JPS58500785A - Circuit to monitor utility usage - Google Patents
Circuit to monitor utility usageInfo
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- JPS58500785A JPS58500785A JP50224281A JP50224281A JPS58500785A JP S58500785 A JPS58500785 A JP S58500785A JP 50224281 A JP50224281 A JP 50224281A JP 50224281 A JP50224281 A JP 50224281A JP S58500785 A JPS58500785 A JP S58500785A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 発明の名称 ユーティリティの使用をモニターする回路発明の背景 本発明はユーティリティ(utility )をモニターする回路、より具体的 には系で消費されるエネルギー量を測定し、エネルギーコストを表示し、そのコ ストを設定標準に対して制御しモニターする電子回路に関する。[Detailed description of the invention] name of invention Background of invention of circuit for monitoring utility usage The present invention relates to a circuit for monitoring utility, more specifically measures the amount of energy consumed by the system, displays the energy cost, and displays its cost. relates to electronic circuits that control and monitor strikes against established standards.
近年、天然ガス及び石油価格の上昇速度は著しく、その結果、電気代も急激に上 昇した。政府機関或はその他の団体に於いて、エネルギーの浪費をなくし、より 効率的なエネルギー源を開発することを意図して、各種努力がなされプログラム が提起されている。電気エネルギーの一般消費者、特に一般家庭及び工場経営者 の間では、エネルギー節約の必要性が徐々に認識される様になってきた。In recent years, natural gas and oil prices have risen rapidly, and as a result, electricity costs have also risen sharply. rose. Government agencies or other organizations can reduce energy waste and Various efforts and programs are being made with the intention of developing efficient energy sources. has been raised. General consumers of electrical energy, especially general households and factory owners People are gradually becoming aware of the need to conserve energy.
しかし上記した情況にもかかわらず、電気エネルギーの消費者が、自分の使って いるエネルギー量をたやすく連続的にチェックすることは、不可能ではないにし ても困難なことは事実である。消費されたエネルギーのコストは、普通、1力月 の集計が出るまで消費者には知らされず、集計が出た時点ではもう既に電気エネ ルギーは消費され、料金も支払われていることが多い。かかる最終コストの通知 の遅れは、特に、一時期に大量の電力を消費し、或は電力を消費する機械を長期 間に亘り誤って作動し続けたままにした場合(こ問題となる。However, despite the above situation, consumers of electrical energy It is not impossible, if not impossible, to easily and continuously check the amount of energy present. It is true that it is difficult. The cost of energy consumed is usually 1 power month Consumers are not informed until the total is released, and by the time the total is released, the electric energy has already been used. rugi are consumed and often paid. Notice of such final costs The delay in If you accidentally leave it on for a long period of time (this will be a problem).
消費者が、メーターの指示値を定期的に読むことにより消費電力量を自分でチェ ックし、更に料金を計算することは勿論可能であるが、この種作業は案外と難し くやっかいであり、従って実用的な方法ではない。Consumers can check their own power consumption by reading the meter readings regularly. Of course, it is possible to check the data and calculate the charges, but this kind of work is surprisingly difficult. This is cumbersome and therefore not a practical method.
更に現在のシステムには、六方電力を減少させ、平均化し、或は遮断する帰還制 御回路を具えず、従って希望するエネルギー量のきりぎりの限度内で使用を止め ることは出来ない。Additionally, current systems include feedback controls that reduce, average, or cut off the hexagonal power. does not have a control circuit and therefore ceases to be used within the limits of the desired amount of energy. I can't do that.
発明の要旨 本発明の一実施例において、例えば電気エネルギーの如きユーティリティ(ut i目ty)の使用コストをはじき出して消費者に対して表示し、更にある一定期 間中に消費されるユーティリティ量を制御するシステムを提供する。該システム は消費されるユーティリティ流量を検出し、ユーティリティの使用量を示すデジ タルパルスストリームを発生させる光学式の検知器を備えている。Summary of the invention In one embodiment of the invention, utilities such as electrical energy, e.g. The usage cost of item i) is calculated and displayed to the consumer, and To provide a system for controlling the amount of utilities consumed over time. the system detects the utility flow rate consumed and provides a digital indication of utility usage. It is equipped with an optical detector that generates a tar pulse stream.
カランタル回路はパルスストリ ムを累加し、現在のエネルギー使用状況を示す 表示信号を供給する。りロックジェネレータ回路は、リアルタイムを示すデジタ ルパルスストリームを供給するもので、リアルタイムは時間カウンター回路に累 加され表示ユニットにも示さ才する。Carantal circuit accumulates pulse streams to indicate current energy usage Provides display signals. The lock generator circuit uses a digital signal to indicate real time. The real-time pulse stream is cumulative to the time counter circuit. It is also shown on the display unit.
計算機回路は、エネルギーの使用計数と時間計数に応答し7、現在の使用状況( こ基づいて設定期間のユーティリティ予想使用量を示す推定総額を生ぜしめる。The computer circuitry responds to the energy usage count and time count7 and determines the current usage status ( Based on this, an estimated total amount is generated indicating the expected utility usage for the set period of time.
コンパレータ回路は、推定総額が設定された額より大きい場合に応答して制御信 号を発生する。この制御信号を用いて使用者に警報を発したり或はユーティリテ ィの使用量を変更させる。The comparator circuit sends a control signal in response if the estimated total amount is greater than the set amount. generate a number. This control signal can be used to issue an alarm to the user or to notify the utility. change the amount of energy used.
本発明をより具体的な実施例をもって説明すると、ある設定期間内に系で消費さ れる電気エネルギー量を電気メータを通じてモニターする光学式の電子回路が配 備されている。To explain the present invention with a more specific example, the amount of energy consumed by the system within a certain set period is It is equipped with an optical electronic circuit that monitors the amount of electrical energy being generated through an electricity meter. Equipped with
電気メータ内の回転ディスクの回転を光学的に検知し、これを利用して高周波パ ルス発生器の制御を行ない家庭の電気ネットワークをモジュレートするのである 。これら高周波のモジュレーションパルスは家庭電気系内のどの地点にあっても 遠隔的に検知され、パルス化されたデジタル信号に変換される。The rotation of the rotating disk inside the electricity meter is detected optically, and this is used to generate high-frequency pulses. It controls the pulse generator and modulates the home electrical network. . These high frequency modulation pulses can be placed anywhere in the home electrical system. It is sensed remotely and converted into a pulsed digital signal.
マイクロプロセッサ−を用いて、ある設定期間内のパルスデジタル信号数を累加 して計数する等のデジタル信号処理を行なう。Accumulates the number of pulse digital signals within a set period using a microprocessor Performs digital signal processing such as counting.
表示ユニットは設定期間中のパルス数を数字で表示するために配備される。また 他の実施例に於いて、上記のマイクロプロセッサ−を用いてエネルギー使用量を 計数し、そのエネルギー使用量を相当するドル金額に換算し、所定期間内の予想 エネルギー価格を計算し、予め設定した最高価格とその予想価格を比較し、もし その予想価格が設定価格より高い場合には制御信号を発生させる。A display unit is provided to numerically display the number of pulses during the set period. Also In another embodiment, the microprocessor described above is used to calculate energy usage. Calculate energy usage, convert it into an equivalent dollar amount, and estimate it over a given period of time. Calculate the energy price, compare the preset maximum price with the expected price, and if If the predicted price is higher than the set price, a control signal is generated.
上記の発明はエネルギー消費者にとって多大な利点をもたらす。消費者はモニタ リングシステムによって自分のエネルギー使用状況に関する最新の情報を得るこ とができる。累加されたエネルギー価格に関するデータが発せられ、連続的に表 示される。The invention described above brings significant benefits to energy consumers. Consumers monitor Get up-to-date information about your energy usage with the ring system. I can do it. Data on accumulated energy prices are issued and displayed continuously. shown.
設定された期間(こおける推定価格は、その期間中いつでも使用者に示されるた め、使用者は、所定の予算額に合わせるためにエネルギー消費量を即座に変更さ せることができる。帰還制御手段を用いることによって勘定期間におけるエネル ギー消費を自動的に変更することもできる。For a set period of time (estimated prices are shown to users at any time during that period) This allows users to instantly change their energy consumption to meet a predetermined budget amount. can be set. energy in the accounting period by using feedback control means. It is also possible to automatically change the energy consumption.
図面の簡単な説明 本発明のより完全な理解のために、次の図面に基ついて以下に詳細な説明を行な う。Brief description of the drawing For a more complete understanding of the invention, a detailed description is provided below with reference to the following drawings. cormorant.
第1A図は、家庭電気の系と光学的に検出された電気メータ出力に対応する高周 波パルスをモジュレートする電子回路の略図である。Figure 1A shows the high frequency response to the household electrical system and optically detected electricity meter output. 1 is a schematic diagram of an electronic circuit for modulating wave pulses.
第1B図は標準の電気メータ内に設置された第1A図の回路構成を示す略図であ る。Figure 1B is a schematic diagram showing the circuit configuration of Figure 1A installed in a standard electricity meter. Ru.
第1C図は本発明に係る電気エネルギーのモニタリングシステムの実施例を示す ブロック図である。FIG. 1C shows an embodiment of the electrical energy monitoring system according to the present invention. It is a block diagram.
第2図は第1C図に示す本発明の実施例にマイクロプロセッサ−を用いてより詳 細に示したブロック図である。FIG. 2 shows a more detailed implementation of the embodiment of the invention shown in FIG. 1C using a microprocessor. FIG. 2 is a detailed block diagram;
第3図は、第2図(こ示す検知ユニット及びデータパルス発生ユニットの回路図 である。Figure 3 is a circuit diagram of the detection unit and data pulse generation unit shown in Figure 2. It is.
第4図は第2図に示す系の時間パルス及び割込みパルスを発生させる回路構成を 示す回路図である。Figure 4 shows the circuit configuration for generating time pulses and interrupt pulses in the system shown in Figure 2. FIG.
第5図、第6図及び第7図は、第2図に示すシステムの動作を説明するフローチ ャート図である。5, 6 and 7 are flowcharts explaining the operation of the system shown in FIG. This is a chart.
発明の詳細な説明 第1A図において、本発明に係る高周波変調(モジュレーション)回路構成の略 図を示している。第1A図に示される回路の供給電圧には、家庭用電気メータ( 3)に連結された供給電源を用いることが望ましい。トランスT1とそれに連繋 されるフィルター及び整流回路を効果的に用いることによって、作動用電圧をピ ン(4)(8)又はオシレータ(2)に供給する。オシレータ(2)は、望まし い実施例にあっては、例えばサイネティクス(Signetics ) 555 タイマーの集積回路のオシレータである。Detailed description of the invention In FIG. 1A, a schematic diagram of a high frequency modulation circuit configuration according to the present invention is shown. The figure shows. The supply voltage for the circuit shown in Figure 1A is determined by a domestic electricity meter ( 3) It is preferable to use a power supply connected to. Transformer T1 and its connection By effectively using filters and rectifier circuits, the operating voltage can be reduced to a peak. (4) (8) or oscillator (2). Oscillator (2) is preferably For example, Signetics 555 The timer is an integrated circuit oscillator.
オシレータ(2)は公知の如く複数の抵抗器と1つのキャパシターを用いて補正 されており、作動すると高周波のオシレーションを供給するものである。オシレ ータ(2)のピン(5)(こよってオシレータ(2)は定期的に作動する。ピン (5)に加えられる制御信号は、電気メータ(3)(図示しない)の回転部材に 連繋した光検出装置(図示しない)を用いて発生させる。Oscillator (2) is compensated using multiple resistors and one capacitor as is well known. It provides high-frequency oscillation when activated. Fashionable Pin (5) of the oscillator (2) (therefore the oscillator (2) operates periodically. (5) is applied to the rotating member of the electricity meter (3) (not shown). generated using an associated photodetection device (not shown).
オシレータ(2)の出力はトランスT2を介して家庭の電気系に加えられるため 、家庭の電気系は高周波パルスで選択的にモジュレートされる。発生するパルス の周波数は単に設計上の問題であって任意に設定され、隣接する系に選択的にチ ューニングさせることが出来るのは勿論である。The output of oscillator (2) is applied to the home electrical system via transformer T2. , the home's electrical system is selectively modulated with high-frequency pulses. pulse generated The frequency of is simply a matter of design and is set arbitrarily; Of course, it is possible to perform tuning.
第1B図において、電気メータ(3)の略図を示しており、該メータはプリント 回路基板(4)を具えており、第1A図に示す部品が取り付けられている。電気 メータ(3)はシャフト(6)に取り付けられた回転ディスク(5)を備えてい る。回転ディスク(5)周囲の一点にはブラックセクション(7)がある。ブラ ックセクション(7)は補正用マークであって、通常は製造工程中に各回転ディ スクの上に付されるものである。In Figure 1B a schematic diagram of an electricity meter (3) is shown, which meter is printed It comprises a circuit board (4) on which the components shown in FIG. 1A are attached. electricity The meter (3) comprises a rotating disc (5) mounted on a shaft (6). Ru. At one point around the rotating disk (5) there is a black section (7). bra The dock section (7) is a correction mark that is normally applied to each rotary disc during the manufacturing process. It is attached on top of the screen.
第1A図に示された部品に加えて、プリント回路基板(4)は更に発光/光検出 装置(8)を具えている。本発明の一実施例においては発光/光検出装置(8) を用いて回転ディスク(5)の各回転を検出している。発光/光検出装置(8) が発する光は、ブラックセクショ刈7)の近傍を除いて、回転ディスク(5)の 周囲に沿う全ての地点にて回転ディスク(5)の表面から反射する。それ故、発 光/光検出装置(8)の検出回路の出力をモニターすることによって回転ディス ク(5)の各回転を検出することは簡単なことである。本発明に開示された実施 例にあっては、発光/光検出装置(8)の光検出側を用いてオシレータ(2)( 第1A図参照)を制御しており、このように制御することによって家庭の電気系 をモジュレートする高周波パルスの時間長さを規定する。In addition to the components shown in Figure 1A, the printed circuit board (4) also includes a light emitting/light sensing It comprises a device (8). In one embodiment of the invention, the light emitting/light detection device (8) is used to detect each rotation of the rotating disk (5). Luminescence/light detection device (8) The light emitted by the rotating disc (5), except for the vicinity of the black section cutter (7), It is reflected from the surface of the rotating disk (5) at all points along its periphery. Therefore, The rotating disc is detected by monitoring the output of the detection circuit of the light/photodetection device (8). It is a simple matter to detect each rotation of the wheel (5). Implementations disclosed in the present invention In the example, the light detection side of the light emission/light detection device (8) is used to generate the oscillator (2) ( (see Figure 1A), and by controlling it in this way, the household electrical system Define the time length of the radio frequency pulse that modulates the
第1C図において、本発明に係る電気エネルギーのモニタリングシステム(1o )のブロック図を示している。In FIG. 1C, the electrical energy monitoring system (1o ) is shown.
パルスの検出/コンディショナー回路(4o)は家庭の電気系内のどんな電力レ セプタクル(14)にも接続される。The pulse detection/conditioner circuit (4o) is connected to any power level in the home electrical system. It is also connected to a receptacle (14).
カウンター回路a′7)は、ある設定された期間に亘ってライン(16)の入力 パルスを計数し、使用されている電力費を示す信号を発生させる。これらの信号 はライン(18)を通じて表示ユニット(19)に連続的に送られ、その信号は 解読されてドルやセントの金額にて表示される。The counter circuit a'7) receives the input of the line (16) for a certain set period. It counts the pulses and generates a signal indicating the cost of electricity being used. these signals is continuously sent to the display unit (19) through the line (18), and the signal is It is decoded and displayed as an amount in dollars or cents.
パルスは又ライン(20)によって警報ユニット21)内のカウンターに送られ る。もし、計数されたパルス信号が設定された期間内に所定の量を超える場合に は警報カウンターが警報信号を発し、課される費用が超過していることを使用者 に対して警告する。同時に、制御信号はライン(22)によって制御回路(23 )に送られ、選択された電気器具03)への入力を遮断したり、或は変更させる ことができる。回路(23+は、簡単なスイッチユニットを具えた従来の何れの 型式の制御回路でも可い。設定された期間が終了すると、リセット回路(24) が警報ユニット(21)のカウンターをゼロにして新しい期間が始まる。The pulses are also sent by line (20) to a counter in the alarm unit 21). Ru. If the counted pulse signal exceeds a predetermined amount within a set period, The alarm counter will issue an alarm signal to notify the user that the charges imposed have been exceeded. Warn against. At the same time, the control signal is transmitted by the line (22) to the control circuit (23). ) to cut off or change the input to the selected appliance 03) be able to. The circuit (23+ is any conventional circuit with a simple switch unit) A model control circuit is also acceptable. When the set period ends, the reset circuit (24) sets the counter of the alarm unit (21) to zero and a new period begins.
カウンター回路(17)のカウンターは同時にリセットされる。The counter of the counter circuit (17) is reset at the same time.
リアルタイムのクロックゼネレータ回路(25)はクロックパルスを時間カウン ター回路(26)に送るものであって、暦及び時間を保持する。この時間につい ての情報はライン曽によって表示ユニッl−f19)に定期的に示される。A real-time clock generator circuit (25) counts clock pulses in time. It is sent to the computer circuit (26) and maintains the calendar and time. about this time This information is periodically shown on the display unit l-f19) by Line So.
次回コスト推定回路(28)は、ライン(29)によってカウンター回路07) に累加されたコストデータを、そしてライン(30)によって回路061に累加 された時間とカレンダー日付(こついてのデータを受ける。このデータは処理さ れて勘定期間の終わりに受けるべき推定電力料金を計算する。この推定総額は、 消費者が希望する最大予算額を示す予めストアされた数字と比較される。この推 定された総額か予算額を超える場合には、警報信号がライン(32)によって警 報ユニット+21)に出力され、警報及び帰還制御が作動し始める。この推定総 額は、使用者の選択により、ライン135)を経て表示ユニット(19)に示す こともできる。回路128)は又、使用者が1力月又はそれ以[jflの勘定書 を記憶しておき、再び取り出してみることが出来る記憶スペースを具えている。The next cost estimation circuit (28) is connected to the counter circuit 07 by the line (29). and the accumulated cost data to circuit 061 by line (30). The time and calendar date of the calculate the estimated electricity bill you should receive at the end of the accounting period. This estimated total amount is It is compared to a pre-stored number indicating the consumer's desired maximum budget amount. This recommendation If the set total amount or budget amount is exceeded, an alarm signal is activated by line (32). The alarm and feedback control begin to operate. This estimated total The amount is shown on the display unit (19) via line 135) according to the user's selection. You can also do that. Circuit 128) also allows the user to use the It has a storage space that allows you to memorize and retrieve it again.
第2図に本発明に係るシステム叫の望ましい実施例を示しており、従来のマイク ロプロセッサ−ユニットを用いて第1C図に示す回路の幾つかの機能を達成する ものである。この実施例において、カウンター回路f+7) t2G)、次回コ スト推定回路圀)、リセット回路!24)及び警報ユニットQ1)は、すべて第 2図に示すシステムのマイクロプロセッサ−6O)と置き換えられる。FIG. 2 shows a preferred embodiment of the system shout according to the present invention, and shows a conventional microphone. A processor unit is used to accomplish some of the functions of the circuit shown in Figure 1C. It is something. In this example, the counter circuit f+7) t2G), strike estimation circuit), reset circuit! 24) and alarm unit Q1) are all It is replaced by microprocessor-6O) in the system shown in Figure 2.
米国特許第4,147,978号に示す如く、電気エネルギーの使用を示す信号 は、2相もしくは3相の入力部トランスの端子にクランプされた電磁センザーカ 誘動するか、又は図示した実施例に示す如く、そのような信宸−を電気メータか ら光学的に発生させても可い。A signal indicating the use of electrical energy, as shown in U.S. Pat. No. 4,147,978. is an electromagnetic sensor circuit clamped to the terminals of a 2-phase or 3-phase input transformer. or, as shown in the illustrated embodiment, by transmitting such signals to an electric meter. It may also be generated optically.
家庭電源に存在する旨周波パルスは、レセプタクル+14)からパルス検出/コ ンディショナー回路(40)に取り出され、該回路にて家庭電源に存在する高周 波パルスを検出し、データ信号を発生させる。その結果のデータ信号は、ライン (45)によりマイクロプロセッサ−に人力される。これについては以−ドに、 より詳細に説明する。The frequency pulses present in the household power source are detected by pulse detection/control from the receptacle +14). The high frequency power present in the household power supply is taken out to the conditioner circuit (40) in this circuit. Detects wave pulses and generates data signals. The resulting data signal is (45) is input to the microprocessor. Regarding this, see below. This will be explained in more detail.
クロックゼネレータt5]1 、パルスコンディショナー(52)及び第1、第 2のマルチバイブレークf53) !54)から構成されるクロックゼネレータ 傷)が作動してマイクロプロセッサ−(胆にクロックを入力する。クロックゼネ レータ61)は全波整流された毎秒120サイクルの標準出力信号CLKを発す る。この信号はパルスコンディショナーtUに送られ、デジタルパルス化された 信号T1をマイクロプロセッサ−印)の割込み入力端子(49)に供給される。Clock generator t5]1, pulse conditioner (52), and the first and second 2 multi-by-break f53)! 54) A clock generator consisting of The microprocessor (clock generator) operates and inputs the clock to the microprocessor (clock generator). The regulator 61) emits a full-wave rectified standard output signal CLK of 120 cycles per second. Ru. This signal was sent to the pulse conditioner tU and converted into digital pulses. A signal T1 is applied to the interrupt input terminal (49) of the microprocessor.
パルスコンディショナー(52)は又、マイクロプロセッサ−(50)のクロッ ク出力端子(51)からクロック入力信号を受ける。The pulse conditioner (52) also controls the clock of the microprocessor (50). The clock input signal is received from the clock output terminal (51).
停電時にマイクロプロセッサ−を制御する為には、F A I L (言号の出 力がパルスコンディショt −t52) カラフルチバイブレーク超l (54 1の人力に送られる。マルチパイブレ=り63)は、第1の出力割込み信号II を供給し、T1と結合して割込み端子149)或はマイクロプロセソ→ノー60 )iこ時間信号T2を人力するものである。マルチバイブレーク63)からの第 2出力信号I2は、マイクロプロセッサ−(50)の電力ダウンしたリセット入 力端子(55)に接続される。信号I、は、次の処理を終らせることができるよ う(こマイクロプロセッサ−■に停電であることの瞥告を発する。マルチバイブ レータ爾)はマイクロプロセッザー(財))のパワーアップしたリセット入力端 子+5[i+に対して単一の出力信号■3をライン鄭)によって供給するもので ある。In order to control the microprocessor during a power outage, the Power is pulse condition t - t52) Colorful chibi break super l (54 Sent to 1 manpower. The first output interrupt signal II is connected to interrupt terminal 149) or microprocessor → node 60. ) The time signal T2 is manually generated. Multi-bye break 63) 2 output signal I2 is the power-down reset input of the microprocessor (50). is connected to the power terminal (55). The signal I can complete the next process. (This microprocessor-■ issues a warning that there is a power outage.Multi-vibrator The controller is the powered-up reset input terminal of the microprocessor (Incorporated). A single output signal ■3 is provided by line Zheng for +5 [i+]. be.
マイクロプロセッサ−α)への制御入力は主としてキルボードマトリックスユニ ット(70)が供給する。手操作による制御データは、多線入力バス(72)に よって直接マイクロプロセッサ−[株]の入力端子(74)に供給される。追加 のキーボード制御及びデータ入力はバス(7G)によって送られ、バス(80) によってマイクロプロセッサ−(50)の多数の入力端子(圏に送られる。選択 されたデータは又、バス(圓によって表示ユニツ) (86)に送られて表示さ れる。The control input to the microprocessor (α) is primarily from the killboard matrix unit. A cut (70) supplies the power. Manual control data is sent to the multi-wire input bus (72). It is therefore directly supplied to the input terminal (74) of the microprocessor. addition Keyboard control and data input is carried by bus (7G) and bus (80) A number of input terminals (area) of the microprocessor (50) are sent by the selection The displayed data is also sent to the bus (Display Unit by En) (86) for display. It will be done.
マイクロプロセッサ−(50)で処理されたデータは出力端子(88)からバス +!ll[[によってバッファ(92)に出力され、バス(94)を経て表示ユ ニット鄭)に選択的に示される。The data processed by the microprocessor (50) is sent to the bus from the output terminal (88). +! ll[[ is output to the buffer (92) and sent to the display unit via the bus (94). Selectively shown in Knit Zheng).
第2図のマイクロプロセッサ−ユニット団はカリフォルニア州すンタクララのイ ンテルカンパニー製のNIL8048ユニットか望ましい。このマイクロプロセ ッサ−ユニットは、必要な制御機能がプログラムされたリードオンリーメモリー とデータの記憶及び訂正を容易ニスるランダムアクセスメモリーの両方を具えて いる為、この用途に用いるのが特に望ましい。The microprocessor unit group shown in Figure 2 is located in Sunta Clara, California. A NIL8048 unit manufactured by Intel Company is preferred. This microprocessor The sensor unit has read-only memory programmed with the necessary control functions. and random access memory to facilitate data storage and correction. Therefore, it is particularly desirable to use it for this purpose.
表示ユニット則)はテキサス州ダラステキサスインスツルメント製のBCD 7 セグメントユニツトモデルTIL833が望ましい。バッファ(78)は従来の インバーターユニットのパラレルバンクからなる電力バッファマルチフレフサ− が望ましい。同様にバッファ(η)はインバーターユニットのパラレルバンクを 有しており、各々は従来のバッファ駆動回路と直列に接続され高い電力出力を供 給して表示ユニットの陽極を駆動するものである。Display unit rule) is BCD 7 manufactured by Texas Instruments in Dallas, Texas. Segment unit model TIL833 is preferred. The buffer (78) is a conventional Power buffer multiflex consisting of parallel banks of inverter units is desirable. Similarly, the buffer (η) connects the parallel bank of the inverter unit. each connected in series with a conventional buffer drive circuit to provide high power output. This is used to supply and drive the anode of the display unit.
第3図において、パルス検出/コンティショナー回路(40)の回路構成をより 具体的(こ示している。家庭用電源に存在する高周波パルスはレセプタクル圓か ら取り出されてトランスT3に接続される。トランスT3は高域フィルターキャ パシターを具えており、家庭用電気の60サイクル部分の多くを有効に排除する ものである。In Figure 3, the circuit configuration of the pulse detection/conditioner circuit (40) is further illustrated. Concrete (shown here) The high frequency pulses present in household power sources are receptacle circles. It is taken out from the circuit and connected to transformer T3. Transformer T3 is a high-pass filter cap. Equipped with a pacitor, it effectively eliminates much of the 60-cycle part of household electricity. It is something.
作動用増幅器(108)は高域フィルターとして用いられ、高周波パルスが家庭 用電源中に存在しているとたちまち飽和する。作動用増幅器(108)の出力は 増幅器(120)の入力に加えられる。増幅器(120)は次にデータ信号を供 給し、その周波数はエネルギーの使用量に比例している。The working amplifier (108) is used as a high-pass filter, and the high-frequency pulse is If present in a commercial power supply, it will quickly become saturated. The output of the working amplifier (108) is applied to the input of the amplifier (120). An amplifier (120) then provides a data signal. The frequency is proportional to the amount of energy used.
増幅器(120)からのデータ信号出力は、パルス調節器回路(131)を経て 、マイクロプロセッサ−(50)の主データ入力端子(48)にDATA信号を 供給する。パルスコンディショナー回路(131−)は、増幅器(120)から 抵抗器(134)を通るゲート入力をもったトランジスター(132)から構成 される。ゲート入力は、バイアス抵抗器(136)を介して送られた+12Vに バイアスされる。ゲート出力はバイアス抵抗器(138)によって+5■にバイ アスされ、マイクロプロセッサ−印)のデータ入力端子(48)に直接通じる。The data signal output from the amplifier (120) is passed through a pulse regulator circuit (131). , the DATA signal is input to the main data input terminal (48) of the microprocessor (50). supply The pulse conditioner circuit (131-) is connected to the amplifier (120). Consists of a transistor (132) with a gate input through a resistor (134) be done. The gate input is connected to +12V sent through a bias resistor (136). Be biased. The gate output is biased to +5■ by the bias resistor (138). connected directly to the data input terminal (48) of the microprocessor.
第3図の回路に代えて、例えばゼネラルエレクトリック社或はウェスティングハ ウス社製の、選択されたパルス発生回路を備える従来の電力メータによって入力 検知パルスを直接供給することもできる。そのパルス発生回路の出力は直接にノ ード(135)に接続され、回路(]、 3 ] )のパルス処理だけが行なわ れマイクロプロセッサ−(50)に送られる。In place of the circuit shown in Figure 3, for example, General Electric or Westingham Input by conventional power meter with selected pulse generation circuit manufactured by US Detection pulses can also be supplied directly. The output of that pulse generation circuit is directly connected to the It is connected to the board (135) and performs only the pulse processing of the circuit (], 3]). and is sent to the microprocessor (50).
第4図に於いて、パルスコンディショナー+52) 、マルチバイブレータV+ +541の回路をより詳細に示している。In Figure 4, pulse conditioner +52), multivibrator V+ +541 circuit is shown in more detail.
人力に送られる。ゲート(]、64)の入力は、ダイオード(166)を介して +5v電源に接続される。ゲート(164)の他方の入力は接地される。ゲート (1,64)の出力は他のイクスクルーシブORゲート(170)の入力の一方 に送られ、ゲート(170)の第2の入力は接地されている。Sent to human power. The input of the gate (], 64) is connected via the diode (166). Connected to +5v power supply. The other input of gate (164) is grounded. Gate The output of (1,64) is one of the inputs of another exclusive OR gate (170) and the second input of the gate (170) is grounded.
ゲート(170)の出力は、他のイクスクルーシブORゲー ト(172)の一 方の入力に送られ、他方の入力はマイクロプロセッサ−(50)のクロック出力 端子(51)から供給される。ゲート(170)の出力は又、抵抗器(1,71 )を通ってゲート(164)の非接地入力にも送られる。The output of the gate (170) is one of the other exclusive OR gates (172). one input and the other input is the clock output of the microprocessor (50). It is supplied from the terminal (51). The output of the gate (170) is also connected to the resistor (1, 71 ) to the ungrounded input of the gate (164).
ゲート(172)の出力はインバータ(174)を介してマイクロプロセッサ− +50)の割込み入力端子(49)に送られる。The output of the gate (172) is sent to the microprocessor via an inverter (174). +50) is sent to the interrupt input terminal (49).
ゲー1−(172) の出力は又、FAIL信号をマルチバイブレークユニット [株]+54)iこ供給し、停電を表示する。The output of game 1 (172) also sends the FAIL signal to the multi-by-break unit. [Stocks] +54) Supply i and display power outage.
マルチバイブレークユニット(53)はORゲート(180)を含んでおり、該 ゲートは入力の一方にFAIL信号を有し、他方の入力を接地する。ORゲート (180)の出力は、+5v電源によって作動するフリップ−フロップ回路(1 82)に送られる。The multi-bye break unit (53) includes an OR gate (180) and The gate has a FAIL signal on one of its inputs and ground on the other input. OR gate The output of (180) is a flip-flop circuit (1 82).
フリップ−フロップ(1,82)のタイミング端子は、抵抗器(184)とキャ パシター(186)を介して+5v電源(こ接続される。フリップ−フロップ( 182)の出力信号I2は出力ライン(188)によってマイクロプロセッザー (50)のパワーダウンしたリセット入力端子(55)に送られる。The timing terminal of the flip-flop (1,82) is connected to the resistor (184) and the capacitor. A +5V power supply (connected to this via a pacitor (186). A flip-flop ( The output signal I2 of 182) is sent to the microprocessor by an output line (50) is sent to the powered-down reset input terminal (55).
信号■2は又、抵抗器(192)を介して+5 、v電源に出力バイアスされた インバータ(190)に送られる。インバータ(190) の出力信号1.はマ イクロプロセッサ−(50)の割込み入力ターミナル(49に接続される。Signal 2 was also output biased to +5,v supply via resistor (192) It is sent to an inverter (190). Output signal of inverter (190) 1. Hama It is connected to the interrupt input terminal (49) of the microprocessor (50).
マルチバイブレーク(54)は一方の入力をFAIL信号とし、他方の入力を接 地したORゲート(194)から構成されている。ゲート(194)の出力は、 フリップーフロップユニッ) (196)の入力に導かれ、該ユニッ)(196 )はフリップ−フロップユニット(182)と同じ様に電源入力されタイミング がとられる。ユニット(196)の出力は抵抗器(198)を通ってトランジス ター(200)のゲートに送られる。トランジスター(200)のコレクターは 、抵抗器(202)を介して出力ライン(189) に接続される。出力ライン (189)は、抵抗器(204) を介して+5■電源にバイアスされている。The multi-by-break (54) uses one input as a FAIL signal and the other input as a connection. It consists of a grounded OR gate (194). The output of the gate (194) is Flip-flop unit) (196) ) is supplied with power and timing in the same way as the flip-flop unit (182). is taken. The output of the unit (196) is passed through a resistor (198) to a transistor. Sent to the gate of Tar (200). The collector of the transistor (200) is , is connected to the output line (189) via a resistor (202). output line (189) is biased to the +5■ supply via resistor (204).
出力ライン(189)はキャパシター(206)によって接地されず、マイクロ プロセッサ−ののパワーアップしたリセット入力端子孫)に信号I3を供給する 。The output line (189) is not grounded by the capacitor (206) and is Provides signal I3 to the powered-up reset input descendants of the processor. .
第5図、第6図及び第7図に於いて、本発明の詳細な説明するフローチャートを 示す。5, 6 and 7, flowcharts illustrating the present invention in detail are shown. show.
フローチャートは、所定の出力を供給するためにマイクロプロセッサ−創)で行 なわれるプロセスを具体的に示している。これらの動作手順は配線された回路に よっても、後記する如く同じ結果がもたらされることは理解される。The flowchart is executed by a microprocessor to provide a predetermined output. It specifically shows the process by which this happens. These operating steps are applied to a hard-wired circuit. It is understood that even in this case, the same result will be achieved as described later.
マイクロプロセッサ−ユニットの主要なプロセスは第5図に示される。第6図及 び第7図は、割込めプロセスを示しており、該プロセスはその詳細を後述する如 く、メインプログラムと同時に動作してメインプログラムを変化させる。The main processes of the microprocessor unit are shown in FIG. Figure 6 7 show the interrupt process, which is described in detail below. It operates simultaneously with the main program and changes the main program.
第5図に於いて、マイクロプロセッサ−のパラメータは、第一にリセット信号I 3(第2図)によるリセットであり、リセットされるとプログラムはスタートす る。パラメータが初期設定されると入力/出力ボートがオープンする。次のパラ メータをマイクロプロセッサ−のメモリ(記憶装置)に手動でキーインするのが 望ましい:現在時を示すTIME、現在日を示すDATE、現在年を示すYEA R、エネルギーの現在コストを示すRATE、エネルギー使用の集計が始まる日 を示すBILL DATE、その月の日数を示すDAYS、そして集計期間内の エネルギー使用に対して許容される最大コストであるBUDGET 0 集計期間中の現在エネルギー使用コストを示すBILLパラメータは、後記する 如くゼロで始まり累加される。In FIG. 5, the parameters of the microprocessor are firstly reset signal I 3 (Figure 2), and the program will start immediately after being reset. Ru. When the parameters are initialized, the input/output ports are opened. next para Manually keying the meter into the microprocessor's memory (storage device) Desired: TIME indicating the current time, DATE indicating the current day, YEA indicating the current year. R, RATE, which indicates the current cost of energy, and the date on which energy usage aggregation begins. BILL DATE indicating the number of days in the month, DAYS indicating the number of days in the month, and the number of days within the aggregation period. BUDGET 0 is the maximum allowable cost for energy usage The BILL parameter indicating the current energy usage cost during the aggregation period will be described later. It starts with zero and is cumulative.
次の手順はTIME UPDATE (最新時間)フラグが0か1かを決める判 断を行なうことである。フラグが0の場合、プログラムはシーケンスの次のセッ トニ移動する。フラグが1の場合、TIMEパラメータは1分だけ増加してサン プリングされ、日が終了したかどうか決定する。終了していない場合はシーケン スの次のセットに移動する。日の終了に達すると、DATEパラメータは1日だ け増加しNEXT BILL (次回勘定書)が計算される。この計算は、現在 まで経過した期間の現在使用量を基にして、集計期間(この場合1か月)の残り のエネルギー使用コストをはじき出すものである。ここで用いられる計算式は次 の通りである。The next step is to determine whether the TIME UPDATE (latest time) flag is 0 or 1. It is to make a decision. If the flag is 0, the program starts the next set in the sequence. Toni move. If the flag is 1, the TIME parameter is incremented by 1 minute and sampled. to determine if the day has ended. Sequence if not finished move to the next set of When the end of the day is reached, the DATE parameter is 1 day. is increased and NEXT BILL (next bill) is calculated. This calculation is currently Based on the current usage amount for the period that has passed, the remaining amount of the aggregation period (1 month in this case) This is to calculate the cost of energy usage. The calculation formula used here is: It is as follows.
次にNEXT BILLパラメータとBUDGETパラメータとか比較される。Next, the NEXT BILL parameter and BUDGET parameter are compared.
もしNEXT BILLがBUDGETを超えると警報フラグがセットされる。If NEXT BILL exceeds BUDGET, an alarm flag is set.
次にDATEパラメータがBILL DATEパラメータと等しいかどうかをチ ェックされる。もし、等しい場合は月の終了であり、BILLパラメータはLA ST BILL (前回勘定書)としてデータかたくわえられ、BILLは0に リセットされる。もし、それが月の終了の場合にはMONTHパラメータは1日 増加する。判断は又、それっ)年の終了であるかとうかについても行なわれ、も し、年の終了である場合、YEARパラメータは同様に増加する。Next, check if the DATE parameter is equal to the BILL DATE parameter. will be checked. If they are equal, it is the end of the month and the BILL parameter is LA The data is stored as ST BILL (previous account statement), and BILL is set to 0. will be reset. If it is the end of the month, the MONTH parameter is 1 day. To increase. Judgment is also made as to whether it is the end of the year or not. However, if it is the end of a year, the YEAR parameter is similarly increased.
次のシーケンスは現在のBILLパラメータを最新のものにすることを含んでい る。BILL UPDATE (最新勘定書)フラグがセットされたかどうかの 判断が行なわれて決定する。そのフラグがセットされた場合、1ワラトル時間の 電気が使用されたことを示しそのワット一時間が計算されBILLパラメータに 加えられる。次の手順は、指令入力フラグがキーボード操作によって設定された か否か決めることである。設定されていない場合、シーケンスはスタートに戻る 。設定されている場合、キー操作フラグがセットされたか否かの判断か行なわれ て決定し、もしセットされていない場合、シーケンスはスタートに戻る。もしそ のキーがキーボードにプレスされると、新しい指令人力がマイクロブロセ・7サ ー装置内で処理される。装置はスタートに戻り再び続行する。第6図にタロツク 割込み処理を示している。The next sequence involves bringing the current BILL parameters up to date. Ru. Whether the BILL UPDATE (latest account) flag is set A judgment is made and a decision is made. If that flag is set, one warator hour Indicates that electricity was used and its watt hour is calculated in the BILL parameter. Added. The next step is to set the command input flag by keyboard operation. It is up to you to decide whether or not to do so. If not set, sequence returns to start . If set, a judgment is made as to whether the key operation flag is set or not. If not set, the sequence returns to the start. If so When the key is pressed on the keyboard, a new command is sent to the microprocessor. – Processed within the device. The device returns to start and continues again. Figure 6 shows tarotuku. It shows interrupt processing.
クロック信号は120サイクルの信号から構成されておりマイクロプロセッサ− に連続的に送られる。クロックパルスT2(第2図)を受ける毎に、分カウンタ ーが累加され1分経過したか否かを決定する。1分経過した場合、TIME U PDATE (最新時間)フラグがセットされ、分カウンターかりセットされる 。第5図に示した如く、TIME UPDATEフラグかTIME パラメータ に変化を生じさせ、日の終了に達した場合、13ILLパラメ−夕を最新のもの にすることができる。The clock signal consists of a 120-cycle signal, and the microprocessor are sent continuously. Each time a clock pulse T2 (Fig. 2) is received, the minute counter - is accumulated to determine whether one minute has elapsed. If 1 minute has passed, TIME U The PDATE (latest time) flag is set and the minute counter is set. . As shown in Figure 5, the TIME UPDATE flag or TIME parameter If the end of the day is reached, the 13ILL parameter is brought up to date. It can be done.
さて、第6図に戻り、表示は複合的に行なわれ、時間と現在のコストを自動的に 5秒毎交互に示される。Now, returning to Figure 6, the display is done in a composite manner, and the time and current costs are automatically calculated. Shown alternately every 5 seconds.
次なる手順はキーボードのキーが押されたかどうか決めることである。キーが押 されて指令フラグが作動すると、キー押しフラグがセットされ、プロセスはスタ =−トに戻る。キーボードにセットされたキーが押されると指令フラグが作動し 、プロセスはスタートに戻る。The next step is to determine if a key on the keyboard has been pressed. key is pressed When the command flag is activated, the key press flag is set and the process is started. Return to =-to. When a key set on the keyboard is pressed, the command flag is activated. , the process returns to the start.
最後にキーボードに表示キーが押されると表示選択フラグかセットされ、プロセ スはスタートに戻る。Finally, when the display key is pressed on the keyboard, the display selection flag is set and the process Return to start.
キーボードのキーが押されなかった場合、システムは自動表示多重シーケンスに 移行する。TIME/BILLタイマーは5秒毎に増加し、TIMEパラメータ とBILLパラメータを交互に表示する。もし現在表示がB ILLパラメータ の場合であって警報フラグがセットされると、表示は点滅しエネルギー使用量が 超えていることを使用者に警告する。If no keys are pressed on the keyboard, the system enters an automatic display multiple sequence. Transition. TIME/BILL timer increases every 5 seconds and the TIME parameter and BILL parameters are displayed alternately. If the current display is B ILL parameter If the alarm flag is set in this case, the display will flash and the energy usage will be indicated. Warn the user that the limit has been exceeded.
第7図に最新の勘定書が割込む簡単なプロセスを示す。このシーケンスは全くの 計数作業であってエネルギーコストが1キロワット時に到達すると行なわれる。Figure 7 shows a simple process for interrupting the latest bill. This sequence is completely A counting operation is performed when the energy cost reaches 1 kilowatt hour.
本発明に係るシステムにおいては、第2図に示す様に電力検知回路から受けた各 々の256 DATAパルスが行なう。パルスの計数が終ると、BILL UP DATEフラグがセットされ、その経路は再び計数し始める。第5図に示される ように、BILL UPDATEフラグがセットされると、これは1ワット一時 間の電気が使用されたことを意味し、集計額は現在コスト類を1,000で割り 、次にその額を現在の集計額に加えることによってそのワット時間を計算し、集 計額を最新のものにするのである。In the system according to the present invention, as shown in FIG. Each 256 DATA pulses perform. When the pulse count is finished, BILL UP The DATE flag is set and the path begins counting again. Shown in Figure 5 , when the BILL UPDATE flag is set, this is 1 watt at one time. This means that electricity was used during the period, and the total amount is calculated by dividing the current costs by 1,000. , then calculate that watt-hour by adding that amount to the current tally and collect Keep the totals up to date.
本発明に係るシステムに於いて唯一の他の割込み操作は手動で行なわれる割込み であってその場合、キーボードが使用される。キーボードの割込み信号はキー押 しフラグをセットするライン(72)σeによって入力される。The only other interrupt operation in the system according to the invention is a manually performed interrupt. , in which case the keyboard is used. Keyboard interrupt signals are generated by key presses. input by line (72) σe which sets the flag.
本発明の望ましい実施例に基つき詳細に説明したが、添付の請求の範囲に規定し た本発明の精神及び範囲を逸脱することなく種々の変形、置換え、変更をなすこ とは可能であるものと理解される。Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments thereof, as set forth in the appended claims. Various modifications, substitutions, and changes may be made without departing from the spirit and scope of the present invention. is understood to be possible.
FIG、IA FIG、IB 国際調査報告FIG, IA FIG, IB international search report
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