När exjobbet inleddes gjordes det med tron om att hitta en integrerad krets som tolkar Ethernetinformation och för över den på matningsledaren, både på grund av att befintliga elnäts-LAN-
oduler e isterar o h folk so sade det fi s äl kretsar so löser det i ge ku de do k komma med exempel). Hoppet var sedan att hitta den som var bäst anpassad, vilket även har gjorts, och sedan lyckas implementera denna. Det visade sig dock att kretsarna som behandlar detta endast tillverkades av stora halvledarkonstruktörer, exempelvis Qualcomm, Marvell och Maxim Integrated, vilket gör det i princip omöjligt att få tag på produkterna om man inte kan påstå att ett mycket stort antal kommer beställas. Eftersom Ethernet är ett relativt komplicerat protokoll och det inte nödvändigtvis behövdes skapas i pulsgivaren studerades själva överlagringen med modulation och demodulation mer ingående efter detta. Det finns tre primära former av modulationstekniker: amplitudmodulering, fasmodulering och frekvensmodulering. Alla specifika tekniker är en utvecklad eller kombinerad form av dessa tre. Den digitala formen av amplitudmodulation, ASK, är enkel att implementera men används mycket sällan vid höga kommunikationshastigheter/korta informationspulser på grund av dess känslighet till störningar och utspridning av datapaketet. Fasmoduleringens digitala motsvarighet, PSK, är mer komplicerad då mottagen signal i regel jämförs med en koherent skapad våg. En enklare variant kallad differentiell PSK (DPSK) existerar dock, men behovet av att skapa åtta stycken oscillatorkretsar, två för sändning och två för mottagning för enkelriktad kommunikation, var inget som lockade. Det är bakgrunden till varför FSK-tekniken användes vid framtagandet av den egna lösningen. I FPGA-kretsen kan dock fasdemodulering utföras vilket kunde varit en alternativ fortsättning på exjobbet [75]. En annan alternativ fortsättning är givetvis återskapandet av Ethernet-kommunikationen på matningssidan. Anledningen till att detta inte studerades i examensarbetet var att alltför mycket rådfrågning hade behövts, det ville nämligen kännas att resultaten uppnåddes av eget bevåg.
I rapporten nämns att kommunikationshastighetsgapet mellan relativt långsamma tranceivers och snabba modem är stort och det är en av anledningarna till varför den egna lösningen utvecklades så pass långt. Efter avslutade presentationer berättade en konsult om Semtech, vilka säljer bland annat PLC-tranceivers för flera olika användningsområden och med bithastigheter omkring 1 Mbit/s [76]. Vidare undersökning utfördes dock inte på grund av tidsbrist men är en relevant punkt att notera vid en möjlig fortsatt studie.
Syftet med examensarbetet var att undersöka marknaden och hitta relevanta lösningar på att överlagra Ethernet-kommunikation på en spänningssatt matningsledare. Eftersom att Ethernet är ett relativt komplicerat kommunikationsprotokoll och att inga självklara system hittades utan att utvidga ramarna för ett examensarbete bestämdes det för att studera själva överlagringen och i och med det inte begränsa sig till Ethernet. Slutgiltigt resultat är en utförlig genomgång på hur information kan överlagras, vilken data som helst kan även skickas i halv-duplex bara en tolkning kan göras i andra änden. I och med detta kan alltså mer än bara ADS Online-diagnostiken skickas på en gemensam ledare. Vid anslutning i samma elskåp erbjuder lösningen även en mer än $100 billigare installation för kunden då ingen extra kabel behövs dras.
59
Referenser3
[1] Kjell & Company, fråga Kjell, Lokalt trådbundet nätverk:
http://www.kjell.com/fraga-kjell/hur-funkar-det/natverk/hemnatverk/lokalt-tradbundet- natverk
[2] Linköpings Universitets bibliotek:
http://www2.bibl.liu.se/soka/databaser
[3] Linear Technology, LTspice IV:
http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice
[4] MathWorks® MATLAB:
http://se.mathworks.com/products/matlab
[5] Realterm Serial Terminal:
http://realterm.sourceforge.net
[6] X-heavy duty Hollow shaft encoder, Incremental 801:
http://www.ll-systems.com/uploads/tx_lliproducts/en_datasheet_XHI_801_Encoder_
incremental_optolink.pdf
[7] Heavy Duty 800 Series:
http://www.ll-systems.com/uploads/tx_lliproducts/en_publication_Encoder_800_series.pdf
[8] PCmag Definition of Ethernet:
http://www.pcmag.com/encyclopedia/term/42781/ethernet
[9] M Yigit, V. C Gungor, G Tuna, M Rangoussi, E Fadel, Power line communication technologies for smart grid applications: A review of advances and challenges, June 2014
[10] IEEE 1901 Standard:
http://standards.ieee.org/news/2011/bpl.html
[11] SAE J1772 Standard:
http://www.arb.ca.gov/msprog/zevprog/stakeholders/infrastructure/finalsaej1772.doc
[12] AN10903 ASK power line modem:
http://www.nxp.com/documents/application_note/AN10903.pdf
[13] CY8CPLC10 Powerline Communication Solution:
http://www.cypress.com/?docID=45757
[14] ON Semiconductor® NCN49597 Power Line Communication Modem: http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NCN49597-D.PDF
[15] ST7540 FSK power line transceiver:
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/ CD00096923.pdf
[16] Industrial Applications of Ethernet over Power EoP:
http://ethernetdirect.com/files/2009_Spec_Sheets/Aboundi/Aboundi%20Technology% 20for%20OEM%20equipment%20suppliers.pdf
[17] AS-interface:
http://www.as-interface.net
60 [18] ZMDI® ASI4U Data Sheet Rev. 2.30/April 2015:
http://www.zmdi.com/sites/default/files/ASI4U_Data_Sheet_Rev2_30_2015-04-13.pdf
[19] Phillips Semiconductors Interfacing 3V and 5V applications:
http://www.nxp.com/documents/application_note/AN240.pdf
[20] ITU-T G.9960: Unified high-speed wireline-based home networking transceivers – System architecture and physical layer specification:4
https://www.itu.int/rec/T-REC-G.9960-201112-I
[21] Marvell G.hn Chipset:
http://www.marvell.com//in-home-networking/ghn/assets/Marvell_Ghn_Chipset-002_ product%20brief.pdf
[22] HomePlug 1.0 Technology White Paper:
http://www.solwise.co.uk/downloads/files/hp_1.0_technicalwhitepaper_final.pdf
[23] HomePlug Green PHYTM 1.1 The Standard for Smart Grid Powerline Communications: http://www.homeplug.org/media/filer_public/92/3f/923f0eb3-3d17-4b10-ac75- 03c3c2855879/homeplug_green_phy_whitepaper_121003.pdf
[24] MAX2982 Industrial Broadband Powerline Modem:
http://www.maximintegrated.com/en/products/comms/powerline-networking/MAX2982
[25] MAX2981 Integrated Powerline Communication AFE Transceiver and Line Driver:
http://www.maximintegrated.com/en/products/comms/powerline-networking/MAX2981
[26] InTellon INT5200 Single Chip PowerPacketTM Transceiver: http://www.usbid.com/datasheets/dsid/109769.pdf
[27] Qualcomm® AR6400 HomePlug® Chipset:
http://www.qca.qualcomm.com/wp-content/uploads/2013/11/QCA6400.pdf
[28] Qualcomm® QCA7000 HomePlug® Green PHY Single Chip Solution:
http://www.qca.qualcomm.com/wp-content/uploads/2013/11/QCA7000.pdf
[29] Bel 0804-5000-23 Industrial Powerline Module For Ethernet over Coax Applications:
http://belfuse.com/pdfs/0804-5000-23.pdf
[30] I2SE Powerline Products:
http://www.i2se.com/powerline
[31] Yamar Electronics Ltd.:
http://www.yamar.com
[32] Temperature Grades and Associated Temperature Ranges:
https://www.altera.com/products/common/temperature/ind-temp.html#table1
[33] Yamar DCB1M - Transceiver for Powerline Communication:
http://yamar.com/datasheet/DS-DCB1M.pdf
[34] Yamar SIG60 - UART over Powerline, for AC/DC Multiplex Network:
http://www.yamar.com/datasheet/DS-SIG60.pdf
[35] Silicon Labs® Single-Chip Ethernet Controller:
https://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/CP2200.pdf
61 [36] IC+ Corp. IP210T Serial to Ethernet Controller:
http://www.icplus.com.tw/pp-IP210T.html
[37] RS232 Serial to Ethernet convert Module, USR-TCP232-T 2011-08-16:
http://en.usr.cn/download/USR-TCP232-T-EN.pdf
[38] Elnäts-LAN-adapter PLA4201:
https://www.elfa.se/elfa3~se_sv/elfa/init.do?item=10-312-06&toc=20671
[39] National Meter Industries, Inc. MNI - ARS1200-001 Ethernet Dual Serial Bridge:
http://www.national-meter.com/powerlinecarrier/NMI-ARS1200-001.pdf
[40] Aboundi PowerLine Products and Device Servers:
http://www.l-com.com/multimedia/catalog_page/2K11M1_251%20Aboundi% 20PowerLine%20Products%20and%20Device%20Servers.pdf
[41] Carl Nordling, Jonny Österman, Physics Handbook for Science and Engineering, Eighth edition 2006, Studentlitteratur AB, Lund, Sweden.
Sida 44.
[42] UTP Technology Extron® Electronics:
https://www.extron.com/download/files/whitepaper/cat5-white.pdf
[43] Cable Insulation Properties, TPE-E (12Y):
http://myelectrical.com/notes/entryid/178/cable-insulation-properties
[44] Future Technology Devices International, UMFT230XA USB to Basic UART:
http://www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/Modules/DS_UMFT230XA.pdf
[45] Tera Term Project 4.86:
http://ttssh2.sourceforge.jp
[46] Oscilent Ceramic Filters:
http://www.oscilent.com/spec_pages/Filters/F-771_773.html
[47] 74HC02 Quad 2-input NOR gate, Rev. 4 – 4 September 2012:
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT02.pdf
[48] Fairchild SemiconductorTM Application Note 118 October 1974, CMOS Oscillators: https://www.fairchildsemi.com/application-notes/an/an-118.pdf
[49] James W. Nilsson, Susan A. Riedel, Electronic Circuits Ninth Edition, 2011 New Jersey. Sida 609.
[50] James W. Nilsson, Susan A. Riedel, Electronic Circuits Ninth Edition, 2011 New Jersey. Sida 608.
[51] Thomas Kugelstadt, Active Filter Design Techniques, Texas Instruments 2008:
http://www.ti.com/lit/ml/sloa088/sloa088.pdf
[52] Narrow Band Pass Filter Calculator:
http://www.changpuak.ch/electronics/Narrow_Bandpass_2.php
[53] ANALOG, Standard EIA Decade Resistor Values Table:
http://www.logwell.com/tech/components/resistor_values.html
[54] Linear Technology LTC6990, TimerBlox: Voltage Controlled Oscillator:
62 [55] Inverting Schmitt Trigger Calculator:
http://www.random-science-tools.com/electronics/inverting-schmitt-trigger-calculator.htm
[56] Texas Instruments CD74HC4046A, High Speed CMOS Logic Phase-Locked-Loop with VCO:
http://www.ti.com/product/cd74hc4046a
[57] Texas Instruments CD4046B, CMOS Micropower Phase-Locked Loop:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4046b.pdf
[58] Nyquist-Shannons samplingsteorem:
http://cstjanster.idg.se/sprakwebben/ord.asp?ord=Nyquists%20lag
[59] Q-factor essentials sheet:
https://math.dartmouth.edu/~ahb/scia49/q.pdf
[60] Analog Devices, Low Cost, High Speed Differential Amplifier AD8132:
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8132.pdf
[61] Bruce Carter, A Single-Supply Op-Amp Circuit Collection, Texas Instruments November 2000:
https://courses.cit.cornell.edu/bionb440/datasheets/SingleSupply.pdf
[62] Linear Technology LT1816, Dual 220MHz, 1500V/µs Operational Amplifier:
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/181567fb.pdf
[63] Linear Technology LT6210, Single Programmable Supply Current, R-R Output, Current Feedback Amplifier:
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/62101fc.pdf
[64] Linear Technology LTC6752, 280MHz, 2.9ns Comparator with R-R Inputs and CMOS Outputs:
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/6752fa.pdf
[65] Linear Technology LT6654, Precision Wide Supply High Output Drive Low Noise Reference: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/6654fd.pdf
[66] All About Circuits, limitations of capacitors:
http://www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_13/5.html
[67] Würth Elektronik:
http://www.we-online.com
[68] wiseGEEK, What Is a Ferrite Inductor?:
http://www.wisegeek.com/what-is-a-ferrite-inductor.htm#
[69] Würth Elektronik, 47 µH inductor, fres: 10 MHz:
http://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/744766147.pdf
[70] Würth Elektronik, 100 µH inductor, fres: 8 MHz:
http://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/74476620.pdf
[71] Würth Elektronik, 1000 µH inductor, fres: 2.3 MHz:
http://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/744043102.pdf
[72] LPC1758 ARM Cortex M3:5
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/LPC1759_58_56_54_52_51.pdf
[73] ARM Based Microcontrollers with Ethernet SPI UART USB Interface:5
http://avnetexpress.avnet.com/1/3/arm-based-microcontrollers-with-ethernet-spi-uart- usb-interface
63 [74] IEEE 802.3TM’“ta dard for Ether et’:6
http://standards.ieee.org/news/2013/802.3_30anniv.html
[75] FPGA-based FSK/PSK modulation:6
http://www.edn.com/design/integrated-circuit-design/4437944/FPGA-based-FSK-PSK- modulation
[76] Semtech, Power Line Communications:7
http://www.semtech.com/powerline-communications
6 Referens verifierad 2015-06-01 7 Referens verifierad 2015-06-18
64
Appendix A
Utan presentation, problembeskrivning och avslut.