ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES
TEORÍA ELECTROMAGNÉ TICA II
Transmisión de audio y vídeo por líneas de potencia (PLT)
INTEGRANTES: CAMILA RUIZ HECTOR REINOSO JESUS CHANGO JHOANA DEL POZO
CUARTO “A”
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA TELECOMUNICACIONES Y REDES
1.- DATOS INFORMATIVOS TEMA: Transmisión de audio y vídeo por líneas de potencia (PLT) FECHA DE PRESENTACION:
08/07/2015
NOMBRES:
Camila Ruiz
Hector Reinoso 624
Jesus chango
Jhoana del pozo 775
632
678
CURSO: Cuarto “A”
2.- OBJETIVO:
2.1. OBJETIVO GENERAL:
Diseñar un circuito que permita, transmitir información de audio y video a través de la línea de potencia (PLC).
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Investigar el diseño y funcionamiento de un sistema de acople para poder implementar los correspondientes circuitos acopladores.
Utilizar los conocimientos adquiridos en clase, para realizar los cálculos teóricos.
Comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos acopladores mediante una simulación.
Realizar un montaje provisional en protoboard, para verificar su funcionamiento real, y posteriormente llevarlo al diseño final en baquelita.
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3.INTRODUCCIÓ N: El diseño delos circuitos acopladores de impedancias implica un análisis de la teoría de líneas de transmisión y adaptación de impedancias, mediante la transmisión de audio y video a través de la línea eléctrica a una frecuencia de 60hz. Para proceder con la implementación es necesario definir conceptos previos tales como: redes eléctricas, propiedades y características, el aspecto teórico referente a líneas de transmisión con sus principales parámetros y una breve revisión de la tecnología PLT/PLC. Empezaremos analizando los parámetros básicos : inductancia, capacitancia, conductancia y resistencia; también se propone un método para el cálculo de los parámetros complementarios: impedancia característica y constante de propagación junto con su componente real, la constante de atenuación. Se verifican además las configuraciones, aislamientos y calibres del conductor a usarse hasta obtener el adecuado para una mejor transmisión. 4.MARCO TEÓRICO:
LÍNEA DE TRANSMISIÓN
Una línea de transmisión es cualquier sistema de conductores, semiconductores, o la combinación de ambos, que puede emplearse para transmitir información, en la forma de energía eléctrica o electromagnética entre dos puntos.
Las características de una línea de transmisión se determinan por sus propiedades eléctricas, como conductancia de los cables, la constante dieléctrica del aislante y sus propiedades físicas, como diámetro del cable y los espacios del conductor. Estas propiedades a su vez determinan las constantes eléctricas primarias: resistencia de CD en serie (R), inductancia en serie (L), capacitancia de derivación (C), y la conductancia de derivación (G). La resistencia y la inductancia ocurren a lo largo de la línea, mientras que entre los conductores ocurren la capacitancia y conductancia.
TECNOLOGÍA PLT/PLC. PLC (Power Line Comunication) y PLC (Power Line Transmition/Telecomunicaciones), es una tecnología que ofrecerservicios de telecomunicación a través de la red de suministro de energía eléctrica. Se trata por lo tanto de transmisión por cables paralelos de cobre usando como línea de transmisión el comúnmente conocido “cable eléctrico” que ha sido pensado para transportar energía en vez de señales con mensajes de información. Esta tecnología posibilita la transmisión de voz y datos a través de una infraestructura ya desplegada, los cables eléctricos, permitiendo convertir los tomacorrientes convencionales en conexiones a los servicios de telecomunicaciones más avanzados (Telefonía, Video, Internet de Alta Velocidad, Domótica, etc.). (Sanz, 2009) PÁRAMETROS BASICOS Resistencia.- La resistencia de los conductores es una de las causas más importantes en la pérdida de potencia de las líneas de transmisión. Para una línea bifilar la resistencia se puede calcular con diferentes expresiones dependiendo si se manejan bajas o altas frecuencias. Conductancia.- Las pérdidas de fuga o pérdidas por conductancia dependen, de la calidad y diseño de los aisladores y se producen por pequeñas corrientes que circulan entre conductores o entre conductores y tierra. Aunque generalmente no se considera la conductancia entre conductores de las líneas aéreas, porque la fuga en los aisladores llega a ser despreciable. Las pérdidas de fuga varían en gran cantidad con las fuctuaciones atmosféricas y con las propiedades conductoras de la contaminación que se deposita en los aisladores.
Inductancia.- Con base en la teoría y formulación conocidas para análisis de Sistemas de Potencia, y cálculos de Líneas de Transmisión, la inductancia total de la línea monofásica por unidad de longitud también conocida como Inductancia por milla de malla. Capacitancia.- La capacitancia de una línea de transmisión es el resultado de la diferencia de potencial entre los conductores, produciendo que ellos se carguen de la misma forma que las placas de un capacitor cuando hay una diferencia de potencial entre ellas.
PARÁMETROS COMPLEMENTARIOS Son las características de la transmisión, también llamadas constantes secundarias, se determinan con las cuatro constantes primarias. Las constantes secundarias son impedancia característica y constante de propagación. Impedancia Característica. Para una máxima transferencia de potencia, desde la fuente a la carga (sin energía refejada), una línea de transmisión debe terminarse en una carga puramente resistiva igual a la impedancia característica de la línea. ��0 = √
� + ��� � + ���
Para frecuencias extremadamente bajas, dominan las resistencias y la ecuación se simplifica ��0 = √
� �
Para frecuencias extremadamente altas la inductancia y la capacitancia dominan lo cual se simplifica en: ��0 = √
��� ���
Constante de Propagación: Llamada también coeficiente de propagación se utiliza para expresar la atenuación (Pérdida de señal) y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una línea de transmisión.
� = �+�
�
Televisión VHF Frecuencias
5.- MATERIALES 1 VHS 1 Televisor tipo TRC 2 Metros De Cable Coaxial 2 Metros De Cable Gemelo 2 Conectores Coaxial 2 Enchufes 1 Película Formato VHS Red Eléctrica domestica
5.1.- PARA EL CIRCUITO DE ACOPLE: Protoboard Baquelita
2 capacitores cerámicos de 100nf para 300v 2 fusibles de 1 A Estaño Cautín 2 inductores 1 mH 6. PROCEDIMIENT O Emisor Del VHS se tomar la salida coaxial de y ésta conectarla al circuito acoplador. Del circuito acoplador sale un cable gemelo que se conecta al tomacorriente convencional de 110v . Recept or De la entrada de la antena del televisor sale un cable coaxial que se conecta al circuito acoplador y del mismo circuito sale un cable gemelo que se conecta a la red de 110v Circuito acople
de
Está compuesto por un condensador que actúa como una protección ante las variaciones de frecuencia, conectado en serie a un fusible el cual protege los equipos ante posibles cortos circuitos, y la bobina sirve para refinar la señal a transmitir.
VHS (Modulador) El modulador del VHS es el dispositivo encargado de efectuar la modulación, la señal analógica que es enviada al receptor. Por su parte, el receptor debe efectuar la operación inversa -demodulación- con el
fin de recuperar de nuevo la señal original que el emisor envio. Por ello se utilizó un VHS para modular la transmisión de audio y video ya que normalmente en la televisión el audio es invariablemente demodulado por separado del vídeo, por ello mediante el uso de este aparato se logra unificar las señales de audio y video en una sola. Los canales que modula este dispositivo son el 3 y 4, en este caso utilizamos el canal 3 ya que al usar el canal 4 hay interferencia, el canal 3 tiene una rango de frecuencia de: 61.25 (video) y 65.75 (audio). Al encender el equipo este empieza en modo TV, por lo que es necesario sintonizar en el canal 3, para que detecte las señales enviadas por el VHS.
CÁLCUL OS Zo= 75 Ω es la impedancia del cable coaxial Para ZL Datos: P= 20 W V= 110v 120v
a
� = �� � � = �
20� � = 110� � = �. ��� Rango de ZL �� =
�
�� =
�
110� �� = 0.18� �� = 550 Ω
�
�
�� =
120� 0.18�
�� = 600 Ω
ZL=[550 Ω a 600Ω]
Inductancia b= 24.54x10-6 −�� � = 2��� � =
�
−75 2��(60ℎ��) (−24.54µ)
= ����. ��
Capacitancia X=0.305x10-3 −1 � = 2������ ��� � =
−1 2��(60���)(−0.305�) (75)
� = 1.159X��−� ≈ �. ������−����
7.- CONCLUSIONES:
AL realizar algunas pruebas se obtuvo un resultado óptimo tanto en audio y video al probar con una distancia corta en la línea de transmisión y sólo con un VHS.
A pesar de que se trabajó con previos cálculos, en el armado del circuito se tuvo que hacer algunos arreglos en el inductor puesto que no poseemos elementos ideales y necesitábamos que el proyecto funcione correctamente.
Para sustituir el modulador, se utilizó un VHS que tiene las mismas funciones que el amplificador, para poder realizar la transmisión PLC se trabajó en el canal 3 y se conectó el VHS al circuito acoplador, por otra parte la televisión también se conectó al otro circuito acoplador y los respectivos circuitos acopladores se conectan directamente a la toma de 110 voltios.
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8.- RECOMENDACIONES:
Es necesario que en la instalación eléctrica no exista conexión de algún otro electrodoméstico o dispositivo que interfiera, ya que esto no permite la transmisión de audio y video, porque pueden aumentar o disminuir la carga.
Al trabajar con un voltaje un poco alto se debe tener cuidado porque se puede sufrir descargas eléctricas, además cuando se ha desconectado el acoplador se debe descargar el condensador ya que la energía almacenada en el mismo, puede ocasionar una descarga muy desagradable.
9. BIBLIOGRAFÍA http://microe.udea.edu.co/~alince/recursos/lineas/Lineas%20de%20Transmicion%20%20Rodolfo%20Neri%20Vela.pdf http://personales.unican.es/peredaj/pdf_Apuntes_MTG/Presentacion-Conceptos-BasicosLineas.pdf http://www.guzlop-editoras.com/web_des/ing01/mecanica/pld0143.pdf
10.- ANEXOS
