reuşească să transmită date prin reţeaua de curent fără să se “curenteze”, fără să producă perturbaţii aparatelor deja aflate în priză şi care să poată fi conectat la un microcontroler, în acest fel putând să implementăm un protocol pentru a ştii cine cu cine vorbeşte.
Principiul de funcţionare este acelaşi ca la orice circuit de modem, problemele care au trebuit să le rezolve constructorii acestor circuite au fost legate de impedanţa reţelei şi a zgomotului. Frecvenţa purtătoarei care este injectată în reţea se găseşte în jurul celei de 130KHz. Cu cât această frecvenţă este mai bine generată şi nu prezintă armonici cu atât apariţia zgomotelor sau perturbaţiilor este mai mică. Se pare că producătorii au avut grijă de acest aspect, noi vă vom prezenta produsele Philips şi ST-Microelectronics, respectiv TDA5051 şi ST7537.
Avertizăm că fiecare circuit trebuie privit separat neexistând compatibilităţi decât la niveleul principiului de funcţionare. Deosebirile apar atât la modul de conectare şi interfaţare cu un microcontroler sau direct cu interfaţa serială (ST7537) cât şi la rata de transmisie care este de maximum 1200 baud la Philips şi 2400 la chipul ST.
Vă prezentăm schemele aplicative pentru ambele circuite, mult mai multe detalii şi implementări puteţi găsi pe site-urile producatorilor www.st. com şi respectiv www.semiconductors.philips. com. Ca preţ, cipul ST este cam de o dată şi jumătate mai scump decât cel de la Philips.
Implementarea unui astfel de modem în varianta economică (fără izolare galvanică) putându-se încadra în 10 dolari şi pentru nivel de microproducţie. Pentru ambii producători distribuitor pentru România este firma Datronic pe care o găsiţi la www.electronic.ro cu preţuri şi stocuri on-line.
În finalul acestui scurt articol vom accentua două aspecte legate (ambele) de reţeaua de curent.
Aceste modemuri au fost concepute să lucreze în cadrul aceleiaşi clădiri, deci punctele de conectare trebuie să se afle la distanţe de ordinul câtorva sute de metri cel mult. Aceasta deoarece puterea injectată în reţea este mică şi se pierde, ea distribuindu-se de la un punct de transmitere practic în toată reţeaua. Mai mult, posturile de transformare acţionează ca o barieră, frecvenţa de 130 KHz folosită fiind cauza. Al doilea aspect este legat de “pericolele” care apar pe orice reţea de curent, mai ales pe reţeaua de curent din sistemul nostru. Aceste circuite trebuie protejate de eventualele vârfuri de tensiune care după cum ştim cu toţii apar în mod frecvent, recomandările noastre fiind respectarea tipurilor de protecţii recomandate de producători, în caz contrar circuitele nu rezistă şi se ard aparent fără motiv.
Ing. Ionel Nicolae
DATRONIC-NCIP S.R.L.
e-mail: inicolae@electronic.ro