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AN-1188电力线通信使用GreenPAK™发送数字数据

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参考文献

有关文件和软件,请访问:

//www.xmece.com/亚博电竞菠菜products/greenpak

下载我们的免费GreenPAK设计软件[1],打开。gp文件[2],并使用GreenPAK开发工具[3]在几分钟内将设计冻结到您自己的定制IC中。

yabo国际娱乐Dialog Semiconductor提供了一个完整的应用笔记[4]库,包括设计示例以及Dialog IC内的功能和模块的说明。

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介绍

在本应用笔记中,数字数据传输通过交流线路使用两个GreenPAKSLG46620VIC的[5],连同两个KQ-330F电力线通信调制解调器。申请须知的基本目的是:

  • 使配电公司能够控制消费电器。亚博全网
  • 让消费者可以透过互联网查看各种电器的耗电量及电源状况。为此,我们使用了一个测试服务器。

在本应用说明中,使用一个SLG46620V控制8台设备,并使用另一个SLG46620V发回其电源状态(设备是否打开)。数据通信通过KQ-330F进行。

硬件原理图

硬件原理图如下所示:

图1。硬件原理图

如图1所示,在通过相应的继电器后,所有8个设备的状态都馈送到SLG46620V引脚。继电器的触点被馈电一个5v信号,该信号与VDD提供的电压相同。当用户或配电公司切断设备电源时,对应器具的SLG46620V的数字输入引脚上出现一个低电平。亚博全网该数据被发送到KQ-330F,它将数据转换为适合KQ-330F的波特率。

同样,配电公司的数据由SLG46620V从KG-330F串行接收。亚博全网然后数据被分配到多达8个相应的设备,这些设备使用5v光隔离继电器操作。

必须注意的是,电力线通信容易发生数据损坏。为避免这种情况,直流侧使用的导线应非常短。

KQ-330F电力线通信调制解调器

KQ-330F是一个9针小尺寸高性能数据收发器模块。它使用220V交流电,串行波特率为9600bps。

图2。KQ-330F模块

图2显示了模块引脚。app note中使用的两个KQ-330F的连接方式如表1所示。

表1。kq - 330 f的硬件连接
高级专员。
销不
消费者方面的连接
配电公司侧的连接亚博全网
1
1
不用
不用
2
2
不用
不用
3.
3.
SLG46620V(可编程逻辑控制器)的针脚10
数据接收器)
COM端口模块的Rx
4
4
SLG46620V (PLC)的PIN 12
数据发送方)
COM端口模块的Tx
5
5
5伏
5伏
6
6
地面
地面
7
7
5伏
5伏
8
8
交流(带电或中性)
交流(带电或中性)
9
9
交流(带电或中性)
交流(带电或中性)

GreenPAK设计规范

设计中使用了两个SLG46620V IC。一个用于向KQ-330F发送数据,另一个用于从KQ-330F接收数据。

PLC数据发送方

此设计重复使用了来自的SLG46620V设计使用GreenPAK的AN-1156坠落检测警报.请参考AN-1156,而不是重写设计说明。

在4位DFF计数器正常工作时,它从0000计数到1001。由于我们必须处理10个数据位(起始位,8个状态位,停止位),在到达第10个状态(1001)后,我们需要在下一个周期中将计数器复位到初始状态(0000)。与门(3-L3)复位4位计数器之前,进入计数器的第11状态,其中Q4和Q2是高的。

表2。计数器输出和按钮状态位
高级专员。
Q4Q3Q2Q1
小数
资料
0
0000
0
起始位(0)
2
0001
1
设备1状态
3.
0010
2
设备2状态
4
0011
3.
设备3状态
5
0100
4
设备4状态
6
0101
5
设备5状态
7
0110
6
设备6状态
8
0111
7
设备7状态
9
1000
8
设备8状态
10
1001
9
停止位(1)

连接开始位、8位数字状态位和停止位

在本节中,10位(开始位、8按钮状态和停止位)将一次一个路由到引脚12。示例数据流的结构如下所示。

图3.串行数据流示例

图3显示引脚12上的输出通常应为高。当我们准备好发送数据时,我们在数据包的末尾发送一个起始位(0),后跟8个状态位和一个停止位(1)。

数据流的基本构造块

在GreenPAK设计中,我们使用LUT连接10个数据包位,并在Pin12上输出它们。

图4。数据流的连接

当ENABLE_WRITE为低时,Pin12输出为高。当ENABLE_WRITE为高时,多路复用器用于按顺序将数据包位传递给Pin12。

在指示设备8状态的位之后,输出中将出现一个停止位(VDD)。然后我们重新设置计数器。Pin12接KQ-330F。因为我们希望波特率为9600,和9600-1= 0.000104时,GreenPAK的CNT0的CLK信号设为104µs。

SLG46620V用于从KQ-330F接收数据

KQ-330F TX引脚的串行数据连接到PLC数据接收器GreenPAK的Pin10。在GreenPAK内部,Pin10连接到SPI块的MOSI输入。

图5.SLG46620V接收到KQ-330F的串行数据

本节的目标是将串行8位数据包转换为8个并行位。为了实现这一点,我们需要用正确的时间将串行位输入SPI块。

图6给出了所需的信号波形,其中:

  • 黄色:Pin7 (nCSB)
  • 蓝色:引脚10(PLC发送数据输入)
  • 粉红色:Pin6(SCLK)

我们使用配置为下降沿检测的P DLY0检测起始位,因为我们知道该行通常较高,但起始位较低。该边缘检测用于设置SR锁存器3位LUT0,然后输出高电平。152µs后,CNT5将输出高电平,触发第二个SR锁存器3位LUT1。我们等待152秒以确保第一个SCLK发生在第一个串行位传输的中间,这是图6中的第一个“1”。两个SR锁存将保持高电平,直到发生8次SCLK计数,然后通过DLY9的输出将其复位。逆变器2位LUT3用于将SCLK和芯片选择输入选通至SPI块nCSB。CNT6用于创建9600Hz时钟源。

图6。信号波形

当串行数据包到达SPI块时,将其转换为并行位,其映射如表3所示:

表3.SLG46620V引脚上映射的KQ-330F串行数据
高级专员。
串行数据
SLG46620V映射销
1
设备1状态
12
2
设备2状态
13
3.
设备3状态
14
4
设备4状态
15
5
设备5状态
16
6
设备6状态
17
7
设备7状态
18
8
设备8状态
19

输出引脚上的数据

串行数据转换为并行数据,并通过SPI并行输出块在引脚12:19上输出。每个输出引脚可用于通过5v光隔离器驱动设备。

图7。并行输出块引脚

配电公司网络中的数据管理亚博全网

通过电力线调制解调器从用户接收的数据在定制的Visual C#应用程序中接收。

图8。Visual C#用于向/从消费者接收/发送数据的应用程序

这个应用程序非常容易使用。首先,用户选择连接到KQ-330F的串口。在“波特率”组合框中选择“9600”。如果一切都连接正确,按“打开端口”按钮将导致状态栏开始填充绿色。

在此之后,配电公司的工作人员可以通过打开/关闭任何连接的电器来完全控制消费电器。亚博全网所有设备的状态将在c#应用程序上相应地更新,也可以发布在web服务器上,以便消费者可以查看其设备的状态。

图9。显示在internet上的设备状态

结论

在本应用说明中,我们演示了如何使用一对GreenPAK SLG46620V IC和一对KQ-330F电力线通信调制解调器远程控制多达8台设备的电源。我们为用户界面创建了一个Visual C应用程序。

这个概念可以扩展到许多消费者和电器,因为一个配电公司可能有几千个客户。亚博全网