Gibt es eine einfache Möglichkeit, den Zustand mehrerer Schalter in einem Wechselstromkreis zu multiplexen?

Wenn ich so eine Schaltung hätte...

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein *Unscharfe Kästchen stehen für unbekannte Geräte/Schaltkreise

Was wäre der einfachste Weg, um die Zustände der Schalter mit nur einem einzigen Draht zu übertragen?

Im Wesentlichen versuche ich, drei Glühbirnen (Lasten) mit drei Schaltern zu steuern. Das Problem ist, dass es nur einen Leiter (Draht) zwischen den Schaltern und den Glühbirnen gibt. Also muss ich den Zustand der Schalter übertragen; über eine unbestimmte Entfernung (weniger als 500 Fuß) mit nur einem einzigen Leiter (Draht).

Ich dachte entweder an Phasenmodulation oder Frequenzmodulation, bin mir aber nicht sicher, wie ich beide implementieren soll. Ich möchte dies so einfach und so klein wie möglich machen. Ich möchte auch Mikrocontroller und andere solche Dinge vermeiden.

Die Idee ist, dass unabhängig davon, welcher Schalter geschlossen ist, die entsprechende Leitung am anderen Ende erregt wird. Zum Beispiel...

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Kontakt A geschlossen Kontakt B geschlossen Kontakte A und C geschlossen *Orange in den Diagrammen steht für den Stromfluss. *Unscharfe Kästchen stehen für unbekannte Geräte/SchaltkreiseGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein


Die Wahrheitstabelle würde also so aussehen:

ABC | ABC
0 0 0 | 0 0 0
1 0 0 | 100
0 1 0 | 0 1 0
1 1 0 | 1 1 0
0 0 1 | 0 0 1
1 0 1 | 1 0 1
0 1 1 | 0 1 1
1 1 1 | 1 1 1
Ich denke, nachdem Sie sie summiert haben, könnten die Schalter A, B und C vielleicht jeweils unterschiedliche Filter implementieren, um das gewünschte Signal zu extrahieren und zu isolieren? Außerdem bin ich mir nicht sicher, ob Ihr Diagramm für mich Sinn macht. Eine Wechselstromquelle und 3 Widerstände (keine Frequenzabhängigkeit da?)
@dext0rb Dies ist eine grundlegende Darstellung einer Schaltung, die es einfacher macht, sich auf das Problem zu konzentrieren. In Wirklichkeit repräsentiert jeder Widerstand eine komplexere Schaltung.
Welche Frequenz und Bandbreite haben die Originalsignale? Was für ein Ding ist das einzelne "Link" in der Mitte? FM ist wahrscheinlich praktikabel, wenn es Ihnen nichts ausmacht, analoge Elektronik zu bauen und zu debuggen.
(So ​​funktioniert im Wesentlichen analoges Kabelfernsehen)
Das Diagramm ist wirklich unklar. Wenn ich es verstehe, möchten Sie Hilfe beim Entwerfen der blauen und violetten Kästchen. Das sind Mux'ing/Demux'ing von 3 Signalen. Aber laut Diagramm sind die drei Signale identisch. Warum also nicht einfach ein Signal über die Verbindung senden?
Wir brauchen mehr Informationen. Benötigen Sie alle drei Signale gleichzeitig für einen der Ausgänge? Müssen alle drei Signale an allen drei Ausgängen vorhanden sein? Welche Frequenz/Bandbreite haben diese Signale? Wenn Sie jeweils nur ein Signal an einem Ausgang benötigen, kann eine einfache Schaltmatrix das tun, was Sie wollen, ohne die Komplikation der Modulation der Signale und ohne zu viel Einfügungsverlust. Am äußersten Ende kann sogar eine Matrix aus Koaxialschaltern gebaut werden, die von DC bis ~40 GHz abdecken.
Da die beiden Endblöcke anscheinend per Kabel verbunden sind, warum nicht einfach Amplitudenmodulation verwenden, 3 verschiedene Bänder? Am anderen Ende können 3 unterschiedlich abgestimmte einfache AM-Empfänger jeweils über Peak-Detektoren mit Schaltern verdrahtet werden. Das ist alles analog, keine Mikrocontroller, und die Schaltpläne für jeden dieser Blöcke sind leicht im Internet zu finden.
Sie haben drei Lasten, also welche Art von Signal müssen Sie an sie anlegen, dh welche Spannung und welchen Strom. Ist es Gleichstrom oder Wechselstrom gemäß der Frage. Müssen die Verbraucher so gespeist werden, als würden die drei Einzelsignale auf drei Adern übertragen? Sagen Sie uns kurz, was passieren soll, ohne sich auf die Methode zu konzentrieren. Es scheint, dass niemand versteht, was Sie zu tun versuchen!
Dein Diagramm ist wahrscheinlich falsch. Wie gezeigt, werden ABC parallel zu einem Festwiderstand (unbenannt) geschaltet. Es ist wahrscheinlich Moiré, dass Sie eine Reihenschaltung wünschen, aber vielleicht auch nicht. Die Verwendung von nur 2 x CD4051-ICs bietet eine Mux/Demux-Funktion. Beide werden gleichzeitig getaucht / getaktet. Es ist auch wahrscheinlich, dass der violette Mux / Demux wie gezeigt unnötig ist und ein Stück Draht sein kann. Als allgemeines Beispiel hat es einen gewissen Wert. Sie sollten NICHT verallgemeinern, wenn Ihre Anforderung so unklar ist. Wenn Sie mit einem einfachen spezifischen Problem beginnen, erhalten Sie eher Antworten, die zur nächsten Frage führen können.
CD4051 Datenblatt auch CD405X Familie. Siehe Abb. 23 für ein Mux/Demux-Beispiel.
Ihre Bearbeitung ist immer noch unklar, insbesondere die Diagramme, aber ich verstehe möglicherweise Ihre Anforderungen ... Wie ähnlich ist dieses Beispiel Ihrem Problem? Sie haben drei benachbarte Schalter (z. B. einen 3-Gang-Lichtschalter) und Sie möchten, dass jeder 1 von 3 benachbarten Lampen auf der anderen Seite Ihres Gartens unabhängig ein- und ausschaltet. Sie haben bereits X Kabel unterirdisch zu den Lampen verlegt, und es wäre ein großer Aufwand, die zusätzlichen Kabel hinzuzufügen, die erforderlich sind, damit jeder Schalter separate Parallelkreise für jede Lampe steuert. Ist das richtig? Wenn ja, was ist Ihr Wert von X oben? 3?
@Justin Genau. Realistischerweise habe ich 5-7 Schalter und Lampen.
@ Tester101 - Ich habe eine größere Änderung Ihrer Frage vorgeschlagen. Ich denke, vorgeschlagene Änderungen sollen nur geringfügig sein, daher wurde sie abgelehnt, aber schauen Sie sie sich bitte hier an: electronic.stackexchange.com/review/suggested-edits/25996 und prüfen Sie, ob Sie den Schaltplan verwenden möchten.
@Justin Mein Schema ist genau richtig, die einzigen Elemente, bei denen ich mir nicht sicher bin, sind, was in den Blurple-Boxen enthalten ist. Ich bin mir nicht sicher, wie ich es klarer machen kann. Ich habe 3 Schalter (A, B und C) und 3 Relais (a, b und c). Wenn der Schalter Ageschlossen ist, asollte das Relais geschlossen werden, wenn der Schalter Bgeschlossen wird, bsollte das Relais geschlossen werden, und wenn der Schalter Cgeschlossen wird, csollte das Relais geschlossen werden. Das einzige Problem ist, dass zwischen den beiden Standorten nur 3 Drähte liegen (nicht geerdet (heiß), geerdet (neutral) und ein zusätzlicher).
Die überarbeitete Frage zeigt, dass dies überhaupt kein Wechselstrom ist, sondern eine Reihe binärer Steuersignale. In diesem Fall sind verschiedene "Fernsteuerungs" -ICs verfügbar, z. B. farnell.com/datasheets/1525377.pdf : Normalerweise hätten Sie einen IR-Sender/Empfänger in der Mitte, aber Sie können sie einfach direkt über das Kabel verbinden.
@ Tester101 - Ich denke, viele Leute, einschließlich mir selbst, hatten anfangs den Eindruck, dass Sie 3 verschiedene Wechselstromsignale (z. B. 3 gleichzeitige Audio- oder Radiodatenströme) übertragen und nicht die Wechselstromversorgung aktivieren/deaktivieren möchten. Das meint pjc50, wenn er sagt, dass es sich nur um binäre Steuersignale handelt (Aktivieren / Deaktivieren ist der binäre Zustand). Ihre Bearbeitungen haben dies jedoch geklärt, würde ich sagen.
Ist es eine Reihe von Schaltern, die mit Relais verbunden sind, oder ist es wirklich ein anderes Signal, das wirklich die Richtung ändert oder in einer wichtigen Weise in der Größe variiert? Ihre Beschreibung als AC verwirrt das Problem und verhindert, dass Sie eine Antwort erhalten.
@ pjc50 Es ist Wechselstrom (AC), kein Gleichstrom (DC). Ich bin mir nicht sicher, warum das so verwirrend ist?
Das Ansteuern einer Relaisspule aus Wechselstrom, selbst gleichgerichtetem Wechselstrom, ist keine gute Idee, da sie mit der Wechselstromfrequenz vibriert. Ich akzeptiere, dass das Ganze in einer Wechselstromumgebung (110 V / 240 V?) Betriebt, aber so ziemlich jedes vernünftige Steuersystem wird eine lokale Niederspannungs-Gleichstromversorgung beinhalten.
@ pjc50 Das ist deine Meinung, und du hast ein Recht darauf. Es ist jedoch weder hier noch dort, da ich innerhalb der Einschränkungen eines bestehenden Systems arbeite und keine Kontrolle darüber habe.
@Tester101 Ein "AC-Signal" hat in der Elektronik eine bestimmte Bedeutung. Was Sie kommunizieren, ist kein Wechselstromsignal, sondern der Status von 3 Schaltern.
Schauen Sie sich X-10 an: smarthomeusa.com/info/x10theory

Antworten (2)

Sie könnten dies mit einem DTMF-Encoder / Decoder-Paar tun ...

Wenn die Leitung, die die beiden Seiten Ihrer Schaltung verbindet, eine viel höhere Bandbreite aufnehmen kann, als in Ihren ursprünglichen Signalen vorhanden ist, und wenn Sie eine einfache Möglichkeit haben, Synchronisationssteuersignale auszutauschen, ist der einfachste Ansatz die Verwendung eines N-Wege-Schalters auf der linken Seite und einen Eins-aus-N-Decoder, der N Sample-and-Hold-Schaltungen auf der rechten Seite speist. Lassen Sie den Schalter auf der linken Seite die Eingänge durchlaufen, während der Decoder auf der rechten Seite die Sample-and-Hold-Schaltungen durchläuft. Die Sample-and-Hold-Ausgänge sind etwas "zappelig", aber wenn die Zyklusrate viel höher ist als alle interessierenden Frequenzen im Originalsignal, sollten Sie in der Lage sein, die Zacken zu filtern, ohne das Originalsignal zu stark zu verschlechtern.

Abhängig von der Art Ihrer Originalsignale können Sie den obigen Ansatz möglicherweise auch dann verwenden, wenn Sie keinen separaten Kanal für die Synchronisationssteuerung haben. Wenn Ihre Eingangssignale beispielsweise immer im Bereich von +/-1 Volt liegen, Ihr Kanal aber Werte bis +1,5 Volt akzeptieren kann, könnten Sie mit der linken Schaltung einen langen 1,5-Volt-Impuls ausgeben, unmittelbar bevor Sie die Spannung ausgeben ersten Eingang und einen kurzen 1,5-Volt-Impuls unmittelbar vor der Ausgabe jeder der anderen Spannungen. Die Schaltung auf der rechten Seite könnte einen Zähler inkrementieren, zurücksetzen, wenn er einen Impuls über 1,25 Volt sieht, und ihn zurücksetzen, wenn der Impuls eine bestimmte Länge überschreitet.

Gibt es eine einfache Möglichkeit, den Zustand mehrerer Schalter in einem Wechselstromkreis zu multiplexen?
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