¿Existe una manera fácil de multiplexar el estado de varios interruptores en un circuito de CA?

Si yo tuviera un circuito como este...

ingrese la descripción de la imagen aquí *Las cajas borrosas representan dispositivos/circuitos desconocidos

¿Cuál sería la forma más sencilla de transmitir los estados de los interruptores, usando un solo cable?

En esencia, estoy tratando de controlar tres bombillas (cargas) usando tres interruptores, el problema es que solo hay un conductor (cable) entre los interruptores y las bombillas. Entonces tengo que transmitir el estado de los interruptores; una distancia indeterminada (menos de 500 pies), usando un solo conductor (alambre).

Estaba pensando en modulación de fase o modulación de frecuencia, pero no estoy exactamente seguro de cómo implementar ninguna de las dos. Quiero hacer esto lo más simple y pequeño posible. También quiero evitar los microcontroladores y otras cosas por el estilo.

La idea es que cualquiera que sea el interruptor que esté cerrado, el conductor correspondiente en el otro extremo estará energizado. Por ejemplo...

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Contacto A Cerrado Contacto B Cerrado Contactos A y C Cerrados *El naranja en los diagramas representa el flujo de electricidad. *Las cajas borrosas representan dispositivos/circuitos desconocidosingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí


Entonces la tabla de verdad quedaría así:

ABC | a B C
0 0 0 | 0 0 0
1 0 0 | 1 0 0
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
Supongo que después de sumarlos, tal vez los interruptores A, B y C podrían implementar diferentes filtros para extraer y aislar la señal deseada. Además, no estoy seguro de que tu diagrama tenga sentido para mí. Una fuente de CA y 3 resistencias (¿no hay dependencia de frecuencia allí?)
@dext0rb Esta es una representación básica de un circuito, lo que facilita enfocarse en el problema. En realidad, cada resistencia representa un circuito más complejo.
¿Cuál es la frecuencia y el ancho de banda de las señales originales? ¿Qué tipo de cosa es el único "enlace" en el medio? FM probablemente sea viable si no le importa construir y depurar la electrónica analógica.
(Así es esencialmente cómo funciona la televisión por cable analógica)
El diagrama no está muy claro. Si lo entiendo, quiere ayuda para diseñar las cajas azul y morada. Que son mux'ing/demux'ing 3 señales. Pero según el diagrama, las tres señales son idénticas. Entonces, ¿por qué no enviar simplemente una señal a través del enlace?
Necesitamos más información. ¿Necesitará las tres señales accesibles al mismo tiempo, a cualquiera de las salidas? ¿Será necesario que las tres señales estén presentes en las tres salidas? ¿Cuál es la frecuencia/ancho de banda de estas señales? Si solo necesita una señal presente en una salida a la vez, entonces una matriz de interruptor simple puede hacer lo que quiera sin la complicación de modular las señales y sin demasiada pérdida de inserción. En el extremo, incluso se puede construir una matriz a partir de interruptores coaxiales que cubren desde CC hasta ~40 GHz.
Como los dos bloques finales aparentemente están conectados por cable, ¿por qué no usar modulación de amplitud, 3 bandas diferentes? En el otro extremo, se pueden conectar 3 receptores de AM simples sintonizados de manera diferente a interruptores a través de detectores de picos. Eso es todo analógico, sin microcontroladores, y los esquemas se encuentran fácilmente en la red para cada uno de estos bloques.
Tiene tres cargas, entonces, ¿qué tipo de señal necesita aplicarles, es decir, qué voltaje y qué corriente? ¿Es dc o es ac según la pregunta? ¿Deben alimentarse las cargas como si las tres señales individuales se transmitieran por tres hilos? En resumen, díganos qué quiere que suceda sin tratar de enfocarse en el método. ¡Parece que nadie entiende lo que estás tratando de hacer!
Su diagrama probablemente esté equivocado. Como se muestra, ABC se cambia en paralelo con una resistencia fija (sin nombre). Es probable que desee un arreglo en serie, pero tal vez no. El uso de solo 2 x CD4051 IC proporcionará una función mux/demux. Ambos están empapados / cronometrados al mismo tiempo. También es probable que, como se muestra, el mux/demux púrpura no sea necesario y puede ser un trozo de cable. Como ejemplo general, tiene algún valor. NO debe generalizar cuando su requerimiento es tan poco claro. Si comienza con un problema específico simple, es más probable que obtenga respuestas que lo lleven a la siguiente pregunta.
Ficha técnica CD4051 también familia CD405X. Consulte la figura 23 para ver un ejemplo mux/demux.
Su edición aún no está clara, especialmente los diagramas, pero podría entender sus requisitos... ¿Qué tan similar es este ejemplo a su problema? Tiene tres interruptores adyacentes (p. ej., un interruptor de luz de 3 grupos) y quiere que cada uno encienda/apague de forma independiente 1 de 3 lámparas adyacentes en el otro lado de su jardín. Ya ha tendido una cantidad X de cables bajo tierra hasta las lámparas, y sería una gran molestia agregar los cables adicionales necesarios para que cada interruptor controle circuitos paralelos separados para cada lámpara. ¿Es esto correcto? Si es así, ¿cuál es su valor de X arriba? 3?
@Justin Exactamente. Siendo realistas, tengo 5-7 interruptores y lámparas.
@ Tester101: sugerí una edición importante de su pregunta. Supongo que se supone que las ediciones sugeridas son menores, por lo que se ha rechazado, pero échele un vistazo aquí: electronics.stackexchange.com/review/suggested-edits/25996 y vea si desea usar el diagrama del circuito.
@Justin Mi esquema es exactamente preciso, los únicos elementos de los que no estoy seguro son los que están contenidos dentro de las cajas borrosas. No estoy seguro de cómo hacerlo más claro. Tengo 3 interruptores (A, B y C) y 3 relés (a, b y c). Cuando el interruptor Aestá cerrado, el relé adebe cerrarse, cuando el interruptor Bestá cerrado, el relé bdebe cerrarse, y cuando el interruptor Cestá cerrado, el relé cdebe cerrarse. El único problema es que solo hay 3 cables entre las dos ubicaciones (sin conexión a tierra (caliente), con conexión a tierra (neutro) y uno adicional).
La pregunta revisada muestra que esto no es realmente CA en absoluto, es un conjunto de señales de control binarias. En ese caso, hay varios circuitos integrados de "control remoto" disponibles, como farnell.com/datasheets/1525377.pdf : normalmente tendría un IR tx/rx en el medio, pero puede vincularlos directamente por el cable.
@ Tester101: creo que muchas personas, incluyéndome a mí, inicialmente tenían la impresión de que desea transmitir 3 señales de CA diferentes (por ejemplo, 3 flujos de datos de radio o audio simultáneos), no habilitar/deshabilitar la alimentación de CA. Eso es lo que quiere decir pjc50 cuando dice que son solo señales de control binarias (habilitar/deshabilitar es el estado binario). Sin embargo, tus ediciones han aclarado esto, diría yo.
¿Es un conjunto de interruptores conectados a relés, o es realmente alguna otra señal que realmente cambia de dirección o varía en magnitud de manera importante? Su descripción como AC está confundiendo el problema y evitando que reciba una respuesta.
@ pjc50 Es corriente alterna (CA), no corriente continua (CC). No estoy seguro de por qué es tan confuso.
Conducir una bobina de relé desde CA, incluso la CA rectificada, no es una buena idea ya que vibra a la frecuencia de CA. Acepto que todo funciona en un entorno de CA (¿110 V/240 V?), pero prácticamente cualquier sistema de control sensato implicará un suministro local de CC de bajo voltaje.
@ pjc50 Esa es su opinión y tiene derecho a ella. Sin embargo, no está ni aquí ni allá, ya que estoy trabajando dentro de las limitaciones de un sistema existente y no tengo control sobre él.
@ Tester101 Una "señal de CA" tiene un significado específico en electrónica. Lo que está comunicando no es una señal de CA, sino el estado de 3 interruptores.
Echa un vistazo a X-10: smarthomeusa.com/info/x10theory

Respuestas (2)

Podrías hacer esto con un par de codificador/descodificador DTMF...

Si la línea que conecta los dos lados de su circuito puede acomodar un ancho de banda mucho más alto que el presente en sus señales originales, y si tiene una manera fácil de intercambiar señales de control de sincronización, el enfoque más fácil es usar un interruptor de N vías en el lado izquierdo y un decodificador uno de N que alimenta N circuitos de muestreo y retención a la derecha. Haga que el interruptor de la izquierda recorra las entradas mientras que el decodificador de la derecha recorre los circuitos de muestreo y retención. Las salidas de muestreo y retención serán un poco irregulares, pero si la tasa de ciclo es mucho más alta que cualquier frecuencia de interés en la señal original, debería poder filtrar las irregularidades sin degradar demasiado la señal original.

Dependiendo de la naturaleza de sus señales originales, es posible que pueda usar el enfoque anterior incluso si no tiene un canal separado para el control de sincronización. Por ejemplo, si sus señales de entrada siempre están en el rango de +/-1 voltio pero su canal puede aceptar valores de hasta +1.5 volts, podría usar la salida del circuito del lado izquierdo para un pulso largo de 1.5 volts inmediatamente antes de emitir el voltaje en el primera entrada, y un pulso corto de 1,5 voltios inmediatamente antes de emitir cada uno de los otros voltajes. El circuito del lado derecho podría incrementar el reinicio de un contador cuando ve un pulso de más de 1,25 voltios, y reiniciarlo si el pulso excede una cierta longitud.

¿Existe una manera fácil de multiplexar el estado de varios interruptores en un circuito de CA?
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