BE1020022A5

BE1020022A5 - SWITCH BOX WITH MEASURING FUNCTION, MEASURING MODULE THEREFOR AND A DOMOTIC SYSTEM CONTAINING SUCH A SWITCH BOX.

Info

Publication number: BE1020022A5
Application number: BE2011/0007A
Authority: BE
Inventors: Pol Veldeman; Haver Karel Van; Wim Ferdinand Madeleine Heyndrickx; Nicolas Christiaens; Diederik Jozef Luc Devenyn; Stijn Omer Marguerite Melis
Original assignee: Niko Nv
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2013-04-02

Abstract

Schakelkast voor het daarin monteren van onder andere elektrische zekeringen voor het veilig verbinden van het net met meerdere stroomkringen, omvattende een meetmiddel voor het meten van het elektrisch energieverbruik in ten minste één stroomkring van de meerdere stroomkringen en een communicatie-interface verbonden met het meetmiddel voor het doorgeven van het gemeten energieverbruik naar een buiten de schakelkast gelegen inrichting.Control cabinet for mounting therein inter alia electrical fuses for safely connecting the network to a plurality of circuits, comprising a measuring means for measuring the electrical energy consumption in at least one circuit of the plurality of circuits and a communication interface connected to the measuring means for passing on the measured energy consumption to a device located outside the switch cabinet.

Description

Schakelkast met meetfunctie, meetmodule daarvoor en domoticasysteem omvattende een dergelijke schakelkastControl cabinet with measuring function, measuring module therefor and home automation system comprising such a control cabinet

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een schakelkast voor het daarin monteren van onder andere elektrische zekeringen voor het veilig verbinden van het net met meerdere stroomkringen, op een meetmodule voor montage in een dergelijke schakelkast, en op een stand-alone systeem of domoticasysteem voor gebruik met een dergelijke meetmodule.The present invention relates to a switch box for mounting therein inter alia electrical fuses for the safe connection of the network to a plurality of circuits, to a measuring module for mounting in such a switch box, and to a stand-alone system or home automation system for use with such a measuring module.

Het is bekend om op basis van gegevens afkomstig van een elektriciteitsmeter van een energieleverancier bepaalde gegevens over het energieverbruik af te leiden. Een dergelijk manier van werken heeft het nadeel omslachtig te zijn en biedt niet de mogelijkheid om het verbruik live te volgen.It is known to derive certain energy consumption data based on data from an electricity meter from an energy supplier. Such a way of working has the disadvantage of being cumbersome and does not offer the possibility to follow the consumption live.

De onderhavige uitvinding heeft als doel een oplossing te verschaffen voor het op een eenvoudig uitvoerbare wijze in kaart brengen van het energieverbruik in een woning.The present invention has for its object to provide a solution for mapping the energy consumption in a home in a simple and feasible manner.

Daartoe verschaft de uitvinding een schakelkast waarin een meetmiddel voor het meten van het elektrisch energieverbruik in ten minste één stroomkring van de meerdere stroomkringen; en een communicatie-interface verbonden met het meetmiddel voor het doorgeven van het gemeten energieverbruik naar een buiten de schakelkast gelegen inrichting, zijn voorzien. De buiten de schakelkast gelegen inrichting is in het bijzonder een inrichting die onderdeel is van een domoticasysteem.To this end, the invention provides a switch box in which a measuring means for measuring the electrical energy consumption in at least one circuit of the plurality of circuits; and a communication interface connected to the measuring means for transmitting the measured energy consumption to a device located outside the switch cabinet. The device located outside the switch box is in particular a device that is part of a home automation system.

Door het in de schakelkast voorzien van een dergelijk meetmiddel kan een installateur het meetmiddel eenvoudig aansluiten, bijvoorbeeld tijdens het plaatsen van de zekeringen in de schakelkast. Verder laat een dergelijk meetmiddel toe om "live" het elektrisch energieverbruik te meten en is men niet afhankelijk van een teller van een elektriciteitsmeter. Verder laat de uitvinding toe om per stroomkring een meetmiddel te installeren zodat een beter beeld kan worden verkregen van het energieverbruik in een woning. Merk wel op dat de uitvinding tevens toelaat om het totaal energieverbruik te meten, al naar gelang de wensen van de bewoner.By providing such a measuring means in the switch cabinet, an installer can easily connect the measuring means, for example, during placing the fuses in the switch cabinet. Furthermore, such a measuring means makes it possible to measure the electric energy consumption "live" and one is not dependent on a counter of an electricity meter. Furthermore, the invention makes it possible to install a measuring means per circuit so that a better picture can be obtained of the energy consumption in a home. Note that the invention also allows to measure the total energy consumption, according to the wishes of the resident.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm zijn het meetmiddel en de communicatie-interface geïntegreerd in een module die ingericht is om gemonteerd te worden in de schakelkast. Op die manier zal een installateur dus eenvoudig de nodige modules kunnen voorzien in de schakelkast voor het meten van het energieverbruik in de gewenste stroomkringen. De metingen kunnen op een willekeurige wijze gecommuniceerd worden aan een gebruiker met behulp van het communicatie-interface. Op die manier kan een gebruiker dus op een eenvoudig te installeren manier op de hoogte worden gebracht van het energieverbruik in één of meer stroomkringen in zijn woning. Volgens een bijzonder voordelige uitvoering is de module ingericht om monteerbaar te zijn op een DIN rail.According to a preferred embodiment, the measuring means and the communication interface are integrated in a module which is arranged to be mounted in the switch cabinet. In this way an installer can easily provide the necessary modules in the switch cabinet for measuring the energy consumption in the desired circuits. The measurements can be communicated to a user in any way using the communication interface. In this way a user can be informed in a simple to install way of the energy consumption in one or more circuits in his home. According to a particularly advantageous embodiment, the module is adapted to be mountable on a DIN rail.

Volgens een mogelijke uitvoering omvat het meetmiddel een stroomtransf ormator die aanbrengbaar is rond één of meer draden van de ten minste één stroomkring, en een met de stroomtransformator verbonden meetschakeling voor het berekenen van het energieverbruik in de ten minste één stroomkring op basis van de stroom doorheen de stroomtransformator. Een dergelijke uitvoering heeft het voordeel dat de stroomkring niet moet worden onderbroken en dat één of meer draden doorgevoerd kunnen worden door de stroomtransformator al naargelang men één afzonderlijke stroomkring of meerdere stroomkringen gezamenlijk wenst te meten. Deze uitvoering is bijvoorbeeld integreerbaar in een module die een behuizing omvat waarin de meetschakeling is opgenomen, waarbij de stroomtransformator uitgevoerd is als een stroomtang die door middel van aansluitdraden verbonden is met de meetschakeling in de behuizing. De behuizing is dan bij voorkeur ingericht voor montage op een DIN rail.According to a possible embodiment, the measuring means comprises a current transformer which can be arranged around one or more wires of the at least one current circuit, and a measuring circuit connected to the current transformer for calculating the energy consumption in the at least one current circuit on the basis of the current through it the current transformer. Such an embodiment has the advantage that the circuit must not be interrupted and that one or more wires can be fed through the current transformer, depending on whether one individual circuit or several circuits want to be measured together. This embodiment can, for example, be integrated into a module comprising a housing in which the measuring circuit is included, the current transformer being designed as a current clamp connected to the measuring circuit in the housing by means of connecting wires. The housing is then preferably arranged for mounting on a DIN rail.

Volgens een andere mogelijke uitvoeringsvorm omvat het meetmiddel een shuntweerstand die opgenomen is in de ten minste één stroomkring, en een met de shuntweerstand verbonden meetschakeling voor het berekenen van het energieverbruik in de ten minste één stroomkring op basis van de spanning over de shuntweerstand. Een dergelijke uitvoering is bijvoorbeeld integreerbaar in een module die een behuizing omvat waarin de meetschakeling en shuntweerstand zijn opgenomen. De module is dan bij voorkeur voorzien van een ingangsklem en een uitgangsklem voor invoeging in een stroomkring, waarbij de shuntweerstand geschakeld is tussen de ingangsklem en de uitgangsklem. Verder is de behuizing bij voorkeur ingericht voor montage op een DIN rail.According to another possible embodiment, the measuring means comprises a shunt resistor included in the at least one circuit, and a measuring circuit connected to the shunt resistor for calculating the energy consumption in the at least one circuit based on the voltage across the shunt resistor. Such an embodiment can for instance be integrated into a module which comprises a housing in which the measuring circuit and shunt resistor are included. The module is then preferably provided with an input terminal and an output terminal for insertion into a circuit, the shunt resistor being connected between the input terminal and the output terminal. Furthermore, the housing is preferably adapted for mounting on a DIN rail.

Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm is verder een domoticabussysteem voorzien en is de communicatie-interface gekoppeld met het domoticabussysteem. Op die manier kan de meetdata dus verzonden worden via een bus om elders in het systeem te worden weergegeven of opgeslagen. Volgens een andere variant is de communicatie-interface voorzien van een zender voor het draadloos verzenden van het gemeten energieverbruik. Op die manier kan dus meetdata draadloos verzonden worden voor weergave of opslag in een andere inrichting buiten de schakelkast, bijvoorbeeld op een weergavescherm in de buurt van een deur van een woning, zodanig dat een bewoner attent kan worden gemaakt op het live gemeten energieverbruik op het ogenblik dat hij de woning verlaat.According to a possible embodiment, a home automation bus system is furthermore provided and the communication interface is coupled to the home automation bus system. In this way the measurement data can thus be sent via a bus to be displayed or stored elsewhere in the system. According to another variant, the communication interface is provided with a transmitter for wirelessly transmitting the measured energy consumption. In this way, measurement data can thus be transmitted wirelessly for display or storage in another device outside the control cabinet, for example on a display screen near a door of a home, such that a resident can be alerted to the live energy consumption measured on the moment he leaves the house.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is het meetmiddel ingericht om op opeenvolgende tijdstippen het elektrisch energieverbruik te meten. De tijdsperiode tussen opeenvolgende tijdstippen is bij voorkeur kleiner dan 5s, zodanig dat het effect van een live meting wordt verkregen.According to a preferred embodiment, the measuring means is adapted to measure the electric energy consumption at successive times. The time period between successive times is preferably less than 5s, such that the effect of a live measurement is obtained.

Volgens een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm zijn het meetmiddel en de communicatie-interface samen met een schakelelement geïntegreerd in eenzelfde module die ingericht is om gemonteerd te worden in de schakelkast, en bij voorkeur ingericht is om gemonteerd te worden op een DIN rail. Het schakelelement is gekoppeld met de communicatie-interface, een en ander zodanig dat het schakelelement aanstuurbaar is van buiten de schakelkast. Op die manier wordt een multifunctionele compacte module verkregen die door een installateur eenvoudig monteerbaar is in een schakelkast.According to a particularly advantageous embodiment, the measuring means and the communication interface, together with a switching element, are integrated in the same module which is adapted to be mounted in the switch box, and is preferably adapted to be mounted on a DIN rail. The switching element is coupled to the communication interface, such that the switching element can be controlled from outside the switch cabinet. In this way a multifunctional compact module is obtained that can easily be mounted in a switch cabinet by an installer.

Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm omvat het meetmiddel een shuntweerstand die in serie geschakeld is met een schakelelement, welke serieschakeling opgenomen is in de ten minste één stroomkring. Een meetschakeling voorzien tussen de ingangsklem en de uitgangsklem van de shuntweerstanden is ingericht voor het bepalen van het energieverbruik. De meetschakeling en het schakelelement zijn gekoppeld met de communicatie-interface voor communicatie met een inrichting buiten de schakelkast.According to a possible embodiment the measuring means comprises a shunt resistor which is connected in series with a switching element, which series connection is included in the at least one circuit. A measuring circuit provided between the input terminal and the output terminal of the shunt resistors is arranged for determining the energy consumption. The measuring circuit and the switching element are coupled to the communication interface for communication with a device outside the switch cabinet.

Volgens nog een andere uitvoeringsvorm zijn het meetmiddel en de communicatie-interface samen met een zekering geïntegreerd in een module die ingericht is om gemonteerd te worden in de schakelkast. Het meetmiddel omvat bij voorkeur een meetelement dat in serie geschakeld is met een zekering, welke serieschakeling opgenomen is in de ten minste één stroomkring. Een meetschakeling is voorzien tussen de ingangsklem en de uitgangsklem van het meetelement en is ingericht om het energieverbruik te berekenen op basis van de spanning tussen de ingangs- en de uitgangsklem. De meetschakeling is gekoppeld met de communicatie-interface voor het doorgeven van de meetdata buiten de schakelkast.According to yet another embodiment, the measuring means and the communication interface, together with a fuse, are integrated in a module which is arranged to be mounted in the switch cabinet. The measuring means preferably comprises a measuring element which is connected in series with a fuse, which series connection is included in the at least one electric circuit. A measuring circuit is provided between the input terminal and the output terminal of the measuring element and is adapted to calculate the energy consumption on the basis of the voltage between the input and the output terminal. The measuring circuit is coupled to the communication interface for transmitting the measuring data outside the switch cabinet.

Volgens nog een andere variant zijn het meetmiddel en de communicatie-interface samen met een dimmerschakeling geïntegreerd in een module die ingericht is om gemonteerd te worden in de schakelkast.According to yet another variant, the measuring means and the communication interface, together with a dimmer circuit, are integrated in a module which is adapted to be mounted in the switch cabinet.

De uitvinding betreft verder een systeem, in het bijzonder een domoticasysteem, dat gebruik maakt van een uitvoeringsvorm van een schakelkast zoals hierboven beschreven. Het systeem omvat bij voorkeur ten minste één weergavemiddel dat ingericht is voor het ontvangen van het gemeten energieverbruik via de communicatie-interface en voor het weergeven daarvan. Het weergave middel kan bijvoorbeeld een weergavescherm zijn dat via een geschikt communicatie-interface verbonden is met het domoticabussysteem of dat voorzien is van een communicatie-interface voor draadloze communicatie. Verder kunnen opslagmiddelen voorzien zijn voor het opslaan van opeenvolgende metingen van het gemeten energieverbruik, en verwerkingsmiddelen voor het bepalen van het energieverbruik in functie van de tijd.The invention further relates to a system, in particular a home automation system, which makes use of an embodiment of a switch box as described above. The system preferably comprises at least one display means which is adapted to receive the measured energy consumption via the communication interface and to display it. The display means can for instance be a display screen which is connected to the home bus system via a suitable communication interface or which is provided with a communication interface for wireless communication. Furthermore, storage means may be provided for storing successive measurements of the measured energy consumption, and processing means for determining the energy consumption as a function of time.

Volgens nog een ander aspect heeft de uitvinding betrekking op een module die bij voorkeur ingericht is voor montage in een uitvoeringsvorm van een schakelkast zoals hierboven beschreven. De meetmodule omvat een meetmiddel voor het meten van het elektrisch energieverbruik in ten minste één stroomkring van de meerdere stroomkringen; en een communicatie-interface verbonden met het meetmiddel voor het doorgeven van het gemeten energieverbruik naar een buiten de schakelkast gelegen inrichting. Volgens een voordelige uitvoering is de module ingericht voor montage op een DIN rail.According to yet another aspect, the invention relates to a module which is preferably adapted for mounting in an embodiment of a switch box as described above. The measuring module comprises a measuring means for measuring the electrical energy consumption in at least one circuit of the plurality of circuits; and a communication interface connected to the measuring means for transmitting the measured energy consumption to a device located outside the switch box. According to an advantageous embodiment, the module is adapted for mounting on a DIN rail.

Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm omvat het meetmiddel een stroomtransformator die aanbrengbaar is rond één of meer draden van de ten minste één stroomkring, en een met de stroomtransformator verbonden meetschakeling voor het berekenen van het energieverbruik in de ten minste één stroomkring op basis van de stroom doorheen de stroomtransformator. De module omvat bij voorkeur een behuizing waarin de meetschakeling is opgenomen, en de stroomtransformator is bij voorkeur uitgevoerd als een stroomtang die door middel van aansluitdraden verbonden is met de meetschakeling in de behuizing.According to a possible embodiment, the measuring means comprises a current transformer that can be arranged around one or more wires of the at least one current circuit, and a measuring circuit connected to the current transformer for calculating the energy consumption in the at least one current circuit on the basis of the current through the current current transformer. The module preferably comprises a housing in which the measuring circuit is included, and the current transformer is preferably designed as a current clamp connected to the measuring circuit in the housing by means of connecting wires.

Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm omvat het meetmiddel een shuntweer stand voor opname in de ten minste één stroomkring, en een met de shuntweerstand verbonden meetschakeling voor het berekenen van het energieverbruik in de ten minste één stroomkring op basis van de spanning over de shuntweerstand. De module omvat bij voorkeur een behuizing waarin de meetschakeling en shuntweerstand zijn opgenomen, en de module is bij voorkeur voorzien van een ingangsklem en een uitgangsklem voor invoeging in een stroomkring, waarbij de shuntweerstand geschakeld is tussen de ingangsklem en de uitgangsklem.According to a possible embodiment, the measuring means comprises a shunt resistor for incorporation in the at least one current circuit, and a measuring circuit connected to the shunt resistor for calculating the energy consumption in the at least one current circuit on the basis of the voltage across the shunt resistor. The module preferably comprises a housing in which the measuring circuit and shunt resistor are included, and the module is preferably provided with an input terminal and an output terminal for insertion into a circuit, the shunt resistor being connected between the input terminal and the output terminal.

Volgens een voordelige uitvoering is ook een schakelelement en/of een zekering en/of een dimmerschakeling geïntegreerd in de module voor het schakelen van een stroomkring, bij voorkeur op de manier zoals hierboven beschreven. Het schakelelement is bij voorkeur gekoppeld met de communicatie-interface, een en ander zodanig dat het schakelelement aanstuurbaar is van buiten de schakelkast.According to an advantageous embodiment, a switching element and / or a fuse and / or a dimmer circuit is also integrated in the module for switching a circuit, preferably in the manner as described above. The switching element is preferably coupled to the communication interface, such that the switching element can be controlled from outside the switch box.

Het meetmiddel en de communicatie-interface kunnen verder één of meer van de hierboven in het kader van de schakelkast beschreven eigenschappen vertonen.The measuring means and the communication interface can furthermore exhibit one or more of the properties described above in the context of the switch cabinet.

De onderhavige uitvinding zal nader toegelicht worden aan de hand van een aantal geenszins beperkende uitvoeringsvoorbeelden van meetmodules volgens de uitvinding met verwijzing naar de tekeningen in bijlage waarin:The present invention will be further elucidated on the basis of a number of in no way limiting exemplary embodiments of measuring modules according to the invention with reference to the attached drawings in which:

Figuur 1 een blokschema is van een eerste uitvoeringsvorm van een meetmodule voor inbouw in een schakelkast volgens de uitvinding;Figure 1 is a block diagram of a first embodiment of a measuring module for installation in a switch cabinet according to the invention;

Figuur 2 een blokschema is van een tweede uitvoeringsvorm van een meetmodule voor montage in een schakelkast volgens de uitvinding;Figure 2 is a block diagram of a second embodiment of a measuring module for mounting in a switch cabinet according to the invention;

Figuur 3 een blokschema is van een derde uitvoeringsvorm van een meet- en schakelmodule voor montage in een schakelkast volgens de uitvinding; enFigure 3 is a block diagram of a third embodiment of a measuring and switching module for mounting in a switch cabinet according to the invention; and

Figuur 4 een blokschema is van een vierde uitvoeringsvorm van een meet- en zekeringmodule voor montage in een schakelkast volgens de uitvinding.Figure 4 is a block diagram of a fourth embodiment of a measuring and fuse module for mounting in a switch cabinet according to the invention.

Figuur 1 illustreert hoe de netspanning 1 via een stroomkring 4 afgeleverd wordt aan een belasting 3. Een zekering 2 beveiligt de stroomkring 4 tegen kortsluiting en overbelasting en is in de praktijk veelal een automatische zekering. De belasting 3 kan bijvoorbeeld bestaan uit één enkel toestel of een groep toestellen waarvan men het elektrisch energieverbruik wenst te monitoren.Figure 1 illustrates how the mains voltage 1 is supplied via a circuit 4 to a load 3. A fuse 2 protects the circuit 4 against short-circuits and overloads and in practice is often an automatic fuse. The load 3 may, for example, consist of a single device or a group of devices whose electrical energy consumption is to be monitored.

Een meetmodule 10 is ingevoegd in de stroomkring 4 voor het meten van het energieverbruik van de belasting 3. De meetmodule 10 omvat een shunt- of meetweerstand 11, een meetschakeling 12, een communicatie-interface 13 en een voeding 14. De meetmodule 10 is bij voorkeur ingericht om monteerbaar te zijn op een DIN rail in een schakelkast. De voeding 14 is een voedingsschakeling die de netspanning omzet naar een laagspanning die bruikbaar is voor de meetschakeling en voor de communicatie-interface 13. De shunt weer stand 11 zet de stroom die door de stroomkring 4 loopt om in een spanning tussen de ingangsklemmen van de meetschakeling 12. Deze spanning wordt verwerkt door de meetschakeling 12 voor het berekenen van het energieverbruik of van een daarvoor representatieve waarde. De meetschakeling 12 neemt typisch in hoofdzaak de vorm aan van een geïntegreerde schakeling. Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm zal de meetschakeling de analoge signalen (zoals de spanning over de shuntweerstand 11) versterken, en de spanning en stroom vermenigvuldigen om zo het actuele elektrisch vermogen te berekenen. Optioneel kunnen ook aanvullende meetwaarden zoals de spanning en de stroom beschikbaar zijn. Bij voorkeur maakt de meetschakeling de meetgegevens digitaal beschikbaar.A measuring module 10 is inserted into the circuit 4 for measuring the energy consumption of the load 3. The measuring module 10 comprises a shunt or measuring resistor 11, a measuring circuit 12, a communication interface 13 and a power supply 14. The measuring module 10 is at preferably arranged to be mountable on a DIN rail in a switch cabinet. The power supply 14 is a supply circuit which converts the mains voltage to a low voltage which can be used for the measuring circuit and for the communication interface 13. The shunt resistor 11 converts the current flowing through the circuit 4 into a voltage between the input terminals of the measuring circuit 12. This voltage is processed by the measuring circuit 12 for calculating the energy consumption or a value representative thereof. The measuring circuit 12 typically takes substantially the form of an integrated circuit. According to a possible embodiment, the measuring circuit will amplify the analog signals (such as the voltage across the shunt resistor 11), and multiply the voltage and current in order to calculate the current electrical power. Optionally, additional measurement values such as the voltage and current can also be available. The measuring circuit preferably makes the measuring data digitally available.

De communicatie-interface 13 verzamelt de gegevens van de meetschakeling en stelt deze beschikbaar voor gebruik in een domoticasysteem of een stand-alone systeem. Als stand-alone systeem kan bijvoorbeeld gedacht worden aan een weergavescherm waarop het gemeten energieverbruik live wordt weergegeven. Een dergelijk scherm kan bijvoorbeeld aangebracht worden bij de voordeur van een huis zodanig dat een bewoner het energieverbruik ziet wanneer hij zijn huis verlaat. De communicatie met het domoticasysteem of het stand-alone systeem kan op meerdere manieren gerealiseerd worden, bijvoorbeeld door middel van een draadloze communicatie en/of door middel van een bedrade busaansluiting en/of door middel van een communicatie via de netspanningdraden.The communication interface 13 collects the data from the measuring circuit and makes it available for use in a home automation system or a stand-alone system. As a stand-alone system, for example, a display screen on which the measured energy consumption is displayed live. Such a screen can for instance be arranged at the front door of a house such that a resident sees the energy consumption when he leaves his house. Communication with the home automation system or the stand-alone system can be realized in several ways, for example by means of wireless communication and / or by means of a wired bus connection and / or by means of communication via the mains wires.

Figuur IA illustreert een mogelijke uitvoering van de communicatie-interface ingericht om een koppeling met een bus te realiseren. De communicatie-interface 13 omvat een digitale isolator 15, een businterface 16 en een microcontroller 17. De signalen die afkomstig zijn van de meetschakeling 12 zijn gekoppeld met de netspanning. De digitale isolator 15 is bedoeld om een veiligheidsscheiding te realiseren tussen de netspanning 1 en de bus 18. Typisch wordt in elke module die met de bus 18 verbonden is een microcontroller 17 voorzien om de gegevens op een geschikte manier te verzenden via de bus. In de uitvoering van figuur 1 en figuur IA worden de gegevens uit de meetschakeling 12 uitgelezen · en op een voor het domoticasysteem herkenbare wijze via de bus 18 verzonden. Ook het businterface 16 is typisch aanwezig in elke module die met de bus 18 is verbonden. Deze interface laat de microcontroller 17 toe om berichten op de bus te verzenden en te ontvangen.Figure 1A illustrates a possible embodiment of the communication interface arranged to realize a connection to a bus. The communication interface 13 comprises a digital isolator 15, a bus interface 16 and a microcontroller 17. The signals from the measuring circuit 12 are coupled to the mains voltage. The digital isolator 15 is intended to realize a safety separation between the mains voltage 1 and the bus 18. Typically, in each module connected to the bus 18, a microcontroller 17 is provided to transmit the data in a suitable manner via the bus. In the embodiment of Fig. 1 and Fig. 1A the data is read out from the measuring circuit 12 and sent via the bus 18 in a manner recognizable for the home automation system. The bus interface 16 is also typically present in each module that is connected to the bus 18. This interface allows the microcontroller 17 to send and receive messages on the bus.

Het voordeel van de meetmodule van figuur 1 is dat deze een nauwkeurige meting van het energieverbruik toelaat. Het meetbereik is typisch beperkt tot een ongeveer 16A. Merk verder op dat het mogelijk is om meerdere shuntweerstanden en meetschakelingen te voorzien in de module van figuur 1 welke dan bedoeld zijn voor het meten van meerdere stroomkringen.The advantage of the measuring module of figure 1 is that it allows an accurate measurement of the energy consumption. The measuring range is typically limited to an approximately 16A. Note further that it is possible to provide multiple shunt resistors and measuring circuits in the module of Figure 1 which are then intended for measuring multiple circuits.

Figuur 2 illustreert een variant van de meetmodule van figuur 1 waarin in plaats van een shuntweerstand een stroomtransformator wordt gebruikt. De meetmodule 20 omvat een meetschakeling 22, een communicatie-interface 23, en een voeding 24 welke gelijkaardig zijn aan de onderdelen 12, 13 en 14 van figuur 1 en deze onderdelen zullen bijgevolg niet opnieuw worden beschreven. De meetmodule 20 is bij voorkeur ingericht om monteerbaar te zijn op een DIN rail in een schakelkast. Een stroomtransformator 21 is ofwel ingebouwd in de meetmodule 20 ofwel door middel van aansluitingen verbonden met de meetmodule 20. De stroomtransformator 21 kan een standaard component zijn bestaande uit een magnetische kern omringd door een aantal wikkelingen die de secondaire kring vormen. Een draad van de stroomkring 4 wordt doorheen de kern gevoerd. Op die manier is de uitgangsspanning aan de klemmen van de secondaire kring een maat voor de stroom doorheen de draad, zodanig dat de meetschakeling op basis van deze meting het vermogensverbruik kan berekenen. Het voordeel van de variant van figuur 2 is dat de stroomkring 4 niet onderbroken moet worden en dat stroomtransformatoren typisch een groot meetbereik toelaten, bijvoorbeeld van 0-63A. Een bijkomend voordeel is dat ook meerdere draden door de kern van de stroomtransformator gevoerd kunnen worden indien men meerdere stroomkringen gezamenlijk wenst te meten. Op die manier kan men dus ook een globale meting van het energieverbruik in een woning meten en doorgeven voor weergave op een beeldscherm.Figure 2 illustrates a variant of the measuring module of Figure 1 in which a current transformer is used instead of a shunt resistor. The measuring module 20 comprises a measuring circuit 22, a communication interface 23, and a power supply 24 which are similar to the parts 12, 13 and 14 of Figure 1 and these parts will therefore not be described again. The measuring module 20 is preferably adapted to be mountable on a DIN rail in a switch cabinet. A current transformer 21 is either built into the measuring module 20 or connected to the measuring module 20 by means of connections. The current transformer 21 can be a standard component consisting of a magnetic core surrounded by a number of windings forming the secondary circuit. A wire from the circuit 4 is passed through the core. In this way, the output voltage at the terminals of the secondary circuit is a measure of the current through the wire, such that the measuring circuit can calculate the power consumption on the basis of this measurement. The advantage of the variant of Figure 2 is that the circuit 4 must not be interrupted and that current transformers typically allow a large measuring range, for example from 0-63A. An additional advantage is that several wires can also be passed through the core of the current transformer if it is desired to measure several electrical circuits together. In this way one can also measure a global measurement of energy consumption in a home and pass it on for display on a screen.

Figuur 3 illustreert een variant van de module van figuur 1 waarin tevens een schakelelement 35 is opgenomen in de module ter vorming van een meet- en schakelmodule 30 die bij voorkeur ingericht is om monteerbaar te zijn op een DIN rail in een schakelkast. De meet- en schakelmodule 30 omvat een shuntweerstand 31, een meetschakeling 32, een communicatie-interface 33, en een voeding 34 welke gelijkaardig zijn aan de onderdelen 11, 12, 13 en 14 van figuur 1 en bijgevolg niet opnieuw worden beschreven. Het schakelelement 35 is in serie geschakeld met de shuntweerstand 31, waarbij deze serieschakeling opgenomen is in de stroomkring 4. Het schakelelement kan bijvoorbeeld een standaard relais zijn. Het schakelelement kan aangestuurd worden vanuit het domoticasysteem via de bus 38 en de communicatie-interface 33, en de meetschakeling 32 geeft via de bus 38 en de communicatie-interface 33 het energieverbruik in de stroomkring 4 door aan het domoticasysteem of een stand-alone systeem om daar te worden opgeslagen en/of weergegeven.Figure 3 illustrates a variant of the module of Figure 1 in which also a switching element 35 is included in the module to form a measuring and switching module 30 which is preferably adapted to be mountable on a DIN rail in a switch cabinet. The measuring and switching module 30 comprises a shunt resistor 31, a measuring circuit 32, a communication interface 33, and a power supply 34 which are similar to the components 11, 12, 13 and 14 of Figure 1 and therefore not described again. The switching element 35 is connected in series with the shunt resistor 31, this series connection being included in the circuit 4. The switching element can for instance be a standard relay. The switching element can be controlled from the home automation system via the bus 38 and the communication interface 33, and the measuring circuit 32 transmits the energy consumption in the circuit 4 via the bus 38 and the communication interface 33 to the home automation system or a stand-alone system to be saved and / or displayed there.

Het voordeel van de variant van figuur 3 is dat een compacte module wordt verschaft waarin een stroomkring zowel geschakeld als gemeten kan worden. Als gevolg van het gebruik van een shuntweerstand en van een relais is het meetbereik typisch beperkt, bijvoorbeeld van 0-16A. Merk verder op dat het mogelijk is om meerdere shuntweerstand/meetschakeling/schakelelement schakelingen te voorzien in de module van figuur 1 welke dan bedoeld zijn voor het meten en schakelen van meerdere stroomkringen.The advantage of the variant of Figure 3 is that a compact module is provided in which a circuit can be switched as well as measured. Due to the use of a shunt resistor and a relay, the measuring range is typically limited, for example from 0-16A. Further note that it is possible to provide multiple shunt resistor / measuring circuit / switching element circuits in the module of Figure 1 which are then intended for measuring and switching multiple circuits.

Figuur 4 illustreert een variant van de module van figuur 1/2 waarin bijkomend een zekering 45 is opgenomen in de module ter vorming van een meet- en zekeringmodule 40. De meet- en zekeringmodule 40 omvat een shuntweerstand of stroomtransformator 41, een meetschakeling 42, en een voeding 44 welke gelijkaardig zijn aan de onderdelen 11/21, 12, en 14 van figuur 1 en 2 en deze onderdelen zullen bijgevolg niet opnieuw worden beschreven. De zekering 45 is bijvoorbeeld een standaard mechanisme automatische zekering, waarbij het typisch thermisch en magnetisch werkend mechanisme zorgt voor een uitschakeling bij kortsluiting of overbelasting. Een dergelijke component zit typisch in de standaard automatische zekeringmodules die monteerbaar zijn in een schakelkast. Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm zou men de bestaande zekeringmodules kunnen vergroten, bijvoorbeeld tot de maximum maten DIN43880 en de meetschakeling onderaan in de module kunnen monteren, eventueel met een verkleinde vlamboogkamer waarin bepaalde componenten omhoog worden bewogen. De shuntweerstand zou men dan in een hoger gelegen positie kunnen monteren, in serie met de schakelfunctie van de zekering.Figure 4 illustrates a variant of the module of Figure 1/2 in which additionally a fuse 45 is included in the module to form a measuring and fuse module 40. The measuring and fuse module 40 comprises a shunt resistor or current transformer 41, a measuring circuit 42, and a power supply 44 similar to parts 11/21, 12, and 14 of Figs. 1 and 2, and these parts will therefore not be described again. The fuse 45 is, for example, a standard automatic fuse mechanism, the typical thermal and magnetically acting mechanism causing a short circuit or overload shutdown. Such a component is typically in the standard automatic fuse modules that can be mounted in a switch cabinet. According to a possible embodiment, the existing fuse modules could be enlarged, for example up to the maximum dimensions DIN 43880 and the measuring circuit mounted at the bottom of the module, possibly with a reduced arc chamber in which certain components are raised. The shunt resistor could then be mounted in a higher position, in series with the switching function of the fuse.

Figuur 4A illustreert in detail een mogelijke communicatie-interface 43 voor de uitvoeringsvorm van figuur 4. De communicatie-interface 43 omvat een microcontroller 47 en een RF zender en ontvanger 48 welke ervoor zorgen dat de meetdata afkomstig van de meetschakeling 42 in een geschikt formaat draadloos verzonden kunnen worden buiten de schakelkast, bijvoorbeeld naar een domoticasysteem of naar een stand-alone systeem. Merk op dat de communicatie-interfaces van figuren 1, 2 en 3 tevens kunnen uitgevoerd zijn als de communicatie-interface beschreven voor figuur 4A, en omgekeerd zou de communicatie-interface van figuur 4 ook uitgevoerd kunnen zijn zoals beschreven in figuur 1.Figure 4A illustrates in detail a possible communication interface 43 for the embodiment of Figure 4. The communication interface 43 comprises a microcontroller 47 and an RF transmitter and receiver 48 which ensure that the measurement data from the measurement circuit 42 is wireless in a suitable format can be sent outside the control cabinet, for example to a home automation system or to a stand-alone system. Note that the communication interfaces of Figures 1, 2 and 3 may also be designed as the communication interface described for Figure 4A, and conversely, the communication interface of Figure 4 could also be embodied as described in Figure 1.

Het voordeel van de variant van figuur 4 is dat een compacte module wordt verschaft waarin een meetfunctie opgenomen is in de zekeringmodule, zodanig dat minder modules geïnstalleerd moeten worden en de aansluitwerkzaamheden beperkt blijven. Merk op dat eventueel ook een schakelelement zou toegevoegd kunnen worden aan deze module om de functionaliteit verder te verhogen.The advantage of the variant of Figure 4 is that a compact module is provided in which a measuring function is included in the fuse module, such that fewer modules have to be installed and the connection work is limited. Note that possibly also a switching element could be added to this module to further increase the functionality.

Volgens nog een verdere niet geïllustreerde variant is de meetfunctionaliteit voorzien in een dimmermodule die ingericht is voor montage in de schakelkast. Ook voor deze variant kan geopteerd worden voor een ingebouwde shuntweer stand of voor een al dan niet ingebouwde stroomtransformator.According to yet another non-illustrated variant, the measuring functionality is provided in a dimmer module which is adapted for mounting in the switch cabinet. For this variant it is also possible to opt for a built-in shunt resistor or for a built-in current transformer.

De vakman zal begrijpen dat de uitvinding niet beperkt is tot de hierboven beschreven uitvoeringsvoorbeelden en dat vele varianten denkbaar zijn welke vallen binnen het kader van de uitvinding dat enkel bepaald wordt door de hiernavolgende conclusies.Those skilled in the art will understand that the invention is not limited to the exemplary embodiments described above and that many variants are conceivable which fall within the scope of the invention which is only determined by the following claims.

Claims

A control cabinet for mounting therein inter alia electrical fuses for safely connecting the network to a plurality of circuits, wherein the control cabinet comprises: a measuring means for measuring the electrical energy consumption in at least one circuit of the plurality of circuits; and - a communication interface connected to the measuring means for transmitting the measured energy consumption to a device located outside the switch cabinet, characterized in that the measuring means and the communication interface together with a switching element for interrupting the at least one circuit can be integrated in a module which is adapted to be mounted in the switch box, which switch element is coupled to the communication interface, such that the switch element can be controlled from outside the switch box.

Switch box according to claim 1, characterized in that the module can be mounted on a DIN rail.

3. Switch box as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the measuring means comprises a current transformer which can be arranged around one or more wires of the at least one current circuit, and a measuring circuit connected to the current transformer for calculating the energy consumption in the at at least one circuit based on the current through the current transformer.

Switch box according to claim 1 or 2 and 3, characterized in that the module comprises a housing in which the measuring circuit is included and that the current transformer is designed as a current clamp connected to the measuring circuit in the housing by means of connecting wires.

A control cabinet according to any one of claims 1-2, characterized in that the measuring means comprises a shunt resistor included in the at least one circuit, and a measuring circuit connected to the shunt resistor for calculating the energy consumption in the at least one circuit based on the voltage across the shunt resistor.

Switch box according to claims 1 or 2 and 5, characterized in that the module comprises a housing in which the measuring circuit and shunt resistor are included and that the module is provided with an input terminal and an output terminal for insertion into a circuit, the shunt resistor being switched is between the input terminal and the output terminal.

Switch box according to one of the preceding claims, further comprising a home bus system, wherein the communication interface is coupled to the home bus system.

Switch box according to one of the preceding claims, characterized in that the communication interface comprises a transmitter for wirelessly transmitting the measured energy consumption.

Switch box according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring means is adapted to measure the electrical energy consumption at successive times.

Switch box according to claim 9, characterized in that the time period between consecutive times is less than 5 seconds, such that the effect of a live measurement is obtained.

11. Switch box as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the measuring means comprises a shunt resistor with an input and output terminal which is connected in series with a switching element, which series connection is included in the at least one circuit, wherein a measuring circuit is provided between the input terminal and the output terminal of the shunt resistor, which measuring circuit and switching element are coupled to the communication interface for communication with a device outside the switch cabinet.

12. Switch box for mounting therein inter alia electrical fuses for safely connecting the network to a plurality of circuits, the switch box being provided with: a measuring means for measuring the electrical energy consumption in at least one circuit of the plurality of circuits; and - a communication interface connected to the measuring means for transmitting the measured energy consumption to a device located outside the switch cabinet, characterized in that the measuring means and the communication interface are integrated together with a fuse in a module which is arranged to to be mounted in the control cabinet.

A control cabinet according to any one of the preceding claims, characterized in that the measuring means comprises a measuring element with an input and output terminal connected in series with a fuse, which series connection is included in the at least one circuit, wherein a measuring circuit is provided between the input terminal and the output terminal, which measuring circuit is coupled to the communication interface.

14. Switch box for mounting therein inter alia electrical fuses for safely connecting the network to a plurality of circuits, the switch box being provided with: a measuring means for measuring the electrical energy consumption in at least one circuit of the plurality of circuits; - a communication interface connected to the measuring means for transmitting the measured energy consumption to a device located outside the switch box; characterized in that the measuring means and the communication interface are integrated together with a dimmer circuit in a module which is adapted to be mounted in the switch cabinet.

A system, in particular a home automation system, comprising a switch box according to any one of the preceding claims, and at least one display means adapted to receive the measured energy consumption via the communication interface and to display it.

A system, in particular a home automation system, comprising a switch box according to any one of the preceding claims, storage means for storing successive measurements of the measured energy consumption; and processing means for determining the energy consumption as a function of time.

A module adapted for mounting in a switch cabinet according to any one of claims 1-14, comprising: a measuring means for measuring the electrical energy consumption in at least one circuit of the plurality of circuits; and - a communication interface connected to the measuring means for transmitting the measured energy consumption to a device located outside the switch cabinet.

18. Module according to claim 17 adapted for mounting on a DIN rail.

A module according to claim 17 or 18, characterized in that the measuring means comprises a current transformer that can be arranged around one or more wires of the at least one current circuit, and a measuring circuit connected to the current transformer for calculating the energy consumption in the at at least one circuit based on the current through the current transformer; wherein the module comprises a housing in which the measuring circuit is included; and wherein the current transformer is designed as a current clamp connected to the measuring circuit in the housing by means of connecting wires.

Module according to claim 17 or 18, characterized in that the measuring means comprises a shunt resistor for inclusion in the at least one circuit, and a measuring circuit connected to the shunt resistor for calculating the energy consumption in the at least one circuit based on the voltage across the shunt resistor; wherein the module comprises a housing in which the measuring circuit and shunt resistor are included; and wherein the module is provided with an input terminal and an output terminal for insertion into a circuit, the shunt resistor being connected between the input terminal and the output terminal.

A module according to any one of claims 17-20, further comprising a switching element which is coupled to the communication interface, such that the switching element can be controlled from outside the switch box.

Module according to claim 21, characterized in that the measuring means comprises a shunt resistor connected in series with the switching element, the module being provided with an input terminal and an output terminal between which the series connection of the shunt resistor and the switching element is included.

The module of any one of claims 17-22, further comprising an electrical fuse.