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Contatori intelligenti e modem PLC per il risparmio energetico

I modem PLC e i contatori intelligenti contribuiranno molto al risparmio energetico

I modem PLC e i contatori elettrici intelligenti invaderanno letteralmente le nostre case nei prossimi anni. La misurazione intelligente del consumo di energia servirà a risparmiare sulla bolletta e a programmare l’uso degli elettrodomestici. In particolare, i modem PLC (power line communications) servitanno a comunicare con l’esterno della casa per trasmettere dati, ma anche per regolare le reti domestiche di elettrodomestici.

Lo sviluppo dei modem PLC

Le esigenze di implementazione dei modem PLC e dei contatori intelligenti stanno promuovendo la ricerca, l’impegno e lo sviluppo di questi modem PLC (power line communications). Con più di 200 milioni di contatori intelligenti che verranno distribuiti solo in Europa, i produttori di tester di elettricità sono alla ricerca di prodotti dal basso costo, affidabili e con soluzioni di comunicazione flessibili per il passaggio ai contatori elettrici intelligenti.
Questi contatori sono in grado di una comunicazione a due vie: al di fuori di casa per il ritorno di servizi, e all'interno della casa per monitorare i dispositivi come termostati, in-home display e elettrodomestici intelligenti.

L'interesse è in crescita anche a livello mondiale in regioni come l'Asia e il Sud America, dove sono state adottate delle soluzioni che possono essere diverse le une dalle altre. È interessante notare che con i contatori intelligenti si apre la via alla grande distribuzione con scalabilità orizzontale, e ci sono molte altre applicazioni collegate alla rete elettrica che guardano verso questa tecnologia e a questo concetto. Molte di queste applicazioni si attengono al principio Home Area Networks, e la buona notizia per gli sviluppatori è che esiste un percorso per accelerare l’impiego di tecnologie modem PLC.

Non esiste una soluzione unica al mondo per le soluzioni intelligenti PLC, in quanto vi è una grande varietà di esigenze e le opzioni per ogni singolo paese sono molte. Queste opzioni includono la modulazione, il protocollo, il tasso di punta, la robustezza e molto altro. Gli sviluppatori hanno bisogno di soluzioni flessibili in grado di far fronte ad ogni sfida senza costruire le loro competenze tutte da capo per ogni scenario.

Le prestazioni possono essere ottimizzate modificando l'architettura del sistema, quindi capire che tipo di modulazione o standard necessari sono importante per il sistema di progettazione. Idealmente, una implementazione hardware unica che possa ospitare schemi di modulazione multipli, come OFDM o FSK, e standard diversi come S-FSK o la bassa frequenza a banda stretta OFDM, come e PRIME G3, sarebbe la soluzione migliore.

Con questa flessibilità è possibile rompere il sistema verso il basso nella costruzione compatibile a blocchi. Al livello più alto questi elementi sono costituiti da un microcontrollore programmabile, un front-end analogico sintonizzabile (AFE), e una suite software flessibile. A elevate prestazioni il microcontrollore programmabile a 32 bit fornisce la trasformazione della potenza necessaria per implementare gli algoritmi richiesti dalla diversa modulazione dei regimi. Un AFE sintonizzabile fornisce l'interfaccia per diverse bande di frequenza richieste da ogni standard. Infine, e soprattutto, la suite software integra questi blocchi di costruzione, fornendo allo sviluppatore librerie, API e il codice per ottenere il massimo dal sistema.

Le future applicazioni dei modem PLC

La Texas Instruments ha l’MCU a 32 bit e le soluzioni software per consentire lo sviluppo rapido del cliente e la valutazione delle tecnologie PLC. Tra i molti standard emergenti di oggi, Texas Instruments ha sviluppato hardware e software per i clienti per valutare sia a bassa frequenza che a banda stretta OFDM e SFSK. A un livello elevato, l'attuazione del PLC contiene gli stessi componenti di base. Il cuore della soluzione è il microcontrollore C2000 a 32-bit. La capacità di questo programma di MCU ad alte prestazioni dà la flessibilità richiesta dai clienti in questo mercato emergente.

Posizionata come interfaccia tra il microcontrollore e la rete elettrica, la circuiteria è responsabile per il filtraggio dei segnali di comunicazione per ottemperare ai diversi standard di trasmissione, tra cui CENELEC. Questo viene fatto con l'aiuto dell’alta performance dei componenti analogici, come OPA564 e PGA112. Ci sono molti strumenti hardware per valutare le soluzioni PLC oggi; la Texas Instruments ha prodotto il primo kit di sviluppo basato sulla MCU TMS320F28335. Questo kit è stato progettato per utilizzare la C2000 Control Card, che permette la migrazione di soluzioni per MCU ad altri prodotti all'interno della piattaforma della scheda di controllo.

Come detto in precedenza, le tecnologie PLC stanno andando al di là di dei contatori elettrici intelligenti. Altre applicazioni verranno utilizzate per i veicoli elettrici e gli inverter solari. Le soluzioni possono essere facilmente adattate per soddisfare questo obiettivo. Il front end analogico deve essere adattato, ma questo è stato preso in esame dalla Texas Instruments e da altre aziende del settore. Le future applicazioni HAN (reti domestiche) mediante PLC devono ancora essere definite con precisione, ma lo sviluppo non sarà limitato all’energia solare o ai veicoli ibridi.

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ritratto di Piero D'Amico

Contatori Intelligenti

La mia Società ha già sviluppato da tempo un sistema completo per il metering intelligente e la domotica totalmente in powerLine.
E' stata utilizzata la tecnologia trasmissiva PLC offerta da ST Microelectronics.
La modulazione è di tipo FSK.

Per maggiori info questo è il link:
www.dtechelectronic.it

Saluti,
Piero

 

 

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