Standardul X10
Capitolul IV
Comunicaii pe liniile electrice de alimentare
CAPITOLUL IV
COMUNICAII PE LINIILE ELECTRICE DE ALIMENTARE IV.1
Introducere
Companiile de utiliti (ap, gaz, electricitate) sunt interesate n
citirea de la distan a consumului nregistrat de consumator.
O soluie modern agreat de companiile de electricitate din rile
dezvoltate face apel la transmisia semnalului pe cablurile de
alimentare cu energie electric din interiorul cldirilor. Aceast
soluie trebuie s asigure:
Cuplajul semnalului de date la cablul electric
Transmisia eficient a semnalului de date i separarea lui de cel
de for
Protecie contra zgomotului i interferenelor electromagnetice
Compatibilitate electromagnetic cu celelalte echipamente
electrice i sisteme de transmisie existente
O limitare sever a benzii este dat de transformatorul de
alimentare care atenueaz frecvenele nalte i de condensatoarele de
decuplare introduse din necesiti de compatibilitate
electromagnetic. Principalele surse de zgomot sunt date de:
Fundamentala i armonicele frecvenei de 50 Hz;
Regimurile tranzitorii introduse de ntreruptoare
Zgomote de frecven nalte introduse de motoare cu colector,
invertoare i circuite de compensare a factorului de putere,
circuite de ajustare a tensiunii cu triacuri etc.
Surse de alimentare n comutaie
n Europa sunt alocate urmtoarele benzi pentru comunicaia pe
linia electric:
3-9 kHz - pentru companiile furnizoare de electricitate
A 9-95 kHz pentru companiile furnizoare de electricitate
B 95-125 kHz pentru uzul consumatorului fr a folosi protocol de
transmisie
C 125-140 kHz pentru uzul consumatorului dar folosind protocol
de transmisie
D 140 148,5 kHz pentru uzul consumatorului fr a folosi protocol
de transmisie
Este interzis utilizarea pentru frecvene peste 148,5 kHz, n timp
ce n SUA se poate utiliza banda pn n 525 kHz. Ca urmare, soluiile
spread spectrum sunt mai puin rspndite n Europa i s-au impus
echipamente bazate pe tehnici avansate de procesare digital a
semnalelor i OFDM.
IV.2 Caracteristicile liniilor de alimentare
Mediul de comunicaie este constituit de liniile de alimentare cu
energie electric, care fac legtura ntre transformatorul de
alimentare i prizele de alimentare aflate n locuine. El include
conductorii de alimentare aflai n perei, aparatele electrocasnice
conectate la prize, cablurile din acestea, panoul de alimentare,
legtura trifazat la transformatorul de alimentare i
transformatorul, precum i toi consumatorii i cablurile conectate la
transformator.
Din motivele prezentate mai sus, impedana liniilor de alimentare
cu energie elctric este variabil n limite foarte largi i crete cu
frecvena. La frecvena de 100 kHz impedana variaz n gama 15 - 80
ohmi. Valoarea impedanei este dictat de doi factori:
consumatorii conectai n reea
impedana transformatorului de alimentare
Consumatorii din locuinele nvecinate afecteaz impedana liniilor
de alimentare dintr-o locuin n mic msur. Liniile de alimentare se
comport inductiv i influeneaz n mic msur valoarea impedanei.
n cazul sarcinilor rezistive atenuarea semnalului la frecvene
din gama de 150 kHz folosite pentru transmisie variaz ntre 2 i 40
dB, n funcie de transformatorul de alimentare utilizat i sarcinile
(numrul i puterile consumatorilor) din reea.
n cazul sarcinilor capacitive pot apare fenomene de rezonan cu
inductana transformatorului de alimentare, ceea ce produce o
variaie mare a atenurii cu frecvena.
Mediul de comunicaie considerat aici este destul de zgomotos,
datorit celorlai consumatori conectai n reea.
Principalele surse de zgomot sunt motoarele electrice cu sau fr
colector, care genereaz zgomote de band larg, nesincronizate cu
tensiunea de alimentare n general i dispozitivele n comutaie de
tipul triacului, tiristorului etc., folosite pentru reglajul
tensiunii, turaiei, iluminrii etc. Acestea genereaz zgomote pe
armonicele tensiunii de alimentare. Primele au o funcionare de
obicei intermitent, n timp ce dispozitivele din cea de a doua
categorie funcioneaz pe durate de timp mai mari.
Pe liniile de alimentare lungi pot apare unde staionare. Ele se
produc dac lungimea liniei este de circa , adic o optime din
lungimea de und. n banda de frecvene 100-150 kHz lungimea de und
variaz ntre 3000 i 2000 metri, ceea ce determin lungimi ale liniei
de alimentare ntre 375 i 200 metri.
Emitorul i receptorul pot fi conectate pe aceeai ramur a
circuitului electric sau pe ramuri diferite, n funcie de topologia
instalaiei i planul casei. Din acest motiv, innd cont i de distana
ntre emitor i receptor, apar pierderi datorate conexiunii, de circa
10-15 dB n primul caz sau de 20-30 dB n cel de al doilea caz,
pentru frecvene n jur de 130 kHz. Panoul de distribuie poate
introduce i el o atenuare suplimentar de circa 10-20 dB. Pierderile
datorate conexiunii sunt ilustrate n figura 4.3, preluat dup
Chaffanjon.
IV.2 Standardul X10
Standardul X10 a fost introdus n 1975, fiind prima tehnologie
dezvoltat pentru domotic referitoare la comunicaiile cu
dispozitivele folosite pentru automatizri casnice i este standardul
de facto pentru transmisia pe cablurile de alimentare cu energie
electric (Power Line Carrier - PLC). Mediul de transmisie este
reprezentat de cablurile de alimentare cu energie electric din
cldire, situaie ilustrat n figura 4.4.
Sistemul X-10 folosete module specializate pentru dispozitive de
iluminat (lamp module), aparatur electrocasnica (appliance module),
ntre-ruptoare comandate (wall switch module), controlere diverse i
interfaa pentru calculator (home control interface).
Semnalele sunt transmise sub forma unor rafale de RF n momentele
cnd curentul alternativ cu frecvena 50 sau 60 Hz trece prin zero.
La o trecere prin zero a curentului este transmis un singur
bit.
Aceast tehnic face ca semnalele s nu poat trece de pe o faz pe
alta, n cazul unui sistem de alimentare trifazat, avnd n vedere
decalajele n timp ale trecerilor prin zero cu o esime de perioad.
De aseme-nea, semnalele de RF nu pot trece de transformatoarele de
alimentare, datorit frecvenei lor ridicate.
Pentru ca semnalele dintr-o locuin s nu interfere cu cele din
alta sunt folosite filtre cu bobine, care blocheaz ieirea lor n
afara locuinei.
S-a definit i o variant de transmisie radio, dac nu se dorete a
folosi transmisia pe cablu.
IV.2.1 Nivelul fizic
n SUA frecvena reelei este de 60Hz, semiperioada curentului
fiind de 8,333 ms. Bitul 1 este reprezentat n codarea Manchester
sau bi-phase L, printr-o rafal sau impuls RF de 120 kHz cu durata
de 1 ms centrat pe trecerea prin zero a curentului, cu o toleran de
200 s, urmat imediat de absena impulsului.
Bitul 0 este codat invers, prin absena rafalei RF de 120 kHz cu
durata de 1 ms centrat pe trecerea prin zero a curentului, urmat
imediat de prezena impulsului.
Rafalele RF sunt transmise de 3 ori n fiecare perioad a
curentului electric, cu decalaje corespunztoare, astfel ca ele s
coincid cu trecerile prin zero ale tensiunilor de pe cele 3 faze n
cazul alimentrii trifazate, aa cum se arat n figura 2.
Prin aceasta se asigur selecia corect a rafalelor, indiferent de
faza utilizat n alimentarea monofazic a locuinei. Astfel, situaia
este cea reprezentat n figura 4.6.
Pentru evitarea erorilor fiecare mesaj este trimis de dou ori.
Viteza efectiv de transmisie a datelor este de 20 bii/s, innd cont
de dublarea mesajelor i de informaiile suplimentare transmise. Din
acest motiv X10 poate asigura doar operaii simple i
conectare/deconectare de aparate.
O transmisie de cuvinte de cod sau mesaj ocup 11 perioade ale
tensiunii de alimentare (figura 4.6).
Primele dou perioade transmit codul de start (start code),
urmtoarele 4 codul casei (house code), iar ultimele 5 denumite cod
cheie (key code) pot fi fie un cod numr (number code), sau un cod
funcie (function code). Mesajul este repetat nc odat, cu o pauz de
3 perioade ntre mesaj i replic.
Cuvintele de cod ce pot fi transmise sunt 16 pentru codul de
cas, notate cu litere de la A la P, conform tabelului IV.1 i 32
pentru codul cheie (numr sau funcie).
Deoarece codul de linie folosit este de tip Manchester sau
bi-phase L, grupul de 4 sau 5 bii ce reprezint codul casei sau
codul funcie este transmis cu complementarea primului bit pe
urmtoarea semi-perioad sau alternan a tensiunii de alimentare. De
exemplu: 1 1 0 0 este transmis ca 10 10 01 01, aa cum este ilustrat
n figura 4.7.
Codul de start este format din 4 bii de forma 1110 i este
singurul care nu este codat Manchester.
Codul Hail Request este folosit pentru a interoga eventualele
emitoare X10 care s-ar gsi n btaia legturii. Acestea rspund cu Hail
Acknowledge i primesc un cod de cas diferit, pe msura nregistrrii
lor.
Tabelul IV.1 Cuvintele de cod transmise n standardul X.10
House CodesKey Codes
H1H2H4H8D1D2D4D8D16
A0110101100
B1110211100
C0010300100
D1010410100
E0001500010
F1001610010
G0101701010
H1101811010
I0111901110
J11111011110
K00111100110
L10111210110
M00001300000
N10001410000
O01001501000
P11001611000
All Units Off00001
All Lights On00011
On00101
Off00111
Dim01001
Bright01011
All Lights Off01101
Extended Code01111
Hail Request10001
Hail Acknowledge10011
Pre-Set Dim101X1
Extended Data (analog)11001
Status=On11011
Status=Off11101
Status Request11111
Codurile Dim sunt folosite pentru scderea nivelului de iluminare
i fac excepie de la regula dublrii mesajului, cu pauz de 3 perioade
ntre cele 2 versiuni, ele transmindu-se continuu, fr pauz. Pauza de
3 perioade este necesar numai ntre coduri diferite, de exemplu de
la Dim la Bright sau viceversa. Codul Dim este precedat de
instruciunea Pre-Set Dim, prin care se specific nivelul iluminrii
sczute dorite, bitul cel mai semnificativ fiind D8, iar H1, H2, H4
i H8, cei mai puin semnificativi bii.
Codul Extended Data permite transmisia de date n format de 8
bii, care pot proveni dintr-o conversie A/D. Nu se introduce pauz
nte codul Extended Data i datele propriu zise, organizate pe 8 bii,
nici ntre octeii de date.
n mod similar cu Extended Data, codul Extended Code permite
transmisia de noi coduri, n plus fa de cele 256 de baz (4 bii
pentru house codes i 16 combinaii pentru key codes), acestea fiind
organizate tot n format de 8 bii i transmise fr pauz ntre ele.
Protocolul de transmisie cnd se lucreaz cu coduri extinse cere s se
monitorizeze reeaua pe durata a 8, 9 sau 10 semiperioade, acest
numr fiind ales aleator, timp n care s nu fie detectai bii 1 pentru
a se permite accesul la linie i s renceap monitorizarea, dac s-a
detectat vreun bit 1. Dac s-a realizat accesul la linie, se verific
linia n timpul tranmisiei unui bit 0, pentru a vedea dac nu exist
coliziune (alt emittor transmite i el), caz n care se ntrerupe
transmisia i se reia procesul de la nceput.Pentru emisia i recepia
semnalelor, datorit protejrii prin patente de invenie, cuplajul la
cablurile de alimentare se poate face numai prin interfeele (Power
Line Interface) PL513 (emiator) i TW523 (emiator-receptor) care se
conecteaz la reea i fac legtura cu echipamentul de date printr-o
priz telefonic RJ11, ilustrat n figura 4.8.
Separarea galvanic este asigurat prin optocuploare, iar
funcionarea este sincronizat pe trecerile prin zero ale undei
electrice cu frecvena de 60 Hz.
n figura 4.9 este prezentat schema electric a emiatorului PL513.
Din tensiunea reelei se obin alimentrile de +30 V i 15 V c.c. prin
redresare monoalternan i filtrare. Ptrunderea semnalului de 120 kHz
este blocat cu bobina oc de radiofrecven RFC (Radio Frequency
Choke).
Protecia la supratensiuni este asigurat cu un varistor sau VDR
(Voltage Dependent Resistor). Pentru funcionarea sincronizat pe
nulurile tensiunii de reea, aceasta este redresat monoalternan cu o
diod i aplicat printr-o rezisten de valoare mare bazei unui
transistor ce funcioneaz n regim de comutaie i acioneaz
optocuplorul. La bornele 1-2 ale conectorului telefonic se obine o
und rectangular pe frecvena reelei. Semnalul ce urmeaz a fi
transmis este aplicat la bornele 3-4 i este transmis n reea prin
optocuplor, transformator RF i condensatorul de cuplaj, toate
contribuind la separarea galvanic.
De remarcat c firul de 0 V de alimentare n c.c. nu este izolat
de cel de 120 V c.a., ceea ce poate introduce probleme n activitile
de depanare.
Receptorul din circuitul TW523 folosete un CI dedicat 78560,
avnd schema reprezentat n figura 4.10, iar funcionarea sa este
ilustrat n figura 4.11. Ieirea spre echipamentul de date are loc
dup recepia mesajului duplicat i verificarea coincidenei cu primul
mesaj, excepie fcnd codurile Bright i Dim.
Primii 4 bii sunt cei de start, care declaneaz recepia n
echipamentul de date. Bitul 1 apare cu nivelul L i durata de
minimum 1 ms (tipic 1.1 ms), situaie ilustrat n figura 4.12,
nceputul su fiind la circa 100 s dup trecerea prin zero a tensiunii
de reea, iar echipamentul de date trebuie s asigure eantionarea sa
intr-o plaj de 500-700 s dup trecerea prin zero.
Coliziunile pot fi reduse prin atribuirea de ntrzieri diferite
pentru obinerea accesului la linie, n funcie de prioritatea necesar
pentru fiecare emitor, emitoarele prioritare avnd atribuite
ntrzierile cele mai mici.
IV.2.2 Varianta RF
Varianta RF permite acionarea dispozitivelor cu telecomenzi
radio i se bazeaz pe un protocol RF similar celui folosit pe cablu
i identic cu NEC IR, folosit pentru telecomenzi n infrarou, dac nu
sunt necesare elemente de securitate.
Frecvena folosit n SUA este de 310 MHz, n Europa de 433.92 MHz,
iar n Marea Britanie se poate folosi i 418 MHz. Pentru a putea
aciona dispozitivele se folosete un receptor radio ce asigur
interfaa cu cablul.
Transmisia ncepe prin emiterea purttoarei timp de 9 ms, urmat de
o pauz de semnal de 4.5 ms, ceea ce permite adaptarea circuitelor
ACG (Automatic Control Gain) de reglaj automat al amplificrii la
receptor. Mesajul propriu zis are 32 de bii, un al 33-lea bit jucnd
rol de STOP, cu nceput marcat prin frontul su cresctor i urmat de o
pauz de circa 40 ms.
Biii 1 i 0 sunt reprezentai prin impulsuri HL, durata lor fiind
diferit i msurat ntre fronturile cresctoare. Astfel, durata unui
bit 1 este de 2.25 ms, iar cea a unui bit 0 de 1.125 ms.
n varianta RF pentru X-10, emisia purttoarei are loc pe 8 ms,
pauza este de 4.4 ms, biii 1 i 0 avnd duratele de 2.2 ms i
respectiv 1.1 ms, iar mesajul este repetat de 0-4 ori.
Spre deosebire de protocolul NEC IR, n X10 nu se trimit octei de
adres i date ci doi octei de date, dup acelai tipic, primul octet
urmat de replica lui negat i al doilea octet urmat de replica lui
negat. De exemplu,
00101011 11010100 10101100 01010011 sau n hexazecimal 4D D4 AC
53 cel mai puin semnificativ bit fiind recepionat primul, iar cel
mai semnificativ bit, ultimul. n figura 4.14 este ilustrat forma de
und la ieirea de date a receptorului (DATA).
Receptorul testeaz complementaritatea octeilor din perechi i
inverseaz ordinea, producnd secvena 11010100 00110101 sau D4
35.
Acest lucru poate fi realizat cu subrutina GETRF() scris n
BasicX, reprodus din X-10 RF Protocol Dave Houston i redat mai
jos.
Sub GetRF()
Dim PulseTrain(1 To 64) As Integer
Dim Duration As Integer
Dim i As Integer
Dim bit As Byte
Call InputCapture(PulseTrain, 64, 1)
bit = 7
i = 1
Do
Duration = PulseTrain(i) + PulseTrain(i + 1)
If (Duration < 5794) Or (Duration > 23162) Then
Exit Sub
End If
If (Duration > 11581) Then
Call PutBit(RF, bit, 1) 'RF is a global 4 byte array
Else
Call PutBit(RF, bit, 0)
End If
If i = 15 Then
bit = 15
ElseIf i = 31 Then
bit = 23
ElseIf i = 47 Then
bit = 31
Else
bit = bit - 1
End If
i = i + 2
Loop Until i > 63
End Sub
n figura 4.15 este ilustrat un modul de lamp X-10, care se
interpune ntre reeaua de alimentare electric i dispozitivul de
iluminat comandat.
Printre dezavantajele standardului X-10 putem meniona: viteza
mic de transmisie, lipsa robusteei, flexibilitii i fiabilitii
specifice sistemelor de ultim or.
IV.3 SISTEMUL INSTEON
Acesta reprezint o soluie pentru domotic introdus de Smarthome,
folosind reele tip plas (mesh networking) ce transmit informaia din
nod n nod, folosind transmisie radio combinat cu transmisie pe
cablurile de alimentare. Ea rezolv problemele tehnice ale lui X-10,
putndu-l nlocui (backwards compatibility). Topologia de tip mesh nu
necesit controler de reea i tabele de rutare, toate dispozitivele
avnd aceeai prioritate (peer-to peer network) iar fiabilitatea este
mult mai bun dect a altor topologii (99.97 %). Mesajele recepionate
sunt confirmate (achitate), iar cele eronate sunt retransmise,
fiecare dispozitiv acionnd ca un repetor duplex. Sincronizarea
transmisiei are loc pe frecvena tensiunii de alimentare. Datele
transmise sunt criptate pentru asigurarea securitii
transmisiei.
Fiecare dispozitiv are adresa sa proprie. astfel c nu este
necesar setarea adreselor, dar el repet mesaje INSTEON i nu X-10. n
schimb, poate emite i recepiona comenzi X-10. n total exist
16777216 adrese de dispozitiv distincte, 65536 tipuri de
dispozitive, 65536 de comenzi distincte i 256 de membri ai unui
grup.
Transmisia pe cablul electric de alimentare utilizeaz o frecven
purttoare de 131.65 kHz modulat BPSK, nivelul minim al semnalului
recepionat fiind 10 mV, iar cel al semnalului emis de 3.16 V, pe o
impedan de 5 ohmi.
Varianta de transmisie radio folosete banda de frecven 902-924
MHz cu modulaie FSK, nivelul minim al semnalului recepionat fiind
-103 dBm, iar btaia de circa 46 m n vizibilitate direct. Viteza de
date instantanee este de 13165 bii/s, iar cea n reea de 2880 bii/s.
Mesajele standard au lungimea de 10 octei i pot fi extinse.
Structura mesajelor este dat n figura 4.16.
IV.4 Standardul UPB
Standardul UPB asigur o vitez mic de transmisie a datelor de 240
bii/s, dar cu avantajul simplitii schemei i a fiabilitii sale.
Metoda de transmisie implic transmisia unor impulsuri (piuri) de
tensiune, obinute prin descrcarea amortizat a unui condensator
(figura 4.17), suprapuse pe forma de und, la momente de timp precis
alese. O ilustrare a metodei este prezentat n figura 4.18.
Avantajul principal al metodei este acela c impulsurile se pot
propaga la distane mari pe linia de alimentare i pot trece i de
transformatoare. Detecia lor se poate face simplu cu un detector de
anvelop. Impulsurile sunt robuste, de energie mare, au o band
concentrat n joas frecven, dar destul de ntins (4-40 kHz) n raport
cu viteza de transmisie a datelor, fiind asemntoare cu cea obinut
prin tehnicile spread spectrum.
Impulsurile sunt plasate n fiecare semiperioad pe o poziie aleas
din 4 posibile, astfel c fiecare impuls transport doi bii, iar
metoda de modulaie este cunoscut sub denumirea de modulaia
impulsurilor n poziie sau PPM. Un simbol transmis are deci 2 bii,
iar simbolurile sunt notate cu 0, 1, 2 sau 3. Impulsurile sunt
plasate ntr-o zon spre sfritul semiperioadei, unde zgomotele i
interferenele sunt mai mici, zona avnd limea de 800 s. Distana ntre
poziiile impulsurilor este de 160 s cu o toleran de .
Plasarea impulsurilor pe semiperioad este ilustrat n figura 4.19
pentru succesiunea 2-1. Comunicaia n standardul UPB este organizat
pe pachete de lungime variabil. Pachetul ncepe cu un octet de
sincronizare (Preamble Byte) de tip 2112. Receptoarele folosesc
octetul de sincronizare pentru a-i ajusta amplificarea i a se
sincroniza pe impulsurile recepionate. Acest prim octet este urmat
de un antet (Packet Header) ce conine informaii privind lungimea
pachetului, modul de recepie, destinatarul i expeditorul, informaii
privind numrul pachetului i secvenei.
Antetul este compus din urmtoarele elemente: cuvnt de control
(Control Word) cu lungimea de 2 octei, identitatea reelei (Network
ID sau NID), identitatea destinatarului (Destination ID) i
identitatea expeditorului (Source ID), toate cu lungimea de 1
octet.
Aceasta explic faptul c UPB poate adresa 250 de adrese de case,
255 adrese de dispozitive i 254 adrese de link.
Mesajul propriu zis are un numr de octei cuprins ntre 0 i 18 i
reprezint informaia transmis spre receptoare (figura 4.20). Dup
mesaj urmeaz un octet de control a integritii mesajului (Checksum)
i un cadru n care nu se transmit piuri (Acknowledgement Frame), dar
care permite receptorului s trimit un impuls de achitare (ACK
Pulse), semnaliznd faptul c a recepionat corect mesajul transmis.
Timpul de rspuns este sub 250 ms.
IV.5 Standardul PLC
PLC (Power Line Communications) reprezint o metod modern de
transmisie de semnale de date de vitez ridicat, folosind ca suport
fizic cablurile de alimentare cu energie electric de medie i joas
tensiune, precum i instalaiile electrice din cldiri, pe care se pot
realiza i reele LAN. Pe lng transmisia de date sistemul poate
asigura servicii de Internet, VoIP (Voice over IP), transmisiii
video i videoconferine.
Pentru transmisii de band larg cu vitez ridicat, servicii audio
i video i utiliti (control i management) au fost definite recent
(2006) specificaiile denumite Broadband over Powerline (BPL).
Modemurile PLC actuale realizeaz o vitez de transmisie a datelor
de 200 Mb/s pe fibr optic sau cablu coaxial i folosesc ca modulaie
digital tehnica OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiplexing).
Avantajul tehnicii OFDM este aceea c este adaptiv, putnd folosi
modulaii mai robuste n zonele de frecven perturbate sau chiar s nu
emit deloc n acele zone.
Un exemplu de cablare a aparaturii electrocasnice i de
comunicaii din cas este prezentat n figura 4.23, reprodus din
[www.ds2.es].
Implementarea comunicaiilor i controlului se face folosind
circuitele integrate DS9001, 9002 i 9003 dezvoltate de firma
Sumitomo Electric Industries i produse de firma spaniol Design of
Systems on Silicon (DS2).Domeniile de utilizare a circuitelor
integrate PLC DS 9001, 9002 i 9003 sunt ilustrate n figura
4.24.
IV.6 Modemul ST7537HS1 Thomson
Un exemplu de modem FSK pentru transmisia pe cablurile de
alimentare cu energie electric este modemul semiduplex asincron
ST7357HS1, produs de firma Thomson cu frecvena purttoare 132.45 kHz
i viteza de 2400 bii/s. El respect standardul de transmisie EN
50065-1 CENELEC.
Pentru conectare la linia electric necesit un driver exterior i
un transformator (figura 4.25). Diagrama de pini a CI este redat n
figura 4.26. Schema electric intern a CI este prezentat n figura
4.27.
Intrarea determin regimul de emisie (nivel L) sau recepie (nivel
H). Circuitul intr automat n modul de recepie dac intrarea este
meninut n zero mai mult de o secund, iar trecerea n regimul de
emisie implic obligatoriu precedarea nivelului L de un nivel H cu
durata minim de 2 s.
Intrarea Transmit Data comand asincron modulatorul FSK,
determinnd emiterea semnalelor cu frecvenele:
f 1=133.5 kHz (TxD = 0)
f 2=131.85 kHz (TxD = 1)
obinute prin sintez digital, frecvena oscilatorului cu cuar
fiind 11.0592 MHz, iar viteza nominal de transmisie a datelor de
2400 b/s.
Semnalul FSK este obinut ca o aproximaie n trepte a sinusoidei i
este filtrat folosind un filtru trece-band cu capaciti comutate,
ceea ce limiteaz spectrul, eliminnd componentele spectrale pe
armonicele frecvenelor de semnalizare.
Semnalul recepionat este trece-band folosind un filtru cu
capacitti comutate, avnd o band de 120 kHz centrat pe frecvena
132.45 kHz, amplificat cu 20 dB de un amplificator limitator i
transpus prin mixare pe o frecven intermediar de 5.4 kHz. Semnalul
rezultat este din nou filtrat trece-band i demodulat FSK, cuplajul
cu demodulatorul fcndu-se prin condensatorul C de 100 nF, extern
circuitului. Partea de recepie a circuitului integrat furnizeaz la
ieire datele demodulate dac intrarea Carrier Detect () este activ
(=0), sau nivelul H n caz contrar. n cazul particular cnd =1 i
TxD=0, indiferent de valoarea lui , se obin la ieire datele
demodulate..
Funciile i asignarea pinilor sunt date in tabelul IV.2.
Tabelul IV.2 Funciile i asignarea pinilor modemului Thomson
ST7537HS1
Intrarea de reset RSTO trece n H pentru minimum 50 ms dac
tensiunea de alimentare este mai mic dect o tensiune de prag de 7.6
V, sau dac pe intrarea Watch-dog nu apare nici un front negativ pe
o durat de timp mai mare de 1.5 s. Intrarea de reset este afectat
de un histerezis de 300 mV.
IV.7 Alte soluii
Cteva exemple de soluii spread spectrum din acest domeniu sunt
prezentate sumar n continuare. Standardele EIA-709 i CEBus
(Consumer Electronics Bus) definesc protocoale de comunicaii n reea
cu transmisia pe linie electric n banda 125 140 kHz realiznd
comunicaii de date la 10 kb/s cu tehnici spread spectrum.
Standardul CEBus folosete tehnici de tip chirp cu un baleiaj al
gamei de frecvene 100 - 400kHz n 100 s pentru transmisia unui bit 1
i 200 s pentru transmisia unui bit 0. Pentru a rezolva problema
coliziunilor se folosete tehnica de acces CSMA (Carrier Sense
Multiple Access) cu detecia i rezolvarea coliziunilor.
Figura 4.5 Plasarea rafalelor RF n perioad
EMBED AmiProDocument
Figura 4.7 Ilustrarea transmisiei unei secvene X-10
EMBED AmiProDocument
Figura 4.6 Structura mesajului X-10
EMBED AmiProDocument
Figura 4.8 Conector telefonic RJ11
Figura 4.9 Schema electric a emitorului PL513
(reprodus din X-10 Powerhouse Technical Note)
Figura 4.12 Ilustrarea eantionrii la receptor
(reprodus din X-10 Powerhouse Technical Note)
Figura 4.11 Ilustrarea funcionrii receptorului (dup X-10
Powerhouse Technical Note)
Figura 4.10 Schema circuitului TW523 (dup X-10 Powerhouse
Technical Note)
Figura 4.13 Ilustrarea mesajului codat NEC IR
(reprodus din X-10 RF Protocol Dave Houston)
Figura 4,14 Ilustrarea mesajului recepionat
(reprodus din X-10 RF Protocol Dave Houston)
Figura 4.4 Transmisie pe cablu (reprodus din CP290 Home Control
Interface)
Figura 4.6 Poziionarea rafalelor RF pe und
EMBED AmiProDocument
Figura 4.16 Structura mesajelor INSTEON
EMBED AmiProDocument
Figura 4.25 Schema electric de conectare a modemului
ST7537HS1
Figura 4.27 Schema electric a CI ST7537HS1
Figura 4.26 Diagrama de pini
Figura 4.22 Ilustrarea comunicaiei PLC
EMBED AmiProDocument
Figura 4.17 Impuls UPB
Figura 4.15 Modul de lamp X-10
Figura 4.19 Ilustrarea transmisiei secvenei de simboluri 2-1
EMBED AmiProDocument
Figura 4.18 Ilustrarea tehnicii de transmisie UPB
EMBED AmiProDocument
Figura 4.20 Structura unui mesaj UPB
EMBED AmiProDocument
Figura 4.21 Detalii privind structura unui pachet UPB
EMBED AmiProDocument
Figura 4.23 Ilustrarea cablrii PLC, reprodus din [ HYPERLINK
"http://www.ds2.es/" www.ds2.es]
Figura 4.24 Ilustrarea utilizrii circuitelor integrate PLC DS
9001, 9002 i 9003,
reprodus din [ HYPERLINK "http://www.ds2.es/" www.ds2.es].
Figura 4.2 Impedana liniilor de alimentare (dup Malack i
Engstrom)
Figura 4.3 Pierderi datorit conexiunii (preluat din
Chaffanjon)
9697
_1202103877.unknown
_1214983844.unknown
_1217358432.unknown
_1202103902.unknown
_1202102171.unknown