CH684983B5 - Vorrichtung zur Programmierung. - Google Patents

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CH684983B5 CH3051/93A CH305193A CH684983B5 CH 684983 B5 CH684983 B5 CH 684983B5 CH 3051/93 A CH3051/93 A CH 3051/93A CH 305193 A CH305193 A CH 305193A CH 684983 B5 CH684983 B5 CH 684983B5
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Description

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CH 684 983G A3
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Programmierung einer periodischen Absenkphase bei einem Heizgerät.
Zur Programmierung einer periodischen Absenkphase, insbesondere einer Nachtabsenkung, werden im allgemeinen elektronische Schaltuhren verwendet. Solche Schaltuhren müssen mit mindestens vier Tasten und einer 4stelligen 7-Segment-Anzeige ausgestattet sein. Nachteilig ist neben dem komplizierten Aufbau auch die relativ umständliche Bedienungsweise. Mit der Tastatur müssen getrennt Tageszeit sowie Einschalt- und Ausschaltzeiten eingegeben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Programmierung einer periodischen Absenkphase anzugeben, die sich durch unkomplizierten Aufbau und einfacher Bedienbarkeit auszeichnet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Taster S1, der bei Betätigung gleichzeitig einen Ringzähler D1 und die Absenkphase startet, und ein Soll-Wert-Einsteller, durch den die Zeitdauer für die Absenkphase vorgebbar ist, vorgesehen sind. Durch die Doppelfunktion des Tasters ist eine wesentliche Vereinfachung der Absenkprogrammierung möglich. Es werden nur eine Taste und ein Soll-Wert-Potentiometer für die Einstellung der Absenkzeit benötigt. Die Bedienung ist denkbar einfach, und die Herstellungskosten sind minimal.
Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Anzeige des aktuellen Betriebszustandes eine LED vorgesehen ist, die bei Nichtprogrammierung der Absenkung blinkt, während der Absenkphase eingeschaltet ist und während der Heizphase ausgeschaltet ist. Mittels einer einzigen LED lassen sich auf einfachste Weise drei verschiedene Zustände anzeigen. Der Benutzer kann anhand des Blink-Ein- oder -Aus-Zustandes der LED erkennen, welche Wirkung eine Betätigung des Tasters haben würde. Ausgehend von einem Blinkzustand, der anzeigt, dass noch keine Absenkphase programmiert wurde, bewirkt die Betätigung des Tasters gleichzeitig den Start des Ringzählers D1 und den Beginn einer Absenkphase. Die Dauer der Absenkung lässt sich durch einen Soll-Wert-Ein-steller, beispielsweise ein Drehpotentiometer mit Halbstundenskalierung, vorgeben.
Bevorzugt ist der Ringzähler D1 ein 24-Stunden-Zähler und die Absenkphase eine Nachtabsenkphase. Möglich ist aber bei Verwendung eines 168-Stunden-Zählers auch die Einstellung eines Zählzyklus auf die Länge einer Woche und die Programmierung einer Absenkzeit am Freitagabend für die Dauer von zwei Tagen. Wird der Taster aus dem Zustand der Nichtprogrammierung heraus, also bei blinkender LED, am Freitagabend betätigt und wurde am Soll-Wert-Einsteller eine Zeitdauer von zwei Tagen beziehungsweise 48 Stunden eingestellt, beginnt zunächst die Absenkphase. Diese ist demzufolge jeweils Sonntagabend beendet. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise bei vorrangig an Wochentagen genutzten Räumen, insbesondere Büroräumen, eine Verringerung oder Abschaltung der Heizleistung am Wochenende programmieren.
Das Ausgangssignai des Ringzählers D1 und das digitalisierte Ausgangssignal des Soll-Wert-Einstellers können einem Vergleicher D2 zugeführt sein. Der Vergleicher D2 stellt fest, ob die Absenkzeit innerhalb oder ausserhalb eines der Absenkzeit entsprechenden Zählstandes des Ringzählers liegt. Je nach Vergleichsergebnis wird ein «low»- oder «high»-Ausgangssignal erzeugt.
Weiterhin kann ein erstes UND-Gatter D7 vorgesehen sein, dem die Ausgangssignale des Vergleichers D2 und einer Steuerschaltung D4/D5/D6 zugeführt sind und dessen Ausgangssignal das Heizgerät aktiviert oder deaktiviert. Die Steuerschaltung D4/D5/D6 bestimmt über das UND-Gatter D7, ob das Ausgangssignai des Vergleichers D2 durchgeschaltet wird oder nicht.
Dazu weist die Steuerschaltung bevorzugt einen von dem Ausgangssignai des Tasters beaufschlagten ersten Speicher D4 auf, der über ein zweites UND-Gatter D3 mit dem R-Eingang des Ringzählers D1 verbunden ist, dessen Q0-Ausgang mit seinem K-Eingang verbunden sowie auf den zweiten Eingang des zweiten UND-Gatters D3 geschaltet ist und dessen Q1-Ausgang auf ein drittes UND-Gatter D6 und dem K-Eingang eines ebenfalls von dem Ausgangssignai des Tasters beaufschlagten zweiten Speichers D5 geschaltet ist, wobei der Ausgang des Vergleichers D2 mit dem R-Eingang des zweiten Speichers D5 verbunden ist und der Q0-Ausgang des zweiten Speichers D5 den zweiten Eingang des dritten UND-Gatters D6 bildet, dessen Ausgangssignai das der Steuerschaltung ist. Bei diesem Aufbau der Steuerschaltung kann der Taster weitere Funktionen übernehmen. Der Taster schaltet die beiden Speicher D4 und D5 in unterschiedliche Zustände, deren Reihenfolge von den vorherigen Zuständen abhängig ist. Dabei sind folgende Fälle zu unterscheiden:
1. Absenkung nicht programmiert.
2. Absenkung programmiert und freigegeben, Ausgang Vergleicher D2 aktiv.
3. Absenkung programmiert und freigegeben, Ausgang Vergleicher D2 inaktiv.
4. Absenkung programmiert, aber für den Rest der Absenkzeit durch erstes UND-Gatter D7 gesperrt.
Der 2. Zustand steht dabei für die Absenkphase und der 3. Zustand für die Heizphase. Der Übergang vom 2. auf den 3. Zustand ist das Ergebnis des Vergleichs mittels des Vergleichers D2. Alle anderen Zustandsänderungen erfolgen durch Tastenbetätigungen: Auf 1. folgt 2., auf 2. folgt 4. und auf 3. oder 4. folgt 1. Der Zustand 4. kommt zustande, wenn während des 2. Zustandes, das heisst während
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der Absenkphase, der Taster betätigt wurde. Dann wird die programmierte Absenkphase vorzeitig beendet, ohne dass dadurch eine neue zyklische Programmierung eingeleitet wird. Die nächste Absenkung erfolgt in der Weise, wie ursprünglich vorgegeben, das heisst mit der gesamten Zeitdauer der Absenkphase. Das bedeutet, dass der Zustand 4. in dem Moment gelöscht wird, wenn die ursprünglich eingegebene Gesamtabsenkzeit beendet wäre, so dass der Zustand 3., nämlich die Heizphase, aufgrund des Vergleichs mittels des Vergleichers D2 beginnt. Die Beendigung der Programmierung ist, ausgehend vom Zustand 2 (Absenkphase), durch zweimaliges Betätigen des Tasters und, ausgehend vom Zustand 3 (Heizphase), durch einmaliges Betätigen des Tasters einstellbar.
Einer zu bevorzugenden Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zu Folge ist ein Generator zur Erzeugung einer «Blinkfrequenz», beispielsweise 1 Hz, vorgesehen, welche Frequenz einem vierten UND-Gatter D8 zugeführt ist, dessen zweiter Eingang von dem Q1 -Ausgangssignai des ersten Speichers D4 gebildet ist und dessen Ausgangssignai zusammen mit dem Ausgangssignai des ersten UND-Gatters D7 ein ODER-Gatter D9 beaufschlagt, wobei das Ausgangssignai des ODER-Gatters D9 die LED ansteuert. Aufgrund des Zustandes der LED, nämlich blinken, ein oder aus, kann der Benutzer sofort den Zustand 1-blinken, 2-ein oder 3/4-aus erkennen. Der Aus-Zustand signalisiert, dass das Heizgerät aktiviert ist. Das ist aber sowohl beim Betriebszustand 3. (Absenkung programmiert und freigegeben, Ausgang am Vergleicher D2 inaktiv) als auch beim Betriebszustand 4. (Absenkung programmiert, aber für den Rest der Absenkzeit durch erstes UND-Gatter D7 gesperrt) der Fall.
Die Vorrichtung ist prinzipiell für jegliche Heizungssteuerung mit Absenkphase verwendbar. Beispielsweise kann das Ausgangssignai des ersten UND-Gatters D7 die Ventilator-Steuersoftware eines elektrischen Nachtspeicherheizgerätes beaufschlagen.
Da moderne Steuerungen von Heizungsgeräten im allgemeinen ohnehin einen Mikroprozessor benötigen, sind mindestens die Baugruppen der Steuerschaltung D4/D5/D6 bevorzugt durch Software des Mikroprozessors realisiert.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen beziehungsweise werden nachfolgend anhand der Figuren näher dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbiid einer Ausführungsform einer Absenksteuerung und
Fig. 2 ein Struktogramm einer Absenksteuerung für ein Nachtspeicherheizgerät.
Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Generator 1 vorgesehen, der eine konstante Frequenz erzeugt. Diese wird einem Ringzähler D1 2 zugeführt und derart geteilt, dass jeweils nach 24 Stunden der maximale Zählstand erreicht wird und der Ringzähler D1 2 neu gestartet wird. Das Ausgangssignai des Ringzählers D1 2 und der digitale Wert des Ausgangssignals eines Soll-Wert-Einstellers 3 für die Absenkdauer werden einem Vergleicher D2 4 zugeführt. Ist der Zählerstand X kleiner als der Soll-Wert Y, dann erzeugt der Vergleicher D2 4 ein Signal, das die Absenkphase kennzeichnet (H-Pegel). Ob dieses Signal durchgeschaltet wird oder nicht, bestimmt ein UND-Gatter D7 5, das von einer Steuerschaltung D4/D5/D6 gesperrt werden kann. Die Steuerschaltung besteht aus einem ersten Speicher D4 6, einem zweiten Speicher D5 7 und einem UND-Gatter D6 8. Die C-Eingänge der beiden Speicher 6 und 7 sind von dem Ausgangssignai eines Tasters 9 beaufschlagt. Darüber hinaus ist das Ausgangssignai des Tasters 9 einem UND-Gatter D3 10 zugeführt. Der zweite Eingang dieses UND-Gatters D3 10 ist mit dem Q0-Aus-gang des ersten Speichers D4 6 verbunden, während sein Ausgang auf den R-Eingang des Ringzählers D1 2 geschaltet ist. Weiterhin ist der Q1-Ausgang des ersten Speichers D4 6 mit dem K-Eingang des zweiten Speichers D5 7 und einem weiteren UND-Gatter D6 8 verbunden. Der zweite Eingang dieses UND-Gatters D6 8 ist mit dem Q0-Ausgang des zweiten Speichers D5 7 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters D6 8 wiederum ist auf das UND-Gatter D7 5 geschaltet. Am Ausgang 11 des UND-Gatters D7 5 liegt ein Steuersignal an, das die Absenkung der Soll-Temperatur bei einem Heizgerät entweder aktiviert oder deaktiviert.
Neben der Steuerschaltung D4/D5/D6 sind noch Baugruppen zur Anzeige des Betriebszustandes der Steuerung vorgesehen. Ein zweiter Generator 12 erzeugt eine «Blinkfrequenz», die zum Beispiel 1 Hz beträgt, und einem UND-Gatter D8 13 zugeführt wird. Zu diesem UND-Gatter D8 13 wird ausserdem das Q1-Ausgangssignai des ersten Speichers D4 6 abgezweigt. Das Ausgangssignai des UND-Gatters D8 13 ist auf ein ODER-Gatter D9 14 geschaltet. Ausserdem ist das Steuersignal 11 dem ODER-Gatter D9 14 zugeführt. Das resultierende Signal steuert eine LED 15 an. Diese Schaltung veranschaulicht das Funktionsprinzip, wobei Pulsformer- und Verriegelungsschaltungen nicht näher dargestellt sind.
Die Schaltung hat folgende Funktion:
Der Taster 9 schaltet die Speicher 6 und 7 in unterschiedliche Betriebszustände. Die Reihenfolge ist abhängig von den vorherigen Zuständen. Es gibt folgende Möglichkeiten:
1. Absenkung nicht programmiert.
2. Absenkung programmiert und freigegeben, Ausgang Vergleicher D2 4 aktiv.
3. Absenkung programmiert und freigegeben, Ausgang Vergleicher D2 4 inaktiv.
4. Absenkung programmiert, aber für den Rest der Absenkzeit durch UND-Gatter D7 5 gesperrt.
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Mit dem Taster 9 kann für eine an dem Soll-Wert-Einsteller 3 wählbare Zeit die Raumtemperatur abgesenkt werden. Der Zeitpunkt der Tastenbetätigung ist, ausgehend vom Zustand 1., der Start der Absenkphase, die alle 24 Stunden wiederholt wird. Die Absenkung kann durch eine weitere Tastenbetätigung während der Absenkphase für den Rest der laufenden Absenkphase aufgehoben werden, ohne dass die Programmierung verloren geht. Auf den Zustand 2. (Absenkphase) folgt dann der Zustand 4. Wird die Taste während des zweiten Betriebszustandes (Absenkphase) zweimal betätigt oder ausserhalb der Absenkphase, das heisst während des Zustandes 3., einmal betätigt, wird die Programmierung gelöscht. Der Übergang von dem 2. Zustand auf den 3. Zustand, also von der Absenkphase in die Heizphase, ist das Ergebnis des Vergleichs mittels des Vergleichers D2 4.
Der Zustand 1. ist dadurch gekennzeichnet, dass der Q1-Ausgang des ersten Speichers D4 6 L-Pe-gel hat. Dadurch werden die UND-Gatter D6 8 und D7 5 gesperrt. Der Q0-Ausgang des ersten Speichers D4 6 hat H-Pegel und bereitet damit den ersten Speicher D4 6 über dessen K-Eingang für eine Umschaltung beim nächsten Tastenpuls vor. Mit diesem Tastenpuls schaltet das UND-Gatter D3 10 durch, womit der Ringzähler D1 2 auf Null gesetzt wird. Damit ist der Beginn der Absenkphase programmiert. Der Q1-Ausgang des ersten Speichers D4 6 hat jetzt nicht mehr L-Pegel, sondern H-Pegel, so dass die UND-Gatter D6 8 und D7 5 durchgesteuert sind. Gleichzeitig wurde der zweite Speicher D5 7 über seinen K-Eingang, der mit dem Q1-Ausgang des ersten Speichers D4 6 verbunden ist, für eine Umschaltung vorbereitet. Diese erfolgt mit dem nächsten Tastenpuls. Damit wird dann der Q0-Aus-gang des zweiten Speichers D5 7 auf L-Pegel gesetzt und das UND-Gatter D6 8 gesperrt. Infolgedessen wird auch das UND-Gatter D7 5 gesperrt und das Steuersignal 11 von «Absenkung» auf «Heizung» umgeschaltet. Der Zustand 4. ist aktiv. Die vorgewählte Absenkzeit wurde durch Tastendruck verkürzt. Ist die vorgewählte Absenkzeit verstrichen, bevor eine erneute Tastenbetätigung erfolgt, wird der Ausgang des Vergleichers D2 4 auf L-Pegel gesetzt und damit der zweite Speicher D5 7 über dessen R-Eingang zurückgesetzt. Damit ist der Zustand 3. (Heizphase) hergestellt und 24 Stunden nach dem ersten Tastenimpuls erfolgt eine erneute Absenkung mit der vorgewählten Absenkzeit.
Während der Heizphase (Zustand 3. und 4.) ist das Steuersignal 11 auf L-Pegel und der erste Speicher D4 6 ist für ein Rücksetzen vorbereitet. Dies erfolgt beim nächsten Tastenimpuls. Der Q1-Ausgang des ersten Speichers D4 6 wird dadurch wieder auf L-Pegel gesetzt und die UND-Gatter D6 8 und D7 5 werden gesperrt. Damit ist der Zustand 1. wieder erreicht. Die Programmierung ist gelöscht, und es kann neu programmiert werden.
Die Anzeige des jeweils aktiven Betriebszustandes erfolgt über die LED 15. Es gibt drei angezeigte Betriebszustände:
1. Absenkung nicht programmiert -> LED 15 blinkt.
2. Absenkung aktiv -> LED 15 ein.
3. Absenkung nicht aktiv -> LED 15 aus.
Die Anzeigezustände 1. und 2. sind den Betriebszuständen 1. und 2. analog. Der Anzeigezustand 3. tritt auf, wenn der Betriebszustand 3. oder 4. aktiv ist, das heisst, während der Heizphase.
Im Anzeigezustand 1. hat der Ql-Ausgang des ersten Speichers D4 6 L-Pegel. Dadurch wird der 1-Hz-Takt des Generators 12 über die Gatter 13 und 14 durchgesteuert. Die LED 15 blinkt.
Im Anzeigezustand 2. hat der Q1-Ausgang des ersten Speichers D4 6 H-Pegel und sperrt damit den Takt des Generators 12. Das Steuersignal 11 am Ausgang des UND-Gatters D7 5 liegt auf H-Pegel. Das bedeutet, dass die (Nacht-)Absenkung aktiv ist. Da das Steuersignal 11 auch am ODER-Gatter D9 14 anliegt, ist die LED 15 eingeschaltet.
Im Anzeigezustand 3., der den Betriebszuständen 3. und 4. entspricht, hat der Q1-Ausgang des ersten Speichers D4 6 H-Pegel, während das Steuersignal 11 auf L-Pegel steht. Damit wird das ODER-Gatter D9 14 gesperrt. Die LED 16 ist ausgeschaltet.
Das Struktogramm der Fig. 2 stellt noch einmal eine Übersicht der verschiedenen Zustände für die Software-Realisierung bei einem Nachtspeicherheizgerät dar. Dabei sind Kennzeichnungs-Bits «Aktiv» und «Abbruch» vorgesehen, welche von der Ventilator-Steuersoftware abgefragt werden.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Insbesondere beschränkt sich die Ausführung nicht auf die Realisierung mit diskreten logischen Baugruppen, sondern lässt sich vorteilhaft auch mit programmierter Logik - vorzugsweise unter Verwendung eines Mikroprozessors - realisieren.

Claims (9)

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Programmierung einer periodischen Absenkphase bei einem Heizgerät, gekennzeichnet durch einen Taster (9), der bei Betätigung gleichzeitig einen Ringzähler D1 und die Absenkphase startet, und ein Soll-Wert-Einsteller (3), durch den die Zeitdauer für die Absenkphase vorgebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anzeige des aktuellen Betriebs5
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zustandes eine LED (15) vorgesehen ist, die bei Nichtprogrammierung der Absenkung blinkt, während der Absenkphase eingeschaltet ist und während der Heizphase ausgeschaltet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringzähler D1 ein 24-Stunden-Zähler (2) und die Absenkphase eine Nachtabsenkphase ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignai des Ringzählers D1 und das digitalisierte Ausgangssignai des Soll-Wert-Einstellers (3) einem Vergleicher D2 (4) zugeführt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein UND-Gatter D7 (5) vorgesehen ist, dem die Ausgangssignale des Vergleichers D2 (4) und einer Steuerschaltung D4/D5/D6 zugeführt sind und dessen Ausgangssignai das Heizgerät aktiviert oder deaktiviert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung einen von dem Ausgangssignai des Tasters (9) beaufschlagten ersten Speicher D4 (6) aufweist, der über ein UND-Gatter D3 (10) mit dem R-Eingang des Ringzählers D1 verbunden ist, dessen Q0-Ausgang mit seinem K-Eingang verbunden sowie auf den zweiten Eingang des UND-Gatters D3 (10) geschaltet ist und dessen Q1-Ausgang auf ein UND-Gatter D6 (8) und den K-Eingang eines ebenfalls von dem Ausgangssignai des Tasters (9) beaufschlagten zweiten Speichers D5 (7) geschaltet ist, wobei der Ausgang des Vergleichers D2 (4) mit dem R-Eingang des zweiten Speichers D5 (7) verbunden ist und der Q0-Aus-gang des zweiten Speichers D5 (7) den zweiten Eingang des UND-Gatters D6 (8) bildet, dessen Ausgangssignai das der Steuerschaltung ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator (12) zur Erzeugung einer «Blinkfrequenz», beispielsweise 1 Hz, vorgesehen ist, welche Frequenz einem UND-Gatter D8 (13) zugeführt ist, dessen zweiter Eingang von dem Q1-Ausgangssignai des ersten Speichers D4 (6) gebildet ist und dessen Ausgangssignai zusammen mit dem Ausgangssignai des UND-Gatters D7 (5) ein ODER-Gatter D9 (14) beaufschlagt, wobei das Ausgangssignai des ODER-Gatters D9 (14) die LED (15) ansteuert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignai des UND-Gatters D7 (5) die Ventilator-Steuerschaltung eines elektrischen Nachtspeicherheizgerätes beaufschlagt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Baugruppen der Steuerschaltung D4/D5/D6 durch Software eines Mikroprozessors realisiert sind.
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CH3051/93A 1992-10-23 1993-10-13 Vorrichtung zur Programmierung. CH684983B5 (de)

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