DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES A TRAVES DE LA LINEA ELECTRICA

1. DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN
SISTEMA DE COMUNICACIONES A
TRAVES DE LA LINEA ELECTRICA
Para acceder al título de
INGENIERO TECNICO DE TELECOMUNICACION
Autor: Santiago Gómez Gómez
Tutor: Mario Mañana Canteli

2. OBJETIVOS
SISTEMA DE COMUNICACION
ENTRE LABORATORIOS DEL
DEPARTAMENTO DIEE
FIABLE
BAJO COSTE
FLEXIBLE
AUTOSUFICIENTE

3. Introducción
PECULIARIDADES DE SU
REGIMEN DE NEUTRO
Posible ya que dispone de un trafo de
alimentación independiente de la
Escuela.

4. Existente
SISTEMA VIGILANTE DE
ALTO COSTE
Imposible de instalar en todo el
DIEE.

5. PROBLEMA
¿SISTEMA PARA ECONOMIZAR?
TRANSMITIR POR LA
PROPIA RED

6. CONCEPTOS TEORICOS
PREVIOS
POWER LINE CARRIER
REGIMEN DE NEUTRO
AISLADO
MODULACION FSK

7. POWER LINE CARRIER
COMUNICAR USANDO LA RED
ELECTRICA COMO SOPORTE
LA RED NO ESTA DISEÑADA
PARA COMUNICACIONES
Esta diseñada para la distribución de
energía de bajas frecuencias.

8. POWER LINE CARRIER
VENTAJAS
Cableado ya instalado
Soporta frecuencias hasta 200kHz de forma aceptable
INCONVENIENTES
Impedancia variable
Ruido
Atenuación (debido sobre todo a la insercción en la red)

9. ESTUDIO DE LA RED ELECTRICA
IMPEDANCIA
MALACK Y ENGSTROM (IBM)
Máximo
Medio
Mínimo

10. ESTUDIO DE LA RED ELECTRICA
IMPEDANCIA
50O hm CENELEC
5O hm
150 kHz 54Ω
50uH

11. ESTUDIO DE LA RED ELECTRICA
RUIDO
FUENTES DE RUIDO
Armónicos de 50Hz (electrónica de potencia,
reguladores de tensión......)
Ruido de fondo
Generado por las compañías

12. ESTUDIO DE LA RED ELECTRICA
RUIDO
REGULADOR
DE LUZ

13. ESTUDIO DE LA RED ELECTRICA
Otros aspectos importantes
Onda estacionaria (λ≈longitud transmisión)
Perdidas por conexión(existen 2 redes)

14. REGIMEN DE NEUTRO
USO DE LA ELECTRICIDAD
-Riesgos de incendio y explosión.
-Riesgos de electrocución.
FORMAS DE CONTACTO
-Directo (con piezas conductoras).
-Indirecto (con masas a potencial).

15. REGIMENES DE NEUTRO
NEUTRO A TIERRA
PUESTA AL NEUTRO
NEUTRO AISLADO

16. DIEE  NEUTRO
AISLADO

17. CARACTERISTICAS DEL NEUTRO AISLADO
Transformador aislado de Tierra.
Las masas están conectadas a tierra
FALLO EN ESTE REGIMEN

18. CRITERIOS DE ELECCION DEL REGIMEN DE
NEUTRO

19. MODULACION FSK
Modulación en frecuencia
ECONOMICO Y FIABLE
COMPORTAMIENTO ROBUSTO FRENTE
AL RUIDO

20. DISEÑO HARDWARE Y
SOFTWARE

21. CARACTERISTICAS DEL SISTEMA:
- AUTOSUFICIENTE EN ALIMENTACION
- CAPAZ DE INCORPORAR NUEVAS APLICACIONES
- SISTEMA SEGURO EN INFORMACION
- SEGURIDAD DE LAS PERSONAS

22. EMISOR
ESQUEMA LOGICO

23. MODULACION FSK:
F1=1/(R1·C) >2V
F2=1/(R2·C) <1V
EXAR
XR2206

24. ACOPLAMIENTO A LA RED ~220
CONDENSADORES TENSION DE RED
USO DEL TRANSFORMADOR
POSIBLES RESONANCIAS

25. DISEÑO SOFTWARE
USO DEL µC PIC16F84
TECNOLOGIA FLASH-EEPROM
ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES
WATCH-DOG
TIMER INTERNO

26. ¡LA SEÑAL APARECE
DE FORMA ASINCRONA
EN LA RED!
SISTEMA BROADCAST

27. DISEÑO SOFTWARE
COMPOSICION DE MENSAJES
Existen 4 fuentes de información
Una salida serie
Rb=16bits por segundo
Sistema seguro y fiable
16 familias de receptores
4 mensajes posibles

28. DISEÑO SOFTWARE
PROTOCOLO DE MENSAJES
12 y 11 fuente de información
10 y 9 mensaje a transmitir
5, 4, 3 y 2 nº receptor

29. RECEPTOR
ESQUEMA LOGICO

30. DEMODULACION FSK:
EXAR
XR2211
DEMODULACION

31. ACOPLAMIENTO A LA RED ~220
SIMILAR AL ADAPTADOR DEL EMISOR

32. DISEÑO SOFTWARE
ALGORITMO DE DETECCION DE MENSAJE
CORRECTO
PERDIDA MAXIMA DE UN MENSAJE

33. DISEÑO SOFTWARE
ESQUEMATICO CON PIC

34. AJUSTES DE LOS CIRCUITOS
EMISOR
Tensiones nominales
Ajuste de las frecuencias de ‘1’ y ‘0’ con ayuda
de osciloscopio
Con tensión fija o con señal cuadrada
Atención a zona de 220~ en trafo acoplamiento a
la red eléctrica
Botón de reset para iniciar proceso

35. AJUSTES DE LOS CIRCUITOS
RECEPTOR
Características comunes al emisor (botón de
reset, led de on-off, misma distribución de zonas...)
Ajuste de señal recibida
-Fijándose en sincronismo leds
-Con señal prueba TTL desde emisor

36. Esquemas Emisor
ESQUEMA
ALIMENTACION
ALIMENTACION +/-
CON LED INDICADOR
FUSIBLE PROTECCION

37. CODIFICACION CON
MICRO PIC
CAPAZ DE CHEQUEAR EL
ESTADO DE LAS ENTRADAS Y
COMPONER LOS MENSAJES

38. MODULACION FSK
PROPORCIONA SEÑAL
SINUSOIDAL DE 2 FREQ
DEPENDIENDO DE ‘0’/’1’
LOGICOS

39. ACOPLAMIENTO
EMISOR-RED
AMPLIFICADOR
SEGUIDOR
ACOPLAMIENTO CON USO
DEL TRAFO DE PULSO
ACOPLAMIENTO A LA RED DE 220 V

40. TOP

41. BOTTOM

42. PIC-CODER
ALIMENTACION
CIRCUITO
EMISOR
RED-ACOPLA FSK

43. Esquemas Receptor
FUENTE DE
ALIMENTACION
ALIMENTACION SOLO
POSITIVA
LED INDICADOR DE TENSION

44. INTERFAZ +
DEMODULACION
EXTRAE SEÑAL DE LA RED
DEMODULA FSK

45. DECODIFICACION
DECODIFICACION DE LOS
MENSAJES
ASEGURARSE DE CORRECTA
TRANSMISION DE SEÑAL

46. SALIDAS
SALIDAS SINCRO
SALIDAS LEDS
SALIDAS RELES

47. TOP

48. BOTTOM

49. MEJORAS
INCLUIR NUEVAS FUENTES DE INFORMACION
LCD PARA VISUALIZAR NUEVOS MENSAJES
ESTUDIO RIGUROSO DE LA IMPEDANCIA DE LA
RED DEL DIEE
FILTRO SELECTIVO PARA MEJORAR AUN MAS LA
RECEPCION

50. CONCLUSIONES
PROBLEMAS CON ACOPLADOR
DEMODULACION FSK