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Die
Erfindung bezieht sich auf ein modulares System, das ein Hauptmodul
und mehrere daran anschließbare
Einzelmodule sowie ein das System mit Spannung versorgendes Netzteil
aufweist. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur
Leistungsbedarfskontrolle bei einem solchen modularen System.
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Modulare
Systeme sind in der Technik vielfältig im Einsatz, da sie einfach
anwenderspezifisch angepaßt
werden können.
Ein Beispiel für
ein modulares System findet sich in der Mikroskopie: Moderne Mikroskope
sind meist modular aufgebaut. Sie verfügen über ein Hauptmodul, an das
verschiedene optische und/oder elektrische Einzelmodule, wie beispielsweise
Beleuchtungseinheiten, Lichtquellen, Detektoren o. ä., angebaut
werden können.
Eine anderes Beispiel für
ein modulares System findet sich in der Computertechnik: Übliche PC
sind durch ein- oder anbaubare Module, wie beispielsweise Graphikkarten,
Festplatten, Ausgabegeräte,
vielfältig
konfigurierbar.
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Bei
modularen Systemen wird die Energieversorgung der Einzelmodule meist
durch ein gemeinsames Netzteil bewerkstelligt. Dabei obliegt es dem
Systemeinrichter, zu überwachen,
daß die
Leistung des Netzteils für
den Betrieb des Systems in der gewählten modularen Zusammensetzung
ausreicht. Bei Systemen, die meist in der gleichen Konfiguration betrieben
werden, wie dies beispielsweise bei Computern der Fall ist, muß die Überprüfung, ob
das Netzteil ausreichende Leistungsstärke hat, in der Regel nur bei
der Erstzusammenstellung des Systems vorgenommen werden. Anders
ist dies bei Systemen, die häufig
durch Hinzufügen
oder Wegnehmen von Einzelmodulen verändert werden, wie dies beispielsweise
bei mikroskopischen Systemen gängig ist.
Der Überwachungsaufwand
wird also um so größer, je
häufiger
ein modulares System in seiner Konfiguration geändert wird.
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Die Überprüfung, ob
ein Netzteil ausreichende Kapazität hat, ist mitunter nicht einfach.
Werden die Einzelmodule durch eine Versorgungsleiste elektrisch
mit Energie versorgt, kann ein Spannungsabfall entlang der Versorgungsleiste
zu einer Unterversorgung einiger Einzelmodule führen. Je nachdem ob das jeweilige
Einzelmodul an der Versorgungsleiste am Anfang oder am Ende angekoppelt
ist, wirkt sich eine bei hoher Leistungsabfrage absinkende Versorgungsspannung
unterschiedlich stark aus. Man geht deshalb den Weg, Netzteile überzudimensionieren,
um einen nicht nachvollziehbaren Funktionsausfall einzelner Module
oder gar eine Überlastung
des Netzteils zu vermeiden.
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Zur
Auslegung des netzteilseitigen Leistungsbedarfes wäre es prinzipiell
denkbar, mittels eines Vorschaltwiderstandes in der Spannungsversorgung
den aktuell gezogenen Strom zu messen, indem der Spannungsabfall
am Vorschaltwiderstand erfaßt
wird. Ein solcher Vorschaltwiderstand könnte in einem Primär- oder
auch in einem Sekundärstromkreis
der Spannungsversorgung liegen. Die Anordnung im Primärkreis brächte jedoch
ein relativ unzuverlässiges
Meßergebnis.
Ein Vorschaltwiderstand im Sekundärkreis minderte dagegen die
maximal zulässige
Leistung der Einzelmodule bzw. des Einzelmoduls. Diese theoretisch
möglichen
Ansätze
sind deshalb in der Praxis nicht verfolgt worden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein modulares System der eingangs
genannten Art so weiterzubilden, daß der Leistungsbedarf des Systems
einfach kontrolliert werden kann. Der Erfindung liegt weiter die
Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Leistungsbedarfskontrolle bei
einem modularen System der eingangs genannten Art anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
modulares System gelöst,
das ein Hauptmodul und mehrere daran anschließbare Einzelmodule sowie ein
System mit Spannung versorgendes Netzteil aufweist, wobei für jedes
Einzelmodul mindestens ein vom Hauptmodul auslesbares Deskriptorelement vorgesehen
ist, das den Leistungsbedarf des zugeordneten Einzelmoduls kodiert
oder wiedergibt, und wobei das Hauptmodul die Deskriptorelemente
der angeschlossenen Einzelmodule ausliest und daraus zur Verhinderung
einer Netzteilüberlastung
den Gesamtleistungsbedarf aller angeschlossenen Einzelmodule ermittelt.
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Die
Aufgabe wird weiter gelöst
durch ein Verfahren zur Leistungsbedarfskontrolle eines modularen
Systems, das ein Hauptmodul und mehrere daran anschließbare Einzelmodule
sowie das System mit Spannung versorgendes Netzteil aufweist, wobei für jedes
Einzelmodul mindestens ein vom Hauptmodul auslesbares Deskriptorelement
vorgesehen wird, das den Leistungsbedarf des zugeordneten Einzelmoduls
kodiert oder wiedergibt, und wobei die Deskriptorelemente der angeschlossenen
Einzelmodule ausgelesen werden und daraus der Gesamtleistungsbedarf
oder aller angeschlossenen Einzelmodule ermittelt wird.
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Erfindungsgemäß wird also
für jedes
Einzelmodul, das an das System anzuschließen ist, ein Deskriptorelement
vorgesehen, aus dem das Hauptmodul den Lastbedarf des Einzelmoduls
erkennen kann. Überlastsituationen
lassen sich damit einfach vermeiden. Dazu liest das Hauptmodul beispielsweise vor
Inbetriebnahme des gesamten Systems oder vor Inbetriebnahme des
Einzelmoduls das entsprechende Deskriptorelement aus, um sicherzustellen,
daß durch
die Inbetriebnahme des Systems/des Einzelmoduls die Leistungsfähigkeit
des Netzteils nicht überschritten
werden wird. Es kann somit das Auftreten eines Fehlers schon vor
einer durch Sicherungen eingreifenden Leistungsbegrenzung vermieden
werden. Dies gelingt erfindungsgemäß, da die Deskriptorelemente
unabhängig
vom tatsächlichen
Betrieb der Einzelmodule ausgelesen werden können. Hier liegt ein wesentlicher
Unterschied zu Vorschaltwiderständen,
die immer erst im tatsächlichen
Betrieb des Einzelmoduls die aktuelle Stromaufnahme anzeigen. Die
betriebszustandsunabhängig
abfragbaren Deskriptorelemente erlauben somit eine Systemdiagnose
hinsichtlich des Leistungsbedarfes unabhängig vom normalen Systembetrieb.
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Optional
kann auch das Hauptmodul vor Kontaktieren eines Einzelmoduls mittels
eines Software-Tools abfragen bzw. abgefragt werden, welche Leistungsreserven
noch vorhanden sind. Das Software-Tool bestimmt die Leistungsbilanz
des Systems unter Verwendung der Deskriptoren bzw. der in eine Tabelle übernommenen
Deskriptoreinträge.
Nun kann vor dem Anschluß eines
weiteren Moduls an das bestehende System festgestellt werden, ob
das hinzuzufügende
Modul mit der bestehenden Energieversorgung versorgt werden kann.
Das Software-Tool kann dazu eine entsprechende Freigabe des Moduls
erst dann erteilen, wenn die Energieversorgung dies zuläßt. Die
Freigabe kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Modul
erst dann mittels des Softwaretools zur Installation anwählbar ist, wenn
ausreichende Leistungsreserven gegeben sind. Alternativ kann in
der Softwaresimulation das zusätzliche
Einzelmodul in einer Simulation an das Hauptmodul angeschlossen
und der Leistungsbedarf des Systems ermittelt werden. Dies stellt
eine besonders genaue Überprüfung dar,
ob die Hinzufügung des
Einzelmoduls möglich
ist; ist dies der Fall, kann das zusätzliche Einzelmodul ohne bedenken
angeschlossen werden.
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Sollte
in einem Fall ohne Ermittlung des Leistungsbedarfes ein Einzelmodul
hinzugefügt
werden, und sollten dabei die Leistungsreserven überschritten werden, wodurch
eines der Einzelmodule nicht mehr ausreichend mit Spannung versorgt
wird, gibt es auch die Möglichkeit,
den Leistungsbedarf über die
Auswertung der Deskriptorelemente nachträglich zu ermitteln und so die
Unterversorgung der oder des Einzelmoduls aufklären zu können.
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Erfindungsgemäß können also
diese Deskriptorelemente unabhängig
vom tatsächlichen
Betrieb der Einzelmodule verwendet werden, was insbesondere eine
Software-Simulation des Systems mit Hinblick auf den Leistungsbedarf
erlaubt.
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Der
vom Deskriptorelement kodierte oder wiedergegebene Leistungsbedarf
des zugeordneten Einzelmoduls kann beispielsweise aus Konstruktionsdaten
oder Erprobungsergebnissen des Einzelmoduls stammen. Die Detail-Realisierung
des Deskriptormoduls ist dabei in vielfältigen Varianten möglich, denen
allen gemein ist, daß dem
Hauptmodul die Deskriptorelemente unabhängig vom sonstigen Betrieb der
Einzelmodule bekannt sind.
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Eine
besonders einfache Bauweise verwendet als Deskriptorelemente elektrische
Widerstandselemente. Jedes Widerstandselement ist mit einem Anschluß auf Erde
gelegt und mit dem anderen Anschluß mit dem Hauptmodul verbindbar.
Bringt das Hauptmodul die derart angeschlossenen Widerstandselemente
in Parallelschaltung, und kodiert der Widerstandswert jedes einzelnen
Widerstandselementes den Leistungsbedarf, ergibt sich der Gesamtleistungsbedarf
des Systems automatisch aus dem Gesamtswiderstandswert aller in
Parallelschaltung liegender Widerstandselemente. Somit ist auf verblüffend einfache
Weise eine Ein-Drahtverbindung zu den Deskriptorelementen erreicht.
Verwendet man für
die Widerstandselemente einen Widerstandswert der beispielsweise
gemäß der Gleichung 10.000/(Leistung
des Einzelmoduls) errechnet wurde, erhält man bei üblichen Modulleistungen Widerstandswerte
in der Größenordnung
von 100 kΩ.
Eine Parallelschaltung solcher Widerstände ergibt in einer üblichen
Spannungsteilerschaltung mit einem Referenzwiderstand von ebenfalls
100 kΩ bei
einer Versorgungsspannung von 5 V eine maximale Meßspannung
von 2,5 V, was ein für
gängige
Analog/Digital-Konverter optimaler, den Wandlerbereich voll ausschöpfender
Wert ist.
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Anstelle
einer Kodierung der Leistungswerte durch andere, beispielsweise
elektrische Größen, kann
auch eine direkte Wiedergabe des Leistungswertes durch Speicherelemente
verwendet werden. Speicher können
dabei drahtlos oder drahtgebunden abgefragt werden. Ein Beispiel
für eine
Funkkommunikation mit einem passiven Speicherelement realisieren
die dem Fachmann bekannten RFID-Chips. Aber auch aktive, mit einer
Energiequelle versehene Systeme sind möglich. Das Auslesen der Deskriptorelemente
erfolgt dann durch eine Funkkommunikation. Diese funkkommunizierenden
Deskriptoren können
vorzugsweise auch aktivierbar ausgestaltet werden, so daß eine Kommunikation
erst nach Aktivierung des Deskriptors erfolgen kann. Besonders bevorzugt
ist eine Aktivierung (z.B. Freigab einer Antenne), die bei Anbau/Anschluß des Einzelmoduls
automatisch erfolgt.
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Im
Falle einer leitungsgebundenen Kommunikation zwischen Hauptmodul
und Deskriptorelementen wird beispielsweise ein Datenbus verwendet werden, über den
Datenspeicherbausteine in den Deskriptorelementen ausgelesen werden.
Dafür ist es
bevorzugt, daß die
Deskriptorelemente jeweils einen über einen Datenbus mit dem
Hauptmodul verbindbaren Datenspeicherbaustein aufweisen.
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Bei
leitungsgebundener Kommunikation ist in einer Variante ein Kontaktmechanismus
der Deskriptoren vorgesehen, der einen Anschluß der Deskriptorelemente vor
dem Anschließen
des Einzelmoduls leisten, z.B. mittels bekannter voreilender Kontakte.
Dann kann zuerst das Einzelmodul nur hinsichtlich des Deskriptorelements
angeschlossen werden, um die Überprüfung zum
Leistungsbedarf vorzunehmen. Erst wenn die Netzteilleistung sicher
ausreicht, wird das Einzelmodul vollständig angeschlossen.
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Wesentlich
für den
erfindungsgemäßen Ansatz
ist, daß jedem
Einzelmodul ein Deskriptorelement zugeordnet ist. Die Deskriptorelemente
können dabei
als eigenständige
Bauteile vorgesehen werden, beispielsweise als Steckelemente, die
in entsprechende Steckplätze
des Hauptmoduls eingesteckt werden. Mit Einbau eines Moduls muß man dann
lediglich auch das entsprechende Deskriptorelement mit dem Hauptmodul
verbinden. Eine solche separate Verbindung zwischen Hauptmodul und
Deskriptorelement kann entfallen, wenn in jedes Einzelmodul mindestens
ein Deskriptorelement integriert ist, das bei Anschluß des Einzelmoduls
an das Hauptmodul automatisch mit dem Hauptmodul verbunden ist.
Der Montageaufwand beim Einbau eines Einzelmoduls fällt dann
geringer aus.
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In
vielen Systemen stellt das Netzteil unterschiedliche Versorgungsspannungen
zur Verfügung, beispielsweise ± 5 V, ± 15 V.
Möchte
man in solchen Fällen
die Zahl der Deskriptorelemente so gering wie möglich halten, was beispielsweise
bei nicht in die Einzelmodule integrierten Deskriptorelementen den Montageaufwand
reduzieren kann, ist es zweckmäßig, wenn
das Deskriptorelement einen Mischwert hinsichtlich des Leistungsbedarfes
bei den verschiedenen, vom Einzelmodul verwendeten Versorgungsspannungen
angibt. Eine genauere Berücksichtigung des
Leistungsbedarfes erreicht man, wenn für jede vom Einzelmodul verwendete
Versorgungsspannung bzw. für
jede vom Netzteil bereitgestellte Versorgungsspannung pro Einzelmodul
ein eigenes Deskriptorelement vorhanden ist, das den Leistungsbedarf
bei der jeweiligen Versorgungsspannung kodiert oder wiedergibt.
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Im
erfindungsgemäßen Konzept
ist, nachdem eine Schutzsicherung ansprach, durch die Entkopplung
zwischen Betrieb der Einzelmodule und Ermittlung des Leistungsbedarfes
eine weitergehende Fehleranalyse möglich,. Es kann dann durch
Auslesen der Deskriptorelemente auf eine Überlastung des Netzteils hin
geprüft
werden. Eine solche liegt vor, wenn der Gesamtleistungsbedarf eine
durch das Netzteil vorgegebene Obergrenze überstieg. Konnte der Gesamtleistungsbedarf
jedoch durch das Netzteil abgewickelt werden, muß ein anderer Fehler, beispielsweise
ein Kurzschluß vorliegen.
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Das
erfindungsgemäße System
bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
macht es einfach, das System zu erweitern und dabei die Vorgaben
des Netzteils zu beachten. Vor Erweiterung eines Systems oder vor
Inbetriebnahme eines erweiterten Systems ist es zweckmäßig, den
Gesamtleistungsbedarf, z. B. mit einem Software-Tool, zu ermitteln. Übersteigt
der Gesamtleistungsbedarf eine vom Netzteil vorgegebene Obergrenze
kann man aus Sicherheitsgründen
entweder den Betrieb des Systems völlig verhindern oder zumindest
den Betrieb bestimmter Einzelmodule, beispielsweise des zuletzt hinzugefügten Einzelmoduls.
Der Anwender kann dadurch die Einhaltung der durch das Netzteil
vorgegebenen Rahmenbedingungen überwachen.
Eine Systemerweiterung ist dann besonders einfach, wenn das Hauptmodul
den ermittelten Gesamtleistungsbedarf anzeigt. Durch Vergleich mit
den Leistungsparametern des Netzteils kann bereits vor einer Systemenweiterung,
beispielsweise vor Zukauf eines weiteren Einzelmoduls, festgestellt
werden, ob das Netzteil für
diese Erweiterung ausreicht oder ob gegebenenfalls netzteilseitig
eine Aufrüstung
erfolgen muß.
Es ist deshalb bevorzugt, daß vor
Anschließen oder
Aktivieren eines weiteren Einzelmoduls dessen Deskriptorelement
ausgelesen und überprüft wird,
ob im System der Leistungsbedarf auch dieses weiteren Einzelmoduls
vom Netzteil befriedigt werden kann.
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Natürlich können die
vorgehend oder in den Ansprüchen
geschilderten Verfahrensmerkmale auch durch das Hauptmodul realisiert
werden und umgekehrt. Das Hauptmodul kann zur Realisierung der Lastbedarfskontrollfunktionalität ein entsprechendes
Steuergerät
aufweisen, das entweder im Hauptmodul integriert oder als extern
zugeschaltetes Steuergerät
(beispielsweise in Form eines Computers) ausgebildet sein kann.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beispielshalber noch näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:
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1 ein
Blockschaltbild eines modularen Mikroskopsystems, dessen Leistungsbedarf überwacht
wird, und
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2 und 3 elektrische
Schaltbilder zur Realisierung von Deskriptorelementen, die in den Modulen
des modularen Systems der 1 vorgesehen
sind.
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In 1 ist
ein modulares elektrisches System am Beispiel eines modularen Mikroskopsystems 1 dargestellt.
Das System 1 weist ein Hauptmodul 2 auf, bei dem
es sich im Ausführungsbeispiel
um ein Mikroskop-Basissystem handelt, an das verschiedene Beleuchtungs-
und Detektionsmodule angekoppelt werden können. Diese Module sind Beispiele
für die
in 1 schematisch gezeigten Einzelmodule 3, 5 und 7.
Jedes Einzelmodul 3, 5 und 7 wird über eine Stromleitung 4, 6, 8 von
einem im Hauptmodul 2 vorgesehenen Netzteil 9 mit
Energie versorgt. Die schematisch eingezeichneten Stromleitungen 4, 6, 8 können auch
als Verteilerschiene in einer Modulaufnahme des Hauptmoduls 2 ausgebildet
sein.
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Das
Netzteil 9 stellt den Einzelmodulen 3, 5, 7 verschiedene
Versorgungsspannungen zur Verfügung,
im Ausführungsbeispiel ± 5 sowie ± 15 V.
Das Netzteil 9 ist seinerseits an eine Energieversorgung 10 angeschlossen,
beispielsweise ein elektrisches Stromnetz mit 230 V Wechselspannung.
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Zur
Erfassung des Leistungsbedarfes des Gesamtsystems 1 und
insbesondere der Einzelmodule 3, 5 und 7 verfügt das Hauptmodul 2 über eine Leistungserfassungsschaltung 11.
Diese, die auch in anderen Steuerungselementen des Hauptmoduls 2 oder
in einer extern mit dem Hauptmodul 2 verbundenen Steuereinheit
(in 1 ist schematisch ein Computer C dargestellt)
untergebracht sein kann, ist über Erfassungsleitungen 3l, 5l und 7l mit
Deskriptoren 3d, 5d bzw. 7d verbunden,
die in den Einzelmodulen 3, 5 und 7 vorgesehen
sind.
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Wie
zu sehen ist, verfügt
jedes Einzelmodul 3, 5 und 7 über einen
Deskriptor. Jeder Deskriptor hält
Information über
den Leistungsbedarf des zugeordneten Einzelmoduls vor. Die Leistungserfassungsschaltung 11 kann
damit durch Auslesen der Deskriptoren 3d, 5d und 7d einfach
feststellen, wie groß der
Leistungsbedarf aller angeschlossenen Einzelmodule 3, 5 und 7 ist.
Unter Kenntnis der Leistung des Netzteils 9 (in 1 ist
schematisch eine Verbindungsleitung zur Abfrage der Maximalleistung
eingezeichnet) kann die Leistungserfassungsschaltung 11 damit
unabhängig
vom Betrieb des Systems 1 feststellen, ob die Leistung
des Netzteils 9 ausreicht.
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Die
im Deskriptorelement 3d, 5d oder 7d niedergelegte
Angabe kann beispielsweise aus einer Erprobung des Einzelmoduls 3, 5 oder 7 stammen,
bei der die Stromaufnahme des Einzelmoduls ermittelt wurde.
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Die Überwachung
des Gesamtleistungsbedarfs des Systems 1 oder aller Einzelkomponenten 3, 5 und 7,
d.h. des Systems 1 ohne Hauptmodul 2, kann zu
jedem Zeitpunkt erfolgen. Insbesondere ist es möglich, bei sukzessivem Zuschalten
oder Anbauen weiterer Einzelmodule den Leistungsbedarf oder die
Stromaufnahme bei den Versorgungsspannungen zu verfolgen oder zu
protokollieren.
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Die
Leistungserfassungsschaltung 11 kann über ein entsprechendes Ausgabemedium,
beispielsweise über
den Computer C, den Gesamtleistungsbedarf bzw. die noch verfügbare Restkapazität des Netzteils 9 anzeigen.
Damit kann ein Benutzer, wenn er ein zusätzliches Einzelmodul in Betrieb
nehmen will, das mehr Leistung benötigt, als das Netzteil 9 noch
zur Verfügung
hat, entweder eine Warnung zu einer notwendigen Netzteilerweiterung
erhalten oder einen Vorschlag, welches Modul außer Betrieb bleiben könnte, um
den Gesamtleistungsbedarf des in Betrieb befindlichen Systems innerhalb
der durch das Netzteil 9 vorgegebenen Obergrenze zu halten. Es
ist dann möglich,
verzichtbare Module zu entfernen, ohne die Leistungswerte des Systems 1 im
einzelnen kennen zu müssen.
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Auch
kann bis zur Begrenzung durch eine beispielsweise im Netzteil 9 oder
in der Energieversorgung 10 vorgesehene Schutzsicherung
eine Warnung des Benutzers vor einer Überlastsituation erfolgen.
Die Leistungserfassungsschaltung 11 kann auch nach dem
Ansprechen einer solchen Sicherung eine Fehleranalyse vornehmen
und anzeigen, ob die Sicherung wegen einer Überlast des Netzteils 9 ansprach
oder nicht. Lag keine Überlast
des Netzteils 9 vor, muß ein anderer Fehler im System 1,
beispielsweise ein Kurzschluß vorliegen.
In einer Variante der Erfindung ist eine entsprechende Anzeige vorgesehen.
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Der
Benutzer kann über
die beispielsweise in Form des Computer C realisierte Ausgabeeinheit
bestimmen, ob eine Netzteilerweiterung ein weiteres Netzteil oder
ein verstärktes
Netzteil erforderlich ist. Eine Aufrüstung des Netzteils 9 kann
beispielsweise durch ein weiteres Netzteil, geeignete Kompensatoren,
Akkumulatoren oder Batterien erfolgen, die für bestimmte Betriebszustände oder
grundsätzlich
die Kapazität
des Netzteils 9 steigern. Die Überprüfung kann auch über eine
(in 1 nicht gezeigte) Datenverbindung direkt von einem
Servicedienst des Systemherstellers oder einem externen Systembetreuer vorgenommen
werden. Das System gemäß 1 erlaubt
somit eine Fehlerferndiagnose, so daß Fehler im installierten System
schnell erkannt und Gegenmaßnahmen
eingeleitet werden können.
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In
einer Variante des Systems 1 der 1 stellt
das Netzteil 9 verschiedene Versorgungsspannungen zur Verfügung, beispielsweise ± 5 V und ± 15 V.
Die Deskriptoren 3d, 5d und 7d kodieren
dann einen mittleren Leistungsbedarf (gemittelt über alle Spannungen). In einer
alternativen Ausgestaltung ist für
jede Spannung für
jedes Einzelmodul ein eigenes Deskriptorelement vorgesehen (in 1 nicht
dargestellt).
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In 1 sind
die Deskriptoren als Bestandteile der Einzelmodule 3, 5 und 7 eingezeichnet.
In einer Variante der Bauweise des Systems 1 sind die Deskriptoren
eigenständig
und unabhängig
von den Einzelmodulen. Beispielsweise hat das Hauptmodul 2 geeignete
Steckplätze,
in die die Deskriptoren der angeschlossenen Einzelmodule eingesteckt
sind.
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2 zeigt
eine mögliche
Bauweise für
die Deskriptoren 3d, 5d und 7d. Sie sind
jeweils als Widerstände
R3, R5 und R7 realisiert. Ein Anschluß jedes Widerstandes ist auf
Erde gelegt, der andere ist mit der jeweiligen Erfassungsleitung 3l, 5l und 7l verbunden.
Die Leistungserfassungsschaltung 11 schaltet nun alle Widerstände R3,
R5 und R7 parallel in einer Spannungsteilerschaltung, wie sie 2 zeigt. Der
Spannungsteiler besteht dabei aus einem Referenzwiderstand Rref,
der zwischen einer Versorgungsspannung, hier + 5 V, und der Verbindungsleitung
zwischen den Erfassungsleitungen 3l, 5l und 7l zu
den Widerständen
R3, R5 und R7 liegt. Diese Verbindung liefert gleichzeitig einen
Meßpunkt 12,
an dem die Leistungserfassungsschaltung 11 den sich einstellenden
Spannungswert erfaßt.
Die Spannung am Meßpunkt 12 gibt
damit exakt den Gesamtleistungsbedarf der Einzelmodule 3, 5 und 7 (kodiert
in Form der Widerstände
R3, R5 und R7) wieder.
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Sind
die Einzelwiderstände
R3, R5 und R7 in gleicher Größenordnung
wie der Referenzwiderstand Rref, wie eingangs bereits erläutert, liegt
am Meßpunkt 12 eine
Meßspannung ≤ 2,5 V an,
was üblicherweise
der maximale Spannungswert für
einen A/D-Wandler
ist.
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In
der Variante, in der für
jeden Spannungswert ein eigener Deskriptor verwendet ist, liegt
für jeden
Spannungswert eine Spannungsteilerkette gemäß 2 vor. Die
jeweiligen Meßpunkte
geben dann den Leistungsbedarf bei der jeweiligen Versorgungsspannung
wieder.
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3 zeigt
alternative Ausgestaltung der Deskriptorelemente, die hier als Speicherelemente S3,
S5 und S7 ausgeführt
sind. Diese Speicherelemente halten Angaben über den Leistungsbedarf des zugeordneten
Einzelmoduls 3, 5 oder 7, in einer Ausführungsform
auch aufgeteilt nach verschiedenen Versorgungsspannungen. Über ein
Leitungssystem sind die Speicherelemente S3, S5 und S7 mit einem Busanschluß 13 verbunden,
so daß die
Leistungserfassungsschaltung 11 durch einfache Abfrage
der Speicherelemente über
den Bus, der beispielsweise nach dem USB-System oder dem CAN-Bus
ausgeführt
sein kann, den Leistungsbedarf jedes einzelnen Einzelmoduls 3, 5, 7 und
auch den Gesamtleistungsbedarf je nach Ausführungsform sogar individuell
für die
einzelnen Versorgungsspannungen erfaßt.
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Es
sind auch Ein-, Zwei- oder Vieldrahtbussysteme möglich. Durch die Auswertung
der Deskriptorelemente 3d, 5d, 7d kann
somit eine optimale Auslastung bei den einzelnen Spannungen (welche von
Einzelmodul zu Einzelmodul unterschiedlich stark gefordert sein
können)
erreicht werden.