اتصالات خطوط الطاقة (PLC) أصبحت التكنولوجيا الحل المفضل للاتصالات لإضاءة الشوارع الذكية، والإضاءة الصناعية، والمباني الذكية، وشحن السيارات الكهربائية، وإدارة الطاقة لأنها تستخدم خطوط الكهرباء الحالية لنقل البيانات دون الحاجة لتركيب كابلات اتصالات إضافية.

عندما يبدأ المهندسون في تطوير نظام PLC، يبرز سؤال شائع:

Should I use a PLC chipset or a PLC module?

على الرغم من أن هذه المصطلحات غالبا ما تستخدم بالتبادل، إلا أنها تمثل منتجين مختلفين تماما بتكاليف تطوير مختلفة، وتعقيد التكامل، ومتطلبات الشهادة، ووقت الوصول إلى السوق.

يشرح هذا الدليل الفروقات بين شرائح PLC ووحدات PLC، مما يساعد مصنعي المصنعين الأصليين ومكمجي الأنظمة وشركات الإضاءة في اختيار الحل المناسب.

ما هي شريحة PLC؟

شريحة PLC هي الدائرة المتكاملة الأساسية (IC) المسؤولة عن نقل واستقبال البيانات عبر خطوط الطاقة. تم تصميم العديد من شرائح PLC للامتثال لمعايير النطاق العريض الدولي عبر خطوط الطاقة مثل ITU-T G.hn، ضمان التوافقية والاتصال الموثوق عبر الشبكات الكهربائية.

يوفر محرك الاتصالات لكنه يتطلب أجهزة إضافية قبل أن يعمل داخل المنتج.

المكونات النموذجية المطلوبة حول شريحة PLC تشمل:

• عالم مارفل السينمائي
• الذاكرة
• مصدر الطاقة
• واجهة أمامية تناظرية
• دوائر العزل
• دوائر الربط
• المذبذب البلوري
• ترشيح الترددات الراديوية
• تصميم لوحات الدوائر المطبوعة
• تطوير البرمجيات الثابتة

فكر في مجموعة الشرائح كالتالي محرك السيارة—يوفر الطاقة، لكنه لا يستطيع قيادة المركبة بمفرده.

شريحة PLC مخصصة بشكل رئيسي ل:

• شركات أشباه الموصلات
• المطورون المدمجون ذوو الخبرة
• الشركات المصنعة الكبرى
• شركات تصمم أجهزة مخصصة من الصفر

ما هي وحدة PLC؟

وحدة PLC هي نظام فرعي كامل للاتصالات مبني حول شريحة PLC. إذا كنت تبحث عن حلول جاهزة للاندماج، استكشف حلولنا وحدات الاتصال بخط الكهرباء.

بدلا من شراء الدوائر المتكاملة فقط، يحصل المستخدمون على وحدة اتصال متكاملة تتضمن بالفعل:

• شريحة PLC
• عالم مارفل السينمائي
• الذاكرة
• إدارة الطاقة
• واجهات الاتصال
• ترشيح الترددات الراديوية
• تصميم العزل
• البرمجيات الثابتة
• تصميم الأجهزة المعتمد
• الاختبار والتحسين

عادة ما يمكن توصيل الوحدة مباشرة بوحدة التحكم المضيفة عبر UART أو SPI أو واجهات أخرى.

وهذا يسمح للمطورين بالتركيز على برامج التطبيقات بدلا من أجهزة الاتصالات.

مقارنة بين وحدة PLC وشرائح PLC

مقارنة العمارة

حل شرائح PLC

شريحة PLC
      ↓
عالم مارفل السينمائي
      ↓
مصدر الطاقة
      ↓
دائرة الاقتران
      ↓
دائرة العزل
      ↓
تصميم لوحات المطبوعات
      ↓
تطوير البرمجيات الثابتة
      ↓
المنتج النهائي

حل وحدة PLC

وحدة PLC
      ↓
المضيف MCU
      ↓
المنتج النهائي

تزيل الوحدة معظم أعمال تصميم الترددات الراديوية والاتصالات المعقدة.

مقارنة وقت التطوير

عادة ما يتطلب تطوير منتج باستخدام شريحة PLC فقط:

• تصميم مخطط الأجهزة
• تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة
• تصحيح أخطاء EMC
• تطوير البرمجيات الثابتة
• تطوير السائقين
• تنفيذ البروتوكول
• اختبار النظام
• الشهادة

يمكن أن يستغرق التطور بسهولة 6–12 شهرا، حسب تعقيد المشروع. التخطيط الصحيح للشبكة لا يقل أهمية. لدينا دليل حساب سعة شبكة PLC يشرح كيفية تقدير عدد الأجهزة وتحسين أداء الاتصال.

بالمقارنة، تسمح وحدة PLC للمصنعين بالتركيز بشكل أساسي على برامج التطبيقات، وغالبا ما تقلل وقت التكامل إلى مجرد من بضعة أسابيع إلى عدة أشهر.

لماذا يختار العديد من مصنعي المصنعين وحدات PLC

بالنسبة لمعظم مصنعي الإضاءة، فإن تقنية الاتصالات ليست هي العمل الأساسي.

تكمن خبرتهم في:

• تعريفات LED
• تركيبات الإضاءة
• السلامة الكهربائية
• برنامج الإضاءة الذكية
• تكامل النظام

تطوير نظام فرعي للاتصالات من الصفر يمكن أن يزيد بشكل كبير من تكاليف الهندسة.

استخدام وحدة PLC يوفر عدة مزايا:

إطلاق المنتج بشكل أسرع

لا يتطلب الأمر تصميم أجهزة ضبط الترددات الراديوية أو الاتصالات.

انخفاض مخاطر التطور

تم التحقق من صحة نظام الاتصالات الفرعي بالفعل.

انخفاض تكلفة الهندسة

يمكن للفرق الهندسية الصغيرة إكمال التكامل.

الشهادة الأسهل

عادة ما تصمم الوحدات مع مراعاة أداء EMC، مما يقلل من دورات إعادة التصميم.

دعم تقني أفضل

يوفر العديد من موردي وحدات PLC مجموعات تطوير البرمجيات (SDKs)، وواجهات برمجة التطبيقات (APIs)، وتصاميم المرجع، والمساعدة الهندسية.

متى يجب أن تختار شريحة PLC؟

قد تكون شريحة PLC هي الخيار الأفضل إذا كانت شركتك:

• لديه خبرة في مهندسي الأجهزة المدمجة
• يريد تخصيص كامل للأجهزة
• ينتج كميات كبيرة جدا من المنتجات
• يحتاج إلى أقصى تحسين لتكلفة قائمة الصلاحيات
• يطور بروتوكولات اتصال خاصة

غالبا ما تختار شركات أشباه الموصلات الكبرى وكبار مصنعي الإلكترونيات هذا النهج.

متى يجب أن تختار وحدة PLC؟

وحدة PLC مثالية إذا كانت شركتك:

• يريد تطوير منتج سريع
• لديه خبرة محدودة في الترددات الراديوية أو PLC
• يحتاج إلى تكاليف هندسية أقل
• يتطلب أداء تواصل مثبت
• خطط لدمج PLC في المنتجات القائمة

تشمل الصناعات التي تعتمد عادة وحدات PLC:

• إضاءة شوارع ذكية
• إضاءة النفق
• الإضاءة الصناعية
• إضاءة عالية الإضاءة
• إضاءة المستودعات
• المباني الذكية
• أنظمة شحن السيارات الكهربائية
• مراقبة الطاقة الشمسية
• مراقبة توزيع الطاقة

اختلافات الأداء

أحد المفاهيم الخاطئة الشائعة هو أن وحدات PLC تؤدي أداء أسوأ من شرائح الشريحة.

في الواقع، يعتمد أداء التواصل على:

• جودة شريحة PLC
• تحسين البرمجيات الثابتة
• تصميم دوائر الاقتران
• مناعة ضد الضوضاء
• خوارزميات معالجة الإشارات
• بروتوكول الشبكة

غالبا ما تقدم وحدة PLC المصممة جيدا أداء متساوي أو أفضل في العالم الحقيقي من التصميم المخصص لأنه قد خضع بالفعل لتحسينات وتحقق مكثف.

مقارنة التكاليف

يعتقد العديد من المهندسين في البداية أن شراء الشريحة فقط أقل تكلفة.

بينما يكون سعر وحدة الشريحة أقل، فإن إجمالي تكلفة المشروع يشمل:

• تطوير لوحات المطبوعات
• هندسة البرمجيات الثابتة
• اختبار EMC
• مراجعات النماذج الأولية
• الشهادة
• الدعم الفني
• دورات تطوير أطول

بالنسبة للإنتاج منخفض إلى متوسط الحجم، غالبا ما تؤدي وحدة PLC إلى تكلفة إجمالية أقل وعائد استثمار أسرع.

ما هو الخيار الأفضل للإضاءة الذكية؟

بالنسبة لمعظم مشاريع الإضاءة الذكية، تعد وحدات PLC الحل المفضل لأنها تمكن:

• نشر أسرع
• الاتصال الموثوق
• انخفاض مخاطر التطور
• صيانة أسهل
• توسيع الشبكة القابلة للتوسع

سواء كانت وحدات PLC تنشر مئات أو عشرات الآلاف من المصابيح الصغيرة، فإن وحدات PLC تبسط التكامل مع الحفاظ على أداء اتصال قوي.

تظل الشرائح خيارا مناسبا للشركات التي تطور منصات PLC مخصصة للغاية أو تصنع على نطاق واسع جدا.