DE19500679A1

DE19500679A1 - Control for extended time runs for ventilator, staircase light timing and roller shutter

Info

Publication number: DE19500679A1
Application number: DE1995100679
Authority: DE
Inventors: Frank Schluerscheid
Original assignee: Medusa Elektronik GmbH
Current assignee: Medusa Elektronik GmbH
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 1996-07-18

Abstract

In roller shutters, a time stamp indicates the time continually. It is checked whether there is any residual voltage on the input of the microcontroller when the power is restored. This affects the time of a run. If there is a residual voltage, the corresponding time is read from the table in the memory of the EEPROM and added to the current time from the data stamp. Then, the normal timing is continued.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Lang zeitabläufen mit einem Mikrokontroller.The invention relates to a method for controlling Lang timings with a microcontroller.

Unter Langzeitabläufen sollen hier zeitlich in Abständen zu einander wiederholt ablaufende Vorgänge verstanden werden, wie beispielsweise das Betätigen eines Lüfters oder eines Roll ladens. Die Steuerung dieser Vorgänge kann mit Hilfe einer üblichen Uhrensteuerung, wie einer Zeitschaltuhr oder über einen handelsüblichen Zeitsteuerschaltkreis oder einen Lang zeittimer erfolgen.In the case of long-term processes, there should be time intervals here repetitive processes are understood, such as for example the actuation of a fan or a roll store. The control of these processes can be done with the help of a usual clock control, such as a timer or over a commercially available timing circuit or a Lang timed.

So ist ein Chip bekannt geworden, auf dem ein Langzeittimer realisiert ist, der zur Steuerung eines Lüfters verwendet werden kann. Die Steuerung des Lüfters erfolgt dabei derge stalt, daß dieser am Tage zwangsweise gesteuert wird, indem dieser beispielsweise stundenweise für ca. zwei Minuten einge schaltet wird. Nachts ist eine derartige Steuerung nicht not wendig, da der Lüfter dann mit dem Licht ein- und ausgeschal tet wird, wobei die Steuerung in diesem Fall lediglich eine Nachlaufzeit vorgeben muß. Der Langzeittimer kann dabei zur Sicherung einer ausreichend großen Ganggenauigkeit durch die Netzfrequenz synchronisiert werden. Die damit erreichbare Ganggenauigkeit ist für die beschriebenen Anwendungsfälle durchaus ausreichend, da es auch bei der Steuerung eines Roll ladens nicht auf eine extreme Zeitgenauigkeit ankommt.So a chip has become known on which a long-term timer is realized, which is used to control a fan can be. The fan is controlled derge stalt that this is forcibly controlled during the day by this, for example, is turned on every hour for about two minutes is switched. Such control is not necessary at night manoeuvrable, since the fan is then switched on and off with the light tet, the control in this case only one Must specify the run-on time. The long-term timer can Ensuring a sufficiently large accuracy by Mains frequency can be synchronized. The attainable with it Accuracy is for the applications described quite sufficient, since it is also in the control of a roll loading does not depend on extreme timing.

Prinzipiell ist es allerdings auch möglich, eine Funksynchro nisation vorzunehmen, was aber eine erhebliche Verteuerung des Langzeittimers verursachen würde, die nicht notwendig ist.In principle, however, it is also possible to use a radio synchro nization, which is a considerable increase in the price of the Would cause long-term timer that is not necessary.

Bei der Synchronisation des Langzeittimers mit Hilfe der Netz frequenz hat sich jedoch gezeigt, daß dieser bei einem Netz ausfall nicht in der Lage ist, die Zeitsteuerung weiterhin korrekt vorzunehmen, da bei dem Netzausfall der Zeitbezug, der bei der ersten Inbetriebnahme vom Benutzer hergestellt wird, verloren geht. Aus diesem Grund muß bei solchen Timern ein Pufferakku o. ä. vorgesehen werden, der in Verbindung mit einem Taktgeber die Netzfrequenz simuliert, oder es wird eine den Preis erhöhende Quarzsteuerung vorgesehen.When synchronizing the long-term timer using the network However, frequency has been shown to be in a network failure is unable to continue timing to be carried out correctly since the time reference, the is manufactured by the user at the first start-up, get lost. For this reason a timer must be used Buffer battery or the like can be provided in conjunction with a Clock simulates the mains frequency, or it becomes a Price-increasing quartz control provided.

Zur Vermeidung dieser Probleme liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Langzeitsteuerung auch bei einem Netzausfall zu realisieren.To avoid these problems, the invention is therefore the A reliable task with simple means Long-term control can also be implemented in the event of a power failure.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, durch ständige Ablage der aktuellen Uhrzeit in einem EEPROM; Ermittlung der Zeitdau er des Stromausfalles nach Wiedereinsetzen der Stromversor gung; Addition der Zeitdauer des Stromausfalles zu der zuletzt im EEPROM gespeicherten Zeit und Fortsetzung des Timerlaufes.According to the invention the object is achieved by permanent filing the current time in an EEPROM; Determination of the time duration he of the power failure after reinstalling the power supplier gung; Addition of the duration of the power failure to the last one time stored in the EEPROM and continuation of the timer run.

Dieses äußerst einfache Verfahren erlaubt einen präzisen Lang zeitbetrieb eines Timers, wobei dieser in diesem Fall durch ein Programm im Mikrokontroller ersetzt ist, welches den Timer simuliert. Da bei diesem Verfahren die bei einem Netzausfall zuletzt bekannte Uhrzeit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert wird, kann der Timerbetrieb sofort fortgesetzt werden, wenn die Netzspannung wieder zur Verfügung steht, indem die seit dem Netzausfall vergangene Zeit zu der im EEPROM gespeicherten Zeit addiert wird.This extremely simple process allows a precise long timed operation of a timer, in this case by a program in the microcontroller is replaced, which the timer simulated. Because with this procedure the one with a power failure last known time in a non-volatile memory is saved, the timer operation can continue immediately when the mains voltage is available again, by the time elapsed since the power failure at that in the EEPROM stored time is added.

Um eine möglichst genaue Zeitsteuerung zu erreichen, wird die aktuelle Uhrzeit im Sekundentakt als Zeitstempel im EEPROM abgelegt, wobei die im EEPROM bereits gespeicherte Uhrzeit überschrieben wird.In order to achieve the most accurate timing possible, the current time every second as a time stamp in the EEPROM stored, the time already stored in the EEPROM is overwritten.

Da ein Netzausfall auch zufällig während des Speichervorganges möglich ist, ist es zweckmäßig, daß die bereits im EEPROM gespeicherte Uhrzeit jeweils erst beim übernächsten Speicher vorgang zu überschreiben. Der dadurch entstehende Fehler be trägt dann maximal 2 Sekunden, was angesichts der zu steuern den Vorgänge vernachlässigbar ist.Because a power failure also happens to happen during the saving process is possible, it is appropriate that the already in the EEPROM stored time only after the next but one memory overwrite operation. The resulting error be then wears a maximum of 2 seconds what to control given the the processes are negligible.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn neben der Uhrzeit das aktu elle Datum gespeichert wird, wodurch eine volle Langzeittimer funktion erreicht wird.It is also an advantage if, in addition to the time, the current Every date is saved, creating a full long-term timer function is achieved.

Zur Ermittlung der nach einem Netzausfall verstrichenen Zeit wird ein Entladevorgang einer in einem Kondensator gespeicher ten Spannung über einen Widerstand einmalig erfaßt und in ei nem EEPROM abgelegt. Das erfolgt vorzugsweise dadurch, daß die während des Entladevorganges über dem Kondensator abfallende Spannung über einen A/D-Wandler in tabellarischer Form in dem EEPROM abgelegt wird, wobei gleichzeitig mit dem jeweiligen Spannungswert die diesem entsprechende Zeit nach dem Beginn der Entladung gespeichert wird. Als Widerstände kommen hier solche in Frage, die eine große Langzeitstabilität aufweisen und bei denen der Widerstand möglichst nicht, oder nur unwe sentlich temperaturabhängig sein sollte.To determine the time elapsed after a power failure becomes a discharge process of a stored in a capacitor voltage measured once via a resistor and in egg stored in an EEPROM. This is preferably done in that the falling over the capacitor during the discharge process Voltage via an A / D converter in tabular form in the EEPROM is stored, simultaneously with the respective Voltage value the time corresponding to this after the start the discharge is saved. As resistors come here those in question that have great long-term stability and where the resistance if possible not, or only slightly should be significantly temperature dependent.

Der Kondensator ist ständig mit einem Ausgangsport des Mikro kontrollers ständig verbunden und wird bei vorhandener Netz stromversorgung permanent nachgeladen. Zur Erfassung der über dem Kondensator liegenden Spannung ist zusätzlich ein Ein gangsport des Mikrokontrollers mit dem Kondensator verbunden.The capacitor is constantly connected to an output port of the micro controllers connected at all times and is connected to an existing network power supply permanently recharged. To capture the over the voltage across the capacitor is also an on gangsport the microcontroller connected to the capacitor.

In einer Fortführung der Erfindung prüft der Mikrokontroller nach einem Netzausfall beim Hochfahren, ob an seinem Eingangs port, der mit dem Kondensator verbunden ist, eine Restspannung vorhanden ist. Diese Spannung wird über einen A/D-Wandler anschließend mit der im EEPROM abgelegten Tabelle verglichen und aus der Tabelle die zugehörige Zeit abgelesen, die seit dem Netzausfall vergangen ist.In a continuation of the invention, the microcontroller checks after a power failure when starting up, whether at its entrance port connected to the capacitor, a residual voltage is available. This voltage is through an A / D converter then compared with the table stored in the EEPROM and read the associated time from the table since the power failure has passed.

Wird der Mikrokontroller mit seinen Netzschalter abgeschaltet, wird gleichzeitig beim Wiedereinschalten die Überprüfung der Restspannung unterdrückt und ein sogenannter Kaltstart vor genommen, wobei die Entladekurve des Kondensators ermittelt und im EEPROM abgelegt wird.If the microcontroller is switched off with its mains switch, the check of the Residual voltage suppressed and a so-called cold start before taken, the discharge curve of the capacitor determined and stored in the EEPROM.

Zur Vermeidung einer Quarzsteuerung des Mikrokontrollers wird dieser vorteilhaft durch die Netzspannung, vorzugsweise durch den Nulldurchgang der Netzspannung, getaktet.To avoid quartz control of the microcontroller this advantageously by the mains voltage, preferably by the zero crossing of the mains voltage, clocked.

Das vorstehend beschriebe Verfahren kann besonders vorteilhaft für die Nachlaufsteuerung von Lüftern, für die Steuerung von Rolladen oder für Treppenlichtzeitschalter verwendet werden.The method described above can be particularly advantageous for the run-on control of fans, for the control of Roller shutters or for staircase lighting time switches can be used.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention is intended to be based on an exemplary embodiment are explained in more detail.

Die Steuerung von Langzeitabläufen erfolgt mit einem Mikro kontroller, der auf eine solche Weise programmiert ist, daß dieser die Funktion eines Timers simuliert. Dieser Mikrokon troller ist mit einem seiner Ausgangsports über einen A/D-Wand ler mit einem Kondensator verbunden, der seinerseits über einen Widerstand zwischen Betriebsspannung und Masse geschal tet ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Kondensator bei anliegender Betriebsspannung ständig nachgeladen wird.Long-term processes are controlled with a micro controller programmed in such a way that this simulates the function of a timer. This microcon troller is with one of its output ports over an A / D wall ler connected to a capacitor, which in turn via formulated a resistance between operating voltage and ground is. In this way it is achieved that the capacitor is constantly recharged when the operating voltage is applied.

Beim erstmaligen Einschalten des Mikrokontrollers wird der Kondensator zunächst aufgeladen und anschließend über den Widerstand nach Masse entladen. Über den Eingangsport des Mikrokontrollers und den A/D-Wandler wird während des Entlade vorganges die Spannung über dem Kondensator gemessen und in einem nichtflüchtigen EEPROM in vorgegebenen Schritten eine Tabelle aufgezeichnet, in der jedem Spannungswert die ent sprechende Zeit zugeordnet wird, die nach dem Beginn des Ent ladevorganges abgelaufen ist. Je nach der gewünschten Auf lösung der Tabelle kann die Speicherung in Sekunden- oder Minutenschritten erfolgen, wobei auch andere Abstände möglich sind. Weiterhin sollte der Widerstand des Entladewiderstandes aus noch darzulegenden Gründen möglichst nur in geringem Maße temperaturabhängig sein.When the microcontroller is switched on for the first time, the Charger first charged and then over the Discharge resistance to ground. Via the input port of the Microcontroller and the A / D converter is used during unloading the voltage across the capacitor is measured and in a non-volatile EEPROM in predetermined steps Table recorded in which each voltage value the ent speaking time is assigned after the start of Ent charging has expired. Depending on the desired up Solution of the table can be saved in seconds or Minute steps take place, although other distances are possible are. Furthermore, the resistance of the discharge resistor should for reasons to be explained only as little as possible be temperature dependent.

Dieser Vorgang kann unabhängig vom Beginn des Timerlaufes erfolgen, wobei es wesentlich ist, daß die vollständige Tabel le vor einer eventuellen Unterbrechung der Netzspannung aufge zeichnet ist.This process can be done regardless of the start of the timer run take place, it being essential that the complete table le before a possible interruption of the mains voltage is drawing.

Mit dem Beginn des Timerlaufes wird gleichzeitig im EEPROM die jeweils aktuelle Uhrzeit und ggf. das Datum abgelegt. Die Ablage dieses sogenannten Zeitstempels erfolgt vorzugsweise im Sekundenrhythmus, oder in größeren Abständen in Abhängigkeit von der bei der Rekonstruktion der aktuellen Zeit nach einem Netzausfall zu realisierenden Genauigkeit. Der vorhandene Zeitstempel wird beim Eintrag der neuen aktuellen Uhrzeit überschrieben. Zur Verbesserung der Sicherheit ist es jedoch zweckmäßig, die neu zu speichernde Uhrzeit auf einem anderen Speicherplatz im EEPROM zu speichern und erst im nächsten Zyklus die vorher gespeicherte Uhrzeit zu überschreiben. Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, daß bei einem Netz ausfall während des Speichervorganges die Uhrzeit nur unvoll ständig gespeichert wird und damit vom Mikrokontroller nicht mehr ausgewertet werden kann.With the start of the timer run, the the current time and, if applicable, the date. The This so-called time stamp is preferably stored in the Rhythm of seconds, or in larger intervals depending from which when reconstructing the current time after a Power failure to achieve accuracy. The existing one Time stamp is given when the new current time is entered overwritten. However, to improve security expedient to change the time to be saved on another Save memory space in the EEPROM and only in the next one Cycle to overwrite the previously saved time. On this reliably prevents a network failure during the saving process the time is incomplete is constantly stored and therefore not by the microcontroller can be evaluated more.

Da ein EEPROM nicht beliebig oft mit Daten beschrieben werden kann, aber bei einer sekundenweisen Abspeicherung des Zeit stempels die zulässige Grenze sehr schnell erreicht würde, ist es zweckmäßig, entweder jeden Speichervorgang auf einer ande ren Adresse vorzunehmen oder die Anzahl der Speichervorgänge pro Speicherstelle zu zählen und bei Erreichen der Grenze auf die nächste Speicherstelle weiterzuschalten. Damit würden die Speicherstellen wandern und eine maximale Ausnutzung des EEPROM′s erreicht.Because an EEPROM cannot be written with data any number of times can, but if the time is saved every second stamp would reach the permissible limit very quickly it is advisable to either save each operation to another address or the number of save operations to count per memory location and when the limit is reached to advance to the next memory location. That would make them Storage locations migrate and maximum utilization of the EEPROM’s reached.

Im Falle eines Netzausfalles wird der Mikrokontroller beim Wiedereinsetzen der Stromversorgung wieder hochgefahren, wobei zunächst überprüft wird, ob an seinem Eingangsport noch eine Restspannung vorhanden ist. Ermittelt er eine solche Restspan nung, so wird anschließend in der im EEPROM abgelegten Tabelle die entsprechende Zeit abgelesen und zu dem im EEPROM vorhan denen Zeitstempel addiert, wonach der normale Timerlauf fort gesetzt werden kann.In the event of a power failure, the microcontroller will Reinstall the power supply again, whereby it is first checked whether there is another one at its input port There is residual voltage. He determines such a residual chip the table in the EEPROM read the corresponding time and at the time in the EEPROM which time stamp added, after which the normal timer run continues can be set.

Zur Vereinfachung der Taktsteuerung kann der Mikrokontroller auch direkt durch die Netzfrequenz getaktet werden, wobei hierzu vorteilhaft der Nulldurchgang der Wechselspannung ver wendet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren hat nun den beson deren Vorteil, daß der Mikrokontroller durch die Netzfrequenz getaktet wird, und daß bei einem Netzausfall keinerlei Puffe rung notwendig ist, wobei nicht einmal die Notwendigkeit be steht, für den Zeitraum des Netzausfalles eine Hilfsfrequenz zu erzeugen, um den Timerlauf fortzusetzen. Im vorliegenden Fall kann der Mikrokontroller während der Zeit des Netzaus falles ruhen, wobei es das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt, mit einfachen Mitteln die aktuelle Zeit nach dem Wiederein setzen der Stromversorgung zu rekonstruieren.The microcontroller can be used to simplify the clock control can also be clocked directly by the network frequency, whereby to this end, advantageously the zero crossing of the AC voltage ver is applied. The method according to the invention now has the particular their advantage that the microcontroller by the network frequency is clocked, and that in the event of a power failure, no puffs tion is necessary, although not even the need be an auxiliary frequency for the period of the power failure to continue the timer run. In the present The microcontroller may fall during the network shutdown period case, where the method according to the invention allows the current time after returning with simple means set to reconstruct the power supply.

Damit steht ein besonders einfaches Verfahren zur Verfügung, mit dem Langzeittimer mit hinreichender Genauigkeit realisiert werden können, bei denen ein Netzausfall nicht zu einer Stö rung des Zeitbezuges führt. Voraussetzung hierfür ist aller dings, daß der Netzausfall im Rahmen von Minuten oder wenigen Stunden bleibt, wie dies in der Regel der Fall ist. Andern falls stünde am Eingangsport ggf. dann keine Restspannung zur Verfügung, so daß der Mikrokontroller in diesem Fall einen Kaltstart durchführen würde, wie dies bei der Erstinbetrieb nahme der Fall ist.This makes a particularly simple process available realized with the long-term timer with sufficient accuracy can be, in which a power failure does not cause a disturbance time reference leads. Everyone is required for this dings that the power failure within minutes or a few Hours remain, as is usually the case. Others if there would be no residual voltage at the input port Available so that the microcontroller in this case Cold start would perform like this when first started assumption is the case.

Damit ist das Verfahren zur Steuerung von Langzeitabläufen sehr gut zur Steuerung von Lüftern, Rolladen oder Treppen lichtzeitschaltern oder allgemein zur Steuerung beliebiger Zeitabläufe geeignet, bei denen es nicht auf besonders große Genauigkeit ankommt.This is the procedure for controlling long-term processes very good for controlling fans, roller shutters or stairs light time switches or generally to control any Suitable timings where it is not particularly large Accuracy matters.

Claims

1. Method for controlling long-term processes with a microcontroller, characterized by

- permanent storage of the current time in an EEPROM;
- Determination of the duration of the power failure after the power supply has been reinstalled;
- addition of the period of the power failure to the time last stored in the EEPROM; and
- Continuation of the timer run.

2. The method according to claim 1, characterized records that the current time is every second is stored as a time stamp in the EEPROM, whereby the in EEPROM already saved time is overwritten.

3. The method according to claim 1, characterized indicates that the one already stored in the EEPROM Time at the next but one save operation above is written.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized ge indicates that in addition to the time, the current The date is saved.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized ge indicates that an unloading process in a capacitor stored voltage across a counter once recorded and stored in an EEPROM, with time simultaneously with each voltage value that is saved since the start of the discharge of the Capacitor has passed.

6. The method according to claim 5, characterized records that during the unloading process voltage dropping across the capacitor via an A / D wall stored in tabular form in the EEPROM becomes.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the capacitor with an output port and an input port of the microcon trollers is constantly connected.

8. The method according to claim 7, characterized records that the capacitor is present Mains power supply is constantly recharged.

9. The method according to claims 1 to 8, characterized characterized in that the microcontroller after a power failure when starting up checks whether at his with residual voltage connected to the capacitor input port is present and then this voltage with the im EEPROM stored table compares and from the table determines the time that has passed since the power failure is.

10. The method according to claim 9, characterized records that checking the residual voltage is suppressed when the microcontroller through the network switch was turned off.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, there characterized in that the micro controller is clocked by the mains voltage.

12. The method according to claim 11, characterized records that the microcontroller by the zero continuity of the mains voltage is clocked.

13. Use of the method according to claims 1 to 12 for Fan run-on control.

14. Use of the method according to claims 1 to 12 for the shutter control.

15. Use of the method according to claims 1 to 12 for Staircase lighting timer.