Een van de dingen die steeds opnieuw in onze branche lijken te gebeuren, is de opkomst van een nieuweproductGebied dat een grote plons maakt in engineering en vervolgens jarenlang in een donkere, droge hoek wegkomt. Deze technologie klinkt te mooi om waar te zijn! We zouden het kunnen gebruiken om een revolutie teweeg te brengen in onze producten. Toen verdreef de technologie een paar jaar lang, met sommigenbedrijvenhet aanbieden van enkele nieuwe versies. Maar het heeft nooit echt de grote tijd gehaald. Na een paar jaar werd het eindelijk een zeer haalbare methode en werd het overal gebruikt.
Dit gebeurt veel omdat het product niet echt aan de verwachtingen van de hype voldoet. Of er kunnen zoveel concurrerende versies zijn dat niemand vrij zeker is welke manier moet worden. Dan rijpt de technologie en werkt goed, en je ziet het overal.
Naar mijn mening is dit het geval met de stroomlijncommunicatie ( PLC). Een paar jaar geleden leek PLC de oplossing te zijn voor veel communicatieproblemen. Maar toen verdween het, en nu lijkt het eindelijk een grote stap vooruit te hebben gezet. Het wordt in het hulpprogramma gebruiktSmart Griden leestapplicaties, thuisautomatisering en vele andere gebieden die we later zullen bespreken. Het grootste voordeel is natuurlijk dat het geen nieuwe bedrading vereist. En PLC's kunnen over vrij lange afstanden worden gebruikt.
Het verzenden van gegevens over elektriciteitsleidingen werd zelfs lang geleden als een leuk ding beschouwd. Het concept van het verzenden van communicatiesignalenOver hetzelfde paar draden dat wordt gebruikt voor stroomverdeling dateert uit een patent uit 1924 voor "drageroverdracht over elektrische circuits". PLC's voor spraaktelefonie begonnen in de vroege jaren 1900 en werden in Europa en de Verenigde Staten voor het einde van de jaren 1920.
Power Line Communication -methoden zijn nu gecategoriseerd als breedband en smalband. Breedband wordt gebruikt om high-speed gegevens in het huis te verzenden, zoalsEthernet, terwijl smalband in een rustiger tempo werkt en wordt gebruikt voor het lezen van utility meter,industrieelCommando en besturingselement, thuisautomatisering en veel verlichtingscontroletoepassingen.
Zeker, PLC's werken in harde omgevingen. Niet alleen worden niet gewiststroomkoorden werken alsantennes, maar er zijn altijd meerdere circuits in een industriële omgeving of thuis waar communicatiesignalen mogelijk naar het hoofdcircuitpaneel moeten worden verzonden en vervolgens hun weg naar de bestemming moeten vindenontvanger. Elk circuit van het hoofdpaneel heeft meerdere tikken, waardoor een zeer complexe impedantie- en geluidsomgeving ontstaat om te verzendenRFsignalen. Powerlijnen zijn vaak een extreem moeilijk en luidruchtig communicatiemedium, gekenmerkt door verschillende onvoorspelbare vormen van intense interferentie.
Breedband PLC
Breedbandsystemen zijn bijzonder moeilijk om met interferentie om te gaan en de HomePlug AV werd geïntroduceerd in 2005 en is nu een steunpilaar van breedband PLC's, met adapters die beschikbaar zijn met fysieke snelheden van 200 Mbps, 500 Mbps en nu meer dan 1 GBPS. Een HomePlug-verbinding kan 200 Mbps zijn, de werkelijke snelheden van de meeste verbindingen zijn ongeveer 30 Mbps tot 50 Mbps-wat nog steeds voldoende is de tijd voor willekeurigvideoAfspelen van de router naar de tv, zolang het betrouwbaar en consistent is.
SmalbandProgrammeerbaarControllers
Maar vandaag willen we het hebben over Nalband Powerline Communications.
Communicatie over langeafstandspannerleidingen (AC enhoogspanningDC) is een belangrijk onderdeel van de rasterinfrastructuur. Geautomatiseerde uitlezingen voor utility -meter zijn nu op de meeste plaatsen de norm. Home Automation voor verlichting,HVACen apparaten zijn een belangrijk en groeiend gebruiksgebied. Al deze gebieden gebruiken smalband PLC's. Ontwerpers vanIndustriële controlesystemengebruiken deze technologie. Andere snel opkomende toepassingen zijn de besturing van straatverlichting, automaten, zonnepanelen en opladen van elektrische voertuigen.
CommunicatietechnologieënVoor het gebruik van hoogspanningsleidingen zijn geëvolueerd. Initiële implementaties omvatten variaties van frequenties-frequentieverslag-toets (FSK) en faseverschuivingssleutel) modulatie (FSK). Deze technologieën waren beperkt in hun vermogen om betrouwbaar om te gaan met harde powerline -omgevingen en, als gevolg daarvan, vroege PLC -systemen ondervonden problemen.
Er zijn momenteel twee hoofdnormen voor Narrowband: G3 en Prime. Doorgaans richt de G3 (of vergelijkbare IEEE P1901.2) standaard zich meer op robuustheid. Voor industriële toepassingen moet u er zeker van zijn dat de gegevens zullen aankomen, misschien niet met de hoogste snelheid, maar dat doet het wel. G3 biedt 20,36 kbps, 34,76 kbps en 46 kbps (met codering) gegevenssnelheden, voorwaartse foutcorrectie (FEC) en compatibiliteit met 6Lowpan/IPv6. G3 is beschikbaar in de Europese Cenelec -A of -b -banden (G3 werkt op de Cenelec -A of -B -banden (20 kbps -40 kbps) in Europa en kan worden gebruikt in de gehele FCC tot 400 kbps in de VS. Het biedt laag 2 128- bit AES -codering voor gegevensbeveiliging.
OFDM lost dit probleem op
G3 en Prime gebruiken orthogonale frequentiedivisie multiplexing (OFDM), een techniek voor het verzenden van grote hoeveelheden digitale gegevens over lawaaierige kanalen. Het combineert veel langzamere gegevenssnelheidsdragers om een algehele hogere gegevenssnelheid te creëren. Een set draagfrequenties of kanalen wordt automatisch geselecteerd om weg te blijven van interferentie. Meerdere subsignalen worden gelijktijdig verzonden op verschillende (orthogonale) frequenties. Elke data -subdrager wordt gemoduleerd met behulp van PSK of QAM. Dit, samen met foutcorrectie, zorgt ervoor dat gegevens zonder fouten kunnen worden ontvangen in zeer lawaaierige omgevingen.
Spectrum van meerdere constante amplitude van DM -subdragers.
De truc om van het maken van een praktisch transmissiesysteem is het verbinden van de subcarriermodulatiesnelheid met de subdragers. Door de subcarrierafstand in te stellen op de wederzijdse van de symboolsnelheid, zijn de pieken en nullen perfect uitgelijnd zodat bij elke subcarrierfrequentie de subdragers orthogonaal zijn en er geen interferentie tussen hen is.
Smalband PLC -controllerICSvoor industriële controles
Een aantalchipVerkopers produceren controllers die de prime-, G3- en IEEE 1901.2 -normen ondersteunen. OFDM- en foutcorrectietechnologieën maken smalband PLC's goed geschikt voor industriële controlesystemen in typischelektrischlawaaierige omgevingen. Deze technologieën gebruiken een aantal vrij zware wiskundige functies en vereisen een serieuze rekenkracht. Tegenwoordig is dit geen probleem, maar zorg ervoor dat de controller -chip die u kiest, de pk heeft om uw specifieke omgeving af te handelen.
Een voorbeeld van een smal-band PLC-controller IC isMaxim'S Zeno Max79356, die twee pipelined 32- bit gebruiktRiscusverwerkers. De chip is g 3- plcgecertificeerden de programmeerbaarheid ervan zorgt ervoor dat het standaardherzieningen en nationale veranderingen kan omgaan.
De Max79356 verbruikt maximaal 80,6 mW vermogen in de luistermodus, en de IC bevat een compleetanaloogfront -end (AFE) met een AES-CCM-coderingsmotor voor hoge beveiliging. Het apparaat is beschikbaar in een 48- pin LQFP -pakket en werkt via de graad van -40 tot het temperatuurbereik van 85 graden.