<Desc/Clms Page number 1>
Stofzuiger met driedraads voeding- en communicatieverbinding tussen koppelbare functionele eenheden
De uitvinding heeft betrekking op een stofzuiger omvattend : een eerste functionele eenheid, en een tweede functionele eenheid welke elektrisch koppelbaar is met de eerste functionele eenheid ; de eerste functionele eenheid voorzien van een eerste netspanningsklem en een tweede netspanningsklem voor ontvangst van een netwisselspanning, en een eerste dataverwerkingseenheid met een eerste referentieklem en met een eerste communicatieklem ; de tweede functionele eenheid voorzien van een eerste netspanningsklem en een tweede netspanningsklem voor ontvangst van de netwisselspanning en een tweede dataverwerkingseenheid met een tweede referentieklem en een tweede communicatieklem ;
de eerste netspanningsklem van de eerste functionele eenheid koppelbaar met de eerste netspanningsklem van de tweede functionele eenheid via een eerste netspanningsdraad en een eerste netspanningscontact ; de tweede netspanningsklem van de eerste functionele eenheid koppelbaar met de tweede netspanningsklem van de tweede functionele eenheid via een tweede netspanningsdraad en een tweede netspanningscontact ; en de eerste communicatieklem koppelbaar met de tweede communicatieklem via een communicatiedraad en een communicatiecontact.
Een dergelijke stofzuiger is bekend uit United States Patent No.
4, 654, 924. Deze bekende stofzuiger omvat drie functionele eenheden, te weten motorhuis, slang met handgreep en zuigmond. De bediening is aangebracht op de handgreep welke daartoe is voorzien van bedieningsknoppen voor het activeren van allerlei functies van de stofzuiger. De handgreep is verder voorzien van een weergeefmrichting of afleesscherm waarop diverse indicaties omtrent de gebruikstoestand van de stofzuiger worden weergegeven. Voor een goed functioneren van het geheel zijn motorhuis en handgreep voorzien van dataverwerkingseenheden welke met elkaar moeten kunnen communiceren. Verder kan op de slang een zuigmond
<Desc/Clms Page number 2>
worden aangesloten die is voorzien van een roterende borstel die wordt aangedreven door een elektromotor welke wordt gevoed door de netwisselspanning.
Ook in de zuigmond bevindt zieh een dataverwerkingseenheid die communiceert met de dataverwerkingseenheid in de handgreep. Teneinde datacommunicatie tussen de handgreep, het motorhuis en de zuigmond en verder netspanningsvoeding van de elektromotor van de borstel mogelijk te maken zijn de functionele eenheden door middel van drie draden koppelbaar. Zo is de slang voorzien van drie draden, een eerste en een tweede netspanningsdraad voor de netspanning en communicatiedraad voor de communicatie, welke drie draden via contacten verbinding maken met het motorhuis.
De dataverwerkingseenheden in het motorhuis en in de handgreep ontvangen gelijkspanningsvoeding van gelijkrichtschakelingen die lokaal de netwisselspanning omzetten in een geschikte gelijkspanning. Een soortgelijke driedraadsverbinding is
EMI2.1
aanwezig tussen de slang en de zuigmond. t >
In de bekende stofzuiger fungeert een van de twee netspanningsdraden ook als retourdraad voor de datasignalen. Dit wordt bereikt door de signaalmassa ofwel referentieklem van de eerste en tweede dataverwerkingseenheden met dezelfde netspanningsklem te verbinden. Een probleem hierbij is dat stroomstoten in de retourdraad, veroorzaakt door de elektromotor van de borstel of door andere oorzaken, de datacommunicatie kunnen verstoren. Dit kan worden verholpen door een vrij groot signaalniveau te kiezen voor de datacommunicatie.
Het bezwaar hiervan is dat de voor de dataverwerking toegepaste microprocessors niet bestand zijn tegen of niet geschikt zijn voor dergelijke grote signaalniveaus, zodat er voorzien moet worden in aparte spanningsconversietrappen met een eigen hoge voedingsspanning. Het gebruik van de stofzuiger veroorzaakt echter een grote vervuiling van de contacten waarmee de drie
EMI2.2
draden van de functionele eenheden onderling worden gekoppeld. De contacten voor de t > netspanning branden vanzelf schoon door de grote netwisselspanning bij een open of vervuild contact. Echter, de spanning over een open of vervuild contact voor de communicatiedraad is veel geringer en bedraagt bij de bekende stofzuiger ongeveer 19 Volt.
Deze ten opzichte van de netwisselspanning relatief kleine spanning heeft daarom
EMI2.3
, van de datacommunicatie een veel geringer reinigen effect, zodat de kans op verstoring "en door een open of vervuild communicatiecontact veel groter is.
De uitvinding beoogt onder meer een oplossing te geven voor de voornoemde problemen en voorziet in een stofzuiger van het in de aanhef genoemde
<Desc/Clms Page number 3>
type, welke volgens de uitvinding gekenmerkt is, doordat de eerste referentieklem is verbonden met de eerste netspanningsklem van de eerste functionele eenheid en de tweede referentieklem is verbonden met de tweede netspanningsklem van de tweede functionele eenheid.
Door de referentieklemmen van de eerste en de tweede dataverwerkingseenheden niet met dezelfde netspanningsklem, maar met verschillende netspanningsklemmen te verbinden, vloeit tijdens de datacommunicatie een stroom van de eerste netspanningsklem via het communicatiecontact naar de tweede netspanningsklem of omgekeerd. Een vervuild of open communicatiecontact zal ook nu vanzelf schoon branden wegens de grote netwisselspanning over de eerste en tweede netspanningsklemmen.
De drie draden zijn onderling capacitief gekoppeld. De capacitieve koppeling is met name in de slang aanzienlijk wegens de relatief grote lengte van de drie draden. Veranderingen in het spanningsniveau van de communicatiedraad ten opzichte van de eerste of tweede netspanningsdraad gebeuren daarom met een zekere tijdconstante waardoor de datacommunicatie verminkt kan worden.
Teneinde deze verminking te reduceren is een eerste uitvoeringsvorm van een stofzuiger volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de eerste dataverwerkingseenheid is voorzien van een stroombron voor levering aan de eerste communicatieklem van een signaalstroom, waarvan de waarde varieert in responsie op een via de communicatiedraad te versturen datasignaal en de tweede dataverwerkingseenheid is voorzien van een stroom- spanningomzetter voor omzetting van de signaalstroom in een signaalspanning en van een niveaudetector voor vergelijken van de signaalspanning met een referentiespanning.
De datacommunicatie geschiedt met een stroombron aan de zendzijde en een stroom-spanningomzetter aan de ontvangzijde. De momentele spanning op de communicatiedraad speelt dan geen rol bij de informatieoverdracht, omdat de stroombron zich automatisch aanpast aan de spanning op de communicatiedraad. De informatie-overdracht is nu op basis van een datasignaalstroom in plaats van een datasignaalspanning. Dit biedt een verder voordeel dat aan de ontvangzijde de ingangsimpedantie klein gekozen kan worden door geschikte inrichting van de stroom- spanningomzetter. Daardoor is ook de communicatiedraad minder gevoelig voor storingen en wordt een robuuster communicatiesysteem verkregen.
Een ander voordeel is dat de amplitude van de stroom die wordt geleverd door de stroombron op
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
eenvoudige wijze kan worden gefixeerd op een waarde waarbij bij alle voorkomende netwisselspanningen voldaan wordt aan internationale storingsnormen (CISPR-normen).
Weer een ander voordeel is dat de gefixeerde stroomamplitude een stroomdetectie op een vast niveau mogelijk maakt, zodat de ontvanger niet reageert op kleine stoorstromen. Een ander voordeel is dat alleen de stroombron bestand moet zijn tegen de netspanning de rest, met name de stroom-spanningomzetter, de niveaudetector en de overige schakelingen in de dataverwerkingseenheden kunnen met ZD laagspanningscomponenten worden uitgevoerd.
Een tweede uitvoeringsvorm van een stofzuiger is gekenmerkt, doordat de stroombron omvat een eerste transistor met een stuurelectrode welke is aangesloten voor ontvangst van het datasignaal, een eerste hoofdelectrode welke via een eerste weerstand is gekoppeld met de eerste referentieklem en een tweede hoofdelectrode welke is gekoppeld met de eerste communicatieklem. Deze uitvoeringsvorm is simpel en goedkoop en vergt weinig onderdelen en is daardoor zeer geschikt voor toepassing in stofzuigers.
Een derde uitvoeringsvorm van een stofzuiger is gekenmerkt, doordat de niveaudetector omvat een tweede transistor met een stuurelectrode welke is gekoppeld met de tweede referentieklem, een eerste hoofdelectrode, en een tweede hoofdelectrode welke via een tweede weerstand is gekoppeld met een voedingsspanningsbron en dat de stroom-spanningomzetter een derde weerstand omvat welke is aangesloten tussen de eerste hoofdelectrode van de tweede transistor en de tweede referentieklem. Ook deze uitvoeringsvorm is simpel en goedkoop en vergt weinig onderdelen en is daardoor eveneens zeer geschikt voor toepassing in stofzuigers.
Een vierde uitvoeringsvorm van een stofzuiger volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de eerste communicatieklem via een eerste diode is gekoppeld met de stroombron en de tweede communicatieklem via een tweede diode met de stroomspannin,spanningomzetter, de doorlaatrichting van de eerste diode en de tweede diode overeenkomt met de richting van de signaalstroom van de stroombron. De diodes maken een tweerichtingscommunicatie mogelijk over de communicatiedraad, waarbij in de ene helft van de netspanningsperiode communicatie mogelijk is van de eerste naar de tweede dataverwerkingseenheid en in de tweede helft in omgekeerde richting.
Conflicten over welke van de twee aan het zenden is zijn daardoor uitgesloten. c Een andere opzet van de datasignaaloverdracht vindt plaats in een vijfde
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
uitvoeringsvorm van een stofzuiger volgens de uitvinding, welke is gekenmerkt, doordat de eerste dataverwerkingseenheid omvat een schakelaar, welke is aangesloten tussen de eerste communicatieklem en de eerste referentieklem voor levering aan de eerste communicatieklem van een eerste signaalstroom, waarvan de waarde varieert door inen uitschakelen van de schakelaar in responsie op een via de communicatiedraad te versturen eerste datasignaal en dat de tweede dataverwerkingseenheid omvat een condensator welke is aangesloten tussen de tweede referentieklem en een knooppunt,
en een eerste diode welke geleidend is voor de eerste signaalstroom en welke is aangesloten tussen het knooppunt en de tweede communicatieklem en dat een stroombegrenzingsweerstand is opgenomen in het door de eerste communicatieklem en de tweede communicatieklem bepaalde stroompad.
In deze opzet wordt de condensator in de tweede dataverwerkingseenheid via de eerste diode en de begrenzingsweerstand opgeladen tijdens het schakelen van de schakelaar in de eerste dataverwerkingseenheid. Op deze wijze wordt tegelijk met de data-overdracht over de condensator een gelijkspanning opgebouwd welke dienst kan doen als voedingsspanning voor de elektronica in de tweede dataverwerkingseenheid. Er kan zo een aparte voedingsspanningsvoorziening worden uitgespaard, bijvoorbeeld in de handgreep waar vrij weinig plaats is voor onderdelen.
Een zesde uitvoeringsvorm waarmee tweewegcommunicatie en voedingsspanningsopwekking mogelijk zijn is volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de schakelaar van de eerste dataverwerkingseenheid omvat een eerste transistor van een eerste geleidingstype met een stuurelectrode welke is aangesloten voor ontvangst van het datasignaal, een eerste hoofdelectrode welke is gekoppeld met de eerste referentieklem en een tweede hoofdelectrode welke is gekoppeld met de eerste communicatieklem en dat de tweede dataverwerkingseenheid omvat een tweede transistor met een geleidingstype tegengesteld aan het eerste geleidingstype, met een eerste hoofdelectrode welke is verbonden met de tweede referentieklem,
een tweede hoofdelectrode welke via een eerste weerstand met het knooppunt is gekoppeld en een stuurelectrode welke via een tweede weerstand is gekoppeld met de tweede referentieklem en via een derde weerstand met de tweede communicatieklem en doordat de tweede dataverwerkingseenheid verder omvat een derde transistor van het eerste geleidingstype met een stuurelectrode welke is aangesloten voor ontvangst van een tweede datasignaal, een eerste hoofdelectrode welke is verbonden met het knooppunt en
<Desc/Clms Page number 6>
een tweede hoofdelectrode welke is verbonden met de tweede communicatieklem voor levering van een tweede signaalstroom en dat de eerste dataverwerkingseenheid een tweede diode omvat welke parallel geschakeld is aan de eerste transistor en geleidend is voor de tweede signaalstroom.
Om de invloed van de voomoemde capacitieve koppeling tussen de drie draden te reduceren is een zevende uitvoeringsvorm van een stofzuiger volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de begrenzingsweerstand is opgedeeld in twee deelweerstanden, waarvan er een is aangebracht in serie met de eerste communicatieklem en is overbrugd met een derde diode welke geleidend is voor de tweede signaalstroom en waarvan de ander is aangebracht in serie met de tweede communicatieklem en is overbrugd met een vierde diode welke geleidend is voor de eerste signaalstroom. De diodes over de deelweerstanden sluiten aan de ontvangzijde de deelweerstanden kort en cre ren een lage impedantie gezien vanuit de schakelaar aan de zendzijde, welke schakelaar door de niet kortgesloten deelweerstand aan de zendzijde een stroombronkarakter krijgt met de hiervoor beschreven voordelen.
Deze en andere aspecten van de uitvinding zullen worden beschreven en toegelicht onder verwijzing naar bijgaande tekening, waarin figuur 1 een stofzuiger volgens de uitvinding toont ; figuur 2 een elektrisch blokschema toont van een datacommunicatieschakeling voor een stofzuiger volgens de uitvinding ; figuur 3 een elektrisch schema toont van een eenwegdatacommunicatieschakeling voor een stofzuiger volgens de uitvinding ; figuur 4 een meer gedetailleerd schema toont van het principeschema van figuur 4 ; figuur 5 een meer gedetailleerd schema toont van tweewegdatacommunicatieschakeling voor een stofzuiger volgens de uitvinding ; en figuur 6 een meer gedetailleerd schema toont van een altematieve tweewegdatacommunicatieschakeling voor een stofzuiger volgens de uitvinding.
In deze figuren zijn gelijke onderdelen met dezelfde verwijzingstekens aangeduid.
Figuur 1 toont een stofzuiger volgens de uitvinding. In een eerste functionele eenheid, hier een motorhuis 2 bevindt zich een zuigmotor 4 en een eerste dataverwerkingseenheid 6. Met het motorhuis 2 is koppelbaar een tweede functionele
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
eenheid, hier een slang 8 welke voorzien is van een handgreep 10. In de handgreep 10 is een tweede dataverwerkingseenheid 12 ondergebracht. De slang 8 kan door middel van een buis 14 worden gekoppeld met een derde functionele eenheid, hier een zuigmond 16 die desgewenst kan zijn voorzien van een roterende borstel die wordt aangedreven door een elektromotor.
Figuur 2 toont het blokschema van de elektrische verbindingen tussen het motorhuis 2 en de handgreep 10. Het motorhuis 2 ontvangt netwisselspanning op een eerste netspanningsklem 18 en een tweede netspanningsklem 20 welke via een netsnoer 22 en netsteker 24 met het wisselspanningsnet verbonden kunnen worden. De eerste dataverwerkingseenheid 6 is voorzien van een eerste referentieklem 26 die is verbonden met de eerste netspanningsklem 18 en van een eerste communicatieklem 28 die is verbonden met een communicatiecontact 30. De eerste netspanningsklem 18 is met een eerste netspanningscontact 32 en de tweede netspanningsklem 20 is met een tweede netspanningscontact 34 doorverbonden. De handgreep 10 is voorzien van een eerste netspanningsklem 36 die via een eerste netspanningsdraad 38 en het eerste netspanningscontact 32 verbonden is met de eerste netspanningsklem 18 in het motorhuis 2.
De handgreep 10 is verder voorzien van een tweede netspanningsklem 40 die via een tweede netspanningsdraad 42 en het tweede netspanningscontact 34 verbonden is met de tweede netspanningsklem 20 in het motorhuis 2. De tweede dataverwerkingseenheid 12 heeft een tweede referentieklem 44 die is verbonden met de tweede netspanningsklem 40 en heeft een tweede communicatieklem 46 die via een communicatiedraad 48 is verbonden met het communicatiecontact 30. De eerste netspanningsdraad 38, de tweede netspanningsdraad 42 en de communicatiedraad 48 zijn aangebracht in de wand van de slang 8 en maken electrisch contact met het motorhuis 2 als de slang 8 mechanisch wordt vastgekoppeld aan het motorhuis 2. Hiertoe zijn het communicatiecontact 30, het eerste netspanningscontact 32 en het tweede netspanningscontact 34 uitgevoerd bijvoorbeeld als bus- pencontact of als sleeping en sleepcontact.
De eerste netspanningsdraad 38 en de tweede netspanningsdraad 42 kunnen vanaf de handgreep 10 doorlopen naar de zuigmond 16 via de buis 14 de roterende borstel van spanning te voorzien. De communicatie tussen de handgreep 10 en de zuigmond 16 kan op soortgelijke wijze verlopen als tussen het motorhuis 2 en de handgreep 10. Daartoe zal dan de tweede dataverwerkingseenheid 12 voorzien moeten zijn van een verdere communicatieklem 50 die via een verdere communicatiedraad 52 in
<Desc/Clms Page number 8>
de buis 14 is gekoppeld met een dataverwerkingseenheid (niet getekend) in de zuigmond 16.
De dataverwerkingseenheden in het motorhuis 2, de handgreep 10 en eventueel de zuigmond 16 maken een comfortabele centrale bediening van de stofzuiger vanaf de handgreep 10 mogelijk door middel van bedieningsknoppen, zoals regeling van het vermogen van de motor 4 en het in- en uitschakelen van de borstelmotor in de zuigmond 16. Tevens kan in de handgreep 10 een afleesscherm zijn aangebracht ter indicatie van de gebruikstoestand van de stofzuiger, zoals het gekozen motorvermogen, borstelmotor aan-uit, stofzak vol, enz. Voor een goed functioneren van het geheel zijn motorhuis, handgreep en eventueel ook de zuigmond voorzien van dataverwerkingseenheden welke met elkaar communiceren.
Het is gebruikelijk de dataverwerkingseenheden te voorzien van geprogrammeerde microprocessors om de onderlinge communicatie uit te voeren volgens een communicatieprotocol dat uiteraard afhankelijk is van de taken en functies van de individuele functionele eenheden.
Figuur 3 toont een nader uitgewerkt principeschema van het in figuur 2 getoonde blokschema. De eerste dataverwerkingseenheid 6 fungeert als zender en omvat een microprocessor 54 die een stroombron 56 aanstuurt waardoor de spanningspulsen van het datasignaal van de microprocessor 54 worden omgezet in stroompulsen. De signaalmassa van de microprocessor 54 en van de stroombron 56 zijn beide verbonden met de eerste referentieklem 26 die weer is verbonden met de eerste netspanningsklem 18. De stroombron 56 is verder gekoppeld met de eerste communicatieklem 28 voor levering van de stroompulsen. De tweede dataverwerkingseenheid 12 fungeert als ontvanger en omvat een stroom-spanningomzetter 58, een niveaudetector 60 en een referentiespanningsbron 62.
De stroom-spanningomzetter 58 koppelt de tweede communicatieklem 46 met de tweede referentieklem 44 en zet de datasignaalstroom die vloeit van de tweede communicatieklem 46 naar de tweede referentieklem 44 om in een signaalspanning, waarvan de amplitude wordt vergeleken met een referentiespanning Uref van de referentiespanningsbron 62. De niveaudetector 60 levert een pulserend uitgangssignaal dat door een microprocessor (niet getekend) verder kan worden verwerkt. De datacommunicatie geschiedt op basis van stroompulsen met vaste stroomamplitude. Tussen de eerste netspanningsdraad 38, de tweede netspanningsdraad 42 en de communicatiedraad 48 zijn parasitaire capaciteiten aanwezig welke zijn aangeduid met Cp.
De parasitaire capaciteiten Cp veroorzaken een spanning op de
<Desc/Clms Page number 9>
communicatiedraad 48 die uit fase is ten opzichte van de spanningen op de eerste netspanningsdraad 38 en de tweede netspanningsdraad 42. De uitgang van de stroombron 56 past zich vanzelf aan aan de momentele waarde van het spanningsverschil tussen de communicatiedraad 48 en de eerste netspanningsdraad 38, waardoor datasignaalverminking als gevolg van opladen en ontladen van de parasitaire capaciteiten voorkomen wordt. De stroom van de stroombron 56 heeft een vaste waarde die bij het ontwerp van de stroombron eenvoudig kan worden vastgesteld op een waarde die voldoet aan de vereiste storingsnormen. De niveaudetector 60 en de referentiespanningsbron 62 bepalen een stroomdrempel zodat de ontvanger niet reageert op kleine stoorstromen.
Figuur 4 toont in nog meer detail een schakelschema van het principeschema van figuur 3. De microprocessor 54 van de eerste dataverwerkingseenheid 6 wordt gevoed door een eerste gelijkspanningsvoeding 64 die de netwisselspanning tussen de eerste netspanningsklem 18 en de tweede netspanningsklem 20 omzet in een geschikte gelijkspanning. De stroombron 56 is uitgevoerd met een npn transistor 66, waarvan de eerste hoofdelectrode ofwel emitter via een weerstand 68 met de eerste referentieklem 26 en de tweede hoofdelectrode ofwel collector met de eerste communicatieklem 28 is verbonden. De stuurelectrode ofwel basis is met een weerstand 70 verbonden met een uitgang 72 van de microprocessor 54 en met een weerstand 74 met de eerste referentieklem 26 ter ontvangst van het datasignaal van de microprocessor 54.
Aan de andere zijde van de communicatiedraad 48 fungeert een weerstand 76 die is aangesloten tussen de tweede communicatieklem 46 en de tweede referentieklem 44 als stroom-spanningomzetter. Een optionele condensator 78 parallel aan de condensator 78 onderdrukt hoogfrekwente stoorspanningen over de weerstand 76. In een npn transistor 80, waarvan de basis via een weerstand 82 met de tweede referentieklem 44 en de emitter met de tweede communicatieklem 46 is verbonden, zijn op eenvoudige wijze de functies van niveaudetector en referentiespanningsbron verenigd. De collector van de npn transistor
80 is via een weerstand 84 verbonden met een tweede gelijkspanningsvoeding 86 die de netwisselspanning over de eerste netspanningsklem 36 en de tweede netspanningsklem
40 omzet in een gelijkspanning die positief is ten opzichte van de tweede referentieklem
44.
Gedurende een helft van de netspanningsperiode is de tweede netspanningsklem 20 positief ten opzichte van de eerste netspanningsklem 18. Als het datasignaal op de
<Desc/Clms Page number 10>
uitgang 72 van de microprocessor 54 logisch hoog is, dan vloeit er een stroom, waarvan de grootte grotendeels bepaald wordt door de weerstand 68, van de tweede netspanningsklem 40, via de weerstand 76, de communicatiedraad 48 en het communicatiecontact 30 naar de eerste netspanningsklem 18. De spanningsval over de weerstand 76 brengt de npn transistor 80 in geleiding.
De signaalspanning over de weerstand 84 wordt gebufferd en op het vereiste signaalniveau gebracht met een npn transistor 88, waarvan de emitter met de tweede referentieklem 44, de basis via een weerstand 90 met de collector van de npn transistor 80 en de collector via een weerstand 92 met de gelijkspanning van de tweede gelijkspanningsvoeding 86 is verbonden. Het signaal op de collector van de npn transistor 88 kan door een niet getekende microprocessor verder worden verwerkt. Met de in figuur 4 getoonde schakeling is eenrichtingscommunicatie mogelijk van de eerste dataverwerkingseenheid 6 naar de tweede dataverwerkingseenheid 12 gedurende een helft van de netspanningsperiode.
Figuur 5 toont een schakeling waarbij gedurende de andere helft van de netspanningsperiode communicatie in omgekeerde richting mogelijk is van de tweede dataverwerkingseenheid 12 naar de eerste dataverwerkingseenheid 6. Hiertoe is de eerste dataverwerkingseenheid 6 uitgebreid met een weerstand 94 voor de stroomspanningsomzetting en een transistor 96 voor de niveaudetectie, welke op soortgelijke wijze zijn geschakeld als de overeenkomstige elementen in de tweede dataverwerkingseenheid 12 van figuur 4 en is de tweede dataverwerkingseenheid 12 uitgebreid met een transistor 98 en een microprocessor 100 welke op soortgelijke wijze als de overeenkomstige elementen in de eerste dataverwerkingseenheid 6 zijn geschakeld.
In de eerste dataverwerkingseenheid 6 is tussen de eerste communicatieklem 28 en de collector van de npn transistor 66 een diode 102 opgenomen die geleidend is voor de collectorstroom van de npn transistor 66 en tussen de eerste communicatieklem 28 en de weerstand 94 is een diode 104 opgenomen die geleidend is voor de collectorstroom van de transistor 98. In de tweede dataverwerkingseenheid 12 is tussen de tweede communicatieklem 46 en de collector van de transistor 98 een diode 106 aangebracht die geleidend is voor de collectorstroom van de transistor 98 en tussen de tweede communicatieklem 46 en de weerstand 76 is een diode 108 aangebracht die geleidend is voor de collectorstroom van de npn transistor 66.
De diode 104 en de diode
108 voorkomen dat er rechtstreeks stroom kan lopen van de eerste netspanningsklem 18
<Desc/Clms Page number 11>
naar de tweede netspanningsklem 40 en omgekeerd. De diode 102 en de diode 106 voorkomen ongewenste stroomdoorgang in het collector-basispad van de stroombrontransistor aan de ontvangkant.
Figuur 6 toont een alternatieve schakeling waarmee eveneens tweerichtingscommunicatie mogelijk is. Er kan echter een afzonderlijke gelijkspanningsvoeding in de tweede dataverwerkingseenheid 12 kan worden uitgespaard. De in de figuren 3,4 en 5 getoonde schakelingen werken met geschakelde stroombronnen voor de datacommunicatie. In de schakeling van figuur 6 worden geen stroombronnen, maar schakelaars en serieweerstanden toegepast. In de eerste dataverwerkingseenheid 6 is een microprocessor 110 die via een weerstand 112 de basis aanstuurt van een eerste npn schakeltransistor 114, waarvan de emitter met de eerste referentieklem 26 is verbonden en waarvan de collector via een stroombegrenzingsweerstand 116 met de eerste communicatieklem 28 is verbonden.
Parallel aan de eerste npn schakeltransistor 114 is een diode 118 geschakeld, waarvan de kathode is verbonden met de collector van de eerste npn schakeltransistor 114 en parallel aan de stroombegrenzingsweerstand 116 is eveneens een diode 120 aangesloten, waarvan de kathode is verbonden met de eerste communicatieklem 28. De diode 120, diode 118 en de diode 120 sperren als er collectorstroom vloeit van de eerste communicatieklem 28 naar de eerste referentieklem 26. De collector van de eerste npn schakeltransistor 114 is via een diode 122 en een weerstand 124 verbonden met de basis van een pnp transistor 126.
De basis van de pnp transistor 126 is via een weerstand 128 en een daaraan parallel geschakelde diode 130 verbonden met een positieve voedingsspanning die wordt geleverd door een gelijkspanningsvoeding 132 die verder ook de microprocessor 110 en de emitter van de pnp transistor 126 van voedingsspanning voorziet. De collector van de pnp transistor 126 is via een weerstand
134 verbonden met de eerste referentieklem 26 en met een datasignaalingang van de microprocessor 110.
In de tweede dataverwerkingseenheid 12 is een microprocessor 136 die via een weerstand 138 de basis aanstuurt van een tweede npn schakeltransistor 140, waarvan de emitter is verbonden met een knooppunt 142 en waarvan de collector via een stroombegrenzingsweerstand 144 met de tweede communicatieklem 46 is verbonden. Parallel aan de tweede npn schakeltransistor 140 is een diode 146 geschakeld, waarvan de anode is verbonden met het knooppunt 142 en parallel aan de
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
eerste npn schakeltransistor 114 is ook weer een diode 148 aangesloten, waarvan de kathode verbonden is met de tweede communicatieklem 46. De diode 146 en de diode 148 sperren als er collectorstroom vloeit van de tweede communicatieklem 46 naar het knooppunt 142.
De collector van de tweede npn schakeltransistor 140 is via een diode 150 en een weerstand 152 verbonden met de basis van een pnp transistor 154. De basis van de pnp transistor 154 is via een weerstand 156 en een daaraan parallel geschakelde diode 158 verbonden met de tweede netspanningsklem 40 die verder ook met de microprocessor 110 en de emitter van de pnp transistor 126 is verbonden. De collector van de pnp transistor 154 is via een weerstand 160 verbonden met het knooppunt 142 en met een datasignaalingang van de microprocessor 110. De massa van de microprocessor 136 is met het knooppunt 142 verbonden. Tussen de tweede netspanningsklem 40 en het knooppunt 142 is een condensator 162 aangesloten met daaraan parallel een spanningsbegrenzende zenerdiode 164.
In die helft van de netspanningsperiode waarin de tweede netspanningsklem 20 positief is ten opzichte van de eerste netspanningsklem 18 is er datacommunicatie mogelijk van de eerste dataverwerkingseenheid 6 naar de tweede dataverwerkingseenheid 12 waarbij de eerste npn schakeltransistor 114 geleidt en de tweede npn schakeltransistor 140 spert en er een stroom vloeit van de tweede netspanningsklem 40 naar de eerste netspanningsklem 18 via de condensator 162, de diode 146, de diode 148, de communicatiedraad 48, de stroombegrenzingsweerstand 116 en de eerste npn schakeltransistor 114. Deze stroom trekt de spanning op de tweede communicatieklem 46 omlaag, waardoor de pnp transistor 154 in geleiding komt en er een datasignaalspanning verschijnt over de weerstand 160. De stroom laadt tevens de condensator 162 op, waarbij de zenerdiode 164 de spanning over de condensator 162 begrenst.
Na voldoende datastroompulsen is zo een voedingsspanning beschikbaar tussen de tweede referentieklem 44 en het knooppunt 142. In de andere helft van de netspanningsperiode kan er datacommunicatie plaats vinden in omgekeerde richting. De diode 130 en de diode 158 beschermen de basis-emitterovergang van de bijbehorende pnp transistors tegen te hoge sperspanningen. De diode 122 en de diode 150 isoleren de anodezijdig daarmee verbonden componenten tegen te hoge sperspanningen.
Door de stroombegrenzingsweerstand 116 en de stroombegrenzingsweerstand 144 gedragen de bijbehorende eerste npn schakeltransistor 114 en de tweede npn schakeltransistor 140 zich als stroombron met het reeds bij figuur 3 besproken voordeel dat de momentele
<Desc/Clms Page number 13>
spanning op de communicatiedraad 48 als gevolg van capacitieve overspraak tussen de drie draden niet of minder van invloed is op de datasignaaloverdracht. Mocht dit geen probleem zijn, dan volstaat een serieweerstand zonder parallelgeschakelde diode, welke serieweerstand naar keuze geplaatst kan worden aan een van beide zijden van de communicatiedraad 48.
De getoonde schakelschema's met transistors zijn bij wijze van voorbeeld uitgevoerd met bipolaire transistors, waarvan de stuurelectrode, de eerste hoofdelectrode en de tweede hoofdelectrode overeenkomen met respectievelijk de basis, de emitter en de collector. Het is in de betreffende schakelschema's echter ook mogelijk unipolaire transistors toe te passen, waarbij dan de stuurelectrode, de eerste hoofdelectrode en de tweede hoofdelectrode overeenkomen met respectievelijk gate, source en drain.