DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN
SISTEMA DE COMUNICACIONES A
TRAVES DE LA LINEA ELECTRICA
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INGENIERO TECNICO DE TELECOMUNICACION
Autor: Santiago Gómez Gómez
Tutor: Mario Mañana Canteli

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

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

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

PROBLEMA
¿SISTEMA PARA ECONOMIZAR?
TRANSMITIR POR LA
PROPIA RED

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

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.

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)

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

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

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

ESTUDIO DE LA RED ELECTRICA
RUIDO
REGULADOR
DE LUZ

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

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).

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

DIEE  NEUTRO
AISLADO

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

CRITERIOS DE ELECCION DEL REGIMEN DE
NEUTRO

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

DISEÑO HARDWARE Y
SOFTWARE

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

EMISOR
ESQUEMA LOGICO

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

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

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

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

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

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

RECEPTOR
ESQUEMA LOGICO

DEMODULACION FSK:
EXAR
XR2211
DEMODULACION

ACOPLAMIENTO A LA RED ~220
SIMILAR AL ADAPTADOR DEL EMISOR

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

DISEÑO SOFTWARE
ESQUEMATICO CON PIC

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

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

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

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

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

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

TOP

BOTTOM

PIC-CODER
ALIMENTACION
CIRCUITO
EMISOR
RED-ACOPLA FSK

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

INTERFAZ +
DEMODULACION
EXTRAE SEÑAL DE LA RED
DEMODULA FSK

DECODIFICACION
DECODIFICACION DE LOS
MENSAJES
ASEGURARSE DE CORRECTA
TRANSMISION DE SEÑAL

SALIDAS
SALIDAS SINCRO
SALIDAS LEDS
SALIDAS RELES

TOP

BOTTOM

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

CONCLUSIONES
PROBLEMAS CON ACOPLADOR
DEMODULACION FSK