DE2708885A1 - Programme-controlled electronic timer clock - operates with output relay for each switching point and semiconductor programme store - Google Patents

Programme-controlled electronic timer clock - operates with output relay for each switching point and semiconductor programme store

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DE2708885A1 DE19772708885 DE2708885A DE2708885A1 DE 2708885 A1 DE2708885 A1 DE 2708885A1 DE 19772708885 DE19772708885 DE 19772708885 DE 2708885 A DE2708885 A DE 2708885A DE 2708885 A1 DE2708885 A1 DE 2708885A1
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

The programme controlled electronic timer switch has a display indicating the time, the switch state and the switching programme. An output relay for actuating the switch is associated with each switching point, e.g. time, date and weekday, with the switching programme for the different switching points contained in a semiconductor store. The programming is periodically restored and the timer clock includes a microcomputer and pref. a battery which takes over if the mains supply fails.

Description

Elektronische Schaltuhr Electronic timer

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schaltuhr mit einer Anzeigeeinrichtung für die Zeit, die Schaltzusttinde und die Progmmmierungen, mii einer Programmiereinrichtung und mit Ausgangsrelais zum Auslösen der Schaltvorgänge.The invention relates to an electronic time switch with a Display device for the time, the switching status and the programming, mii a programming device and with output relays to trigger the switching processes.

Bekannte Großtarif- und Industrieschaltuhren sind mit mechanischen Uhrwerken mit oder ohne Gangreserve ausgestattet und in der Zahl der zu betätigenden Kontakte beschränkt. Die Schaltmöglichkeiten sind weiterhin konstruktiv bedingt eingeschränkt: so sind beispielsweise nur alternierend Ein- und Ausschaltungen möglich, wobei der Abstand zweier Schaltpunkte aus mechanischen Grunden eine relativ große Zeitspanne erfordert. Ferner ist die Exaktheit und Reproduzierbarkeit der Schaltpunkte für viele Zwecke unbefriedigend, die Zeit ist nur ungenau in analoger Form ablesbar und fur Schaltzeitpunkte im Wochenrhythmus sind zusotzliche Ze itsche iben und Kontakte erforderlich.Well-known large tariff and industrial time switches are mechanical Movements equipped with or without a power reserve and in the number of movements that can be operated Contacts limited. The switching options are still due to the design restricted: for example, switching on and off is only possible alternately, whereby the distance between two switching points is relatively large for mechanical reasons Requires time. Furthermore, the accuracy and reproducibility of the switching points unsatisfactory for many purposes, the time can only be read imprecisely in analog form and there are additional time slices and contacts for switching times on a weekly basis necessary.

Auch die bekannte Verwendung von Schrittmotoren fur den Antrieb von Schaltuhren mit Steuerung des Schrittmotors Uber einen integrierten Schaltkreis und der Netzfrequenz oder einem Quarz als Zeitbasis führte nicht zur Beseitigung der aufgezdhlten Mängel. Derartige Schaltuhren bieten lediglich einen wirtschaftlichen Vorteil.Also the well-known use of stepper motors for driving Time switches with control of the stepper motor via an integrated circuit and the mains frequency or a quartz as a time base did not lead to the elimination of the defects listed. Such time switches only offer an economical one Advantage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltuhr zu schaffen, die derartige Mängel nicht aufweist und die durch Verzicht auf mechanisch bewegte Teile innerhalb des Uhrwerkes eine hohe Zuverlässigkeit und exakte Reproduzierbarkeit der Schaltpunkte gewährleistet.The invention is based on the object of creating a time switch which does not have such defects and which by doing without mechanically moved Parts within the movement have a high level of reliability and exact reproducibility the switching points guaranteed.

Diese Aufgabe ist durch die Erfindung gelöst, wie sie in den kennzeichnenden Teilen der Patenhnsprüche dargelegt ist. Sie wird nachfolgend näher erläutert.This object is achieved by the invention, as described in the characterizing Share of the sponsorship claims is set out. It is explained in more detail below.

Elektronische Digitaluhren, auch mit eingebautem Schaltgeber, z.B. einer Weckvorrichtung, sind bekannt. Dabei wird der Weckzeitpunkt z.B. in einem Register des Uhrenschaltkreises gespeichert, und diese gespeicherte Zeitinformation wird ständig mit der lstzeit verglichen; bei Gleichheit wird ein Signal erzeugt. Zum Einstellen des Weckzeitpunktes wird die vorhandene Digitalanzeige mitbenutzt, indem der Inhalt des Weckreyisters dort dargestellt wird, während die Zeitregister des Schaltkreises weiterlaufen. Handelsübliche Digitaluhrenschaltkreise weisen vielfach einen Eingang für die Netzfrequenz und einen zweiten Eingang für eine Hilfsfrequenz auf und schalten bei Ausfall der Netzfrequenz automatisch auf die Hilfsfrequenz um.Electronic digital clocks, also with built-in switch actuators, e.g. a wake-up device are known. The wake-up time is e.g. in a Register of the clock circuit stored, and this stored time information is constantly compared with the actual time; if they are equal, a signal is generated. The existing digital display is also used to set the wake-up time. by doing the content of the wake-up register is displayed there, while the time register of the Circuit continue to run. Commercially available digital clock circuits often have one input for the mains frequency and a second input for an auxiliary frequency and automatically switch to the auxiliary frequency if the mains frequency fails around.

Demgegenüber weist die Schaltuhr nach der Erfindung folgende zusätzliche Leistungsmerkmale auf: Die Anzahl der programmierbaren Schaltpunkte ist beliebig.In contrast, the timer according to the invention has the following additional Features on: The number of programmable switching points is arbitrary.

Die Zuordnung der Schaltpunkte zu einer beliebigen Anzahl von Ausgangsrelais ist wählbar.The assignment of the switching points to any number of output relays is selectable.

über die Zeitinformation hinaus sind das Datum und der Wochentag vergleichbar, so daß Schaltungen, die an bestimmten Tagen oder immer an bestimmten Wochentagen erfolgen sollen, direkt progrommierbar sind; es entfällt somit die Notwendigkeit der zusätzlichen logischen Verknüpfung der Ausga ngskontak te.In addition to the time information, the date and day of the week are comparable, so that circuits that take place on certain days or always on certain days of the week are to take place, are directly programmable; there is thus no need the additional logical connection of the output contacts.

Normalerweise werden die Speicherinhalte für die Schaltpunkte durch Umschalten des Uhrenantriebs auf eine vorhandene Pufferbatterie bei Netzausfall bewahrt.Normally the memory contents for the switching points are through Switching the clock drive to an existing backup battery in the event of a power failure preserved.

Sollte die Batterie jedoch völlig entladen oder defekt werden, so wäre auch die Schaltpunktprogrammierung verloren und müßte vom Benutzer neu eingespeichert werden unterfaßt er dies, so würde die Schaltuhr nach Netzwiederkehr keine Schaltungen mehr durchführen. Erfindungsgemäß wird die Schaltpunktprogrammierung deshalb in einem nichtfluchtigen Speicher aufbewahrt, der vorteilhaft z.B.However, if the battery is completely discharged or defective, so the switching point programming would also be lost and would have to be saved again by the user if he fails to do this, the time switch would not switch when the power was restored perform more. According to the invention, the switching point programming is therefore in kept in a non-volatile memory which is advantageously e.g.

als MNOS-Speicher auf dem Uhrenschaltkreis integriert ist. Wird ein nichtflüchtiger Speicher verwendet, dessen Speicherzeit begrenzt ist, dann wird er selbsttätig in ausreichenden zeitlichen Abständen wieder aufgefrischt.is integrated as MNOS memory on the clock circuit. Becomes a If non-volatile memory is used, the storage time of which is limited, then it is refreshed automatically at sufficient time intervals.

Die Schaltuhr läßt sich besonders vorteilhaft durch Einsatz eines htikrocomputers realisieren, der zahlreiche weitere, uber das gewohnte Konzept einer Schaltuhr hinausgehende Leistungen erbringt.The timer can be particularly advantageous by using a htikrocomputers realize, the numerous other, over the usual concept of a Time switch provides additional services.

Der Computer wird so programmiert, daß eine beliebige Zuordnung der Schaltpunkte zu den vorhandenen Ausgangsrelais möglich ist. Auf der vorhandenen Digitalanzeige wird außer der Zeit- (bzw. Datums- und Wochentags-) Information eine Kennung fur die Ausgangsrelais und die auszuführende Schaltfunktion angezeigt. Der Computer prüft, ob die vom Benutzer gewählte Programmierung möglich bzw. nicht widersprüchlich ist und gibt anderenfalls eine Fehlermeldung in geeigneter alphanumerischer Form auf der Anzeige aus. Bei Verwendung einer preiswerten Anzeige (z.B. Flüssigkristallanzeige) läßt sich diese so ausführen, daß die Programmierunz n für die Ausgangsrelais der besseren Übersichtlichkeit halber gleichzeitig angezeigt werden. Hierbei wird z.B. bei jedem angewählten Schaltzeitpunkt angezeigt, in welchem Schaltzustand sich alle Ausgangsrelais zu diesem Zeitpunkt aufgrund der gewählten Programmierung befinden, oder es wird zu jedem Ausgangsrelais angezeigt, zu welchen Zeiten bzw. Daten und Wochentagen es ein- bzw. ausgeschaltet ist. Steht nur eine Anzeigeeinheit mit begrenztem Stellenvorrat zur Verfügung, so wird jeder Schaltpunkt jedes Relais einzeln ingewählt und angezeigt. Da die Anzeige im Normalbetrieb nicht benötigt wird, schaltet sie sich nach einer vorbestimmten Zeit selbsttätig aus.The computer is programmed to make any assignment of the Switching points to the existing output relays is possible. On the existing In addition to the time (or date and day of the week) information, digital display is a Identifier for the output relay and the switching function to be carried out are displayed. Of the Computer checks whether the programming selected by the user is possible respectively. is not inconsistent and otherwise gives an appropriate error message alphanumeric form on the display. When using an inexpensive display (e.g. liquid crystal display) this can be carried out in such a way that the programming For the sake of clarity, n for the output relays is displayed simultaneously will. For example, for each selected switching time, it is displayed in which Switching status of all output relays at this point in time based on the selected Programming, or it is displayed for each output relay to which Times or dates and days of the week it is switched on or off. There is only one If a display unit with a limited number of digits is available, each switching point each relay individually selected and displayed. Since the display in normal operation does not is required, it switches off automatically after a predetermined time.

Der Computer übernimmt ferner vorteilhaft die Kontrolle über die Ladung der Pufferbatterie. Bei reinem Pufferbetrieb ist eine Überwachung nicht erforderlich, jedoch wirkt sich dieser schädlich auf die Lebensdauer der Pufferbatterie aus und es dauert sehr lange, bis eine Batterie auf die volle Kapazität aufgeladen ist.The computer also advantageously takes control of the charge the backup battery. Monitoring is not required for pure buffer operation, however, this has a detrimental effect on the service life of the backup battery and it takes a long time to charge a battery to full capacity.

Insbesondere bei den häufig verwendeten NiCd-Batterien läßt sich aus der Klemmenspannung keine Aussage über den Ladezustand gewinnen, so daß es bei unbekanntem Ladezustand stets notwendig ist, die Batterie erst völlig zu entladen und dann mit dem vorgeschriebenen Strom für die vorgeschriebene Zeit wieder aufzuladen. Ist ein Entladen unerwünscht oder soll ein analoger Komparator vermieden werden, so ist die Batterie für die für eine leere Batterie vorgeschriebene Zeit zu laden. Der Computer übernimmt die Batterieuberwachung dergestalt, daß er bei bekannter Selbstentladung der Batterie in entsprechenden Abständen die Batterie für vorbestimmte Zeiten nechlädt. Bei Netzausfall registriert er die Zeitdauer des Netzausfalls und damit des Batteriebetriebs, und nach Netzwiederkehr veranlaßt er, daß die Batterie für eine den Wirkungsgrad berücksichtigende Zeit wieder aufgeladen wird. Um eine Volladung sicherzustellen, kann auch in solchen Fällen stets die Batterie für die bei entladener Batterie anzusetzende Zeit geladen werden.In particular with the frequently used NiCd batteries can be omitted the terminal voltage do not gain any information about the state of charge, so that it is unknown State of charge is always necessary to first fully discharge the battery and then with it to recharge the prescribed current for the prescribed time. Is a Discharge is undesirable or an analog comparator should be avoided charge the battery for the time specified for an empty battery. Of the The computer takes over the battery monitoring in such a way that it reacts to a known self-discharge the battery recharges the battery for predetermined times at appropriate intervals. In the event of a power failure, it registers the duration of the power failure and thus of battery operation, and when the power is restored, it causes the battery to be used for an efficiency time taken into account is recharged. To ensure a full charge, Even in such cases, the battery can always be used for the one to be used when the battery is discharged Time to be loaded.

Schaltaufgaben für Tarifzwecke werden vielfach von Rundsteuerempfängern durchgeführt, wobei der Rundsteuerempfänger nicht in allen Fällen eine Schaltuhr befriedigend ersetzt. Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, den in der Schaltuhr enthaltenen Computer derart zu programmieren, daß er die Aufgaben eines Rundsteuerempfängers mit übernimmt. Die auszuführenden Schaltaufgaben werden dann in den Gerät von der Uhrzeit und/oder von Rundsteuersignalen ausgelöst.Switching tasks for tariff purposes are often performed by ripple control receivers carried out, whereby the ripple control receiver is not a timer in all cases satisfactorily replaced. According to the invention it is further proposed that in the time switch to program the included computer in such a way that it can perform the tasks of a Ripple control receiver with takes over. The switching tasks to be carried out are then entered into the device by the Time and / or triggered by ripple control signals.

Bei Schaltuhren, die z.B. bei Ausfallen der Stromversorgung mit Hilfe eines RC-Generators weitergelaufen sind, können im Laufe der Zeit erhebliche Gangabweichungen auftreten, die die Genauigkeit der auf digitalen Vergleich beruhenden Schaltung beeinflussen. Dieser Mangel wird durch regelmäßig über das Rundsteuersystem gesendet Synchronisierbefehle behoben, die veranlassen, daß die Scholtuhren im Sinne der Kompensation von Gangaaweichungen beeinflußt werden.In the case of time switches, which e.g. if the power supply fails with the help of If an RC generator has continued to run, significant rate deviations can occur over time occur that the accuracy of the circuit based on digital comparison influence. This deficiency is sent regularly via the ripple control system Fixed synchronization commands that cause the scholt clocks to work in accordance with the Compensation of gait deviations are influenced.

Sofern eine solche Schaltuhr im Versorgungsbereich eines Normalfrequenzsenders (z.B. DCF 77) installiert ist, kann erfindungsgemaß auch ein Empfänger hierfür ingebaut werden, wobei der Computer so zu programmieren ist, daß die Uhr nur dann und nur Insoweit beeinflußt wird, wie es bei den zu erwartenden Gangfehlern einer solchen Uhr plausibel ist. Dies bedeutet, daß z.B. jede empfangene Information verworfen wird, die ein Verstellen der Uhr um größere Beträge verlangt, als aufgrund der bekannten Gangfehler der Uhr auftreten können.If such a time switch is in the supply area of a normal frequency transmitter (e.g. DCF 77) is installed, according to the invention a receiver can also be built in for this purpose the computer has to be programmed in such a way that the clock only then and only In this respect, it is influenced, as is the case with the expected gait errors of such Clock is plausible. This means, for example, that any information received is discarded that requires an adjustment of the clock by larger amounts than due to the known Errors of the clock can occur.

War bei Netzauslall die Pufferbatterie entladen worden oder defekt, so würde sich noch Netzwiederkohr die Schaltuhr blockieren; in einem solchen Fall würde die Uhr gemll8 der empfangenen Zeitinfonnation neu gesetzt, wobei der Computer prüfen würde, ob mehrere oufeinanderfolgende Zeitinformationen totsöchlich unges10rt sind. Eine solche Schaltuhr bedarf keiner Wartung mehr; die Netzfrequenz spielt dann nur noch die Rolle einer Hilfsfrequenz, während die Genauigkeit der Zeitanzelge von den empfangenen Zeichen bestimmt wird.If the backup battery was discharged or defective when the power failed, this would block the timer; in such a case the clock would be reset according to the time information received, and the computer would check whether several consecutive time pieces of information are dead-weekly untrusted are. Such a timer no longer requires any maintenance; the network frequency plays then only the role of an auxiliary frequency, while the accuracy of the time indicator is determined by the characters received.

Claims (8)

Paten tanspruche 1) Elektronische Schaltuhr mit einer Anzeigeeinrichtung fur die Zeit, die Schaltzustände und die Programmierungen, mit einer Programmiereinrichtung und mit Ausgangsrelais zum Auslösen der Schaltvorgänge, dadurch gekennzeichnet, daß eine beliebige Zahl von Schaltpunkten (Zeit, Datum, Wochentag) einer beliebigen Zahl von Ausgangsrelais zuordbar ist, die Schaltpunkte mit einer zugehörigen Kennung fur die betreffenden Ausgangsrelais angezeigt werden und die Programmierung der Schaltpunkte einschließlich ihrer Zuordnung zu den Ausgangsrelois in einem nichtflüchtigen Speicher, vorzugsweise einem elektrisch schreib- und lesbaren Halbleiterspeicher (z.B. MNOS), aufbewahrt ist, die Programmierung in ausreichenden zeitlichen Abständen selbsttotig wieder aufgefrischt wird und daß die Schaltuhr einen Computer, vorzugsweise einen Einchip-Mikrocomputer, enthält. Patent claims 1) Electronic time switch with a display device for the time, the switching states and the programming, with a programming device and with output relays for triggering the switching processes, characterized in that that any number of switching points (time, date, day of the week) of any Number of output relays can be assigned, the switching points with an associated identifier for the relevant output relays are displayed and the programming of the Switching points including their assignment to the output relois in a non-volatile Memory, preferably an electrically writable and readable semiconductor memory (e.g. MNOS), the programming is kept at sufficient time intervals is refreshed automatically and that the timer is a computer, preferably a single chip microcomputer. 2) Elektronische Schaltuhr mit einer Anzeigeeinrichtung fUr die Zeit, die Schaltzustände und die Programmierungen, mit einer Programmiereinrichtung und mit Ausgangsrelais zum Auslösen der Schaltvorgänge, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vorhandenen Anzeigeeinrichtung die Schaltzustünde und/oder die Programmierungen der einzelnen Ausgangsrelais angezeigt werden und die Anzeigeeinrichtung sich stets selbsttätig nach einer vorbestimmten Zeit wieder ausschaltet.2) Electronic time switch with a display device for the time, the switching states and the programming, with a programming device and with output relay for triggering the switching processes, according to claim 1, characterized in, that on the existing display device the switching states and / or the programming of the individual output relays are displayed and the display device is always switches off automatically after a predetermined time. 3) Elektronische Schaltuhr mit einer Anzeigeeinrichtung fur die Zeit, die Schaltzustünde und die Programmierungen, mit einer Programmiereinrichtung und mit Ausgangsrelals zum Auslösen der Schaltvorgange, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsrelais bistabile Relais verwendet werden, deren Scholtzustände direkt optisch aus der Ankerstellung erkennbar sind.3) Electronic time switch with a display device for the time, the switching states and the programming, with a programming device and with output relals for triggering the switching processes, according to claim 1, characterized in, that bistable relays are used as output relays, their Scholtstatus directly are visually recognizable from the anchor position. 4) Elektronische Schaltuhr mit einer Anzeigeeinrichtung für die Zeit, die Schaltzustände und die Programmierungen, mit einer Programmiereinrichtung und mit Ausgangsrelais zum Auslösen der Schaltvorgänge, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine eingebaute Pufferbatterie in regelmößigen Abständen fur vorbestimmte Zeiten nachgeladen wird und nach einem Netzausfall die Batterie selbsttätig für die bei leerer Batterie anzusetzende Zeit geladen wird.4) Electronic time switch with a display device for the time, the switching states and the programming, with a programming device and with output relay for triggering the switching processes, according to claim 1, characterized in, that a built-in backup battery at regular intervals for predetermined times is recharged and, after a power failure, the battery is automatically used for the at when the battery is empty. 5) Elektronische Schaltuhr mit einer Anzeigeeinrichtung für die Zeit, die Schaltzustände und die Prngrnmmierungen, mit einer Programmiereinrichtung und mit Ausgangsrelais zum Auslösen der Schaltvorgänge, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer eines Netzausfalls registriert wird und daß nach Netzwiederkehr die Batterie unter Berücksichtigung ihres Wirkungsgrades selbsttätig für eine entsprechende Zeit wieder geladen wird.5) Electronic time switch with a display device for the time, the switching states and the configurations, with a programming device and with output relay for triggering the switching processes, according to claim 4, characterized in that, that the duration of a power failure is registered and that after the power returns the battery, taking into account its efficiency, automatically for a corresponding Time is reloaded. 6) Elektronische Schaltuhr mit einer Anzeigeeinrichtung für die Zeit, die Schaltzustände und die Programmierungen, mit einer Programmiereinrichtung und mit Ausgangsrelais zum Auslösen der Schaltvorgänge, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer die Aufgaben eines Rundsteuerempfangers Ubernimmt und daß die von der Uhr auszuführenden Schaltaufgaben sowohl von den Rundsteuerbefehlen, von der Uhrzeit als auch von einer Kombination beider abgeleitet werden.6) Electronic time switch with a display device for the time, the switching states and the programming, with a programming device and with output relay for triggering the switching processes, according to claim 1, characterized in, that the computer takes over the tasks of a ripple control receiver and that of switching tasks to be performed by the clock, both by the ripple control commands, by the Time as well as a combination of both. 7) Elektronische Schaltuhr mit einer Anzeigeeinrichtung fUr die Zeit, die Scholtzustände und die Programmierungen, mit einer Programmiereinrichtung und mit Ausgangsrelais zum Auslösen der Schaltvorgänge, nach Anspruch 1 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß über das Rundsteuersystem gesendete Synchronisierbefehle zur Korrektur von Gangabweichungen bei entsprechend programmierten Schal tuhren verwendet werden.7) Electronic time switch with a display device for the time, the Scholtstatus and the programming, with a programming device and with output relay for triggering the switching processes, according to claim 1 and claim 6, characterized in that synchronization commands sent via the ripple control system to correct rate deviations with appropriately programmed switches be used. 8) Elektronische Schaltuhr mit einer Anzeigeeinrichtung fUr die Zeit, die Schaltzustände und die Programmierungen, mit einer Programmiereinrichtung und mit Ausgangsrelais zum Auslösen der Schaltvorgänge, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltuhren Empfanger für Normalfrequenzsignale enthalten und deren Computer derart programmiert sind, daß sie die empfangene Information programmgesteuert auf Plausibilitat prüfen und Eingriffe in die laufende Uhr nur insoweit zulassen, wie die Eingriffe innerhalb vorbestimmter, äußerstenfalls zu erwartender Gangabweichungen liegen und daß nach einem eventuellen Stehenbleiben der Uhr infolge Netzausfalls oder entladener Pufferbatterie die Uhr von dem Empfänger selbsttatlg wieder gesetzt wird.8) Electronic time switch with a display device for the time, the switching states and the programming, with a programming device and with output relay for triggering the switching processes, according to claim 1, characterized in, that the time switches contain receivers for normal frequency signals and their computers are programmed in such a way that they program the received information on Plausibility check and interventions in the running clock only insofar allow, as the interventions within predetermined, at the extreme to be expected Rate deviations are and that after a possible stopping of the clock as a result Power failure or discharged buffer battery the clock from the receiver automatically is set again.
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