題:
通過直流電源線注入通信信號
Peter Gibson
2010-02-22 06:29:17 UTC
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我希望能夠僅使用電源線來菊花鏈連接多個設備，然後通過電源線注入通信信號以將其轉變為半雙工網絡。

有沒有實現這一目標的常用方法？越簡單越好，並且如果它在微控制器上使用UART也會很棒。功率傳感器網絡。另一個是LED照明項目。在這兩種情況下，目的都是簡化接線，但是如果解決方案過於復雜，則使用三根電線（pwr，gnd，comms）可能更有意義。

交流還是直流電源？電源電壓是多少？
在一些答案中提到的電容器+電感器的名稱為：[bias-T]（http://en.wikipedia.org/wiki/Bias-T）。
相關：http://electronics.stackexchange.com/questions/50522/how-to-couple-a-signal-on-to-a-dc-line
十一 答案:
Terry Chen
2010-02-22 06:58:45 UTC
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您是否研究過 Dallas 1-Wire協議？速度確實很慢，如果您的設備消耗的電流相對較小，那麼您就可以擺脫使用寄生電源的麻煩，而可以通過數據線為設備供電。

謝謝-1-Wire看起來很受歡迎，非常適合低功耗傳感器網絡。
彼得，您好，因為您專門要求使用UART。我設法找到有關將UART用作1線總線主設備的Maxim應用筆記。 （請參閱http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/214）。
Adam Davis
2010-02-22 22:50:42 UTC
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本質上，您需要將交流信號推到直流電源線上，然後再將它們分離出來。這在帶有電視天線的家庭中很常見-功率放大器放在天線附近，直流電源在天線信號沿天線線下降的同時向上推天線線。

您沒有提供足夠的詳細信息對於一個示例電路，以下是基本原理：

電源應該有一個串聯的電感器，該電感器要連接到輸出，以阻止高頻信號饋入電源並可能引起調節問題。

>

每個單元的電源輸入也應使用電感器進行類似的保護，以濾除交流信號。將其饋入二極管和電容器將確保AC信號不會危害您的模塊功率。

在電感器之前，您還將連接一個電容器。該值可能很低，因此線路上的大多數AC信號都會通過電容器，但DC都不會通過。

此電容器的輸出可能會直接用於微控制器（帶有二極管箝位），如果您有能力實施必要的軟件以離線讀取現在被殘廢的數據。同樣，您可以使用I / O引腳將脈衝直接發送到電容器。

檢查示波器上的外觀-進入電容器的方波看起來像電源線上的衰減尖峰。當網絡上出現另一個電容器時，它將進一步改變-只是線路上的一個尖峰。

讀取這些尖峰可能很困難，並且濾除噪聲可能很困難，所以如果您正在運行如果線路較長，電源噪聲較大或線路在其他噪聲源附近，則您必須實施大量的信號處理。通常，這採用在線上的AM（ASK-幅移鍵控）或FM（FSK-頻移鍵控）的形式，以及數據限幅器，比較器，音調發生器和檢測器等。或軟件中的等效處理。

這似乎是一項艱鉅的工作，但首先從接收端的簡單脈衝檢測器開始，然後在發送時發送方波。使用示波器了解正在發生的事情，如果您發現需要更複雜的解決方案，請再次詢問有關ASK或FSK檢測的問題。

脈衝檢測器可能是更改輸入引腳或555上的簡單軟件中斷。設置為脈衝展寬器。

我同意亞當在這裡，除了我相信所有通訊都應該在FM上完成，您可以構建一些非常好的濾波器以使信號幾乎完美地返回。他已經提到了這一點，但是我想我要加一個註釋，以說明使用正確的濾波器和FM調製，噪聲信號可以再次變得漂亮。
FM明顯優於AM或許多其他簡單的調製方案，但在硬件和/或軟件方面確實確實要花費稍高的成本，而且如果信號質量良好，則可能會適得其反。
Axeman
2010-02-22 14:45:00 UTC
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我已經為火車控制器系統（當然是模型火車）構建了類似的東西。

這是一種單向低速協議（單個實體發送數據，所有其他實體僅是接收者），而傳輸只需簡單地反轉軌道極性即可。

在每個“客戶端”上都有一個用圖片（16C54，幾年前！），整流器和一些撥碼開關設置地址的簡單電路。

我再也沒有源代碼了，但是系統確實很簡單，並且可以完美運行多年，可以從主控制面板輕鬆控制每個機車，無載屏障，信號量等，而無需其他操作電線。

阿克西曼，我無話可說，但是您給我留下了深刻的印象，先生/女士。該解決方案使我咯咯笑。
Kortuk，我希望您“咯咯地笑”的意思是“豎起大拇指”（我是意大利人，英語不太熟練，如您所見：-)完成）模型鐵路工廠的設計，標準化和實施（以相同的方式）DCC：數字命令控制，出於相同的目的：http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_Command_Control
DCC協議：“ 1” = 58microSeconds高，然後低58uSec。“ 0” =高100uSec，然後低100uSec。總的+ ve偏置等於總的-ve偏置，因此可以獲得交流電源分配，可以將其整流為直流電
Kellenjb
2010-02-22 10:01:04 UTC
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我建議將其視為您要添加和刪除DC偏移的信號。您可以通過將電容器與電路串聯放置來使用電容器來阻止DC。

此外，很難說出您需要做什麼，因為這取決於您的應用。您可能需要使用運算放大器將耦合電容與接收信號的電容分開。如果您的直流偏置電壓比信號電壓大，您甚至可能不需要對其進行任何功率調節來消除紋波，但這全都取決於您的應用。

我有一對使用相同技術點亮輔助揚聲器上的電源LED的揚聲器。如果我將音量調得足夠大，我實際上可以注意到LED變亮了。在此特定應用中，他們將需要擔心正在創建哪種類型的RC濾波器。

我已經考慮過嘗試使用耦合到12V電源的高頻率信號來調製RS232-我猜想隔離PSU電容很重要，這樣它才不會試圖消除紋波？
Ralph Bolton
2013-08-21 14:50:19 UTC
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我知道這是一個很老的線程，但是這值得我2便士...

我還沒有任何工作，但是我正在考慮使用Arduino + VirtualWire做類似的事情（設置為非常低的波特率）。正如亞當·戴維斯（Adam Davis）所說，您通過一個低值電容器從12V線路發送/接收數據。這意味著您實際上獲得的0V上幾乎沒有尖峰，VirtualWire可以（可能）對其進行解碼。關於此方法的好消息是，理論上12V線路上的任何設備都可以通話，並且任何人都可以接收。我已經在麵包板上的兩個設備之間使用普通的電線進行了工作，但是不確定是否可以在遠距離或實際電源線上工作。

如果傳輸始終在同一個地方，那麼也許使用類似Hornby方法的方法可能更好-例如。讓發射器在+ 12V和-12V之間切換電源線以創建信號。每個接收器在與電源線的連接上都有一個整流器，因此它總是獲得+ 12V的電源。可以說，您可以簡單地脈衝+ 12V，並讓每個設備使用一個大電容器來平滑凸起。這兩種方法中的任何一種都可能更可靠，因為電力線上的信號會更強，因此更容易解碼（我仍然會使用VirtualWire來提醒您，但是UART也可以工作）。

對於一個LED照明項目，您很有可能必須將12A的電流降低幾個安培。這使得切換起來有點困難，因此使用RF-over-capacitor方法可能會更好。但是，隨著電流的增加，接收到的尖峰高度會大大降低，因此您可能需要放大寫入線路的信號（例如，使用一兩個高頻晶體管將TTL信號“放大”至12V，然後再將其放大）。將其通過電容器推到12V線路上。

無論哪種方式，像VirtualWire這樣的東西幾乎總是比UART（可能還有I2C等）更好地工作。原因是它使用鎖相環將發送和接收“同步”在一起，這意味著更高的信噪比和更少的錯誤。那應該使它對不太理想的硬件更為寬容；-）

jluciani
2010-02-22 08:14:36 UTC
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您確定某種USB解決方案不可行嗎？您可以使用大約2-2.5W的功率。

還有其他一些想法-

以太網供電（POE）集成了電源和以太網信號。為這些設備設計了各種各樣的半導體和DC / DC轉換器。這可能是您最好的選擇，因為有現成的零件。

我相信一些家庭自動化公司集成了交流電源和通信信號。

音頻人具有麥克風的“幻像”電源。 48VDC加上麥克風電纜上的音頻。

您需要小心從USB供電。首次將設備插入USB端口時，會在5v = 0.5W時授予100mA的電流。然後，您的設備可以請求額外的電源，並在5v = 2.5W時獲得500mA的電流。您還需要確保設備在首次插入時不會產生很大的拉力.Wikipedia在``電源''中談到了USB電源http://en.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus#Power中的部分
Kellenjb，枚舉與請求更多功能並不完全相同，我喜歡將其視為驗證您是智能設備。大多數人也忘記瞭如果他們將設備交給其他人，則該設備可能會插入未供電的集線器，無論何種情況，其最大拉力均為100mA。
Mark B
2010-02-22 07:59:07 UTC
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在提供任何建議之前，我會問很多問題。我想我們首先要了解的是，您的目標是什麼？較低的製造成本，較長的通信時間，從而節省了接線，概念驗證或其他事情。他們都有不同的建議。例如，如果您不擔心成本，則可以選擇Zigbee解決方案，或者如果運行時間長，那麼大多數單線傳輸都會出現問題，現在您需要考慮其他選擇。我想讓我最擔心您的問題的是您說“越簡單越好”。在某些情況下，您要問的是可能的，但我敢說這並不簡單。主要是由於您將遇到的實際問題，例如信號丟失，噪聲和電流管理。如果您有更多細節，我們可能會提供更多幫助。

祝您好運。

謝謝-很高興聽到我可能遇到的潛在問題。我已經在上面的帖子中嘗試闡明了我的需求。
Brian Carlton
2010-02-25 04:09:55 UTC
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X-10協議正是這樣做的。

上面的一些建議也不安全，或者肯定不能用於已獲批准的（UL / CE標記）設備。

我假設“電源線”是指低壓線。如果它們是交流電源線，則是的，如果不考慮這一點，大多數其他答案都是不合適的。
X10設計為採用交流電源線，並且需要特定的調諧變壓器。不要認為它適合問題的“越簡單越好”部分:-)
rnunes
2013-01-10 17:15:48 UTC
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檢查以下內容：

和線程我用來獲取該信息的地方（與您相同的問題）。 / p>

Julian
2014-02-10 20:35:17 UTC
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有一個專用的半導體，它可以獲取UART字節並以高達115.2Kbps的速度通過電源線傳輸它。該設備是為汽車設計的，因此抗噪聲能力強。參見 http://yamar.com/product/sig60/

saeed
2014-10-09 23:02:26 UTC
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這是在電話系統中完成的。如您所知，電話在兩線製系統中具有電源以及撥號音和語音。您可以通過生成音頻（例如普通電話中的音頻撥號）來通過電力線發送命令，該應用的集成電路（IC）通常使用，因此非常便宜。

我做了一個類似的項目用於控制伊朗一家大型工廠的水閥（最多99個閥）。如果您認為它有用的話，可以添加我的編碼器解碼器電路的框圖。

這不能回答問題。
賽義德（Saeed）說，在回答舊問題（2010）時，通常會做出重大貢獻，尤其是因為已經有其他好的答案。並且請不要建議私下交換信息，因為答案應該對任何瀏覽這裡的人都有幫助。


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