BR112017021464B1 - Conector para conectar fisicamente uma pluralidade de dispositivos - Google Patents
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Abstract
CONECTOR PARA CONECTAR FISICAMENTE UMA PLURALIDADE DE DISPOSITIVOS. Um conector (401) para conectar fisicamente uma pluralidade de dispositivos (309, 310, 311, 312, 313, 314), compreendendo: instruções passíveis de serem lidas por uma máquina, uma interface de usuário e, um processador em que o conector é configurado para detectar uma conexão com um dispositivo e, a seguir, executar um ou mais comandos.
Description
[001] Um problema contínuo em áreas em que múltiplos equipamentos são interconectados (por exemplo, em equipamentos de monitoramento, por exemplo, na agricultura ou em outras indústrias) é o uso de conexões efetivas entre os mesmos. Não é incomum que a quantidade de cabos se torne inconveniente para que se torne embaraçado e difícil de gerenciar. Em adição, a grande variedade de tipos de cabos e de conexões disponíveis pode provocar uma maior complexidade e perda de tempo e de eficiência. Em alguns casos, alguns de tais cabos não são reconhecidos ou o equipamento com o qual os mesmos se conectam não é reconhecido, causando mais atraso na configuração. Os requisitos de uso de energia pelas diversas partes do equipamento e possíveis incompatibilidades com cabeamento podem apresentar outros problemas. Em adição, os tipos de entradas podem, em alguns casos, ser inconsistentes com o cabeamento padrão, por exemplo, entradas analógicas vs seriais vs, pulsos. O controle de energia, os requisitos de instalação e os testes também podem variar consideravelmente entre as partes do equipamento e seus cabeamentos.
[002] A referência a qualquer exemplo do estado da arte nesta descrição não é, e não deve ser tomada como, uma confirmação ou qualquer forma de sugestão de que o estado da arte faz parte do conhecimento geral comum.
[003] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um conector para conectar fisicamente uma pluralidade de dispositivos, compreendendo: uma pluralidade de elementos de conexão, instruções passíveis de serem lidas por uma máquina e um processador.
[004] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um conector para conectar fisicamente uma pluralidade de dispositivos, compreendendo: uma pluralidade de elementos de conexão, instruções passíveis de serem lidas por uma máquina, uma interface de usuário e um processador.
[005] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um conector para conectar fisicamente uma pluralidade de dispositivos, compreendendo: uma pluralidade de elementos de conexão, instruções passíveis de serem lidas por uma máquina, um processador e hardware de entrada/saída.
[006] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um conector para conectar fisicamente uma pluralidade de dispositivos, compreendendo: instruções passíveis de serem lidas por uma máquina, uma interface de usuário e, um processador em que o conector é configurado para detectar uma conexão com um dispositivo e, em seguida, executar um ou mais comandos. Em algumas formas de realização preferidas, o conector conecta um dispositivo periférico a um dispositivo de controle, tal como um dispositivo de telemetria. No entanto, um conector de acordo com a invenção pode igualmente conectar fisicamente qualquer quantidade praticável de dispositivos de qualquer tipo.
[007] Em um aspecto da invenção é fornecido um meio não transitório passível de ser lido por computador, o qual armazena as instruções a serem executadas, por meio de um processador, para controlar um primeiro dispositivo eletrônico, as instruções incluindo: o código para armazenar as informações em relação a ao menos um dispositivo eletrônico adicional; o código para controlar o primeiro dispositivo eletrônico para processar os sinais do ao menos um dispositivo eletrônico adicional; o código para executar uma função do primeiro dispositivo eletrônico com base nos sinais processados emitidos a partir do dispositivo eletrônico adicional. Em algumas formas de realização, o meio não transitório passível de ser lido por computador que armazena as instruções relacionadas pode, adicionalmente, compreender um ou mais dentre: o código para receber as instruções a partir de uma interface de usuário (UI); o código para provocar a exibição em uma interface de usuário (por exemplo, um LED); o código para permitir a interoperabilidade com um sensor; o código para habilitar a interoperabilidade com um dispositivo controlado (tal como um solenóide, um interruptor, uma bomba, uma válvula, etc.); o código para habilitar a detecção automática de um dispositivo de terceiros.
[008] As instruções passíveis de serem lidas pela máquina podem ser armazenadas no dispositivo em qualquer forma apropriada, por exemplo, em uma unidade de memória flash, disco rígido, etc. A interface do usuário pode ser de qualquer tipo adequado. Em algumas formas de realização preferidas, é uma interface simples e, em algumas formas de realização, é projetada para ser robusta em campo. Assim, em algumas de tais formas de realização, a interface do usuário compreende um visor OLED emoldurado e um botão. Em tais formas de realização, o OLED é protegido das condições externas (tal como o clima) e em algumas formas de realização o dito visor pode não ser visível a menos que esteja ativado, caso em que ele irá brilhar através do invólucro que o emoldura. Da mesma forma, um botão simples pode ser localizado sob uma película de borracha ou outra cobertura protetora adequada, tal como uma capa externa.
[009] O processador da invenção pode ser de qualquer tipo adequado. Certas formas de realização preferidas referem-se aos dispositivos para os quais o cuidadoso gerenciamento de energia é importante. Em tais formas de realização, o processador será escolhido de acordo com os requisitos de energia sem comprometer os requisitos mínimos de processamento. A detecção de uma conexão com outro dispositivo pode ser feita de qualquer forma adequada, por exemplo, com formas de realização de tipo “plug and play”, que, por exemplo, detectam uma corrente elétrica através de uma conexão, por exemplo, uma conexão USB.
[0010] Será apreciado pelo especialista que um conector de acordo com a invenção é capaz de simplificar drasticamente a instalação e melhorar a confiabilidade do equipamento conectado. Algumas formas de realização da invenção são para uso em aplicações particulares, por exemplo, vigilância, monitoramento, agricultura, mineração, gerenciamento de propriedades, e assim por diante. Em algumas formas de realização, os conectores da invenção podem ser usados para conectar uma grande variedade de diferentes tipos de dispositivos, por exemplo, portões, dispositivos mecânicos, dispositivos digitais, válvulas, bombas, sensores, câmeras, solenóides, etc.
[0011] Algumas formas de realização preferidas da invenção requerem um gerenciamento rigoroso de energia, por exemplo, aqueles que se relacionam com dispositivos habilitados para telemetria remota, por exemplo, em áreas como gerenciamento de água, agricultura ou mineração. Tais formas de realização compreendem instruções computacionais direcionadas para o gerenciamento cuidadoso do uso de energia e otimizá-lo de acordo com o processamento e outros requisitos. Conforme mencionado acima, o conector da invenção pode ser usado para uma grande variedade de dispositivos diferentes e, por exemplo, pode ser usado para dar suporte a um grande número de tais dispositivos e controlar redes distribuídas de tais dispositivos. Em algumas formas de realização preferidas, o conector da invenção é usado para suportar múltiplos tipos diferentes de dispositivos e controlar dispositivos distribuídos, tal como, por exemplo, solenóides.
[0012] Em algumas formas de realização preferidas, o conector da invenção executará certas funções de rotina toda vez que estiver conectado a um dispositivo. Por exemplo, depois de detectar o tipo de dispositivo, ele pode definir um endereço para o conector, por exemplo, com um controlador e, começar a executar instruções para configurar o dispositivo.
[0013] Certas formas de realização da invenção se referem a aplicações remotas de telemetria e, portanto, podem operar equipamentos (tal como solenóides) com pouca frequência. Em alguns exemplos, funcionarão algumas vezes por dia, apesar de, se necessário, também ser possível uma operação mais ou menos freqüente. Em tais exemplos, o consumo de energia não é uma preocupação, desde que permaneça dentro da capacidade instantânea existente da fonte de energia da telemetria.
[0014] Um dispositivo de acordo com a invenção reduz a complexidade e o custo do equipamento a ser usado com o mesmo (tal como aparelhos de telemetria) por meio da redução ou eliminação de hardware de entrada/saída (I/O) muitas vezes pouco utilizado. Para uma empresa que desenvolve e forneça tais equipamentos, colocar a capacidade I/O no cabo também permite um desenvolvimento mais rápido de novas interfaces, sem qualquer alteração nos produtos de base, que pode, por exemplo, ter custos muito maiores, por exemplo, em relação à configuração, validação, conformidade e teste.
[0015] Os elementos de conexão do dispositivo habilitam-no a conectar-se fisicamente a outro hardware. Por exemplo, nas formas de realização do dispositivo da invenção, em que o mesmo é um simples conector, o mesmo pode compreender ao menos dois elementos de conexão, que podem, por exemplo, compreender fios conectados às portas específicas dos elementos de hardware a serem conectados a cada um. Os elementos de conexão podem ser de qualquer tipo adequado, por exemplo, podem ser um conector de porta serial de comunicação de dados, D-submarine, USB, terminal aparafusado, conector de engate, bloco de terminais, conectores de tipo pino, garfo, 8P8C, etc. De preferência, são de um tipo que é suficientemente robusto para a aplicação em questão.
[0016] Ao longo desta descrição (incluindo quaisquer reivindicações que se seguem), a menos que o contexto exija o contrário, o termo “compreendem” e variações, tais como “compreende” e “compreendendo”, serão entendidas como implicando a inclusão de um inteiro ou passo ou grupo declarado de inteiros ou passos, mas não a exclusão de qualquer outro inteiro ou passo ou grupo de inteiros ou passos. Breve descrição dos desenhos - As figuras 1 e 2 representam o exemplo de instalações do estado da arte. - A figura 3 representa exemplos de utilização de um conector de acordo com a invenção. - As figuras 4a a 4h representam exemplos de conectores de acordo com a invenção. - A figura 5a é um gráfico que mostra características exemplares de um conector de acordo com a invenção. - A figura 5b é um gráfico que mostra exemplos de blocos de hardware de conector/cabo para um dispositivo de exemplo de acordo com a invenção. - A figura 6 mostra uma forma de realização exemplar da invenção na configuração ativa e inativa. - A figura 7 mostra uma forma de realização exemplar da invenção. - A figura 8 representa outra forma de realização exemplar da invenção na qual são utilizados múltiplos conectores da invenção. - A figura 9 representa um exemplo de disposição esquemática que ilustra elementos eletrônicos para um conector de acordo com a invenção. - As figuras 10 a 20 mostram exemplos de diagramas de circuitos eletrônicos para os componentes mostrados na figura 9. - A figura 21 representa um exemplo de disposição esquemática que ilustra elementos eletrônicos para um conector de acordo com a invenção. - As figuras 22 a 28B mostram exemplos de diagramas de circuitos eletrônicos para os componentes mostrados na figura 9.
[0017] É conveniente descrever a presente invenção em relação a formas de realização particularmente preferidas. No entanto, a invenção é aplicável a uma ampla gama de formas de realização e deve ser observado que outras construções e disposições também são consideradas como abrangidas pelo escopo da invenção. Várias modificações, alterações, variações e ou adições à construção e disposições aqui descritas também são consideradas como abrangidas pelo escopo e alcance da presente invenção.
[0018] As figuras 1 e 2 descrevem o exemplo de instalações do estado da arte em que uma grande quantidade de cabos tornaram a instalação difícil de gerenciar. A figura 3 representa exemplos de utilização de um dispositivo de acordo com a invenção em que 301 e 302 são unidades exemplares de telemetria. O cabo pré-terminado 303 conecta-se a qualquer um dentre os dispositivos 309 a 314 e, em algumas formas de realização, múltiplos dispositivos deste tipo são conectados a uma unidade de telemetria tal como a 301 ou 302 através de um ou mais cabos pré-terminados 303. A versatilidade do conector da invenção é evidente a partir da gama de dispositivos e tipos de meios de comunicação descritos. No entanto, o especialista apreciará que a invenção não é limitada a tais dispositivos ou meios de comunicação. Somente como um exemplo, qualquer um ou mais dentre os itens a seguir pode ser prontamente conectado, configurado, usado e mantido com o conector da invenção: solenóide CC com travamento 309 (usando a interface de solenóide 304), o medidor de fluxo 310 (usando a interface de pulso 305), pluviômetro 311 (usando a interface de pulso 306), sensor de pressão 312 (usando a interface analógica 307) e a sonda de umidade do solo 313 (usando a interface serial 308).
[0019] A figura 4a representa outro exemplo de dispositivo da invenção em que 401 é um conector impermeável integrado, 402 é um monitor OLED sob uma capa, 403 representa o encapsulamento sobre-emoldurado, 404 representa um botão de toque/mecânico de pressão e, 405 representa o cabeamento, por exemplo, para um solenóide ou outro dispositivo.
[0020] As figuras 4b a 4d representam outras formas de realização alternativas de um conector de acordo com a invenção em que: 406 é uma capa protetora de borracha/plástico; 407 é uma caixa de junção US ¥’’ de metal ou plástico; 408 é um eletroduto rígido US ¥2" de metal ou plástico; 409 é uma conexão elétrica de solenóide; 410 é um dongle de cabo smart com visor de OLED; 411 é uma vedação da caixa de junção; 412 é uma tampa da caixa de junção/moldura de metal; e 413 é um sistema de cabeamento multi-drop com conexão em linha e conectável.
[0021] A figura 4e representa outro exemplo de dispositivo de acordo com a invenção em que: 413 é uma conexão elétrica de sensor/solenóide; 414 é um módulo eletrônico encapsulado; 415 é um terminal de conexão de energia/de comunicação, 4 vias, roscada, M8; 416 é uma entrada híbrida de usuário por gesto táctil/toque; 417 é um visor OLED camuflado; e 418 são orifícios de montagem para fixação, por exemplo, em uma parede ou placa frontal.
[0022] As figuras 4f, 4g e 4h são vistas alternativas do dispositivo da figura 4e.
[0023] A figura 5a é um gráfico que mostra características exemplares de um dispositivo de acordo com a invenção. Nesta forma de realização de exemplo, a energia é recebida da unidade de telemetria e é condicionada e fornecida ao conector, incluindo a fonte de energia lógica. A unidade é capaz de armazenar energia e isso pode ser gerenciado pela CPU configurável que se encontra no centro do gráfico. A CPU é configurável com hardware de suporte, tal como conversor analógico para digital (ADC), modulação de largura de pulso (PWM), etc. O conector pode ser gerenciado usando um único ponto de toque ou um botão mecânico. O conector dispõe de um visor de diodo emissor de luz orgânico (OLED) e uma interface de comunicação serial, por exemplo, para um dispositivo de comunicação, tal como um sistema/módulo de comunicação da unidade de telemetria.
[0024] A figura 5b é um gráfico que mostra os blocos de hardware para um conector de acordo com uma forma de realização da invenção. O conector compreende uma CPU configurável (representada no centro do gráfico), que fornece instruções para vários elementos de hardware do conector, incluindo, por exemplo, um indicador de LED RGB, um visor OLED camuflado, um controle híbrido de entrada de usuário táctil/toque. Neste exemplo, existem três variantes do conector, uma variante de controle de solenóide, uma variante de sensor analógico e uma variante de sensor de saída de pulso.
[0025] Neste exemplo, a variante de controle de solenóide pode receber uma entrada a partir da CPU em relação a medição de diagnóstico de (a) carga e armazenamento de energia de disparo de solenóide e, (b) circuito de disparo de solenóide. A variante do sensor de saída de pulso pode controlar o armazenamento e gerenciamento de energia offline que podem fornecer a entrada para habilitar a captura de freqüência/contagem do sensor de saída de pulso - que também pode ser parte da variante do sensor de pulso. O elemento de medição de diagnóstico da variante de controle de solenóide, do circuito de disparo de solenóide, pode prover a entrada na função de captura de contagem/freqüência do sensor de saída de pulso do sensor de saída de pulso. A variante do sensor analógico controla a fonte de alimentação do sensor analógico e a medição do sinal e pode receber a entrada dos, e fornecer entrada para, sensores e solenóides.
[0026] A CPU deste exemplo também pode receber a entrada de, e fornecer a entrada para, uma unidade de telemetria através de uma interface de comunicação serial, tal como uma interface RS485. Outra função relacionada a uma unidade de telemetria existente pode ser o condicionamento de energia e a medição de diagnóstico.
[0027] A figura 6 mostra uma forma de realização exemplar da invenção na configuração ativa e inativa e a figura 7 representa outra vista da forma de realização da figura 6 que mostra as asas 701 que permitem que o dispositivo seja fixado em uma localização particular. A figura 8 representa outra forma de realização de exemplo da invenção na qual são utilizados múltiplos dispositivos da invenção.
[0028] Um conector da invenção compreende uma interface de usuário e instruções passíveis de serem lidas por computador para habilitar a interação com um ou mais dispositivos. Tais formas de realização podem ser configuradas para habilitar um ou mais dentre: - Controle mais restrito das opções de detecção e controle altamente compatíveis com “plug and play". - O uso de um conjunto limitado de conexões pré-terminadas de cabo, por exemplo, em um intervalo pré-determinado. - Detecção automática de um dispositivo de terceiros conectado, por exemplo, apesar da identificação de codificação por hardware dentro do cabo. (Por exemplo, poderia comprar um cabo especificamente para um determinado modelo de pluviômetro, ou um medidor de fluxo de pulso por litro, etc.) - Instalação de configuração zero (sem configuração), do sensor físico até a entrega de dados na web. - Facilidade de desenvolvimento de interfaces para sensores com requisitos especiais, por exemplo, aqueles que necessitam de uma fonte de alimentação 5VCC em vez de um padrão de 12VCC. - Testar e comissionar localmente. Por exemplo, poder testar o dispositivo usando a interface do usuário integrada no cabo.
[0029] Em algumas formas de realização, para os sensores que requerem monitoração ou energia permanente (por exemplo, um indicador de chuva de balde basculante) o cabo pode, por exemplo, solicitar energia (atual e tempo) com um período máximo sem energia/não atualizado. Durante o período em que o cabo é alimentado (nominalmente para recuperação de dados, mas prolongado, conforme necessário), os circuitos internos podem ser carregados, permitindo a simples monitoração, como a contagem de entradas a ocorrer no período até a próxima alimentação ou “atualização de energia”.
[0030] Em algumas formas de realização, um conector de acordo com a invenção pode compreender uma flexibilidade adicional durante o uso, por exemplo, compreendendo um ou mais dentre: - Entrada de pulso - por exemplo, para medidores pluviométricos, medidores de vazão, etc. - Entrada analógica (por exemplo, 0-10V, 4-20mA) - por exemplo, para sensores de pressão, sensores de nível, etc. - Protocolo serial (por exemplo SDI-12, 485, 232)
[0031] Em algumas formas de realização, um conector de acordo com a invenção é para uso específico com um ou mais sistemas de irrigação. Um dos desafios da automação de irrigação no setor da horticultura é poder fornecer o controle de dispositivo de maior densidade sem adicionar custos significativos ao produto ou instalação no ponto de controle. Em particular, o controle de bancos de pequenos solenóides de irrigação representa um desafio significativo do ponto de vista do hardware.
[0032] Em algumas formas de realização, a presente invenção fornece um único método de interfaceamento de 1 ou mais solenóides (um número limitado apenas pela disponibilidade de energia) para uma plataforma de gerenciamento remoto. Várias formas de realização da invenção fornecem uma ou mais das vantagens a seguir: - ser relativamente barato em uma base por solenóide; - acomoda solenóides CA e CC, de 2 e 3 fios, com travamento e sem travamento; - minimiza a quantidade de cabeamento necessário na instalação; - é apto para ser alimentado a partir de uma saída de energia padrão de uma das plataformas de telemetria da Observant (então 12VCC, <500mA); - é apto para solicitar energia para carregar os circuitos internos para permitir o disparo de solenóide; - permite que muitos (por exemplo 24 ou mais, ou alternativamente até 24, ou alternativamente até 12) solenóides sejam controlados a partir de uma única plataforma de telemetria da Observant; - detecta a operação do solenóide e as falhas de fiação sem sensores adicionais (ou seja, através da monitoração apenas da tensão e corrente de acionamento); - é controlável através de um protocolo de comunicação serial multi-drop/daisy chain, cuja camada de hardware provavelmente sendo tanto RS485 quanto SDI-12; - exibe localmente os estados da válvula, aberta/fechada/falha e endereço (o endereço é algo que pode ser configurado pelo usuário para combinar com as referências de linha/baia/zona sensíveis do usuário da irrigação); - permite que o endereço e o tipo de válvula sejam alterados localmente (por exemplo, no momento do comissionamento); - permite que a válvula seja atuada/testada localmente (por exemplo, no momento do comissionamento); - permite que a instalação completa e o comissionamento ocorram sem precisar configurar individualmente o dispositivo através de software ou protocolo serial; - encapsulado opcionalmente como banco de dispositivos (por exemplo, 2, 4, 8, 12, 16, 32 ou qualquer número adequado) para uso com grandes bancos de válvula de tubulação; - reduz ou gerencia a complexidade da fiação se estiver contida em uma área pequena, por exemplo, uma casa da bomba; - gerencia e minimiza a energia necessária para ativar; - recebe as informações sobre o estado de um solenóide e fecha de forma confiável o circuito sem a adição de fiação ou hardware; - testa e diagnostica problemas facilmente em tais instalações; - controla diversos solenóides a partir de uma única plataforma de telemetria; - suporte fácil em coleções distribuídas de solenóides ou em campo; - comissionamento e teste plenos no momento da instalação, por exemplo, configura número ~ endereço da estação/zona/banco do solenóide;
[0033] Em algumas formas de realização, a invenção fornece um dispositivo conector de tipo dongle em linha que pode controlar de forma inteligente um único dispositivo (tal como um solenóide) através de um barramento de comunicação serial (por exemplo, SDI-12 ou RS485 ou outro) em que muitos de tais dispositivos podem se comunicar (e são alimentados). Em algumas formas de realização, tal tarefa ocorre através de equipamentos tal como os produtos C3, Solo ou Pico da Observant. Em algumas formas de realização, o dispositivo da invenção é fisicamente pequeno (opcionalmente aproximadamente do tamanho de uma caixa de fósforo, opcionalmente aproximadamente do tamanho de uma miniatura, ou maior ou menor, conforme necessário) e suficientemente robusto para ser instalado ao lado de uma válvula, no pior caso, em uma rede em campo (por exemplo, enterrada ou em um poço no solo). Em algumas formas de realização, o cabeamento torna-se uma questão de encadeamento serial (Daisy-chaining) de 3 fios (energia, comunicações e terra), de um dongle para o próximo, o endereço virtual de cada um sendo apto para ser configurado mecanicamente em cada dispositivo. Em algumas formas de realização, um simples indicador de estado pode fornecer o retorno visual sobre o estado do dispositivo e do solenóide conectado e, um botão de toque permite a configuração básica e o comissionamento no momento da instalação.
[0034] Em algumas formas de realização, um dispositivo de acordo com a invenção compreende um invólucro emoldurado à baixa pressão. Por exemplo, a eletrônica (uma vez montada e testada) pode ser colocada em um molde, no qual é injetada uma resina plástica à uma temperatura e pressão relativamente baixas (quando comparada à injeção típica). O resultado deve ser um revestimento envolvente (“blob”), livre de bolsas de ar e completamente selado para os elementos. A tela pode ser implementada como em um estilo “sob a pele”, no qual os elementos da tela podem ser vistos sob a sobre-moldagem quando ativada, mas quando desativada não aparecerá nada.
[0035] A tabela a seguir apresenta diversos exemplos de aplicações para um dispositivo de acordo com a invenção:
[0036] Em algumas formas de realização, um único botão local de toque mecânico momentâneo ou capacitivo é o único meio de entrada do usuário, por exemplo, para manter a unidade simples e mecanicamente robusta. Em algumas formas de realização, uma pequena tela OLED sobre-moldada logo abaixo da superfície fornece uma indicação do estado do dispositivo (por exemplo, se uma válvula está aberta ou fechada) e do endereço quando a unidade é energizada, esta tela pode ser opcionalmente ser invisível para o usuário quando não ativa.
[0037] Uma série de funções de configuração e teste pode, por exemplo, ser implementada através de toques no botão: - configuração do endereço (por exemplo, pressione por um algum tempo para entrar no modo de ajuste do endereço, pressione por um algum tempo para mover o endereço, pressione rapidamente para aumentar em 1, tempo limite (timeout) para confirmar e sair). - configuração do tipo de válvula (por exemplo, pressionar brevemente, a seguir pressione por algum tempo para entrar no modo de ajuste da válvula, pressione brevemente para aumentar em 1, tempo limite para confirmar e sair). - teste da válvula (por exemplo, pressione brevemente para abrir/fechar).
[0038] Observe que a entrada de botão pode, por exemplo, ser desabilitada na configuração através da interface serial para evitar a adulteração (por exemplo, uma vez comissionado e testado, o botão pode ser desativado remotamente). Em algumas formas de realização, o dispositivo exibe informações sobre localidade, tal como o endereço/zona de irrigação.
[0039] Em algumas formas de realização, as operações do dispositivo podem ser controladas remotamente, por exemplo, através de uma interface em uma rede de computadores, tal como a utilizada pelos produtos da Observant Global. Em algumas formas de realização, as operações do dispositivo podem ser controladas por automação local através de barramento de comunicação serial e opcionalmente, por exemplo, através de um dispositivo de telemetria, por exemplo, tal como a plataforma de telemetria Observant (por exemplo, C3, Solo, Pico).
[0040] Exemplo de uma forma de realização, funções e comandos para um dispositivo de acordo com a invenção: - conectar em uma unidade de telemetria Observant (por exemplo, C3, Solo ou Pico) através de uma camada de hardware SDI-12 ou RS485. - usando a capacidade existente de acionamento de dispositivo, podem ser enviados comandos e os dados são recuperados através do Observant Global através da unidade de telemetria. - os comandos podem, por exemplo, incluir, mas não se limitam a: o obter o estado, que inclui: ■ estado (aberto, fechado, desconhecido) ■ estado pendente ■ última corrente ■ falha (nenhuma, solenóide OC, solenóide SC, falha de transição do solenóide, baixa tensão) o definir estado (abrir/fechar) o reiniciar/limpar falha o definir endereço o definir/obter configuração remota, incluindo: ■ Modo (travamento 2W, travamento 3W, contínuo 2W, contínuo 3W) ■ Pulso (curto, médio, longo) ■ configuração de bitflag (permitir ação do botão, tela ativada, energia permanente, endereço de bloqueio, ...) o obter um motivo para reiniciar o obter versão de hardware o obter a versão do firmware
[0041] Em algumas formas de realização, o conector da invenção reduz substancialmente ou elimina a necessidade de configuração do usuário. Por exemplo, um usuário pode comprar um cabo para interfacear um indicador de chuva de balde basculante, que, quando conectado a uma unidade de monitoramento de base e de telemetria, tal como a C3 da Observant, que detectará automaticamente o cabo, realizará o procedimento de identificação, determina qual o tipo de cabo (e, especificamente, qual tipo de cabo de pluviometria), a seguir, propaga esta informação através da pilha, terminando na apresentação de uma visualização padrão e histórico para a precipitação. A configuração do pluviômetro neste sentido é cuidada quando o cliente seleciona o cabo dentre os que estão disponíveis, e tal seleção é a única entrada necessária do cliente.
[0042] Em algumas formas de realização, é fornecida uma plataforma geral de hardware e firmware que compreende um ou mais conectores de acordo com a invenção. Tal plataforma tem a maior semelhança possível, reutilizando projeto de circuitos e firmware de variantes e até mesmo o projeto da PCB (por exemplo, para o conector). Em algumas dessas formas de realização, as variantes do conector podem não ser mais do que um code path diferente, um firmware flavor ou uma diferença de população de componentes. Isso proporciona grandes benefícios, por exemplo, no volume de produção, conservação de estoque, documentação e manutenção de projetos.
[0043] Vários tipos de I/O podem ser associados a grupos funcionais baseados não apenas no tipo de interface de dados do sensor (digital, analógico, serial, etc.), mas também nos requisitos de fornecimento de energia do sensor.
[0044] Exemplos de tais grupos funcionais incluem: Solenóide: o armazenamento capacitivo de carga e estágio de saída h-bridge. o poder disparar solenóides de travamento típicos quando alimentados apenas a partir de uma saída de energia de sensor padrão C3/Solo/Pico de 600mA. o suportar solenóides de travamento de 12 VCC e, poder estender para solenóides contínuos de 12 VCC onde a energia permanente estiver disponível. Medição de tipo 4-20 mA alimentado em loop - saída de 20 V - circuito de medição 4 a 20 mA de tipo low-side - valor típico da resistência do sensor dos sistemas 4-20 mA. - suporte a qualquer sensor 4-20 mA alimentado em loop (por exemplo, sensor de pressão Ozisense) Contador - operação contínua de baixa potência sem energia permanente (por exemplo, o armazenamento de energia onboard é periodicamente “atualizado” durante a atualização da plataforma de telemetria). - contagem passiva de pulso e detecção apenas do estado da entrada. - suportar os pluviômetros de balde basculante, medidores de fluxo por pulso, qualquer outro dispositivos de contato seco, de saída de pulso. Sensor alimentado - saída de potência do sensor ajustável, comutada e limitada em corrente (por exemplo, 3V até a tensão de alimentação ~ 12 V @ 500 mA) - comunicação serial do sensor (por exemplo, SDI-12, RS485, RS232, nível lógico serial) - esta variante também abrange a entrada de tensão analógica (por exemplo, 0-10 V), pois normalmente são sensores alimentados e a tensão de detecção pode compartilhar uma conexão física com uma conexão de comunicação serial não utilizada. - suporte a sondas de umidade do solo, componentes de estação meteorológica, sensores de saúde da cultura, interfaces do controlador de terceiros e dispositivos de saída de tensão.
[0045] Em algumas formas de realização, o dispositivo da invenção compreende uma conexão de sensor bare-ended/solenóide. Tal conexão permite ao instalador usar uma técnica de conexão de sua preferência para a conexão final com o dispositivo existente, no caso em que o cabo smart deve ser encapsulado com o dispositivo de sensor essa conexão pode ser integral para ambos os dispositivos.
[0046] Em algumas formas de realização, o dispositivo da invenção compreende comunicações baseadas em conexão de alimentação e conectores circulares M8 de 4 vias com encadeamento serial. Tal tipo de conector IP considerado permite a utilização de conjuntos de cabos padrão e, neste exemplo, é apto para ser instalado dentro do condutor elétrico padrão US de 1/2’’.
[0047] Em algumas formas de realização, o dispositivo da invenção compreende uma interface do usuário (UI) local básica, composta do visor OLED e da interface híbrida mecânica táctil e de toque. A fim de aumentar a robustez da interface do usuário aos fatores ambientais (por exemplo, água, lama, sujeira, flora/fauna), é utilizada uma combinação de um único botão táctil mecânico para funções de despertar e de confirmação e uma tela sensível ao toque de 4 vias para a navegação no menu e o ajuste de parâmetros. Assim, em algumas formas de realização, múltiplas entradas podem ser atribuídas a um único botão através do pressionamento de uma das 4 direções na borda do botão.
[0048] O dispositivo da invenção também pode compreender a sinalização de ativação de barramento não alimentada, por exemplo, através da conexão elétrica RS485 para permitir uma operação de baixa energia em conjunto com a interatividade de usuário prontamente disponível. Em tais formas de realização, um botão táctil mecânico pode ser usado para sinalizar ao controlador do host que o usuário deseja interagir com o cabo smart que, por sua vez, fornece energia ao cabo smart para habilitar a tela, a tela de toque e as funções do sensor do cabo smart fora da freqüência de atualização agendada.
[0049] Certas formas de realização da invenção permitem múltiplas opções de instalação, por exemplo: a) suspensão gratuita em linha. Esta opção de instalação pode ser usada, por exemplo, quando o equipamento estiver em um poço de acesso ou local fechado. O cabo smart pode ser instalado sem qualquer caixa de junção ou eletroduto onde o dispositivo do sensor esteja enterrado ou, de outro modo, alojado em um poço ou caixa que ofereça proteção básica contra a flora/fauna, UV e outras influências ambientais. b) Caixa de junção de eletroduto interno para padrão. Esta instalação pode, por exemplo, ser usada onde a proteção adicional de cabeamento é desejada ou o cabeamento deve ser roteado acima do piso ou conectado à infra-estrutura mecânica existente. O cabo smart pode ser alojado dentro das caixas de junção elétricas padrão, incluindo a porta de acesso US V2". c) Montagem Fascia na caixa de junção padrão. Esta instalação pode ser usada conforme acima e, adicionalmente, onde o usuário desejar que a interface de usuário seja visível e facilmente acessível para uso regular, mas ainda requer proteção de cabeamento. O cabo smart pode ser montado na face de uma caixa de junção elétrica, conforme mostrado nas figuras 4b e 4c com a porta de acesso US V2"
[0050] A figura 9 representa um exemplo de disposição esquemática que mostra elementos eletrônicos para um conector de acordo com a invenção. As figuras 10 a 20 mostram exemplos de diagramas de circuitos eletrônicos para os componentes mostrados na figura 9. Um especialista apreciará que os diagramas de circuito aqui representam apenas uma dentre as muitas formas de realização possíveis da invenção.
[0051] Pode ser visto na figura 9 que existem 5 partes para esses diagramas de circuitos exemplares, conforme segue:
[0052] As figuras 11 a 14 descrevem diagramas em relação ao visor OLED, vibrador, botão de toque e LED RGB, respectivamente. A figura 15 ilustra um exemplo de fonte lógica e a figura 16 descreve a fiação de comunicações. As figuras 17 a 20 representam o capacitor de disparo e carregamento, conector de 2W ou 3W, uma ponte H, uma fonte de 20V e uma fiação de sensor 4 a 20mA, respectivamente.
[0053] A figura 21 representa um exemplo de disposição esquemática que mostra os elementos eletrônicos para um conector de acordo com a invenção. As figuras 22 a 28B mostram exemplos de diagramas de circuitos eletrônicos para os componentes mostrados na figura 21. Um especialista apreciará que os diagramas de circuito aqui mostrados representam apenas uma dentre as muitas formas de realização possíveis da invenção.
[0054] Pode ser visto na figura 21 que existem 5 partes para esses diagramas de circuitos exemplares, conforme segue:
[0055] A figura 22 ilustra uma vista geral do núcleo e não se destina a ser lida em detalhes. A figura 23 é idêntica à figura 22, mas ilustra como cada elemento da figura 23 é apresentado nas figuras subseqüentes, sendo: cabeçalho de programação (figura 23A), ID EEPROM (figura 23B), tipo HW (figura 23C) e os detalhes da figura 23D, E e F.
[0056] As figuras 24A a 24D representam diagramas em relação ao visor OLED, LED RGB, botão de toque, botão táctil e sinalização de ativação, respectivamente. A figura 25 representa um exemplo de fonte lógica e a figura 26 ilustra a fiação das comunicações. As figuras 27A a 28B representam o capacitor de disparo e carregamento, o conector de 2 fios, uma ponte H. A figura 27 é um mapa que ilustra a interação dos elementos mostrados com mais detalhes nas figuras 27D e 27E, sendo a ponte H e a estimulação de verificação de continuidade. As figuras 28A e 28B ilustram a fiação para o alimentação de 20V e o sensor 4 a 20mA.
Claims (11)
1. Conector (401) para conectar fisicamente uma pluralidade de dispositivos (309, 310, 311, 312, 313, 314), compreendendo: - uma pluralidade de elementos de conexão que habilitam conexões físicas com a pluralidade de dispositivos; - uma interface de usuário configurada dentro do conector; - um processador para executar instruções passíveis de serem lidas por uma máquina armazenadas em uma memória em que o processador é posicionado dentro do conector; - uma interface de comunicação que habilita o conector a transmitir e receber uma comunicação com ao menos um dentre a pluralidade de dispositivos; e - um circuito interno comunicativamente acoplado ao processador, em que o circuito interno é configurado para: - receber e armazenar energia de uma das pluralidades de dispositivos; e - usar pelo menos parte da energia armazenada para ativar outro dispositivo da pluralidade de dispositivos; caracterizado por o conector ser configurado para detectar automaticamente conexões físicas com a pluralidade de dispositivos e, posteriormente, para executar ao menos um comando para um ou mais dentre a pluralidade de dispositivos e, o conector é configurado ainda para detectar automaticamente ao menos um tipo de dispositivo conectado.
2. Conector, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um indicador para fornecer um retorno visual sobre o estado da conexão física com um ou mais dentre a pluralidade de dispositivos (309, 310, 311, 312, 313, 314).
3. Conector, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o indicador ser um indicador de LED RGB.
4. Conector, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a interface de usuário compreender uma interface táctil e mecânica táctil híbrida (404).
5. Conector, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a interface mecânica táctil e mecânica táctil híbrida (404) compreendem uma unidade de exibição emoldurada OLED (402) e um botão de pressão mecânico táctil.
6. Conector, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o conector ser configurado adicionalmente para detectar uma pluralidade de gestos de entrada da interface mecânica táctil e mecânica táctil híbrida (404), a pluralidade de gestos de entrada compreendendo: - um primeiro gesto de entrada configurado para definir um endereço de um da pluralidade de dispositivos (309, 310, 311, 312, 313, 314); - um segundo gesto de entrada configurado para definir um tipo de válvula de um da pluralidade de dispositivos; e - um terceiro gesto de entrada configurado para testar uma válvula de um da pluralidade de dispositivos.
7. Conector, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o processador executar as instruções passíveis de serem lidas por uma máquina para controlar um primeiro dispositivo eletrônico, as instruções incluindo: - o código para armazenar as informações, em relação a ao menos um dispositivo eletrônico adicional; - o código para controlar o primeiro dispositivo eletrônico para processar sinais do ao menos um dispositivo eletrônico adicional; e - o código para executar uma função, do primeiro dispositivo eletrônico, com base nos sinais processados emitidos a partir do dispositivo eletrônico adicional.
8. Conector, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por as instruções compreenderem ainda: - o código para receber as instruções a partir de uma interface de usuário; - o código para provocar a exibição em uma interface de usuário; - o código para permitir a interoperabilidade com ao menos um da pluralidade de dispositivos (309, 310, 311, 312, 313, 314); e - o código para habilitar a detecção automática de ao menos um dispositivo eletrônico adicional.
9. Conector, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o conector ser configurado adicionalmente para: - detectar falhas de cabeamento para a pluralidade de dispositivos (309, 310, 311, 312, 313, 314); e - detectar se uma válvula dentro da pluralidade de dispositivos está aberta ou fechada.
10. Conector, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: - a pluralidade de dispositivos (309, 310, 311, 312, 313, 314) compreender uma pluralidade de solenoides; e - o circuito de controle compreender circuitos de controle de solenoide.
11. Conector, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: - a interface do usuário, o processador, a memória, a interface de comunicação e o circuito de controle estarem contidos em um invólucro à prova d'água compreendendo resina endurecida; e - a interface do usuário estar abaixo de uma superfície do invólucro à prova d'água de modo que a interface do usuário seja visível através do invólucro à prova d'água quando ativado, mas é invisível quando não ativado.
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| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 06/04/2016, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |
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| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: REFERENTE A 8A ANUIDADE. |
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| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |
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