BE1028726A1

BE1028726A1 - Uitbreidingselement voor een toestel in een bus netwerk

Info

Publication number: BE1028726A1
Application number: BE20205744A
Authority: BE
Inventors: Wouter Moors; Roel Velkeneers; Roel Apers
Original assignee: Constell8
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2022-05-16
Also published as: WO2022084526A1; CN116325666A; BE1028726B1; EP4233279A1; US20230327909A1

Abstract

Een uitbreidingselement (400, 500, 600) voor een toestel (404, 504, 604) aangepast om met andere toestellen verbonden te worden in een lineair netwerk met bus topologie, omvattende: - een eerste (401) en een tweede (402) connectiepunt; - een derde connectiepunt (403) aangepast om het uitbreidingselement (400, 500, 600) te connecteren met een sturingseenheid (203) omvat in het toestel (404, 504, 604); - een schakelaar (405) verbonden met het eerste (401) en tweede connectiepunt (402), zodat o in gesloten stand van de schakelaar (405) een rechtstreekse verbinding aanwezig is tussen het eerste (401) en tweede (402) connectiepunt; o in geopende stand van de schakelaar (405) de rechtstreekse verbinding is verbroken; - een verwerkingseenheid (406) verbonden met het derde connectiepunt (403), en met het eerste (401) en/of tweede (402) connectiepunt, waarbij de verwerkingseenheid (406) is geconfigureerd om de stand van de schakelaar (405) te wijzigen.

Description

-1-

UITBREIDINGSELEMENT VOOR EEN TOESTEL IN EEN BUS NETWERK BEZ Technisch Gebied

[01] De onderhavige uitvinding heeft algemeen betrekking op het aansturen van toestellen in een entertainment of andere installatie. De uitvinding levert in het bijzonder een retrofit-oplossing voor een systeem met klassieke RS485/DMX512 technologie, welke een meer efficiënte configuratie en verhoogde betrouwbaarheid toelaat.

Achtergrond van de Uitvinding

[02] In entertainment toepassingen zoals festivals, concerten, en toneelvoorstellingen wordt gebruik gemaakt van professionele installaties om toestellen aan te sturen. Deze toestellen zijn bijvoorbeeld spots, luidsprekers, een rookmachine, of motoren welke de beweging van decorelementen aandrijven. Hierbij wordt via een centrale aansturing, bijvoorbeeld een licht- of geluidstafel, geregeld hoe de toestellen zich dienen te gedragen, en wordt deze sturingsdata via een netwerk van communicatiekabels naar de verschillende toestellen verstuurd. Vaak gaat het om erg omvangrijke installaties, met honderden aangesloten toestellen.

[03] Typisch worden de toestellen met elkaar verbonden in een netwerk, waarbij de uitgangspoort van het ene toestel via een communicatiekabel met de ingangspoort van een volgend toestel wordt verbonden om een seriële keten te vormen. Een uiteinde van deze keten wordt dan verbonden met de licht- of geluidstafel waarop de aansturing gebeurt. Elk toestel heeft een eigen controller welke op basis van ontvangen sturingsdata het toestel aanstuurt, i.e. zorgt voor bijvoorbeeld licht van een bepaalde kleur, geluid van een bepaalde sterkte, een bepaalde mechanische beweging, enz.

[04] In een klassieke opstelling van dergelijke installaties wordt voor de netwerkcommunicatie gebruik gemaakt van de RS-485 standaard en het DMX512 protocol. RS-485 is een standaard welke kenmerken definieert met

-2- betrekking tot de fysische laag van het netwerk. RS-485 maakt gebruik van een 29074 differentieel signaal (Engels: ‘differential signaling’), waarbij informatie verzonden wordt als een eerste spanningssignaal over een eerste geleider en een tweede, geïnverteerd, spanningssignaal over een tweede geleider. Gezien enkel het spanningsverschil tussen beide geleiders gedetecteerd wordt door de ontvanger, is de techniek minder gevoelig voor elektromagnetische ruis. De RS- 485 standaard laat verder toe een netwerk met lineaire bus topologie te implementeren. Bij dergelijke bus topologie heeft het netwerk een gemeenschappelijke lijn of ‘bus’ waarlangs data wordt gecommuniceerd, en connecteert elk toestel via een interface op deze gemeenschappelijke lijn. Alle data wordt dus gecommuniceerd via de gemeenschappelijke bus, en wordt door elk toestel in het netwerk ontvangen. Tenslotte laat de RS-485 standaard enkel half-duplex communicatie toe, wat betekent dat zenden en ontvangen gebeurt over dezelfde signaallijnen maar nooit tegelijkertijd.

[05] In een professionele entertainment installatie met RS485 standaard worden communicatiekabels met 3-pins of 5-pins XLR-connectoren gebruikt om de uitgang van het ene toestel met de ingang van een ander toestel te verbinden, zogenaamde ‘daisy chaining’. Gezien binnenin elk toestel de in- en uitgang rechtstreeks zijn verbonden, ontstaat de bovenvermelde bus topologie: de gemeenschappelijke ‘bus’ wordt gevormd door de communicatiekabels tussen de toestellen enerzijds, en de in-uit verbindingen binnenin de toestellen anderzijds. Het voordeel van een dergelijke bus topologie is dat wanneer één van de toestellen een stroomonderbreking heeft, de toestellen die verderop in de ketting aangesloten zijn hun signaal correct blijven ontvangen.

[06] In een klassieke opstelling van een professionele entertainment installatie wordt de RS-485 standaard gebruikt in combinatie met het DMX512 protocol (Digital MultipleXed). Binnen dit protocol worden 512 kanalen beschouwd, welke verdeeld worden over de toestellen binnen het netwerk. Elk toestel krijgt dus een aantal kanalen toegewezen, en elk kanaal wordt gebruikt om een bepaalde functie op het toestel te sturen. Het aantal gebruikte kanalen per toestel kan verschillen van toestel tot toestel. Bij configuratie krijgt elk toestel

-3- BE2020/5744 een startadres toegewezen; via de gemeenschappelijke bus ontvangen alle toestellen dezelfde data, maar de controller van elk toestel luistert enkel naar de kanalen vanaf het ingestelde startadres.

[07] De hierboven beschreven klassieke oplossing met RS-485 standaard en DMX512 protocol is reeds meer dan 30 jaar gekend, maar wordt nog steeds zeer vaak toegepast in de professionele AV-markt. Ook in andere toepassingen buiten de entertainment sector wordt deze klassieke oplossing courant gebruikt, bijvoorbeeld voor het aansturen van de lichtjes die in een parkeergarage aangeven of een parkeerplaats reeds bezet is.

[08] Echter gaat het gebruik van een dergelijke klassieke oplossing gepaard met een aantal nadelen. Een eerste nadeel betreft de configuratie van het communicatienetwerk. Configuratie houdt in dat wordt ingesteld met welke kanalen welke functie van welk toestel geregeld zal worden. Hierbij dient de onderlinge positie van de toestellen in kaart te worden gebracht, en dient aan elk toestel in het netwerk een startadres te worden toegekend zodat het weet naar welke kanalen het dient te luisteren. Configuratie dient voor elk nieuw event of voorstelling, waarbij er van een andere opstelling gebruik wordt gemaakt, opnieuw te gebeuren.

[09] In grote lijnen zijn er twee manieren mogelijk voor configuratie. Bij een eerste manier wordt op elk individueel toestel het startadres ingesteld, bijvoorbeeld aan de hand van een reeks schakelaartjes of zogenaamde DIP switch op het toestel. Vaak is al een berekening vereist om de juiste positie van de schakelaartjes te bepalen, wat leidt tot een complexe en foutgevoelige instelling. Verder wordt er manueel een schema opgesteld waarin wordt bijgehouden welk toestel zich op welke plaats in het netwerk bevindt, en welke kanalen voor elk toestel bestemd zijn. Gezien de omvang van een professionele installatie, is dergelijke configuratiemethode complex, tĳdrovend en foutgevoelig.

[10] Een tweede manier voor configuratie maakt gebruik van het zogenaamde RDM-protocol. Dergelijk protocol laat een tweerichtingscommunicatie toe via

-4- BE2020/5744 een vraag-antwoord systeem. Hiermee kan via de computer van de centrale aansturing een lijst worden gemaakt van de toestellen aanwezig in het netwerk, waarbij elk toestel wordt gekenmerkt door een unieke ESTA-code. Bij configuratie wordt door de centrale aansturing een vraag verstuurd, bijvoorbeeld: ‘zijn er toestellen aanwezig met een code tussen 0 en 100’. Zolang er meerdere toestellen hierop willen antwoorden, is het antwoord onverstaanbaar, gezien de gemeenschappelijke bus waarover ale communicatie verloopt. Bijgevolg dient de vraag te worden verfijnd, tot bijvoorbeeld: ‘zijn er toestellen aanwezig met een code tussen 0 en 50°. Is er slechts één toestel dat antwoordt, dan is dit toestel geïdentificeerd. Dergelijke vraagstelling dient op iteratieve wijze te worden verdergezet tot een lijst werd bekomen met de codes van alle aangesloten toestellen. Gezien telkens opnieuw op een antwoord moet gewacht worden en veel iteraties nodig kunnen zijn, neemt ook deze manier van configureren veel tijd in beslag. Bovendien kan hiermee wel een lijst van toestellen worden opgebouwd op automatische wijze, maar geen volgorde van de aangesloten toestellen in het netwerk. Het is dus nog steeds nodig om manueel in kaart te brengen waar in de keten elk toestel zich bevindt.

[11] Behalve de complexe en tijdrovende configuratie, situeert een ander nadeel van de klassieke oplossing zich op het vlak van betrouwbaarheid, meer bepaald bij het optreden van een defect in een communicatiekabel. In geval van een breuk in een kabel, zijn er reeds bestaande systemen die dergelijk probleem kunnen oplossen: een speciale functie laat dan toe om een aantal van de toestellen uit het netwerk via een andere weg te bereiken. Het volstaat hierbij het netwerk als ring op te bouwen. Echter, in geval van kortsluiting in een kabel, valt - omwille van de bus topologie - het volledige dataverkeer over de gemeenschappelijke bus stil. Geen enkele van de toestellen kan bijgevolg nog worden aangestuurd. Bovendien kan er niet automatisch achterhaald worden in welke kabel het defect zich situeert, wat opnieuw veel tijdsverlies door manuele interventies met zich meebrengt.

-5-

[12] Naast de beschreven klassieke RS485/DMX512 oplossing zijn reede 976 meer recente Ethernet-gebaseerde oplossingen gekend. Hierbij worden de toestellen bijvoorbeeld in serie geschakeld, met een switch in elk toestel die bepaalt of het datapakket voor het toestel zelf bestemd is dan wel dient te worden doorgegeven aan het volgende toestel. Dergelijke oplossing heeft als nadeel dat bij een stroomonderbreking in het toestel, het dataverkeer naar de volgende toestellen stilvalt. Daarnaast bezitten veel gebruikers op vandaag nog steeds de klassieke RS485/DMX512 oplossing, en zou de omschakeling naar een ander type oplossing een dure aankoop vereisen.

[13] Bijgevolg is er nood aan een oplossing waarbij de klassieke RS485/DMX512 technologie nog steeds kan worden ingezet, maar via een retrofit de nadelen wat betreft configuratie en betrouwbaarheid kunnen verholpen worden.

[14] Het is een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een oplossing te beschrijven die één of meerdere van de hierboven beschreven nadelen van oplossingen uit de stand der techniek overwint. Meer specifiek is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een retrofit-oplossing te beschrijven voor een systeem met klassieke RS485/DMX512 technologie, welke een meer efficiënte configuratie en verhoogde betrouwbaarheid toelaat. Samenvatting van de Uitvinding

[15] Volgens een eerste aspect van onderhavige uitvinding worden de hierboven geïdentificeerde doelstellingen verwezenlijkt door een uitbreidingselement voor een toestel, zoals gedefinieerd door conclusie 1, waarbij het toestel is aangepast om via een eerste en tweede communicatiekabel met andere toestellen verbonden te worden in een lineair netwerk met bus topologie, en waarbij het uitbreidingselement omvat: - een eerste en een tweede connectiepunt aangepast om het uitbreidingselement te connecteren met de eerste respectievelijk tweede communicatiekabel;

-6- BE2020/5744 - een derde connectiepunt aangepast om het uitbreidingselement te connecteren met een sturingseenheid omvat in het toestel; - een schakelaar verbonden met het eerste en tweede connectiepunt, zodat o in gesloten stand van de schakelaar een rechtstreekse verbinding aanwezig is tussen het eerste en tweede connectiepunt, welke in gemonteerde toestand deel uitmaakt van de gemeenschappelijke bus van het netwerk; o in geopende stand van de schakelaar de rechtstreekse verbinding is verbroken; - een verwerkingseenheid verbonden met het derde connectiepunt, en met het eerste en/of tweede connectiepunt over een verbinding die de schakelaar niet omvat, waarbij de verwerkingseenheid is geconfigureerd om de stand van de schakelaar te wijzigen.

[16] Met andere woorden heeft de uitvinding betrekking op een uitbreidingselement voor een toestel, waarbij het toestel is aangepast om via een eerste en tweede communicatiekabel met andere toestellen verbonden te worden in een lineair netwerk met bus topologie. Een toestel is een apparaat dat aangepast is om een bepaalde actie uit te voeren. Bijvoorbeeld is een toestel een lamp, een spot, of een ‘fixture’, aangepast voor het genereren van licht, of een luidspreker, aangepast voor het genereren van geluid. Een toestel kan tevens een AV-toestel (audio/video) zijn. Nog andere voorbeelden van een toestel zijn: een projector, een camera, een beeldscherm, een takel, een bewegend decorelement, een apparaat voor genereren van speciale effecten zoals vuur of mist, enz. Typisch maakt dergelijk toestel deel uit van een volledige installatie met een groot aantal toestellen, bijvoorbeeld een professionele entertainment installatie. Ook andere toepassingen zijn mogelijk, zoals een systeem met lichtjes die aangeven welke plaatsen in een parkeergarage nog vrij zijn. Het toestel omvat een elektrische of mechanische component, bijvoorbeeld de eigenlijke lamp of luidspreker, en een sturingseenheid. Een sturingseenheid is een controller of regelaar, aangepast om op basis van ontvangen sturingsdata, verschillende functies op het toestel te regelen, bijvoorbeeld de lamp aan- of uitzetten, de gewenste lichtsterkte of kleur

-7- BE2020/5744 instellen, de gewenste geluidssterkte, een decorelement een bepaalde beweging laten uitvoeren, enz.

[17] Het toestel is aangepast om via een eerste en tweede communicatiekabel met andere toestellen verbonden te worden in een lineair netwerk. Een lineair netwerk is een netwerk waarbij opeenvolgende toestellen met elkaar verbonden zijn, met telkens een verbinding tussen twee opeenvolgende toestellen. Het netwerk kan een seriële keten van toestellen omvatten, of kan een ring vormen. Bijvoorbeeld heeft het toestel een ingangspoort en een uitgangspoort, en wordt een communicatiekabel in de uitgangspoort van het ene toestel en in de ingangspoort van het volgende toestel geconnecteerd. Een communicatiekabel is een kabel welke transport van data voor aansturing van de toestellen toelaat. Bijvoorbeeld is het een kabel met 3-pins of 5-pins XLR-connector.

[18] Het toestel is aangepast om met andere toestellen verbonden te worden in een netwerk met bus topologie. Een bus topologie verwijst naar de aanwezigheid van een gemeenschappelijke lijn of ‘bus’ waarlangs data wordt gecommuniceerd, en waarop elk toestel connecteert via een interface. Data wordt dus gecommuniceerd via de gemeenschappelijke bus, en wordt steeds door elk toestel in het netwerk ontvangen. Bijvoorbeeld maakt het netwerk gebruik van de RS-485 standaard wat betreft de fysische laag waarover de communicatie verloopt. In dit geval wordt de data getransporteerd aan de hand van differentieel signaal (Engels: ‘differential signaling’), waarbij informatie verzonden wordt als een eerste spanningssignaal over een eerste geleider en een tweede, geïnverteerd, spanningssignaal over een tweede geleider, en enkel het spanningsverschil tussen beide draden gedetecteerd wordt door de ontvanger. Typisch maakt het netwerk gebruik van een bidirectionele bus, zodat het is aangepast voor half-duplex communicatie. Dit houdt in dat zenden en ontvangen gebeurt over dezelfde signaallijnen maar nooit tegelijkertijd.

[19] De toestellen geconnecteerd in het netwerk ontvangen hun sturingsdata van een centrale aansturing. Een centrale aansturing is bijvoorbeeld een lichttafel, geluidstafel of computer die aan één kant van de seriële keten van

-8- BE2020/5744 toestellen wordt geconnecteerd. De uitgang van de centrale aansturing wordt hierbij via een communicatiekabel geconnecteerd met de ingangspoort van het eerste toestel. Het is ook mogelijk dat tussen de centrale aansturing en het eerste toestel een additionele component aanwezig is, bijvoorbeeld een Ethernet-DMX convertor. Tevens is het mogelijk dat het netwerk in een ring verbonden is, waarbij de centrale aansturing is verbonden met het eerste toestel in de keten en met het laatste toestel in de keten.

[20] Het uitbreidingselement is een fysische component, bijvoorbeeld uitgevoerd als een bord, PCB of printplaat. Bijvoorbeeld heeft het toestel een omkasting en wordt het uitbreidingselement binnen de omkasting van het bestaand toestel geplaatst. Op die manier vormt het uitbreidingselement een add-on of fysische uitbreiding van een toestel dat reeds eerder door een gebruiker werd aangekocht. Het plaatsen van het uitbreidingselement laat dan toe om een retrofit van het bestaande toestel te doen. In een andere uitvoeringsvorm is het uitbreidingselement uitgevoerd als een afzonderlijk apparaat, met een eigen omkasting, en kan dit apparaat met het toestel geconnecteerd worden zodat beiden kunnen samen werken. Ook hier laat het uitbreidingselement toe om een retrofit van een bestaand systeem te doen. In nog een andere uitvoeringsvorm is het uitbreidingselement een onderdeel van een nieuw toestel, ie. een toestel dat nog niet eerder in gebruik was. Dit betekent dat het uitbreidingselement samen met andere onderdelen wordt geassembleerd tot een nieuw toestel. Het uitbreidingselement maakt met andere woorden deel uit van het nieuwe toestel, en dit geheel wordt aan de gebruiker verkocht. Bijvoorbeeld omvat het toestel een PCB, waarop elementen worden aangebracht overeenkomstig het ontwerp van het uitbreidingselement. In dit geval zorgt het uitbreidingselement, aanwezig binnen het nieuw te verkopen toestel, voor meer uitgebreide mogelijkheden ten opzichte van een klassiek toestel.

[21] Het uitbreidingselement omvat een eerste en een tweede connectiepunt aangepast om het uitbreidingselement te connecteren met de eerste respectievelijk tweede communicatiekabel. Dergelijk connectiepunt kan op

-9- BE2020/5744 verschillende manieren fysiek zijn uitgewerkt. Bijvoorbeeld is het uitbreidingselement uitgevoerd als een bord, printplaat of PCB, waarop connectoren worden voorzien als eerste en tweede connectiepunt. Bij het monteren van het uitbreidingselement in het toestel wordt dan een verbinding gemaakt tussen dergelijke connector en de ingangs- respectievelijk uitgangspoort van het toestel. Een communicatiekabel wordt in dit geval in de ingangs- en uitgangspoort van het toestel aangesloten. In een andere uitvoeringsvorm wordt het uitbreidingselement uitgevoerd als een afzonderlijk apparaat, dat twee connectoren omvat waarin telkens een communicatiekabel kan worden aangesloten. Onafhankelijk van hoe het eerste en tweede connectiepunt concreet zijn uitgewerkt, laten zij toe om, eens geconnecteerd in het netwerk, data-uitwisseling tussen het uitbreidingselement en het netwerk tot stand te brengen. De connectiepunten zijn hierbij afgestemd op de standaard die in het netwerk voor de communicatie gehanteerd wordt. Bijvoorbeeld maakt het netwerkt gebruik van de RS-485 standaard en gebeurt de data-uitwisseling via het eerste en tweede-connectiepunt dus met half-duplex communicatie.

[22] Het uitbreidingselement omvat verder een derde connectiepunt aangepast om het uitbreidingselement te connecteren met de sturingseenheid vanhet toestel. Typisch is er in een bestaand toestel reeds een sturingseenheid, zijnde een controller of regelaar, aanwezig. Een uitbreidingselement dat binnen dergelijk toestel wordt geplaatst kan dan via het derde connectiepunt met de sturingseenheid verbonden worden. In een andere uitvoeringsvorm wordt een nieuw toestel geassembleerd, met plaatsing van een sturingseenheid, het uitbreidingselement en een verbinding tussen beide.

[23] Het uitbreidingselement omvat een schakelaar verbonden met het eerste en tweede connectiepunt, zodat in gesloten stand van de schakelaar een rechtstreekse verbinding aanwezig is tussen het eerste en tweede connectiepunt, welke in gemonteerde toestand deel uitmaakt van de gemeenschappelijke bus van het netwerk. Een schakelaar is een element waarmee in geopende toestand de elektrische stroom kan worden onderbroken. Bijvoorbeeld is het een relais, waarbij een mechanische schakelaar door een

-10- BE2020/5744 elektromagneet bediend wordt. In gesloten stand van de schakelaar is een rechtstreekse verbinding aanwezig tussen het eerste en tweede connectiepunt. Dit betekent dat wanneer het uitbreidingselement is geconnecteerd in het netwerk, de gemeenschappelijke bus van het netwerk wordt gevormd wordt door de communicatiekabels enerzijds, en de rechtstreekse verbinding tussen het eerste en tweede connectiepunt in elk uitbreidingselement anderzijds. Bij gesloten stand van alle schakelaars communiceert de centrale aansturing dus met het netwerk via deze gemeenschappelijke bus. Data die hierop wordt verstuurd wordt door alle toestellen ontvangen. Het systeem werkt op dat moment analoog aan een klassieke oplossing met RS-485 standaard en DMX512 protocol. Bijvoorbeeld wordt bij plaatsing van het uitbreidingselement in het toestel, de reeds aanwezige verbinding tussen in- en uitgangspoort verbroken, en wordt over de schakelaar van het uitbreidingselement een nieuwe rechtstreekse verbinding gevormd.

[24] Bij geopende stand van de schakelaar echter, wordt de rechtstreekse verbinding tussen het eerste en tweede connectiepunt verbroken. Op dat moment wordt de gemeenschappelijke bus van het netwerk onderbroken, en is er geen dataverkeer meer mogelijk over deze bus.

[25] Het uitbreidingselement omvat verder een verwerkingseenheid. Een verwerkingseenheid is bijvoorbeeld een microprocessor, chip of CPU. De verwerkingseenheid kan worden geprogrammeerd volgens een bepaalde logica, zodat ontvangen data geïnterpreteerd wordt en op basis hiervan een bepaalde output wordt gegenereerd.

[26] De verwerkingseenheid is verbonden met het derde connectiepunt. Via deze weg kan de verwerkingseenheid dus communiceren met de sturingseenheid, bijvoorbeeld instellingen doorgeven aan de sturingseenheid of gegevens van het toestel opvragen. Optioneel is er een interface aanwezig tussen de verwerkingseenheid en het derde connectiepunt. In een uitvoeringsvorm is de sturingseenheid aangepast voor de RS-485 standaard, terwijl de verwerkingseenheid is aangepast voor een andere standaard, zoals de seriële RS-232 standaard. Een interface laat dan communicatie tussen beide

-11- BE2020/5744 elementen toe. In een andere uitvoeringsvorm gebruiken de verwerkingseenheid en de sturingseenheid eenzelfde standaard, en is er geen interface aanwezig ter hoogte van het derde connectiepunt.

[27] De verwerkingseenheid is tevens verbonden met het eerste en/of tweede connectiepunt, telkens over een verbinding die de schakelaar niet omvat. In een uitvoeringsvorm is er een verbinding aanwezig tussen het eerste connectiepunt en de verwerkingseenheid, waarbij deze verbinding de schakelaar niet omvat. In dat geval bevindt de verwerkingseenheid zich in een aftakking van de gemeenschappelijke bus, op een positie aan de ene kant van de schakelaar. Data ontvangen via het eerste connectiepunt kan dus aan de verwerkingseenheid worden doorgegeven, zonder over de schakelaar te passeren. Typisch is er een interface aanwezig die toelaat de standaard van de bus, bijvoorbeeld RS-485, om te zetten naar een standaard van de verwerkingseenheid, bijvoorbeeld RS-232. In een andere uitvoeringsvorm is er tevens een verbinding aanwezig tussen het tweede connectiepunt en de verwerkingseenheid, waarbij deze verbinding de schakelaar niet omvat. In dat geval zijn er twee aftakkingen van de gemeenschappelijke bus, op posities aan beide kanten van de schakelaar. Ook in de tweede aftakking kan een interface aanwezig zijn. Data uitgestuurd door de verwerkingseenheid kan dus het tweede connectiepunt bereiken zonder over de schakelaar te passeren. Bij gesloten stand van de schakelaar verloopt het dataverkeer over de gemeenschappelijke bus. De verwerkingseenheid takt af op deze bus, en ontvangt dus alle data die op de bus wordt verstuurd. Data die bestemd is voor het toestel kan aan de sturingseenheid worden doorgegeven. Bij geopende stand van de schakelaar is geen dataverkeer over de gemeenschappelijke bus mogelijk. Echter blijft communicatie mogelijk tussen de verwerkingseenheid en een rechtsreeks verbonden buurtoestel of rechtstreeks verbonden centrale aansturing, via het eerste en/of tweede connectiepunt van het uitbreidingselement. Bijvoorbeeld worden via deze weg controlegegevens of boodschappen uitgewisseld.

-12- BE2020/5744

[28] De verwerkingseenheid is geconfigureerd om de stand van de schakelaar te wijzigen. Bijvoorbeeld is de schakelaar een relais, en kan via de verwerkingseenheid de bekrachtiging van de elektromagneet in het relais worden aangepast. Ook omvat de verwerkingseenheid bepaalde logica, waarmee door de verwerkingseenheid wordt beslist wanneer de schakelaar van stand dient gewijzigd te worden. Het veranderen van de stand van de schakelaar kan bijvoorbeeld gebeuren op verzoek van de centrale aansturing. In een andere uitvoeringsvorm kan de verwerkingseenheid op eigen initiatief de schakelaar van stand veranderen, bijvoorbeeld op basis van een ontvangen meting.

[29] Door de aanwezigheid van de schakelaar, aanstuurbaar via de verwerkingseenheid, ontstaat de mogelijkheid om de gemeenschappelijke bus van het netwerk te onderbreken. Inderdaad vormt bij gesloten stand van de schakelaar de verbinding tussen het eerste en tweede connectiepunt deel van de bus, terwijl in geopende stand van de schakelaar de bus op die positie onderbroken wordt. Waar bij de klassieke RS485/DMX512-oplossing de gemeenschappelijke bus steeds aanwezig is, wordt het dankzij het uitbreidingselement dus mogelijk om de bus op welgekozen plaatsen te onderbreken, en de keten dus naar wens te segmenteren. Dit biedt diverse mogelijkheden, resulterende in voordelen ten opzichte van de klassieke RS485/DMX512-oplossing.

[30] Vooreerst ontstaat de mogelijkheid om in één van de uitbreidingselementen van het netwerk de schakelaar te openen. Op die manier wordt de gemeenschappelijke bus van het netwerk op één plaats onderbroken. Dataverkeer is nog mogelijk over de bus, tot op het punt van de onderbreking; de bus kan als het ware worden ingekort. Hieruit ontstaat de mogelijkheid om bij configuratie een sequentie uit te voeren waarbij de bus eerst enkel het eerste toestel bereikt, vervolgens het eerste en tweede toestel, enz. Op die manier kan in de eerste stap het eerste toestel worden geïdentificeerd, vervolgens het tweede toestel, enz. Bijgevolg kan niet enkel een lijst van aangesloten toestellen worden opgebouwd, maar tevens de volgorde waarin de toestellen zijn aangesloten in het netwerk. Het in kaart brengen van welk toestel welke plaats

-13- BE2020/5744 in de keten heeft dient dus niet langer manueel te gebeuren. Eens de toestellen werden geïdentificeerd en hun volgorde werd bepaald, kan verder elk toestel individueel worden aangesproken door de centrale aansturing om een startadres toe te kennen. De volledige configuratie kan op die manier geautomatiseerd verlopen. Dit draagt bij tot een meer efficiënte en minder foutgevoelige configuratie van het systeem.

[31] Een tweede mogelijkheid die ontstaat dankzij het gebruik van het uitbreidingselement, is om tijdelijk de bus helemaal uit te schakelen, door het openen van de schakelaar op elk van de uitbreidingselementen. Hierdoor wordt de verwerkingseenheid van een uitbreidingselement als het ware van de bus afgekoppeld. Wel is er nog de mogelijkheid om een één-op-één communicatie te doen, tussen het toestel en een rechtstreeks aangesloten buurtoestel of tussen het toestel en een rechtstreeks aangesloten centrale aansturing. De communicatie verloopt dan over het eerste en/of tweede connectiepunt van het uitbreidingselement. Dergelijke één-op-één communicatie, waarbij een toestel enkel met zijn buur communiceert, is niet mogelijk in geval van zuivere bus topologie. Hieruit ontstaat de mogelijkheid om bij configuratie een sequentie uit te voeren waarbij elk toestel zijn buur bepaalt. Uit deze gegevens kan de centrale aansturing opnieuw de volgorde van de aangesloten toestellen afleiden. Dit geeft dus een alternatieve manier om de volgordebepaling op geautomatiseerde wijze te doen. Opnieuw draagt dit bij tot een meer efficiënte en minder foutgevoelige configuratie.

[32] Een derde mogelijkheid volgend uit het gebruik van het uitbreidingselement is om de bus op meer permanente wijze uit te schakelen, door de schakelaar van elk uitbreidingselement geopend te laten gedurende het aansturen van de installatie. Inderdaad, in een uitvoeringsvorm waarbij de verwerkingseenheid is verbonden met het eerste en het tweede connectiepunt, zijn bij geopende stand van de schakelaars de verwerkingseenheden nog steeds onderling verbonden. Het normale dataverkeer kan dan verlopen over een keten van serieel verbonden verwerkingseenheden, waarbij de ene verwerkingseenheid de sturingsdata doorgeeft aan de volgende, in plaats van dat data over de bus wordt gestuurd. Zolang er geen stroomonderbreking in het

„14 - BE2020/5744 toestel plaats vindt, en indien geen onaanvaardbare vertraging wordt geïntroduceerd door elke verwerkingseenheid, vormt dit een alternatief voor het normale dataverkeer dat anders over de bus verloopt. Dergelijke opstelling heeft als voordeel dat bij een korstsluiting in een kabel het dataverkeer nog verder gaat tot op het punt van het defect; het andere deel van de keten kan ook nog steeds via een andere deel van de ring worden bereikt. In het occasionele geval dat een stroomonderbreking in een toestel optreedt, zal op dat moment de overeenkomstige schakelaar tijdelijk terug worden gesloten.

[33] Een vierde mogelijkheid die voortkomt uit het gebruik van het uitbreidingselement, is dat gericht twee schakelaars kunnen worden geopend om zo een stuk kabel te isoleren uit de bus. Bij normale werking verloopt het dataverkeer over de bus, waarbij alle schakelaars zijn gesloten. Treedt er echter een kortsluiting op in een kabel, dan worden de twee schakelaars van de verwekingseenheden links en rechts van het defect geopend. Op die manier wordt dataverkeer over de bus terug mogelijk, met uitzondering van de geïsoleerde kabel met defect. Alle toestellen kunnen dan opnieuw via de bus bereikt worden, zij het deels via het andere deel van de ring. Bovendien kan via de verwerkingseenheid van de uitbreidingselementen gedetecteerd worden wanneer het defect zich voordoet, bijvoorbeeld via een spanningsmeting aan de interface met het eerste of tweede connectiepunt. Op die manier wordt de kortsluiting automatisch gedetecteerd, en wordt via het openen van de schakelaars ook automatisch het dataverkeer hersteld. Dit verhoogt de betrouwbaarheid van het systeem en vermindert de noodzaak van manuele interventies om defecten op te sporen.

[34] Samengevat wordt via de schakelaar de mogelijkheid geboden om de bus te onderbreken, en wordt via de verwerkingseenheid een intelligentie geïntroduceerd in het toestel welke toelaat om de schakelaar aan te sturen en om de gewenste gegevens uit te wisselen met bijvoorbeeld een buurtoestel of de sturingseenheid. Dit kan binnen het systeem worden ingezet in diverse gebruikstoepassingen, wat toelaat een meer efficiënte configuratie en verhoogde betrouwbaarheid te realiseren. Anderzijds laat het sluiten van alle schakelaars toe om de normale werking te behouden als bij het klassieke

-15- BE2020/5744 systeem, met dataverkeer over de gemeenschappelijke bus, en geen hinder bij een stroomonderbreking in een toestel. Op die manier kan een gebruiker blijven werken met de klassieke toestellen en kabels die hij reeds bezit, en kunnen via een eenvoudige retrofit bovenstaande voordelen worden gerealiseerd. De retrofit vraagt louter een goedkope aankoop van een gepast aantal uitbreidingselementen, en eenvoudige plaatsing in of aan het toestel.

[35] Optioneel, volgens conclusie 2, is het uitbreidingselement aangepast om in een behuizing van het toestel te worden gemonteerd, en zijn het eerste respectievelijk tweede connectiepunt aangepast om in gemonteerde toestand te connecteren met een ingangspoort respectievelijk uitgangspoort omvat in de behuizing van het toestel. Bijvoorbeeld is het toestel een toestel dat reeds eerder in gebruik was, binnen een klassieke RS485/DM512-opstelling. Het toestel is voorzien van een behuizing of omkasting, waarbinnen zich een sturingseenheid bevindt en de technologie om licht te genereren, geluid te genereren, enz. Het toestel is tevens voorzien van een ingangs- en uitgangspoort, aangepast om er communicatiekabels op aan te sluiten. Voor retrofit van dergelijk toestel, dient de omkasting te worden geopend, en het uitbreidingselement vervolgens te worden gemonteerd. Het uitbreidingselement vormt dan een add-on voor het bestaande toestel. Binnen in het toestel wordt de aanwezige verbinding tussen de in- en uitgangspoort verwijderd, en wordt een verbinding gelegd tussen de ingangspoort en het eerste connectiepunt van het uitbreidingselement en/of tussen de uitgangspoort en het tweede connectiepunt van het uitbreidingselement. In een andere uitvoeringsvorm is het toestel een nieuw toestel dat nog niet eerder in gebruik was, en wordt bij assemblage van het nieuwe toestel het uitbreidingselement binnen de behuizing geplaatst. In beide uitvoeringsvormen bevindt het uitbreidingselement zich na montage ‘in’ het toestel. Dit heeft als voordeel dat het toestel op dezelfde wijze als voorheen kan worden aangesloten in het netwerk, door het connecteren van communicatiekabels met de ingangs- en uitgangspoort.

[36] Optioneel, volgens conclusie 3, is de verwerkingseenheid geconfigureerd om:

- 16 - BE2020/5744 - sturingsdata en configuratie-instellingen ontvangen via het eerste connectiepunt te interpreteren en door te geven aan de sturingseenheid via het derde connectiepunt; - één of meerdere kenmerken van het toestel op te vragen via het derde connectiepunt, en te verzenden via het eerste connectiepunt.

[37] Dit betekent dat de verwerkingseenheid bepaalde logica omvat, waarmee ontvangen data wordt geïnterpreteerd en op basis hiervan een bepaalde output wordt gegenereerd. Zo is de verwerkingseenheid geconfigureerd om sturingsdata te interpreteren en door te geven aan de sturingseenheid. Sturingsdata verwijst naar de gegevens voor de normale aansturing van de functies op een toestel. Wanneer de verwerkingseenheid sturingsdata ontvangt kan deze beslissen de sturingsdata enkel aan de sturingseenheid door te geven indien de data voor het betreffende toestel bestemd zijn. In een andere uitvoering kan de verwerkingseenheid sturingsdata steeds doorgeven, en is het de sturingseenheid zelf die bepaalt of de data voor het toestel bestemd is. De verwerkingseenheid is verder geconfigureerd om configuratie-instellingen door te geven aan de sturingseenheid. Bijvoorbeeld gaat het over instellingen zoals het toegewezen startadres die door de centrale aansturing worden verzonden. De verwerkingseenheid is verder geconfigureerd om één of meerdere kenmerken van het toestel op te vragen bij de sturingseenheid. Bijvoorbeeld gaat het hier over een identificatiekenmerk of ID van het toestel, of bepaalde gegevens zoals de duur dat een lamp reeds gebrand heeft. Deze opgevraagde kenmerken kunnen door de verwerkingseenheid verzonden worden naar de centrale aansturing.

[38] Optioneel, volgens conclusie 4, is de verwerkingseenheid verbonden met het eerste connectiepunt over een verbinding die de schakelaar niet omvat, en is de verwerkingseenheid verbonden met het tweede connectiepunt over een verbinding die de schakelaar niet omvat. Dit betekent dat er zich aan beide kanten van de schakelaar een aftakking bevindt, en de verwerkingseenheid met beide aftakkingen verbonden is. Dergelijke uitvoeringsvorm heeft als voordeel dat de verwerkingseenheid zowel aan zijn ene kant als aan zijn andere kant

-17- BE2020/5744 verbonden is met een buurtoestel. Dit laat toe dat bijvoorbeeld via de ene kant buurgegevens worden opgevraagd en via de andere kant de eigen identificatiegegevens worden doorgegeven. Dergelijke buurbepaling biedt de mogelijkheid om op een snelle manier de volgorde van de opeenvolgende toestellen in de keten te bepalen.

[39] Verder optioneel omvat het uitbreidingselement een eerste en tweede interface aangepast voor data-uitwisseling tussen het eerste respectievelijke tweede connectiepunt en de verwerkingseenheid. Dit betekent dat er een eerste interface aanwezig is in de eerste aftakking, aan de ene kant van de schakelaar, en een tweede interface aanwezig is in de tweede aftakking, aan de andere kant van de schakelaar. De interface laat toe om de standaard van de bus, bijvoorbeeld RS-485, om te zetten naar een standaard van de verwerkingseenheid, bijvoorbeeld RS-232.

[40] Optioneel, volgens conclusie 5, is de verwerkingseenheid geconfigureerd om een buurtoestel te identificeren, door achtereenvolgens de schakelaar te openen, een verzoek te versturen naar het buurtoestel via het tweede connectiepunt, een antwoord te ontvangen omvattende een identiteitskenmerk van het buurtoestel, en de schakelaar opnieuw te sluiten. Dit betekent dat de verwerkingseenheid bepaalde logica omvat welke toelaat dergelijke sequentie uit te voeren. Dit kan worden ingezet bij configuratie, wanneer de centrale aansturing de volgorde van de openvolgende toestellen wil bepalen.

[41] Optioneel, volgens conclusie 6, omvat het uitbreidingselement - een lees-schrijf verbinding tussen de leespoort van de eerste interface en de schrijfpoort van de tweede interface, en een eerste regelbare component geplaatst in deze lees-schrijf verbinding, - een schrijf-lees verbinding tussen de schrijfpoort van de eerste interface en de leespoort van de tweede interface, en een tweede regelbare component geplaatst in deze schrijf-lees verbinding, en is de verwerkingseenheid geconfigureerd om de eerste en tweede regelbare component van toestand te veranderen, waarbij in geopende toestand geen

-18- BE2020/5744 dataverkeer mogelijk is over de lees-schrijf respectievelijk schrijf-lees verbinding, en in gesloten toestand dit dataverkeer wel mogelijk is.

[42] Dit betekent dat het uitbreidingselement een eerste interface omvat, met een lees- en schrijfpoort, en een tweede interface omvat, met een lees- en schrijfpoort. De eerste en tweede interface bevinden zich elk in een aftakking aan weerszijden van de schakelaar, en zijn elk verbonden met de verwerkingseenheid. Tussen de leespoort van de eerste interface en de schrijfpoort van de tweede interface is een verbinding aanwezig, benoemd als lees-schrijf verbinding. In deze verbinding is een regelbare component geplaatst. Analoog is tussen de schrijfpoort van de eerste interface en de leespoort van de tweede interface is een verbinding aanwezig, benoemd als schrijf-lees verbinding. In deze verbinding is tevens een regelbare component geplaatst. Een regelbare component is bijvoorbeeld een regelbare weerstand, waarvan de weerstand dermate kan verhoogd worden dat geen dataverkeer meer mogelijk is op de betreffende verbinding. Een regelbare component kan ook uitgevoerd worden aan de hand van één of meerdere andere elektronische componenten. Een toestand van de regelbare component waarbij het dataverkeer wordt verhinderd, wordt benoemd als ‘geopend’, naar analogie van een schakelaar. Analoog wordt toestand van de regelbare component waarbij het dataverkeer kan doorgaan, benoemd als ‘gesloten’. De verwerkingseenheid is geconfigureerd om beide regelbare componenten van toestand te veranderen, wat betekent dat op basis van een output gegenereerd door de verwerkingseenheid, de toestand van een regelbare component kan veranderd worden van gesloten naar geopend of omgekeerd.

[43] Binnen deze uitvoeringsvorm is het mogelijk om tijdens normale werking, waarbij de toestellen worden aangestuurd, de schakelaar van elk uitbreidingselement geopend te laten, waarbij de bus dus uitgeschakeld wordt. De eerste en tweede regelbare component van elk uitbreidingselement zijn in dit geval gesloten, zodat het dataverkeer over de lees-schrijf en schrijf-lees verbindingen van elk uitbreidingselement verloopt. In plaats van gebruik te maken van de bus topologie, wordt er in dat geval met een seriële topologie

-19- BE2020/5744 gewerkt, waarbij de opeenvolgende interfaces telkens data aan elkaar doorgeven. Dit heeft als voordeel ten opzichte de bus topologie dat bij een kortsluiting in een kabel niet het volledige dataverkeer stilvalt. In het occasionele geval dat een stroomonderbreking in een toestel optreedt, kan op dat moment de overeenkomstige schakelaar tijdelijk terug worden gesloten.

[44] Bovendien kan binnen deze uitvoeringsvorm, gedurende de volledige configuratiefase de schakelaar van elk van de uitbreidingselementen geopend blijven. Immers kan de buurbepaling, nodig voor de volgordebepaling van de toestellen, nu gebeuren door tijdelijk de regelbare componenten te openen. Het openen en sluiten van de regelbare componenten laat een veel snellere werking toe dan dat buurbepaling via het openen en sluiten van de schakelaar dient te gebeuren. Immers dient bij deze laatste werkwijze telkens een bepaalde wachttijd, nodig voor stabilisatie, te worden ingelast na het sluiten van de schakelaar. Bij het veranderen van een regelbare component naar ‘gesloten’ toestand is dergelijke wachttijd niet nodig.

[45] Optioneel, volgens conclusie 7, is de verwerkingseenheid geconfigureerd om een buurtoestel te identificeren, door bij geopende stand van de schakelaar, achtereenvolgens de eerste en tweede regelbare component in geopende toestand te brengen, een verzoek te versturen naar het buurtoestel via de tweede connectiepunt, een antwoord te ontvangen omvattende een identiteitskenmerk van het buurtoestel, en de eerste en tweede regelbare component opnieuw te sluiten. Dit betekent dat de verwerkingseenheid bepaalde logica omvat welke toelaat dergelijke sequentie uit te voeren. Dit kan worden ingezet bij configuratie, wanneer de centrale aansturing de volgorde van de openvolgende toestellen wil bepalen.

[46] Optioneel, volgens conclusie 8, is de verwerkingseenheid geconfigureerd om een defect in de tweede of eerste communicatiekabel te detecteren, door het monitoren van de tweede respectievelijk eerste interface, en bij detectie van een anomalie, de schakelaar te openen en een foutboodschap te verzenden via de eerste respectievelijk tweede interface. Een defect in een communicatiekabel is bijvoorbeeld een kortsluiting in deze kabel. Een defect in

-20- BE2020/5744 de kabel aansloten aan het tweede connectiepunt wordt gedetecteerd door monitoren van de tweede interface. Een defect in de kabel aansloten aan het eerste connectiepunt wordt gedetecteerd door monitoren van de eerste interface. Het monitoren kan op verschillende manieren gebeuren. Bijvoorbeeld gebeurt de communicatie via differential signaling, en wijst een spanningsverschil tussen twee signaallijnen verschillend van nul op het optreden van een defect. In een andere uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van de lees- en schrijfpoort van de twee interfaces om een defect te detecteren.

[47] Verder is de verwerkingseenheid geconfigureerd om bij detectie van een anomalie, de schakelaar te openen. Door het openen van de schakelaar wordt de bus op deze plaats onderbroken. Hierdoor is geen busverkeer mogelijk op het deel van de bus waarin het defect zich bevindt, maar wel op het andere deel van de bus. Via dit laatste deel van de bus kan tevens door de verwerkingseenheid een foutboodschap worden verstuurd naar de centrale aansturing. Op die manier wordt automatisch gedetecteerd in welke kabel een defect is opgetreden. Bovendien kan het dataverkeer terug worden hersteld. Immers zullen de twee uitbreidingselementen, aan weerszijden van de defecte kabel, het defect detecteren en hun schakelaar openen. De kabel met defect wordt op die manier geïsoleerd uit de bus, en langs weerszijden kan de bus opnieuw worden gebruikt voor dataverkeer. Dit resulteert in een verhoogde betrouwbaarheid van de oplossing.

[48] Volgens een tweede aspect van de uitvinding, wordt voorzien in een toestel zoals gedefinieerd door conclusie 9, waarbij het toestel is aangepast om via een eerste en tweede communicatiekabel met andere toestellen verbonden te worden in een lineair netwerk met bus topologie, en het toestel omvat: - een elektrische en/of mechanische component; - een sturingseenheid aangepast voor sturing van de elektrische of mechanische component; - een uitbreidingselement volgens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij het derde connectiepunt van het uitbreidingselement is verbonden met de sturingseenheid.

-21- BE2020/5744

[49] Het netwerk, de bus topologie, de communicatiekabels en het toestel, worden gedefinieerd zoals hierboven beschreven. Het toestel is aangepast om via een eerste en tweede communicatiekabel met andere toestellen verbonden te worden in een lineair netwerk met bus topologie. Bijvoorbeeld heeft het toestel een ingangspoort en een uitgangspoort, en wordt een communicatiekabel in de uitgangspoort van het ene toestel en in de ingangspoort van het volgende toestel geconnecteerd. Het toestel is aangepast om met andere toestellen verbonden te worden in een netwerk met bus topologie.

[50] Het toestel omvat een elektrische en/of mechanische component, bijvoorbeeld een lamp, luidspreker, motor om een bepaalde beweging tot stand te brengen, enz. Het toestel omvat verder een sturingseenheid aangepast voor sturing van de elektrische of mechanische component. Een sturingseenheid is een controller of regelaar, aangepast om op basis van ontvangen sturingsdata, verschillende functies op het toestel te regelen, bijvoorbeeld de lamp aan- of uitzetten, de gewenste lichtsterkte of kleur instellen, de gewenste geluidssterkte, een decorelement een bepaalde beweging laten uitvoeren, enz.

[51] Het uitbreidingselement wordt uitgevoerd volgens een van de uitvoeringsvormen hierboven beschreven. Het uitbreidingselement is een fysische component, bijvoorbeeld uitgevoerd als een bord, PCB of printplaat. Bijvoorbeeld heeft het toestel een behuizing of omkasting en wordt het uitbreidingselement binnen de omkasting van het bestaand toestel geplaatst. In een andere uitvoeringsvorm is het uitbreidingselement uitgevoerd als een afzonderlijk apparaat, met een eigen omkasting, en kan dit apparaat met een bestaand toestel geconnecteerd worden zodat beiden kunnen samen werken, en samen een nieuw toestel vormen. In nog een andere uitvoeringsvorm is het uitbreidingselement een onderdeel van een nieuw te assembleren toestel, i.e. een toestel dat nog niet eerder in gebruik was. Bijvoorbeeld omvat het nieuwe toestel een PCB, waarop elementen worden aangebracht overeenkomstig het ontwerp van het uitbreidingselement.

-22- BE2020/5744

[52] Het derde connectiepunt van het uitbreidingselement is verbonden met de sturingseenheid. In een uitvoeringsvorm is het eerste connectiepunt van het uitbreidingselement verbonden met de ingangspoort van het toestel, en is het tweede connectiepunt verbonden met de uitgangspoort van het toestel.

[53] Volgens een derde aspect van de uitvinding, wordt voorzien in een systeem voor het aansturen van een netwerk van toestellen, zoals gedefinieerd door conclusie 10, waarbij het systeem omvat: - één of meerdere toestellen volgens het tweede aspect van de uitvinding; - een centrale aansturing; - één of meerdere communicatiekabels, waarbij elke communicatiekabel twee van de toestellen met elkaar verbindt of één van de toestellen met de centrale aansturing verbindt, en waarbij de centrale aansturing is geconfigureerd om data te verzenden naar en te ontvangen uit het netwerk.

[54] Het systeem omvat dus één of meerdere toestellen zoals hierboven gedefinieerd, één of meerdere communicatiekabels zoals hierboven gedefinieerd, en een centrale aansturing. De toestellen zijn onderling verbonden aan de hand van een communicatiekabel, zodat een keten wordt gevormd. Het eerste toestel uit de keten wordt geconnecteerd met de centrale aansturing.

Een centrale aansturing is bijvoorbeeld een lichttafel, geluidstafel of computer.

Het is ook mogelijk dat tussen de centrale aansturing en het eerste toestel een additionele component aanwezig is, bijvoorbeeld een Ethernet-DMX convertor.

Tevens is het mogelijk dat het netwerk in een ring verbonden is, waarbij de centrale aansturing is verbonden met het eerste toestel in de keten en met het laatste toestel in de keten. De centrale aansturing is geconfigureerd om data te verzenden naar en te ontvangen uit het netwerk. Diverse soorten data zijn mogelijk, zoals sturingsdata, identificatiegegevens, kenmerken, configuratie- instellingen, boodschappen, verzoeken, enz. Elk van de toestellen omvat in het systeem omvat een uitbreidingselement, volgens een van de uitvoeringsvormen hierboven gedefinieerd.

-23-

[55] Optioneel, volgens conclusie 11, omvat de centrale aansturing eer 0209764 topologiemodule geconfigureerd om de volgorde van de toestellen in het netwerk te bepalen, door achtereenvolgens: - bij gesloten stand van de schakelaar in elk van de toestellen, een commando te versturen over de gemeenschappelijke bus om de schakelaar te openen; - een verzoek te versturen om achtereenvolgens een identiteitskenmerk terug te geven, de schakelaar te sluiten, en niet meer te antwoorden bij een volgend verzoek, - en dit verzoek te herhalen tot een identiteitskenmerk werd ontvangen voor elk van de toestellen.

[56] Het bepalen van de volgorde van de toestellen in het netwerk verwijst naar het identificeren welk toestel zich als eerste in de keten verbindt, welk toestel als tweede verbonden is met het eerste toestel, enz. De centrale aansturing omvat een topologiemodule, welke toelaat via het uitvoeren van een bepaalde sequentie deze volgorde van toestellen te bepalen. Deze sequentie is gebaseerd op het achtereenvolgens openen van de verschillende schakelaars, en telkens een bijkomend toestel te identificeren. Op deze manier kan de volgorde op automatische wijze worden bepaald. Dit draagt bij tot een meer efficiënte en minder foutgevoelige configuratie van het systeem.

[57] Optioneel, volgens conclusie 12, omvat de centrale aansturing een topologiemodule geconfigureerd om de volgorde van de toestellen in het netwerk te bepalen, door achtereenvolgens - een opdracht te versturen, zodat door het uitbreidingselement van elk van de toestellen een buurtoestel wordt geïdentificeerd; - van elk van de toestellen een identiteitskenmerk van het toestel en van een geïdentificeerd buurtoestel op te vragen.

[58] Dit betreft een tweede mogelijke uitvoeringsvorm van een topologiemodule, waarmee de volgorde van de in het netwerk aangesloten toestellen kan worden bepaald. Hierbij dient het netwerk toestellen te omvatten met een uitbreidingselement dat is aangepast om een buurtoestel te

„24 - BE2020/5744 identificeren. De topologiemodule laat toe om via het uitvoeren van een bepaalde sequentie deze volgorde van toestellen te bepalen. Deze sequentie is gebaseerd op het identificeren van een buurtoestel door elk individueel toestel. De volgordebepaling kan op die manier geautomatiseerd verlopen, wat bijdraagt tot een meer efficiënte en minder foutgevoelige configuratie van het systeem. Deze manier van volgordebepaling is bovendien sneller dan de manier beschreven in de vorige uitvoeringsvorm, gezien niet telkens op een antwoord vanuit het netwerk moet worden gewacht.

[59] Optioneel, volgens conclusie 13, zijn de centrale aansturing en de toestellen verbonden in een ring, en omvat de centrale aansturing een self- healing module, geconfigureerd om bij ontvangst van een foutboodschap van een van de toestellen, de communicatiekabel met het defect te identificeren en het dataverkeer overeenkomstig aan te passen. De ring verwijst naar een netwerk waarbij de centrale aansturing verbonden is met het eerste toestel uit de keten en met het laatste toestel in de keten. De centrale aansturing omvat een self-healing module waarmee bij het optreden van een defect in een communicatiekabel, bijvoorbeeld een kortsluiting, het dataverkeer kan worden hersteld. Het netwerk dient toestellen te omvatten met een uitbreidingselement dat is aangepast om een defect in een communicatiekabel te detecteren. Bij detectie van een anomalie, wordt de schakelaar van de uitbreidingselementen aan weerszijden van de defecte kabel geopend, en een foutboodschap verstuurd naar de centrale aansturing. De centrale aansturing zal het dataverkeer overeenkomstig aanpassen. Bijvoorbeeld wordt het ene deel van de keten bereikt door data vanuit de centrale aansturing naar het eerste toestel, tweede toestel, enz. te sturen, en het andere deel van de keten door data vanuit de centrale aansturing naar het laatste toestel, voorlaatste toestel, enz. te sturen. Op die manier wordt het dataverkeer automatisch hersteld, wat resulteert in een verhoogde betrouwbaarheid van de oplossing.

[60] Optioneel, volgens conclusie 14, omvat de centrale aansturing een configuratiemodule geconfigureerd om een configuratie-instelling te versturen naar één of meerdere van de toestellen. Bijvoorbeeld wordt na identificatie van

-25- BE2020/5744 de aangesloten toestellen en hun volgorde, een boodschap gestuurd gericht aan een toestel waarin het startadres aan het toestel wordt toegekend. De volledige configuratie kan op die manier geautomatiseerd verlopen.

[61] Volgens een vierde aspect van de uitvinding, wordt voorzien in een methode voor communicatie in een netwerk van toestellen, zoals gedefinieerd door conclusie 15, waarbij de toestellen onderling verbonden zijn via een eerste en tweede communicatiekabel, waarbij genoemd netwerk een lineaire bus topologie heeft, en waarbij de methode omvat: - het voorzien van een uitbreidingselement voor elk van de toestellen, omvattende: een eerste, tweede en derde connectiepunt, een schakelaar verbonden met het eerste en tweede connectiepunt, een verwerkingseenheid verbonden met het derde connectiepunt en met het eerste en/of tweede connectiepunt over een verbinding die de schakelaar niet omvat, het connecteren van het eerste respectievelijk tweede connectiepunt met de eerste respectievelijk tweede communicatiekabel; - het connecteren van het derde connectiepunt met een sturingseenheid omvat in elk van de toestellen; - het sluiten van de schakelaar door de verwerkingseenheid, zodat een rechtstreekse verbinding aanwezig is tussen het eerste en tweede connectiepunt, welke in gemonteerde toestand deel uitmaakt van de gemeenschappelijke bus van het netwerk; - het openen van de schakelaar door de verwerkingseenheid, zodat deze rechtstreekse verbinding wordt verbroken.

Korte Beschrijving van de Tekeningen

[62] Fig. 1 illustreert een entertainment installatie omvattende lampen en een lichttafel.

[63] Fig. 2 toont op schematische wijze een klassieke RS485/DMX512- oplossing, zoals gekend in de stand der techniek.

- 26 - BE2020/5744

[64] Fig. 3 toont op schematische wijze het gebruik van een uitbreidingselement volgens de uitvinding binnen een systeem voor het aansturen van een installatie.

[65] Fig. 4 toont op schematische wijze een uitbreidingselement, volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding.

[66] Fig. 5toont op schematische wijze een uitbreidingselement, volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding.

[67] Fig. 6 toont op schematische wijze een uitbreidingselement, volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding.

[68] Fig. 7 illustreert het gebruik van een uitbreidingselement in een systeem, waarbij gebruik wordt gemaakt van de gemeenschappelijke bus voor het dataverkeer, volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

[69] Fig. 8 illustreert het gebruik van een uitbreidingselement in een systeem, waarbij voor het dataverkeer gebruik wordt gemaakt van de verbindingen tussen de twee interfaces op elk uitbreidingselement, volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

[70] Fig. 9 illustreert de werking van een topologiemodule, volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij de volgordebepaling op een eerste, sequentiële manier gebeurt.

[71] Fig. 10 illustreert de werking van een topologiemodule, volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij de volgordebepaling op een tweede manier gebeurt, aan de hand van buurbepaling.

[72] Fig. 11 illustreert de werking van een self-healing module, met detectie van een anomalie volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van de uitvinding.

[73] Fig. 12 illustreert de detectie van een anomalie door een uitbreidingselement, volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.

„27 - Gedetailleerde Beschrijving van de Uitvoeringsvormen BEZ

[74] Fig. 1 toont een professionele entertainment installatie, waarbij toestellen 100 worden aangestuurd vanuit een centrale aansturing 105. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn de toestellen 100 spots, en is de centrale aansturing 105 een lichttafel. In de getoonde uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van de RS-485 standaard en het DMX512 protocol. Gezien DMX door de standaard beperkt is tot 512 kanalen, volstaat het in bepaalde gevallen niet om alle aangesloten toestellen 100 met één DMX-sturing aan te sluiten. In dergelijk geval wordt gebruik gemaakt van zogenaamde DMX-universums 107, zijnde parallelle lijnen DMX die gelijktijdig gebruikt worden. In de getoonde uitvoeringsvorm wordt het DMX-512 signaal over Ethernet getransporteerd tussen de tafel 105 en een Ethernet-DMX convertor 106. Hierbij worden meerdere DMX-universums over één kabel getransporteerd. Vanaf de Ethernet- DMX convertor 106 vertrekken dan de kabels voor de verschillende universums

107.

[75] Binnen elk DMX-universum 107 wordt er een keten van toestellen 100 gevormd, door telkens de uitgangspoort 102 van het ene toestel met de ingangspoort 101 van het volgende toestel te verbinden. Hierbij wordt gebruik gemaakt van communicatiekabels 101, 102, bijvoorbeeld met 3-pins of 5-pins XLR-connector. De uitgangspoort 102 en ingangspoort 101 bevinden zich in de behuizing 108 van een toestel 100. De voorstelling van Fig. 1, waarbij louter de buitenkant van de toestellen 100 zichtbaar is, kan zowel een klassieke RS485/DMX512 oplossing zijn, gekend in de stand der techniek, als een oplossing waarin uitbreidingselementen volgens de uitvinding werden geïntegreerd. Dit wordt geïllustreerd in Fig. 2 en Fig. 3.

[76] Fig. 2 toont een systeem volgens de klassieke RS485/DMX512 oplossing, gekend in de stand der techniek. De toestellen 200 worden aangestuurd vanuit een centrale aansturing 207, en zijn met elkaar verbonden via communicatiekabels 205, 206. Elk toestel 200 omvat een controller 203 en een lamp 204. Binnen het toestel 200 zijn de ingangspoort 201 en de uitgangspoort 202 rechtstreeks met elkaar verbonden, zie 208. Op die manier

-28- BE2020/5744 ontstaat een lineair netwerk met bus topologie, waarbij de gemeenschappelijke bus van het netwerk wordt gevormd door de communicatiekabels 205, 206 en de rechtstreekse verbinding 208 in elk toestel 200. Data verzonden door de centrale aansturing 207 wordt door elk toestel 200 ontvangen.

[77] Fig. 3 toont een systeem waarin uitbreidingselementen 300 worden gebruikt, volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. De toestellen 301 worden aangestuurd vanuit een centrale aansturing 302. Elk toestel 301 omvat een sturingseenheid 203, bijvoorbeeld een controller of regelaar, en een elektrisch element 204, bijvoorbeeld een lamp 204. Elk toestel 301 omvat verder een ingangspoort 201 en een uitgangspoort 202. Een eerste communicatiekabel 205 en een tweede communicatiekabel 206 laten toe om een toestel 301 met buurtoestellen 301 te verbinden. De communicatiekabels 205, 206 hebben bijvoorbeeld een 3-pins of 5-pins XLR-connector. In de getoonde uitvoeringsvorm is het uitbreidingselement 300 geïntegreerd binnen een toestel 301. Bijvoorbeeld wordt het uitbreidingselement 300 uitgevoerd als een bestukte printplaat, en wordt het binnen de behuizing 108 van een toestel 301 geplaatst. Het kan hierbij gaan over een bestaand toestel, dat is aangepast om te worden gebruikt binnen een klassieke RS485/DMX512 oplossing. Plaatsing van het uitbreidingselement 300 gebeurt hierbij door de behuizing 108 open te maken, de rechtstreekse verbinding 208 te verbreken, het uitbreidingselement 300 te plaatsen en het te verbinden met de ingangs- en uitgangspoort 201, 202. Tevens wordt het uitbreidingselement 300 verbonden met de sturingseenheid 203. In andere uitvoeringsvormen vormt het uitbreidingselement 300 een onderdeel van een nieuw toestel 301, of is het uitbreidingselement 300 uitgevoerd als een afzonderlijk apparaat dat kan worden geconnecteerd met een toestel.

[78] Fig. 4, Fig. 5 en Fig. 6 tonen elk een andere uitvoeringsvorm van een uitbreidingselement 400, 500, 600. De uitvoeringsvorm van Fig. 4 is een minimale uitvoering. Fig. 4 toont het uitbreidingselement 400 na plaatsing binnen een toestel 404. Het toestel 404 omvat een sturingseenheid 203, een lamp 204, een ingangspoort 201 en een uitgangspoort 202. Door het connecteren van een eerste communicatiekabel 205 en een tweede

-29- BE2020/5744 communicatiekabel 206, wordt het toestel 404 met andere toestellen verbonden. Het uitbreidingselement 400 omvat een eerste connectiepunt 401, een tweede connectiepunt 402 en een derde connectiepunt 403. De connectiepunten 401, 402, 403 worden bijvoorbeeld uitgevoerd als connectoren geplaatst op een printplaat. In de getoonde uitvoeringsvorm is na plaatsing van het uitbreidingselement 400 in het toestel 404 het eerste connectiepunt 401 verbonden met de ingangspoort 201 en het tweede connectiepunt 402 verbonden met de uitgangspoort 202. Verder is het derde connectiepunt verbonden met de sturingseenheid 203.

[79] Het uitbreidingselement 400 omvat verder een schakelaar 405, bijvoorbeeld een relais. De schakelaar 405 is verbonden met het eerste en tweede connectiepunt 401, 402, via verbindingen 409 en 410. In gesloten stand van de schakelaar is een rechtstreekse verbinding aanwezig tussen het eerste en tweede connectiepunt 401, 402, gevormd door verbindingen 409, 410 en de schakelaar 405. Wanneer het toestel 404 is geconnecteerd in het netwerk 303, maakt de gesloten schakelaar 405 samen met de communicatiekabels 205, 206 deel uit van de gemeenschappelijke bus van het netwerk. Bij geopende stand van de schakelaar 405, wordt de rechtstreekse verbinding 409-410 tussen het eerste en tweede connectiepunt 401, 402 verbroken.

[80] Het uitoreidingselement 400 omvat verder een verwerkingseenheid 406, bijvoorbeeld een microprocessor. De verwerkingseenheid 406 is verbonden met het derde connectiepunt 403. In de getoonde uitvoeringsvorm is er een interface 411 aanwezig tussen de verwerkingseenheid 406 en het derde connectiepunt 403, welke bijvoorbeeld communicatie tussen de RS-485 standaard aan de kant van de sturingseenheid 203 en de RS-232 standaard aan de kant van de microprocessor 406 toelaat. De verwerkingseenheid 406 is tevens verbonden met het eerste connectiepunt, over een verbinding 409-408 die de schakelaar 405 niet omvat. De verwerkingseenheid bevindt zich dus in een aftakking 408 van de gemeenschappelijke bus 409-410, hier aan de linkerkant van de schakelaar 405. In de getoonde uitvoeringsvorm is er een interface 407 om de RS-485 standaard van de bus naar de RS-232 standaard van de

- 30 - BE2020/5744 microprocessor 406. De verwerkingseenheid 406 is geconfigureerd om de stand van de schakelaar 405 te wijzigen, zoals schematisch is aangeduid met 412.

[81] Fig. 5 toont een tweede mogelijke uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 500, geplaatst binnen een toestel 504. Vergeleken met de eerste Uitvoeringsvorm, is er een extra verbinding 501-410 aanwezig tussen de verwerkingseenheid 406 en het tweede connectiepunt 402, waarbij deze verbinding de schakelaar 405 niet omvat. Hier zijn er dus twee aftakkingen 408 en 501 op de gemeenschappelijke bus 409-410 aanwezig, op posities aan beide kanten van de schakelaar 405. In elk van de aftakkingen 408, 501 bevindt zich een interface: een eerste interface 407 en een tweede interface 502.

[82] Fig. 6 toont een derde mogelijke uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 600, geplaatst binnen een toestel 604. Net zoals de tweede uitvoeringsvorm omvat het uitbreidingselement 600 een eerste interface 407 en een tweede interface 502. De eerste interface 407 heeft een leespoort, aangeduid met ‘R1’, en een schrijfpoort, aangeduid met W1’. De tweede interface 502 heeft een leespoort, aangeduid met ‘R2’, en een schrijfpoort, aangeduid met ‘W2’. Tussen de leespoort ‘R1’ van de eerste interface 407 en de schrijfpoort ‘W2' van de tweede interface 502 is een verbinding 605 aanwezig, benoemd als lees-schrijf verbinding 605. In deze verbinding 605 is een eerste regelbare component 603 geplaatst, bijvoorbeeld een regelbare weerstand. Analoog is tussen de schrijfpoort W1' en de leespoort ‘R2’ een schrijf-lees verbinding 601 aanwezig, met tweede regelbare component 606. Een toestand van de regelbare component 603, 606 waarbij het dataverkeer wordt verhinderd, wordt benoemd als ‘geopend’, en een toestand waarbij het dataverkeer kan doorgaan als ‘gesloten’. De verwerkingseenheid 406 is geconfigureerd om beide regelbare componenten 603, 606 van toestand te veranderen.

[83] In de volgende figuren wordt geïllustreerd hoe een uitbreidingselement 400, 500, 600 kan worden ingezet in verschillende use cases of gebruikstoepassingen. Meer bepaald wordt in Fig. 7 en Fig. 8 de use case van normale werking geïllustreerd, in Fig. 9 en Fig. 10 de use case van

-31- BE2020/5744 volgordebepaling tijdens configuratie, en in Fig. 11 en Fig. 12 de use case waarin een kortsluiting in een kabel optreedt.

[84] Fig. 7 en Fig. 8 illustreren het gebruik tijdens normale werking, i.e. bij het aansturen van de toestellen op basis van sturingsdata verzonden door een centrale aansturing 302. Fig. 7 toont het gebruik van een systeem 703 in busmodus. Het systeem 703 omvat een centrale aansturing 302, en toestellen 504 met elkaar verbonden via communicatiekabels 701. Elk toestel 504 omvat een uitbreidingselement 500. In Fig. 7 wordt de tweede uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 500 getoond, maar de busmodus kan analoog worden toegepast bij de eerste uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 400 en bij de derde uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 600. Tijdens de normale werking in busmodus, is elk van de schakelaars 405 in gesloten toestand. Bijgevolg wordt op elk uitbreidingselement 500 een rechtstreekse verbinding 700 gevormd tussen het eerste en tweede connectiepunt 401, 402. Samen met de communicatiekabels 701 vormen de rechtstreekse verbindingen 700 de gemeenschappelijke bus van het netwerk. Sturingsdata verzonden door de centrale aansturing 302 wordt door elk van de toestellen 504 ontvangen. Het systeem werkt op dat moment analoog aan een klassieke oplossing met RS- 485 standaard en DMX512 protocol. Een stroomonderbreking in een van de toestellen 504 zal het dataverkeer op de bus niet verstoren. De verwerkingseenheid 406 van elk van de uitbreidingselementen 500 takt af op de bus 700-701, en ontvangt dus alle data die op de bus wordt verstuurd. In de situatie van Fig. 7 is de sturingsdata bestemd voor toestel ‘C’. De verwerkingseenheid 406 van toestel ‘C’ geeft de ontvangen sturingsdata dan ook door aan de corresponderende sturingseenheid 203, waarmee een functie van de lamp 204 wordt bediend, zie 702 in de figuur.

[85] Fig. 8 illustreert het gebruik van een systeem 803 bij normale werking, maar in seriële modus in plaats van in busmodus. Deze modus kan worden toegepast indien de derde uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 600 wordt gebruikt, niet bij de eerste of tweede uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 400, 500. Fig. 8 toont dat de schakelaar 405 geopend is op

-32- BE2020/5744 elk van de uitbreidingselementen 600. Bijgevolg is geen dataverkeer over de gemeenschappelijke bus mogelijk. In plaats daarvan verloopt het dataverkeer nu over een rechtstreekse verbinding 800 tussen de eerste interface 407 en de tweede interface 502 van elk uitbreidingselement 600. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de schrijf-leesverbinding 601 op het uitbreidingselement 600, met gesloten stand van de tweede regelbare component 606. Verloopt het dataverkeer in de andere zin, dan wordt gebruik gemaakt van de lees- schrijfverbinding 605, met gesloten stand van de eerste regelbare component

603. In dit geval wordt er dus met een seriële topologie gewerkt, waarbij de opeenvolgende interfaces telkens data aan elkaar doorgeven. Dit heeft als voordeel ten opzichte de bus topologie dat bij een kortsluiting in een kabel niet het volledige dataverkeer stilvalt. Het nadeel is echter dat een stroomonderbreking in een toestel 604 het dataverkeer zal verstoren. Bij dergelijke stroomonderbreking dienen dus tijdelijk de schakelaars 405 te worden gesloten en in busmodus te worden gewerkt.

[86] Merk op dat in geval gebruik gemaakt wordt van de derde uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 600, er voor normale werking de keuze is tussen de seriële modus van Fig. 8 en de busmodus van Fig. 7. Ook in geval van de tweede uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 500, zijn er twee modi mogelijk voor normale werking. Er kan immers gewerkt worden in de busmodus van Fig. 7, maar ook in een modus waarbij alle schakelaars 405 geopend zijn en het dataverkeer over de in serie geschakelde verwerkingseenheden 406 verloopt. De verwerkingseenheid 406 van het ene toestel 604 geeft de sturingsdata dan door aan het volgende toestel 604. Dergelijke werkingsmodus is pas zinvol indien er per verwerkingseenheid 406 geen te grote vertraging wordt geïntroduceerd.

[87] In Fig. 9 en Fig. 10 illustreren de use case van volgordebepaling tijdens configuratie. Hierbij wordt door de centrale aansturing geïdentificeerd welke toestellen zijn aangesloten, en in welke volgorde ze zich in het netwerk bevinden. Fig. 9 illustreert een eerste manier van volgordebepaling, op sequentiële wijze, Fig.10 illustreert een tweede manier, aan de hand van buurbepaling.

-33- BE2020/5744

[88] In Fig. 9 omvat het systeem 905 toestellen 404 en een centrale aansturing 902. Elk toestel 404 omvat een uitbreidingselement 400 volgens de eerste uitvoeringsvorm. De eerste manier van volgordebepaling kan echter ook worden toegepast wanneer gebruik gemaakt wordt van de tweede of derde uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 500, 600.

[89] De centrale aansturing 902 omvat een topologiemodule 904, welke is geconfigureerd om via het uitvoeren van een sequentie de volgorde van de toestellen 404 in het netwerk te bepalen. Deze sequentie omvat bijvoorbeeld volgende stappen, achtereenvolgens uit te voeren: - Er wordt vertrokken van een situatie waarbij alle schakelaars 405 van de uitbreidingselementen 400 gesloten zijn.

- Door de centrale aansturing 902 wordt een commando verstuurd over de gemeenschappelijke bus 700-701 om de schakelaar 405 te openen. Dit commando wordt door elk van de verwerkingseenheden 406 ontvangen. Hierop worden alle schakelaars 405 geopend. Deze situatie wordt getoond in Fig. 9. Op dit moment is enkel het eerste toestel ‘A’ nog via de bus met de centrale aansturing 902 verbonden.

- Vervolgens wordt door de centrale aansturing 902 een verzoek verstuurd om achtereenvolgens een identiteitskenmerk terug te geven, de schakelaar 405 te sluiten, en niet meer te antwoorden bij een volgend verzoek. Dit verzoek wordt enkel door het eerste toestel ‘A’ ontvangen, zie 906. Toestel ‘A’ antwoordt door zijn identiteitskenmerk, bijvoorbeeld zijn ESTA-code of een andere ID, terug te geven. Gezien er op dit moment slechts één toestel is aangesloten op de bus, kunnen er nooit meerdere toestellen gelijktijdig antwoorden. Na het verzenden van een antwoord sluit toestel ‘A’ zijn schakelaar 405 en zal de verwerkingseenheid 406 bij een volgend verzoek niet meer antwoorden.

- Vervolgens wordt door de centrale aansturing 902 opnieuw eenzelfde verzoek verstuurd. Gezien de schakelaar 405 van toestel ‘A’ gesloten is, wordt dit verzoek door ‘A’ en ‘B’ ontvangen. Toestel ‘A’ antwoordt echter niet meer, dus enkel toestel ‘B’ antwoordt door zijn identiteitskenmerk terug te geven.

-34- BE2020/5744 - Het versturen van dergelijk verzoek wordt herhaald tot geen enkele van de toestellen 404 nog antwoordt. Op dit moment heeft de centrale aansturing 902 een identiteitskenmerk ontvangen voor elk van de toestellen, en uit de volgorde waarin dit gebeurde, bepaalt de topologiemodule 904 de volgorde van de aangesloten toestellen 404 in de keten.

[90] Op deze manier kan door de topologiemodule 904 de volgorde op automatische wijze worden bepaald. De centrale aansturing 902 omvat bovendien een configuratiemodule 903. Na de identificatie en volgordebepaling door de topologiemodule 904, kan de configuratiemodule 903 bijvoorbeeld een boodschap sturen gericht aan een specifiek toestel 404, waarin het startadres wordt meegegeven. De volledige configuratie kan op die manier geautomatiseerd verlopen.

[91] Fig. 10 illustreert de volgordebepaling op een tweede manier, gebaseerd op buurbepaling. In Fig. 10 omvat het systeem 1005 toestellen 504 en een centrale aansturing 1002 met topologiemodule 1004. Elk toestel 504 omvat een uitbreidingselement 500 volgens de tweede uitvoeringsvorm. Bovendien is de verwerkingseenheid 406 van elk uitbreidingselement 500 geconfigureerd om een buurtoestel te identificeren. De topologiemodule 1004 is geconfigureerd om via het uitvoeren van een sequentie de volgorde van de toestellen 404 te bepalen op een tweede manier, gebaseerd op buurbepaling. Deze sequentie omvat bijvoorbeeld volgende stappen, achtereenvolgens uit te voeren: - In een eerste stap wordt het eerste toestel geïdentificeerd, doordat de centrale aansturing 1002 de opdracht geeft alle schakelaars 405 te openen en te vragen wie er aanwezig is. Gezien op dat moment enkel het eerste toestel ‘A’ is aangesloten op de bus, wordt een ID van ‘A’ ontvangen door de topologiemodule 1004.

- Vervolgens worden opnieuw alle schakelaars 405 gesloten en wordt door de topolgiemodule de opdracht verstuurd om een buurtoestel te identificeren.

Deze opdracht wordt door elk van de uitbreidingselementen 500 ontvangen. - Vervolgens voert de verwerkingseenheid 406 van het uitbreidingselement 500 in elk toestel 504 de nodige sequentie uit om een buurtoestel te

-35- BE2020/5744 identificeren. Deze situatie is voorgesteld in Fig. 10. Vooreerst opent de verwerkingseenheid 406 de schakelaar 405. Vervolgens vraagt de verwerkingseenheid 406 een ID op bij het buurtoestel aan zijn rechterzijde, via de tweede interface 502. In Fig. 10 ontvangt toestel ‘B’ een ID via zijn tweede interface 502, en geeft het zelf zijn ID door via zijn eerste interface 407, zie 1001 respectievelijk 1003 in de figuur. Vervolgens wordt de schakelaar 405 terug gesloten. Elk toestel 504 kent nu de ID van zijn rechterbuur, en alle schakelaars 405 zijn terug gesloten.

- Vervolgens stuurt de topologiemodule 1004 een verzoek over de bus, gericht aan het eerste toestel ‘A’, dat reeds eerder werd geïdentificeerd in de eerste stap. In dit verzoek wordt gevraagd de ID van de rechterbuur door te geven. Eens dit werd ontvangen, heeft de topologiemodule 1004 het tweede toestel ‘B’ geïdentificeerd.

- Vervolgens stuurt de topologiemodule 1004 een verzoek, gericht aan het tweede toestel ‘B’, om de ID van zijn rechterbuur door te geven. Door dit te herhalen worden door de topologiemodule 1004 alle toestellen 504 geïdentificeerd en hun volgorde bepaald. Deze manier van volgordebepaling is bovendien sneller dan de eerste, sequentiële manier.

[92] Bovenstaande tweede manier van volgordebepaling, gebaseerd op buurbepaling, kan op een analoge manier worden toegepast voor de derde uitvoeringsvorm van het uitbreidingselement 600. Hierbij blijft gedurende de volledige configuratiefase de schakelaar 405 van elk van de uitbreidingselementen 600 geopend. De buurbepaling gebeurt nu door het openen van de regelbare componenten 603, 606. Bij geopende stand van de regelbare componenten 603, 606, vraagt elk toestel 604 de ID van zijn rechterbuur op, en geeft het zijn eigen ID door aan zijn linkerbuur. Na het sluiten van alle regelbare componenten 603, 606, maar nog steeds bij geopende schakelaar 405, kan de topologiemodule 1004 vervolgens alle ID's opvragen.

Het openen en sluiten van de regelbare componenten 603, 606 laat een veel snellere werking toe dan dat buurbepaling via het openen en sluiten van de schakelaar 405 dient te gebeuren. Immers dient bij deze laatste werkwijze telkens een bepaalde wachttijd, nodig voor stabilisatie, te worden ingelast na

- 36 - BE2020/5744 het sluiten van de schakelaar 405. Bij het veranderen van een regelbare component naar ‘gesloten’ toestand is dergelijke wachttijd niet nodig.

[93] In Fig. 11 wordt de use case geïllustreerd waarbij tijdens normale werking een kortsluiting in een communicatiekabel optreedt. In Fig. 11 omvat het systeem 1105 toestellen 504 en een centrale aansturing 1102 met self-healing module 10040. Op Fig. 11 omvat elk toestel 504 een uitbreidingselement 500 volgens de tweede uitvoeringsvorm, maar dit kan ook een uitbreidingselement 600 volgens de derde uitvoeringsvorm zijn.

[94] De verwerkingseenheid 406 van elk uitbreidingselement 500 is geconfigureerd om een defect, bijvoorbeeld een kortsluiting 1104, in een aangesloten communicatiekabel te detecteren. Hierbij is de verwerkingseenheid 406 geconfigureerd om op continue wijze de eerste en tweede interface 407, 502 te monitoren. Bijvoorbeeld wordt continu het spanningsverschil tussen de signaal lijnen gecontroleerd. Bij differential signaling dient dit spanningsverschil nul te zijn; een afwijking van nul wijst op een anomalie. Wordt door de verwerkingseenheid 406 een anomalie gedetecteerd, dan opent deze de schakelaar 405 en stuurt een foutboodschap naar de centrale aansturing 1102.

[95] De centrale aansturing 1102 omvat een self-healing module 1100 waarmee bij het optreden van een defect in een communicatiekabel, het dataverkeer kan worden hersteld. Dit verloopt bijvoorbeeld als volgt: - Er treedt een kortsluiting 1104 op in de communicatiekabel tussen toestel ‘A’ en ‘B’. Alle dataverkeer over de bus 700-701 valt op dat moment stil. - Toestel ‘A’ detecteert de anomalie aan zijn tweede interface 502, zie 1107. Vervolgens opent het uitbreidingselement 500 van toestel ‘A’ zijn schakelaar

405. De bus wordt dus onderbroken op die plaats, waardoor links van toestel ‘A’ terug dataverkeer over de bus mogelijk is. Toestel ‘A’ verzendt via deze weg een foutboodschap naar de self-healing module 1100. - Ook toestel ‘B’ detecteert de anomalie, aan zijn eerste interface 407, zie

1108. Ook toestel ‘B’ opent zijn schakelaar 405. Op dit moment zijn de schakelaars 405 aan beide kanten van het defect 1104 geopend. Deze

237 - BE2020/5744 situatie wordt voorgesteld in Fig. 11. Door de geopende schakelaars 405 wordt de defecte kabel geïsoleerd uit het netwerk. Hierdoor kan de gemeenschappelijke bus, met uitzondering van de defecte kabel 1104 terug worden gebruikt, links van toestel ‘A’, zie 1103, en rechts van toestel ‘B’, zie

1106.

- Bij ontvangst van de foutboodschap past de self-healing module 1100 het dataverkeer aan: toestel ‘A’ wordt langs de weg aangeduid met 1103 bereikt, terwijl toestellen ‘B’ en ‘C’ langs de weg aangeduid met 1101 worden bereikt. Hiertoe dient het netwerk in een ring te zijn geconnecteerd, zoals voorgesteld op Fig. 11. Op die manier wordt op automatische wijze het dataverkeer terug hersteld.

[96] Tenslotte illustreert Fig. 12 een alternatieve manier voor het monitoren van de eerste of tweede interface 407, 502, waarbij anomalie detectie niet gebaseerd wordt op een gemeten spanningsverschil, maar gebruik wordt gemaakt van de lees- en schrijfpoort van de interfaces. Op die manier kan de kost voor een extra component voor spanningsmeting worden vermeden. De figuur toont het uitbreidingselement 500 volgens de tweede uitvoeringsvorm. De eerste interface 407 omvat een leespoort ‘R1’ en een schrijfpoort W1’. De tweede interface 502 omvat een leespoort ‘R2’ en een schrijfpoort ‘W2’. De verwerkingseenheid 407 is geconfigureerd om de lees- en schrijfpoorten te monitoren. Dit verloopt bijvoorbeeld als volgt: - Bij normale werking is de schakelaar 405 gesloten. Wat de verwerkingseenheid 406 heeft verstuurd, komt terecht op de schrijfpoort W2' van de tweede interface 502, zie 1203. Zolang er geen defect in de kabel is, komt dit, via de gesloten schakelaar 405, tevens terecht op de leespoort ‘R1’ van de eerste interface 407. De verwerkingseenheid 406 leest deze leespoort ‘R1’ uit, zie 1202, en vergelijkt dit met wat hij oorspronkelijk had verstuurd. Zolang dit hetzelfde is, is er geen detectie van een anomalie.

- Treedt er echter een kortsluiting 1200 op in de tweede communicatiekabel 206, dan zal hetgeen de verwerkingseenheid 406 heeft verstuurd niet terecht komen op de leespoort ‘R1’. Bijgevolg detecteert de verwerkingseenheid

38 - BE2020/5744 een verschil tussen wat hij oorspronkelijk had verstuurd en hetgeen hij opnieuw uitleest. Op die manier wordt de anomalie 1200 gedetecteerd.

- Op analoge wijze kan de verwerkingseenheid 406 een anomalie in de eerste communicatiekabel 205 detecteren, zie 1201 en 1204.

[97] Hoewel de onderhavige uitvinding werd geïllustreerd aan de hand van specifieke uitvoeringsvormen, zal het voor de vakman duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de details van de voorgaande illustratieve uitvoeringsvormen, en dat de onderhavige uitvinding kan worden uitgevoerd met verschillende wijzigingen en aanpassingen zonder daarbij het toepassingsgebied van de uitvinding te verlaten. De onderhavige uitvoeringsvormen moeten daarom op alle vlakken worden beschouwd als illustratief en niet restrictief, waarbij het toepassingsgebied van de uitvinding wordt beschreven door de bijgevoegde conclusies en niet door de voorgaande beschrijving, en alle wijzigingen die binnen de betekenis en de reikwijdte van de conclusies vallen, zijn hier derhalve mee opgenomen. Er wordt met andere woorden van uitgegaan dat hieronder alle wijzigingen, variaties of equivalenten vallen die binnen het toepassingsgebied van de onderliggende basisprincipes vallen en waarvan de essentiële attributen worden geclaimd in deze octrooiaanvraag. Bovendien zal de lezer van deze octrooiaanvraag begrijpen dat de woorden "omvattende" of "omvatten" andere elementen of stappen niet uitsluiten, dat het woord "een" geen meervoud uitsluit, en dat een enkelvoudig element, zoals een computersysteem, een processor of een andere geïntegreerde eenheid de functies van verschillende hulpmiddelen kunnen vervullen die in de conclusies worden vermeld. Eventuele verwijzingen in de conclusies mogen niet worden opgevat als een beperking van de conclusies in kwestie. De termen "eerste", "tweede", "derde", "a", "bp", "c' en dergelijke, wanneer gebruikt in de beschrijving of in de conclusies, worden gebruikt om het onderscheid te maken tussen soortgelijke elementen of stappen en beschrijven niet noodzakelijk een opeenvolgende of chronologische volgorde. Op dezelfde manier worden de termen "bovenkant", "onderkant", "over", onder" en dergelijke gebruikt ten behoeve van de beschrijving en verwijzen ze niet noodzakelijk naar relatieve posities. Het moet worden begrepen dat die termen

-39-

BE2020/5744 onderling verwisselbaar zijn onder de juiste omstandigheden en dat uitvoeringsvormen van de uitvinding in staat zijn om te functioneren volgens de onderhavige uitvinding in andere volgordes of oriëntaties dan hierboven beschreven of geïllustreerd.

Claims

- 40 - CONCLUSIES BE2020/5744

1. Een uitbreidingselement (400, 500, 600) voor een toestel (404, 504, 604), genoemd toestel (404, 504, 604) aangepast om via een eerste (205) en tweede (206) communicatiekabel met andere toestellen verbonden te worden in een lineair netwerk met bus topologie, waarbij genoemd uitbreidingselement (400, 500, 600) omvat: - een eerste (401) en een tweede (402) connectiepunt aangepast om genoemd uitbreidingselement (400, 500, 600) te connecteren met genoemde eerste (205) respectievelijk tweede communicatiekabel (206); - een derde connectiepunt (403) aangepast om genoemd uitbreidingselement (400, 500, 600) te connecteren met een sturingseenheid (203) omvat in genoemd toestel (404, 504, 604): - een schakelaar (405) verbonden met genoemde eerste (401) en tweede connectiepunt (402), zodat o in gesloten stand van genoemde schakelaar (405) een rechtstreekse verbinding aanwezig is tussen genoemde eerste (401) en tweede (402) connectiepunt, welke in gemonteerde toestand deel uitmaakt van de gemeenschappelijke bus (700, 701) van genoemd netwerk; o in geopende stand van genoemde schakelaar (405) genoemde rechtstreekse verbinding is verbroken; - een verwerkingseenheid (406) verbonden met genoemde derde connectiepunt (403), en met genoemde eerste (401) en/of tweede (402) connectiepunt over een verbinding die genoemde schakelaar (405) niet omvat, waarbij genoemde verwerkingseenheid (406) is geconfigureerd om genoemde stand van genoemde schakelaar (405) te wijzigen.

2. Een uitbreidingselement (400, 500, 600) volgens één van voorgaande conclusies, waarbij genoemd uitbreidingselement (400, 500, 600) is aangepast om in een behuizing (108) van genoemd toestel (404, 504, 604) te worden gemonteerd, en waarbij genoemde eerste (401) respectievelijk tweede (402) connectiepunt zijn aangepast om in gemonteerde toestand te

- 41 - BE2020/5744 connecteren met een ingangspoort (201) respectievelijk uitgangspoort (202) omvat in genoemde behuizing (108) van genoemd toestel (404, 504, 604).

3. Een uitbreidingselement (400, 500, 600) volgens één van voorgaande conclusies, waarbij genoemde verwerkingseenheid (406) is geconfigureerd om: - sturingsdata en configuratie-instellingen ontvangen via genoemde eerste connectiepunt (401) te interpreteren en door te geven aan genoemde sturingseenheid (203) via genoemde derde connectiepunt (403); - één of meerdere kenmerken van genoemd toestel op te vragen via genoemde derde connectiepunt (403), en te verzenden via genoemde eerste connectiepunt (401).

4. Een uitbreidingselement (500) volgens één van voorgaande conclusies, waarbij genoemde verwerkingseenheid (406) is verbonden met genoemde eerste connectiepunt (401) over een verbinding die genoemde schakelaar (405) niet omvat en is verbonden met genoemde tweede connectiepunt (402) over een verbinding die genoemde schakelaar (405) niet omvat, en waarbij genoemd uitbreidingselement (406) een eerste (407) en tweede (502) interface omvat aangepast voor data-uitwisseling tussen genoemde eerste (401) respectievelijk tweede (402) connectiepunt en genoemde verwerkingseenheid (406).

5. Een uitbreidingselement (500) volgens conclusie 4, waarbij genoemde verwerkingseenheid (406) is geconfigureerd om een buurtoestel te identificeren, door achtereenvolgens genoemde schakelaar (405) te openen, een verzoek te versturen naar genoemd buurtoestel via genoemde tweede connectiepunt (402), een antwoord te ontvangen omvattende een identiteitskenmerk van genoemd buurtoestel, en genoemde schakelaar (405) opnieuw te sluiten.

6. Een uitbreidingselement (600) volgens conclusie 4,

-42- BE2020/5744 waarbij genoemde uitbreidingselement (600) een lees-schrijf verbinding (605) omvat tussen de leespoort van genoemde eerste interface (407) en de schrijfpoort van genoemde tweede interface (502), en een eerste regelbare component (603) geplaatst in genoemde lees-schrijf verbinding (605), en genoemde uitbreidingselement (600) een schrijf-lees verbinding (601) omvat tussen de schrijfpoort van genoemde eerste interface (407) en de leespoort van genoemde tweede interface (502), en een tweede regelbare component (606) geplaatst in genoemde schrijf-lees verbinding (601), en waarbij genoemde verwerkingseenheid (406) is geconfigureerd om genoemde eerste (603) en tweede (606) regelbare component van toestand te veranderen, waarbij in geopende toestand geen dataverkeer mogelijk is over genoemde lees-schrijf (605) respectievelijk schrijf-lees (601) verbinding, en in gesloten toestand genoemd dataverkeer wel mogelijk is.

7. Een uitbreidingselement (600) volgens conclusie 6, waarbij genoemde verwerkingseenheid (406) is geconfigureerd om een buurtoestel te identificeren, door bij geopende stand van genoemde schakelaar (405), achtereenvolgens genoemde eerste (603) en tweede (606) regelbare component in geopende toestand te brengen, een verzoek te versturen naar genoemd buurtoestel via genoemde tweede connectiepunt (402), een antwoord te ontvangen omvattende een identiteitskenmerk van genoemd buurtoestel, en genoemde eerste (603) en tweede (606) regelbare component opnieuw te sluiten.

8. Een uitbreidingselement (500, 600) volgens één van voorgaande conclusies, waarbij genoemde verwerkingseenheid (406) is geconfigureerd om een defect (1104) in genoemde tweede (206) of eerste (205) communicatiekabel te detecteren, door het monitoren van genoemde tweede (502) respectievelijk eerste (407) interface, en bij detectie van een anomalie, genoemde schakelaar (405) te openen en een foutboodschap te verzenden via genoemde eerste (205) resp. tweede (502) interface.

-43- BE2020/5744

9. Een toestel (404, 504, 604) aangepast om via een eerste (205) en tweede (206) communicatiekabel met andere toestellen verbonden te worden in een lineair netwerk met bus topologie (303), genoemd toestel (404, 504, 604) omvattende: - een elektrische (204) en/of mechanische component; - een sturingseenheid (203) aangepast voor sturing van genoemde elektrische (204) of mechanische component; - een uitbreidingselement (400, 500, 600) volgens één van voorgaande conclusies, waarbij genoemde derde connectiepunt (403) van genoemd uitbreidingselement (400, 500, 600) is verbonden met genoemde sturingseenheid (203).

10.Een systeem (303) voor het aansturen van een netwerk van toestellen, omvattende: - één of meerdere toestellen (404, 504, 604) volgens conclusie 9; - een centrale aansturing (302); - één of meerdere communicatiekabels (205, 206), waarbij elke communicatiekabel twee van genoemde toestellen (404, 504, 604) met elkaar verbindt of één van genoemde toestellen (404, 504, 604) met genoemde centrale aansturing (302) verbindt, en waarbij genoemde centrale aansturing (302) is geconfigureerd om data te verzenden naar en te ontvangen uit genoemde netwerk.

11.Een systeem (905) volgens conclusie 10, waarbij genoemde centrale aansturing (902) een topologiemodule (904) omvat geconfigureerd om de volgorde van genoemde toestellen (404) in genoemd netwerk te bepalen, door achtereenvolgens: - bij gesloten stand van genoemde schakelaar (405) in elk van genoemde toestellen (404), een commando te versturen over genoemde gemeenschappelijke bus (700, 701) om genoemde schakelaar (405) te openen;

-44- BE2020/5744 - een verzoek te versturen om achtereenvolgens een identiteitskenmerk terug te geven, genoemde schakelaar (405) te sluiten, en niet meer te antwoorden bij een volgend verzoek, en genoemd verzoek te herhalen tot een identiteitskenmerk werd ontvangen voor elk van genoemde toestellen (404).

12. Een systeem (1005) volgens conclusie 10, waarbij elk van genoemde toestellen (504, 604) een uitbreidingselement (500, 600) omvat volgens conclusie 5 of 7, en waarbij genoemde centrale aansturing (1002) een topologiemodule (1004) omvat geconfigureerd om de volgorde van genoemde toestellen (504, 604) in genoemd netwerk te bepalen, door achtereenvolgens - een opdracht te versturen, zodat door genoemd uitbreidingselement (500, 600) van elk van genoemde toestellen (504, 604) een buurtoestel wordt geïdentificeerd; - van elk van genoemde toestellen (504, 604) een identiteitskenmerk van het toestel en van een geïdentificeerd buurtoestel op te vragen.

13. Een systeem (1105) volgens conclusie 10 tot 12, waarbij elk van genoemde toestellen (504, 604) een uitbreidingselement (500, 600) omvat volgens conclusie 8, en genoemde centrale aansturing (1102) en genoemde toestellen (504, 604) zijn verbonden in een ring, en waarbij genoemde centrale aansturing (1102) een self-healing module (1100) omvat, geconfigureerd om bij ontvangst van genoemde foutboodschap van een van genoemde toestellen (504, 604), de communicatiekabel met genoemd defect (1104) te identificeren en het dataverkeer overeenkomstig aan te passen.

14. Een systeem (905) volgens conclusie 10 tot 13, waarbij genoemde centrale aansturing (902) een configuratiemodule (903) omvat geconfigureerd om een configuratie-instelling te versturen naar één of meerdere van genoemde toestellen (404, 504, 604).

-45- BE2020/5744

15.Een methode voor communicatie in een netwerk van toestellen (404, 504, 604), onderling verbonden via een eerste (205) en tweede communicatiekabel (206), waarbij genoemd netwerk een lineaire bus topologie heeft, genoemde methode omvattende: - het voorzien van een uitbreidingselement (400, 500, 600) voor elk van genoemde toestellen (404, 504, 604), omvattende o een eerste (401), tweede (402) en derde (403) connectiepunt, o een schakelaar (405) verbonden met genoemde eerste (401) en tweede (402) connectiepunt, o een verwerkingseenheid (406) verbonden met genoemde derde connectiepunt (403), en met genoemde eerste (401) en/of tweede (402) connectiepunt over een verbinding die genoemde schakelaar (405) niet omvat, - het connecteren van genoemd eerste (401) respectievelijk tweede connectiepunt (402) met genoemde eerste (205) respectievelijk tweede (206) communicatiekabel; - het connecteren van genoemd derde connectiepunt (403) met een sturingseenheid (203) omvat in elk van genoemde toestellen (404, 504, 604); - het sluiten van genoemde schakelaar (405) door genoemde verwerkingseenheid (406), zodat een rechtstreekse verbinding aanwezig is tussen genoemde eerste (401) en tweede (402) connectiepunt, welke in gemonteerde toestand deel uitmaakt van de gemeenschappelijke bus (700, 701) van genoemd netwerk; - het openen van genoemde schakelaar (405) door genoemde verwerkingseenheid (406), zodat genoemde rechtstreekse verbinding wordt verbroken.