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