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30/08/2015 #1

Avatar de Daniel Meza

Divisor de ciclos, calentamiento de transformador
Buen fin de semana.

Estoy trabajando en un proyecto donde requiero enviar-recibir datos y proporcionar corriente de alimentación por un mismo par de hilos de varias decenas de metros (un máximo de 120 metros). Dada la necesidad de no usar cables especializados (muy caros) opté por los convencionales que usamos para alimentar los equipos de cómputo, fuentes, etc. Estos tienen 3 hilos: Fase, neutro y tierra. Hasta aquí todo bien.

Después de mucho idear como afrontar el problema se me ocurrió multiplexar el envío-recepción de datos y la alimentación, es decir durante un instante el cable (bus) tendrá tensión de alimentación y durante otro instante contendrá datos.

Dada la distancia que abarca el cableado no me parece prudente utilizar CD para la alimentación (debido a los problemas de interferencias, offset's por retornos a tierra, etc) y me incliné por usar CA. Hasta aquí también parece que la cosa va bien.

Ahora lo bueno, para multiplexar el bus lo que hago es aprovechar la frecuencia de línea de 60Hz para: en un ciclo proporcionar corriente y en el siguiente liberar el bus para enviar-recibir datos. El siguiente circuito es el que ando probando:

IMG_0800.JPG

y en seguida la forma de onda de salida de T2, que aquí donde comenzará el bus. Falta la etapa de la modulación de datos, de manera general, detectará cuando no haya tensión en el bus y en su lugar introducirá una señal que contenga la información a compartir.

IMG_0799.jpg

El problema está en que T2 después de un corto tiempo calienta más de lo normal. La idea no cortar los pulsos por ángulo de disparo la pensé precisamente para no forzar al transformador a trabajar con formas de onda no senoidales, pero al parecer no funciona.

¿alguna idea o razón por la que el transformador se caliente tanto?, la carga que le he puesto es un resistor de 1Kohm

PD. La señal A es la salida de T1 que uso como referencia para el cruce por cero y así abrir o cerrar el TRIAC de control para T2. T1 y T2 con transformadores de 120-12VCA.
30/08/2015 #2
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

https://www.google.com.ar/search?hl=...=protocolo+x10



http://www.forosdeelectronica.com/bu...protocolo+x+10
30/08/2015 #3

Avatar de Daniel Meza

Bien, gracias Dosme, ando adentrándome en este protocolo X-10, ya había oído hablar de el antes pero no lo pensé bien.

Aunque tendré que diseñar de nuevo todo, parece que esto solucionará mi problema; sólo es cuestión de adaptar todo a 12VCA.

Haré las respectivas pruebas. Nuevamente gracias.
30/08/2015 #4

Avatar de juanma2468

Tambien ten en cuenta 2 cosas, la primera es que luego del primer ciclo que va a T2 a parece un pequeño pico que no deberia estar presente, que no es de naturaleza senoidal y eso conlleva a un calentamiento. Por otro lado, a la salida T2 tienes colocado un capacitor de 100nF, que como bien sabes, en condiciones iniciales de Vc=0V el capacitor se comporta como un pequeño corto, y en cada nuevo ciclo que arranque, habra una corriente pico instantanea importante. Puede probar poniendo una resistencia en serie de valor bajo, unos 100 ohms por ejemplo. Si bien la señal que aplicas al capacitor es senoidal y no continua como para pensar en un corto, no te olvides que entre ciclo y ciclo hay un espacio donde no hay tension, lo cual hace que siempre tengas un estado transitorio donde ese comportamiento esta presente, no llega, o casi no lo hace, estar en un estado permanente.
01/09/2015 #5

Avatar de Daniel Meza

juanma2468 dijo: Ver Mensaje
Tambien ten en cuenta 2 cosas, la primera es que luego del primer ciclo que va a T2 a parece un pequeño pico que no deberia estar presente, que no es de naturaleza senoidal y eso conlleva a un calentamiento. Por otro lado, a la salida T2 tienes colocado un capacitor de 100nF, que como bien sabes, en condiciones iniciales de Vc=0V el capacitor se comporta como un pequeño corto, y en cada nuevo ciclo que arranque, habra una corriente pico instantanea importante. Puede probar poniendo una resistencia en serie de valor bajo, unos 100 ohms por ejemplo. Si bien la señal que aplicas al capacitor es senoidal y no continua como para pensar en un corto, no te olvides que entre ciclo y ciclo hay un espacio donde no hay tension, lo cual hace que siempre tengas un estado transitorio donde ese comportamiento esta presente, no llega, o casi no lo hace, estar en un estado permanente.
Ese pico se genera según mi criterio por la desconexión del transformador en el cruce por cero, lo quise atenuar con un snubber y lo logré pero poco. Bien lo del capacitor lo capto

Creo dejaré este diseño de lado ahora que el compañero Dosmetros me ha instruido en el tema del protocolo X10, ya hice algunas pruebas para adaptarlo a mis requerimientos y parece funcionar la parte del emisor. Esta tarde conseguiré los capacitores para armar el receptor.

Gracias
06/09/2015 #6

Avatar de Daniel Meza

Nuevamente por acá, sólo para no dejar el tema sin conclusión.
He armado el circuito que otorga Microchip en su nota de aplicación pero no tuve buenos resultados, en específico la parte de los filtros del receptor; conseguí todos los elementos (hasta las bobinas) pero aún así no pude hacerlo funcionar.

Modifiqué la parte del receptor colocando un filtro activo centrado en 120Khz y luego le adicioné un restaurador para poder recuperar la trama RS232 que envía el transmisor. He logrado enlazar emisor y receptor con una velocidad de 2400 bpds hasta ahora sin problemas.

Dejo el circuito con el que hice las pruebas y una captura de la señal X10 montada sobre la línea de CA de 12VCA.

IMG_0786.JPG

IMG_0823.JPG
07/09/2015 #7

Avatar de juanma2468

Como mejora al sistema, podrias implementar un trafo adaptador que pases del caso desbalanceado a uno balanceado para ingresar a la linea. Luego en el receptor con otro trafo extraes la informacion en forma balanceada y la pasas a desblanceada nuevamente, con esto reduces el ruido de modo comun que puedas tener en la linea.
07/09/2015 #8

Avatar de Daniel Meza

juanma2468 dijo: Ver Mensaje
Como mejora al sistema, podrias implementar un trafo adaptador que pases del caso desbalanceado a uno balanceado para ingresar a la linea. Luego en el receptor con otro trafo extraes la informacion en forma balanceada y la pasas a desblanceada nuevamente, con esto reduces el ruido de modo comun que puedas tener en la linea.
Me interesa la mejora, ¿sería algo así?



¿qué características debería de tener este transformador? nunca he usado conscientemente uno de estos transformadores.
07/09/2015 #9
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

Te faltan los capacitores en serie para no incendiarlos jajaja

Podrian ser ferritas chicas incluso los toroidales de lampara bajo consumo.

En circuitos viejos se usaban transformadore chicos de 220 V a 6 V
07/09/2015 #10

Avatar de juanma2468

Daniel Meza dijo:
Me interesa la mejora, ¿sería algo así?
Si eso es a lo que me referia. Es como los trafos que usan las placas de red donde usan los pares trensados para funcionar balanceado y que el ruido de modo comun sea muy bajo, y asi puedan lograr grandes distancias sin que les perjudique su transmision.
10/09/2015 #11

Avatar de Daniel Meza

Saludos, he estado buscando entre mis chunches pero no encuentro transformadores así
Mi padre ha tirado además las lámparas ahorradoras que estaban por allí y no tuve la oportunidad de sacarle las piezas.

Ahora, aprovechando que pronto haré un pedido a Newark pensé en comprar estos transformadores para colocarlos en el proyecto:

http://www.farnell.com/datasheets/1848371.pdf




Los que consideré son los 78253/55MC ¿son adecuados para mi implementacion?
11/09/2015 #12

Avatar de juanma2468

Creeo que puede llegar a servir. Ten en cuenta el valor de la resistencia de la bobina que es bastante baja, casi un corto para continua. Para la alterna debe ser cercano a 1K supongo, no hice los calculos.
15/09/2015 #13

Avatar de Daniel Meza

juanma2468 dijo: Ver Mensaje
Creeo que puede llegar a servir. Ten en cuenta el valor de la resistencia de la bobina que es bastante baja, casi un corto para continua. Para la alterna debe ser cercano a 1K supongo, no hice los calculos.
Si, en continua pero por eso la idea de montar los datos sobre CA, además pondré el capacitor en serie que comenta 2M.

Según Newark en esta semana llegan mis chunches para empezar a hacer pruebas , mantendré al tanto de mis resultados.
20/09/2015 #15

Avatar de Daniel Meza

Ya tengo conmigo los transformadores que pedí. Este fin de semana he hecho las pruebas con resultados satisfactorios. Primero, el diagrama con la adaptación que hice:

IMG_0861.JPG

La señal observada a la salida del transformador del receptor:

IMG_0859.JPG

Y la señal de salida del restaurador:


IMG_0858.JPG

También subí la frecuencia de transmisión hasta los 9600bps sin tener problemas en el receptor.
Dada la configuración de los transformadores con toma central me parece que podré usar una mitad del trafo para el transmisor y otra para el receptor.

2Metros, he leído los enlaces que compartiste, tratan sobre no dejar de lado el tema de la frecuencia de resonancia del transformador, hice algunas pruebas con el valor del capacitor que está en serie con el transformador barriendo desde 10KHz hasta los 300KHz y el valor de 100n da una respuesta satisfactoria (poco desfase respecto a la señal del otro devanado).

Espero comentarios o sugerencias.

Saludos
21/09/2015 #16
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

Vistó así a la rapidita ¡ Me gusta !
21/09/2015 #17

Avatar de juanma2468

Que bueno que hayas tenido buenos resultados, espero no se calienten los transformadores ahora con esta mejora. Cuando termines el proyecto postea un video con el funcionamiento para que lo podamos ver . Saludos.
21/09/2015 #18

Avatar de Daniel Meza

No se calientan nada , puse más carga en el "bus" y los datos no se alteraron; el filtro junto con le restaurador fueron capaces de recuperar los datos a pesar de la atenuación sufrida por la carga.

Nada más haga la prueba con todos los esclavos en el bus y hago un video de como se comporta el intercambio de información.

Saludos y gracias por las sugerencias compañeros.
Respuesta
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