Передача данных через электросеть!

[SIM31]

Ну это как-то грубо... Из собственных опытов, в рамках квартиры, или частного домика можно передавать на мощности 50-70мВт, на частоте около 2МГц. Согласующую цепь подобрал с фильтрацией. Отсекает ниже мегагерца и выше 4МГц. Гоняю пачки импульсов 20-40кГц. Вполне себе стабильно передаётся.

Спасибо за информацию, очень интересно.

По возможности, только, желательно пачки импульсов не гонять круглосуточно, только команды для включения и выключения, может подтверждения периодические. Чтобы не создавать помехи в сети и радиоэфире.

Так же, есть фильтры в импульсных блоках питания, емкостной балласт в лампочках светодиодных, в пылесосах и миксерах, они должны подавлять высокочастотный сигнал, но полное подавление невозможно и оставшейся мощности значит хватает. Тем более на 2 МГц уже может сказываться индуктивность провода, отражение от скруток и розеток, и веселый перезвон из конца в конец проводки, который по простому не подавить, а может и радиоизлучение и радиоприем разных участков, даже не связанных гальванически.

Интересно было бы попробовать такую передачу в больших 10-этажных офисных зданиях. Чтобы и сигнал передавался устойчиво и помех никому не создавать.

Приемник наверное то же самое, но в другую сторону, может дополнительно LC контур, пара транзисторов для усиления.

[просто КОТ]

На 2МГц индуктивность провода и ёмкость складываются в волновое сопротивление, в районе 200 Ом. Что-то такое я намерял.
Рядом были светодиодные лампы с ИИП и комп, опять таки. Но, их шум не мешал, а входная ёмкость ослабляла, но не уничтожала сигнал.

Пачки я гонял, чтоб осциллограммы делать. А так, естественно, вместо генератора пачек вешаем Tx от UART`а и у нас есть вполне себе приличный симплекс. Или даже полу-дуплекс. До 70кбит/сек работало без каких-либо особых тонкостей. А если сидеть и настраивать всё это тщательнее, то...



Вот так можно реализовать дуплекс-приставку. Подаём передатчику на CKOUT 2МГц -- каким угодно способом. На Tx передаём. С Rx соответственно принимаем. Как видим -- в рамках квартиры даже УВЧ не понадобилось. Просто чувствительный детектор -- с удвоением и фиксированным смещением. После него будет уже "почти меандр". Ну и компаратор нарежет прямоугольник на выходе.

[SIM31]

До 70кбит/сек работало без каких-либо особых тонкостей. А если сидеть и настраивать всё это тщательнее, то...

Для домашней автоматики хватит со 100-кратным запасом. Тщательней настроить можно поставив LC контур, или RC хотя бы.

Спойлер

Просто чувствительный детектор -- с удвоением и фиксированным смещением. После него будет уже "почти меандр". Ну и компаратор нарежет прямоугольник на выходе

Ну детектор просто работает и это хорошо. В идеале нужен LC контур на входе для защиты от помех, и автоматическое смещение порога, буквально один диод и конденсатор в опорное напряжение с выхода ОУ. Если сигнал слабый или его нет, порог уходит в 0 и на выходе шум. Если сигнал сильный, порог увеличивается. Далее какой-нибудь микроконтроллер разбирает, есть ли там полезная информация. А так может получиться что сигнал немного недостает до порога срабатывания и на выходе вообще ничего нет. Типа как АРУ в приемниках, тут примерно тоже самое.

Более сложные схемы стоят в модемах электрических счетчиков, но постепенно эти модемы выгорают, несмотря на защиту, счетчики продолжают работать. И частоты у них 50-80 КГц, там, наверное, сложнее защитить модем.

[просто КОТ]

Видишь трансформатор у меня на входе и конденсатор разделительный? Это, помимо гальванической развязки, ещё и селективная LC цепь. Ёмкость 1нФ, а индуктивность сейчас не вспомню, но выбиралась не от балды -- считал. 8витков на ферритовом колечке получилось по входу.
Вот это и даёт нам контур. Пробовал генератором ВЧ, ниже 1МГЦ или выше 4МГц он не слышит.

Ну а про управление порогом -- это мысль хорошая. Менять порог в зависимости от зашумлённости. Ведь лучше будет в крайнем случае один пакет данных пропустить, чем что-то некорректное принять. Правда я до АРУ ещё не дошёл. Мне хватило такой вот стабильности. Да и подустал. Прежде чем прийти к этим простым схемкам было несколько месяцев самых разных вариантов...

Впрочем, если кто всерьёз займётся -- наработками я поделился, ну и готов влиться в работу тоже. Может чего вместе намутим.

[SIM31]

Ну а про управление порогом -- это мысль хорошая. Менять порог в зависимости от зашумлённости. Ведь лучше будет в крайнем случае один пакет данных пропустить, чем что-то некорректное принять.

Цифровые данные обычно с контрольной суммой, некорректные данные там невозможны. Если нет контрольной суммы, тогда да, надо делать порог срабатывания выше, чтобы помехи не пробирались. Но, подение уровня сигнала, например из-за включенной зарядки от мобильника рядом, может нарушить передачу данных в самый неожиданный момент

Правда я до АРУ ещё не дошёл. Мне хватило такой вот стабильности. Да и подустал. Прежде чем прийти к этим простым схемкам было несколько месяцев самых разных вариантов...

Для примера вот, приемник с АРУ, только на транзисторах, а по сути схемы похожи, на входе LC контур, детектор, частоты такие же. АРУ сделано по простому, амплитуда сигнала растет - транзистор на входе закрывается.

http://radiostorage.net/?area=news%2F2727

Спойлер

Для передачи цифрового короткого сигнала может и не подойти, изначально схема будет с большим усилением работать и детектор может уйти в насыщение (а может и нет, сигнал цифровой, ему искажения не страшны), а когда АРУ подстроится под уровень сигнала, передача закончится. Передавать тогда надо будет сначала некоторое вступление доли секунды, чтобы АРУ подстроился под передатчик, а потом сами данные.

Последний раз редактировалось SIM31 Пн апр 13, 2015 14:50:24, всего редактировалось 1 раз.

[просто КОТ]

Ммммм... Помню-помню... Тестировал такой детектор. Чувствительная штука. Оказалось даже слишком.

[tedikgb]

Тема крутяк!

[просто КОТ]

Ставил сегодня опыты... Ничего не могу принять... Так и так.. не выходит... И что оказалось? Питание передатчика -- гасящий конденсатор. Его сопротивление на 2МГц равно 0,13 Ом. Вот и шунтирует всё. Так что небольшой резистор в цепи питания необходим. Поставил 470 Ом, стало отлично. Только вот греется. Где-то 500...600мВт на нём. Чувствую надо заменить его на дроссель. Завтра попробую.

[Albert_V]

Может быть, кому-то поможет эта информация:

ST7540 Eval.pdf

(2.32 MiB) Скачиваний: 561

[просто КОТ]

Вот, значится, на фоне выложенных мною схемок и мыслей перешёл от комка проводков к двум платкам. На левой -- передатчик. С питанием уже в сборе. помещается в корпус тот чёрненький. Правая плата предназначена для встраивания в аппаратуру. К ней питание +5V подаётся по тем проводкам. Ну и выход в сеть соответственно обеспечивается. такие дела. Фотка большая и кликабельна. Практически все детали отечественные. Только операционник не наш, но и это исправимо.

[aen]

Из собственных опытов, в рамках квартиры, или частного домика можно передавать на мощности 50-70мВт, на частоте около 2МГц. Согласующую цепь подобрал с фильтрацией. Отсекает ниже мегагерца и выше 4МГц. Гоняю пачки импульсов 20-40кГц.

В 1992 году поступил на работу в коллектив, который в свободное время разрабатывал сигналку, работающую через сеть (по иронии судьбы следующее место работы было проектировщик охранки).

Институт серъёзный, поэтому к делу подошли капитально - провели замеры шумов сети в нескольких точках и выяснили, что шумов меньше всего в диапазоне 2-3 МГц.
Один инж разработал приёмник на 174ха2 (ФМ-приёмник), второй схему центро-пульта (система охранки работала по опросному принципу), третий - схему периферийных блоков с сухими контактами на входе (это норма, стандарт для датчиков сигнализации). Программист отвечал только за центро-пульт.

Центро-пульт работал на процессоре (к1816ве51), а периферийные блоки - на мелкой логике к176 серии (их было сделано всего 3). Приёмники у всех уст-в одинаковые. Передача производилась манипуляцией частот вроде 2,0 и 2,4 МГц.

Скорость передачи в системе была примерно 10 кБод. Приём происходил в сдвиговый 16-ти битный регистр - 12 - это адрес, и 4 бита - это 4 датчика сигнализации, подключенные к блоку. Сравнение адресов шло на 3 шт. к176ип2 (больше её нигде не применяли).
Из этого же регистра шла и передача. Кажется это были 2шт. к561ир6.

После запуска системы шли жуткие помехи и постоянные ложные сработки блоков. Когда я поступил в коллектив, ложняки происходили с темпом 1 в час от 2-х блоков.
На том и забросили систему, так и не ставшую коммерческой для военного института.

Мне, как ранее занимавшемуся Манчестером-2 поручили разобраться с ложными сработками и сделать ещё один - "чистый блок".

После предпринятых мер, измерить уровень ложняков стало невозможно - они пропали. И начались эксперименты по дальнобойности. Сигнал ловился даже в сети соседнего здания, пока оба прибора - пульт и блок находились на одной фазе.

Затем (1994) наступила экспансия фирмы Адемко (США). Но даже без неё ничего бы не вышло, но тогда институтские этого не понимали.

Последний раз редактировалось aen Пт май 22, 2015 18:22:03, всего редактировалось 1 раз.
Причина: Исправил. Нарушение Правил форума п. 2.2

[просто КОТ]

Ммм... Приятно знать, что мои наработки в плане выбора диапазона совпали с вашими разработками. А про дальнобойность хочу вот чего сказать. Х-конденсаторы способны заметно портить картинку. Вот этот простой вариант много где работать без бубна отказался. Думаю, если будет настроение, доработаю что-то с АРУ.

[kalobyte]

Приятно знать, что мои наработки в плане выбора диапазона совпали с вашими разработками.

а вот разработчики модемов так не думают
у меня в квартире ловит 95кгц, только я не знаю что это там передается - счетчики у нас обычные древние
видать какая-то херня в подвале

и выходной каскад передатчика всегда развязывается по питанию через дроссель и сразу идет конденсатор с питания на землю

[SIM31]

а вот разработчики модемов так не думают
у меня в квартире ловит 95кгц, только я не знаю что это там передается - счетчики у нас обычные древние

Обычно да, 60-90 кгц, но низкие частоты полностью поглотит конденсатор фильтр в блоке питания, а 2 МГц уже ведут себя как волны и отразятся от не согласованной нагрузки, от того же конденсатора, поглотит колебание только терминатор на конце линии, как у витой пары.
И на 60 кгц как-раз работают импульсные блоки питания. И при ударе молнии рядом помеха на 60 кгц будет сильнее, чем на 2 МГц, у нас такие помехи посжигали цепи модемов в счетчиках новых уличных. 60-90 кгц применяют для связи на высоковольтных ЛЭП, там нет бытовых источников шума, и распространяются наверное дальше.

[просто КОТ]

Вот вот! Эти 18...100кГц сплошь и рядом изгажены ИИП. При этом стандартизации никакой. Засран весь диапазон.

[kalobyte]

95кгц там действительно для высоковольтных линий
для пользователей что-то в районе 110кгц,а от 2 до 30 это уже высокоскоростные модемы для локалки
обычно используются для уввеличения покрытия влан в домах
я такие ставил и причем они работают без специального вч межфазного моста
я правда в подробности не вдавался, т.к. 2 часа потратил на настройку этих уродцев
правда там 4 штуки таких херовин за 100 евров выходят, но 150-200мбит в 3х этажном особняке дают

[DX168B]

Имел тоже дело с PLC. В коммерческих целях применяли ST7540.
Для себя тоже нужен был канал связи между домом и мастерской.
К мастерской шел только силовой кабель с квартиры.
Я сделал по другому. Взял готовую пару модемов от TP-LINK. В квартире воткнул один прямо к сетевому свитчу,
в мастерской поставил тоже свитч. В итоге, я получил канал связи и интернет одновременно.
Железо в мастерской и квартире объединил с помощью самопальной платы (установлена в мастерской) на STM32F407 с Ethernet интерфейсом.
Дома у меня одноплатник A20 Olinuxino micro 4GB, в мастерской (она в подвале) у меня контроль насоса, подсчет затраченной воды,
температура, влажность, вентиляция, электрообогрев, освещение, дверной замок с i-Button и охрана.
В итоге, я получил в мастерской CAN, RS-485 и кучку GPIO.

Планирую навести порядок в проекте во время отпуска и выложить проект на всеобщее обозрение.

[Satarych]

Добрый день.
Подскажите, будет ли схема просто КОТа работать в сети постоянного напряжения?

Собственно задача стоит следующая: В разных корпусах на расстоянии около 400м находятся блок аккумуляторов и зарядное устройство. Напряжение 300-400В DC, токи порядка 10-20А. Хотелось бы снимать напряжение аккумуляторов непосредственно с клемм и в цифровом виде передавать на зарядное устройство. Проблема в том, что нет никакой возможности проложить дополнительные линии для передачи цифрового сигнала и хотелось бы передавать цифровой сигнал непосредственно по силовым проводам.

Большая скорость передачи не требуется, планируется передавать пакет из 16 байт раз в 100 мс.

[просто КОТ]

Ммм... Проблема тащемто одна. Вам надо будет достать дроссели на 20 ампер и несколько сотен микрогенри. Чтоб развязать линию связи от ёмкости аккумуляторов. В остальном, должно получиться.

[SIM31]

Ммм... Проблема тащемто одна. Вам надо будет достать дроссели на 20 ампер и несколько сотен микрогенри. Чтоб развязать линию связи от ёмкости аккумуляторов. В остальном, должно получиться.

Кольцо феррита 1 см, и 1-2 витка провода, вот и весь дроссель на 20 ампер Возможно получится и без дросселя, аккумулятор сам как дроссель, имеет некоторое сопротивление переменному току.