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Die
Erfindung betrifft ein Sensor-Bussystem mit einer Zentraleinheit
und mindestens zwei Feldeinheiten, die über einen seriellen
Bus mit einander verbunden sind. Genauer gesagt weist die Zentraleinheit
eine Stromquelle zur Speisung des Busses auf und die Feldeinheiten
umfassen einen Adressdecoder zur Bestimmung eines der jeweiligen
Feldeinheiten zugeordneten Datensegments auf dem Bus.
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Mit
der fortschreitenden Vernetzung auch im Bereich von Gebäuden
oder ausdehnten Gebäudeanlagen stellt sich die Problematik
einer effizienten Anknüpfung räumlich verteilt
angeordneter Sensoren. Hierbei können Entfernungen bis
zu einigen Kilometern zu überbrücken sein. Zur
Vernetzung räumlich verteilt angeordneter Komponenten sind
klassische Feld-Bussyteme (z. B. PROFIBUS) entwickelt worden. Wenngleich
hiermit eine Anbindung räumlich verteilt angeordneter Sensoren
erreicht werden kann, stellt sich hierbei doch das Problem, dass
mitunter die maximale Buslänge überschritten wird,
zudem ist die Anschaltung von Sensoren verhältnismäßig
aufwendig. Insgesamt sind die klassischen Bus-Systeme zur Anwendung
an Sensoren zu teuer.
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Basierend
auf obigen Gedanken ist ein vereinfachtes System entwickelt worden,
welches dennoch über den gewünschten Entfernungsbereich eine
sichere Signalübertragung erreicht (
DE 44 13 566 ). Das Bussystem umfasst
eine Zentraleinheit, einen seriellen Bus sowie eine Mehrzahl von
lokalen Feldeinheiten für Sensoren.
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Für
eine einfache Verknüpfung räumlich entfernt liegender
Sensoren ist auch diese Erfindung zu aufwendig.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem zuletzt
genannten Stand der Technik ein verbessertes serielles Bussystem
zuschaffen, das eine einfache und dennoch zuverlässige
Anbindung auch räumlich entfernt liegender Sensoren ermöglicht.
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Die
erfindungsgemäße Lösung liegt in den Merkmalen
der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Bei
einem Sensor-Bussystem mit einer Zentraleinheit, mindestens zwei
Feldeinheiten und einem sie verbindenden seriellen Bus, wobei die
Zentraleinheiten eine Stromquelle zur Speisung des Busses und die
Feldeinheiten je einen Adressdekoder zur Bestimmung eines der jeweiligen
Feldeinheit zugeordneten Datensegment auf dem Bus aufweist, ist
erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zentraleinheit einen
auf die Stromquelle wirkenden Impulsgenerator aufweist, der einen
Impulszug mit einen Synchronteil und einem Datenteil erzeugt, wobei
der Datenteil ein Datensegment für jede Feldeinheit umfasst,
und die Feldeinheiten einen schaltbaren Niedrigimpedanzpfad mit
einem auf ihn wirkenden Signaleingang umfasst, wobei im zugeordneten
Datensegment der Niedrigimpedanzpfad in Abhängigkeit von dem
Signaleingang aktiviert ist.
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Ein
Datensegment umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung
mindestens einen Marken- und einen Lückenabschnitt auf.
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Der
Impulsgenerator wirkt mit der Stromquelle der Zentraleinheit in
der Weise zusammen, dass zur Übertragung eines Signals
ein erster Strom (Marke) oder ein zweiter Strom (Lücke)
auf den Bus aufgeprägt werden, wodurch über einen
Endwiderstand des Busses eine entsprechende erste Spannung bzw.
zweite Spannung abfällt. Die Feldeinheiten erkennen den
Zustand des Busses und können so das übertragene
Signal ermitteln. Zweckmäßigerweise ist der Synchronteil
so ausgebildet (beispielsweise als langdauernde Marke), dass die
Zähler der Feldeinheiten gleichzeitig zurückgesetzt
werden. Die Anzahl der im Datenteil übertragenen Impulse
wird von den Zählern erfasst, und wird in einer der Feldeinheiten eine
Anzahl erreicht, die der jeweiligen Feldeinheit zugeordneten Adresse
entspricht, kann die jeweilige Feldeinheit senden. Im Fall einer
als Sensor wirkenden Feldeinheit wird ein an ihrem Eingang anliegendes
Sensorsignal durchgeschaltet zum Ansteuern des Niedrigimpedanzpfads.
Dann fließt über diesen ein zusätzlicher
Strom, der den Bus belastet und dessen Spannung verringert. Diese
Spannungsverringerung kann von der Zentraleinheit erkannt und ausgewertet
werden. Auf diese Weise bestimmt die Zentraleinheit das übertragene
Signal.
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Die
Erfindung ermöglicht damit auf frappierend einfache Weise
eine zuverlässige Übertragung von sowohl binären
wie auch quantisierten Signalen über eine einfache serielle
Leitung. Besondere Anforderungen an die Qualität der Leitung
werden nicht gestellt, da Dank der in der Zentraleinheit verwendeten
Stromquellen Übergangswiderstände, wie sie insbesondere
entlang längerer Leitungen auftreten können, ohne
Einfluss auf das Ergebnis bleiben. Die Übertragungssicherheit
ist damit hoch, was eine entsprechend große Länge
für den Bus erlaubt. Es hat sich gezeigt, dass mit Strömen
von 20 bzw. 40 mA für Lücke bzw. Marke eine sichere
Datenübertragung über zwei Kilometer und mehr
möglich ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin,
dass preisgünstiges Kabelmaterial für den seriellen
Bus verwendet werden kann, nämlich das bereits erwähnte
einfache Installationskabel. Ein dritter Vorteil liegt schließlich darin,
dass trotz solchen verhältnismäßig einfachen Kabelmaterials
noch recht hohe Datenraten über den seriellen Bus übermittelt
werden können, vorzugsweise bis zu 20000 Baud.
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Die
Erfindung erreicht dies nicht nur mit überraschend einfach
konstruierten Feldeinheiten, sondern auch die Bauweise der Zentraleinheit
ist vergleichsweise einfach. Die Zahl der erforderlichen Baugruppen
und damit die Kosten kann damit minimiert werden. Weiter steigt
wegen des bekannten Zusammenhangs zwischen der Anzahl der Komponenten
und der Fehlerhäufigkeit die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems
dank der Einfachheit. Vorzugsweise sind die Stromquellen so ausgelegt,
dass unabhängig von dem Datensignal (egal ob Marke oder
Lücke) stets ein positiver Stromfluss von beispielsweise
mindestens 20 mA erreicht ist. Damit ergibt sich eine positive Spannung
entlang des gesamten Busses, wodurch auf einfache Weise eine Versorgung
der Feldeinheiten über den Bus erreicht werden kann. Es
versteht sich, dass bei einer hohen Anzahl von Feldeinheiten der
Strombedarf entsprechend steigt; es kann daher zweckmäßig
sein, bei einer hohen Anzahl von Feldeinheiten den Stromquellen
höhere Stromwerte einzuprägen (also beispielsweise
statt 20 mA mind. 40 mA).
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Weiter
vorzugsweise ist der Niederimpedanzpfad so ausgebildet, dass auch
bei seinem Durchschalten das Spannungsniveau nicht unter einen vorgebbaren
Mindestwert absinkt, beispielsweise von etwa 1,2 V. Damit ist gewährleistet,
dass die am Bus anliegende Spannung stets über der Schwellenspannung
typischer Halbleiter liegt, und so ihre Funktionalität
(insbesondere von Sperrdioden und ähnlichen Komponenten)
erhalten bleibt.
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Mit
Vorteil beträgt das Tastverhältnis zwischen Marke
und Lücke etwa 0,4 bis 0,6. Dieses ermöglicht
einen optimalen Kompromiss zwischen schneller Adressierung (i. d.
R. über die Marken) und ausreichend Zeit für Datenübertragung
(i. d. R. während der Lücken), insbesondere bei
der Übertragung von binären Signalen durch die
Feldeinheiten. Sind hingegen quantisierte Signale (wie Analogsignale nach
Analog/Digitalwandelung) von den Feldeinheiten zu übertragen,
so sind die Lücken vorzugsweise mindestens doppelt so lang
wie die Marken. Damit steht ausreichend Zeit zur Verfügung,
um mehrere Bits übertragen zu können, je nach
Anforderungen der Quantisierung. Damit kann eine quasi-analoge Datenübertragung
auf einfache Weise realisiert sein. Dazu braucht ein Analog/Digitalwandler
nur in den Feldeinheiten vorgesehen zu sein, die analoge Signale übermitteln
sollen.
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Vorzugsweise
ist eine lineare Adressierung vorgesehen. Des bedeutet, dass die
im Datenteil übertragenen Adressen nicht einem Binärcode
unterworfen sind, sondern dass die Adressierung einfach durch Abzählen
der Impulse erfolgt. Auf diese Weise kann eine bedarfsangepasste
und damit im Ergebnis schnelle Adressierung auch bei einer Anzahl
von Feldeinheiten erreicht werden, die stark von einer Anzahl gemäß einer
Zweierpotenz abweicht. Sind beispielsweise 17 oder 18 Feldeinheiten
vorgesehen, so brauchen auch entsprechend nur 17 bzw. 18 Impulse während
eines Impulszugs übermittelt werden, und nicht 32 Impulse
(wie es bei einer Adressierung gemäß dem Binärsystem
als die nächst höhere Zweierpotenz über
17 bzw. 18) der Fall wäre. Diese lineare Adressierung ist
damit nicht nur einfacher und flexibler in der Implementation bei
beliebiger Anzahl von Feldeinheiten, sondern sorgt auch für
eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit.
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Üblicherweise
wird das Marken/Lückenverhältnis im Datenteil
des Impulszugs konstant sein. Unbedingt erforderlich ist dies aber
nicht. So kann auch vorgesehen sein, dass bei bestimmten Marken längere
Lücken folgen, um den dieser Marke zugeordneten Feldeinheiten
ausreichend Zeit zur Übertragung von quantisierten Analogsignalen
während der verlängerten Lücke zu geben.
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In
den meisten Fällen werden die Feldeinheiten als Sensoren
ausgeführt sein. Dies bedeutet, dass sie ein oder mehrere
externe Parameter (wie Temperatur oder Zustände von Schaltern)
erfassen und als entsprechendes binär codiertes bzw. durch Analog/Digitalwandelung
quantisiertes Signal über den Bus zur Zentraleinheit übertragen.
Es ist andererseits aber auch möglich, dass die Feldeinheiten als
Aktuatoren ausgeführt sind, die von der Zentraleinheit
angesteuert werden. Die Daten werden auch hierbei im Datenteil des
Impulszugs übertragen, jedoch kehrt sich hierbei die Datenflussrichtung
um. Das bedeutet, dass die Zentraleinheit während der Lücke
das Spannungsniveau am Bus über eine eigene Niederimpedanz
senkt, und der zugeordnete Aktuator dies auswertet. Hierbei kann
die Adressierung von Sensoren und Aktuatoren auf dieselbe Weise vorgenommen
werden, was bedeutet, dass sie beide in einem Impulszug abgehandelt
sein können. Es hat sich bewährt, die ersten n
Impulse (1 bis n) im Datenteil eines Impulszugs für Sensoren
zu verwenden und die folgenden m–n Impulse (n + 1 Impuls
bis zum m Impuls) zur Übertragung von Daten an Aktuatoren dienen.
Damit kann auf einfache Weise das erfindungsgemäße
Bussystem auch zur Ansteuerung von Aktuatoren dienen.
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Konstruktiv
bedeutet die Ertüchtigung der Erfindung für Aktuatoren,
dass in der Zentraleinheit ein Niederimpedanzpfad geschaltet ist,
der in Abhängigkeit von einem angelegten Eingangssignal
während der Lücke geschaltet wird, und dass ferner
in Feldeinheiten für die Aktuatoren ein Monitor für
die Spannung am Bus (oder für den durch den Bus fließenden Strom)
angeordnet sind.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Verfahren.
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Die
Erfindung wird in nachfolgender Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
dargestellt ist. Es zeigen:
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1 eine
schematische Übersichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels
für ein Feld-Bussystem;
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2a, b Blockdiagramme zur Zentraleinheit
und Feldeinheit des Feld-Bussystems gemäß 1;
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3 ein
Signaldiagramm für ein erstes Beispiel eines Impulszugs;
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4 Detailansichten
des Impulszugs bei Datenübertragung vom Sensor;
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5 Detailansichten
des Impulszugs bei Datenübertragung vom Sensor und zu einem
Aktuator; und
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6 ein
Signaldiagramm für einen Impulszug für Sensoren
und Aktuatoren.
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Eine
Ausführungsform für das erfindungsgemäße
Sensor-Feld-Bussystem umfasst eine Zentraleinheit 1, an
die ein serieller Bus 2 angeschlossen ist. Der serielle
Bus 2 endet an einem Terminierungselement 3. An
den Bus 2 sind eine Mehrzahl von Sensoren 4 und
ggf. auch Aktuatoren 5 angeschlossen.
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Die
Zentraleinheit 1 wird nachfolgend bzgl. ihres Aufbaus und
ihrer Funktionsweise unter Bezugnahme auf 2a erläutert.
Die Zentraleinheit 2 umfasst als Hauptkomponente eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 10,
an die über das Feld-Bussystem zu übertragene
Daten angelegt bzw. von diesem zu empfangende Daten abgerufen werden.
Die Ein-/Ausgabeeinheit 10 ist zweckmäßigerweise
verbunden mit einem Datenanschluss 9, beispielsweise an
das Internet. Die Daten sind über den seriellen Bus 2 zu übertragen.
Dazu weist die Zentraleinheit 1 ein gesteuertes Stromquellenpaar 11 auf.
Dieses umfasst zwei Stromquellen, die vorzugsweise als 20 mA Stromquellen
ausgebildet sind. Sie sind an einem Versorgungsspannungsanschluss
UB angeschlossen und speisen einen eingeprägten
Strom in eine Signalleitung 22 des seriellen Busses 2.
Die eine der beiden Stromquellen ist über einen Schalter
zu- bzw. abschaltbar. Je nach dem Zustand des Schalters wird damit
Strom nur einer Stromquelle (beispielsweise 20 mA) oder der Strom
beider Stromquellen (zusammen beispielsweise 40 mA) auf diese Signalleitung 22 des
Busses 2 aufgeprägt.
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Herzstück
der Zentraleinheit 1 ist ein Impulsgenerator 12,
an ihm angeschlossen sind ein Zeitgeber 13 und ein Einstellmodul 14.
Der Zeitgeber 13 stellt eine Zeitbasis für einen
Referenztakt zur Verfügung. Der Referenztakt kann beispielsweise
500 Hz oder 1 kHz betragen. Das Einstellmodul 14 kann als ein
einstellbarer Schalter (DIP-Schalter) und als ein nichtflüchtiger
Speicher (EEPROM) ausgebildet sein, in dem die Anzahl der an dem
seriellen Bus 2 angeschlossenen Sensoren und ggf. auch
Aktuatoren eingestellt ist. Der Impulsgenerator 12 ist
dazu ausgebildet, auf der Grundlage des vom Zeitgeber 13 bereitgestellten
Referenztakt, von beispielsweise 1 kHz, einen Impulszug bestehend
aus einem Synchronteil und einem Datenteil zu erzeugen. Der Synchronteil besteht
aus einer Marke über 5 Zeittakte, also beispielsweise 5
ms. Dieser Synchronteil ist in 3 durch
die Bezeichnung S gekennzeichnet. Anschließend an den Synchronteil
erzeugt der Impulsgenerator 12 weiterhin auf der Grundlage
des vom Zeitgeber 13 bereitgestellten Zeittakts einen Rechteckimpulszug,
der abwechselnd aus einer Lücke und einer Marke besteht,
die zusammen jeweils 1 ms dauern. Die Anzahl dieser Rechteckimpulse
ist hierbei durch die Anzahl bestimmt, die am Einstellmodul 14 eingestellt
ist. Dieser Datenteil ist in 3 durch
die Bezeichnung D gekennzeichnet, wobei hier im Einstellmodul 14 eine
eingestellte Anzahl von elf Sensorelementen angenommen ist. Im Ergebnis
ergibt sich damit, wie aus 3 ersichtlich,
einen Impulszug, der in seinem ersten Teil eine 5 ms andauernde
Synchronmarke enthält, an die sich ein 10 ms andauernder
Datenteil mit elf Rechteckschwingungen, bestehend aus Marke und
Lücke, anschließt. Das Tastverhältnis
zwischen Marke und Lücke sei hierbei 1:1. Es sei angemerkt,
dass die Anzahl der Impulse im Datenteil an sich beliebig ist und
allein durch Einstellungen im Einstellmodus 14 bestimmt
ist. Die Anzahl ist so gewählt, dass es mindestens der
Anzahl der Sensoren bzw. Aktuatoren am Bus 2 entspricht.
Die Anzahl braucht keine weiteren Bedingungen zu erfüllen,
insbesondere braucht es sich nicht um eine Zweierpotenz handeln.
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Der
von dem Impulsgenerator bereitgestellte Impulszug wird an die schaltbare
Stromquelle 11 angelegt, die bei Lücke einen niedrigen
Stromwert von 20 mA und bei Marke eine hohen Stromwert von 40 mA
auf den Bus 2 aufprägt. Der Endwiderstand 3 des Busses 2 sei
so gewählt, dass im Falle des niedrigen Stromwertes von
20 mA sich eine Spannung von 5 V einstellt, während sich
bei dem hohen Stromwert von über 40 mA eine Spannung von
10 V einstellt. Damit wird erreicht, dass im regulären
Betrieb die Spannung des seriellen Busses 2 mindestens
5 V beträgt. Damit kann eine Versorgung der Sensoren 4 bzw.
Aktuatoren 5 entlang des Busses 2 erreicht werden.
Benötigt ein Sensor 4 bzw. Aktuator 5 beispielsweise
einen Strom von 100 μA, so können bis zu 100 Sensoren
bzw. Aktuatoren versorgt werden und es wird dennoch nur die Hälfte
des Ruhestroms in Höhe von 10 mA für die Versorgung
benötigt. Gegebenenfalls kann für eine stärkere
oder störsichere Versorgung der niedere und obere Stromwert
durch entsprechende Auswahl der Stromquellen in der gesteuerten Stromquelle 11 erhöht
werden (beispielsweise auf 50 mA bzw. 100 mA.
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Der
Bus 2 umfasst mindestens zwei Leiter, eine Datenleitung 22 und
eine Masseleitung 21. Optional kann eine weitere Leitung
für die Betriebsspannung der Sensoren 4 und Aktuatoren
vorgesehen sein. Dies ist besonders dann zweckmäßig,
wenn die Versorgung nicht wie oben beschrieben über die
Datenleitung 22 erfolgen soll.
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Der
Aufbau eines Sensors 4 ist in 2b dargestellt.
Die Signalleitung 22 des seriellen Busses 2 ist
angelegt an einen Synchronmarkendetektor 40 und einen Zähler 41.
Der Synchronmarkendetektor 40 ist dazu ausgelegt, die Synchronmarke
(siehe S in 3) zu erkennen, und im Falle
des Erkennens ein Rücksetzsignal an einen Rücksetzeingang
R des Zählers 41 anzulegen. Ferner ist das Bussignal 22 an einen
Zähleingang C des Zählers 41 angeschlossen. In
dem Zähler 41 ist bei einem einstellenden Element 42 die
Adresse des Sensors 4 einstellbar (es sei angenommen, dass
diese Adresse „2” sei). Reicht der vom Zähler 41 gezählte
Stand dem eingestellten Adresswert 42, so wird das Ausgangssignal
an einen Steuereingang eines Halteglieds 43 ausgegeben.
An einem Signaleingang des Halteglieds 43 kann ein Anschluss 44 für
ein externes, zu übertragenes binäres Sensorsignal
angeschlossen sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um den Zustand
eines Tasters handeln, wobei das binäre Signal wiedergibt,
ob der Taster betätigt ist oder nicht. Wenn der Zähler 41 das Steuersignal
an das Halteglied 43 anliegt, schaltet dieses das anliegende
binäre Signal auf seinen Ausgang durch, welcher wiederum
ein Niederimpedanzglied 45 ansteuert. Bei dem Niederimpedanzglied 45 handelt
es sich um einen schaltbaren niederohmigen Widerstand. Dieser verbindet
die Signalleitung 22 des Busses mit Masse. Wird das Niederimpedanzglied 45 betätigt,
so fließt der Strom hauptsächlich durch den Niederimpedanzpfad 45 ab,
wodurch es zu einem Spannungsabfall auf den Bus 2 kommt.
Das Niederimpendanzglied 45 ist hierbei zweckmäßigerweise
so dimensioniert, dass sich ein Abfall von 5 V auf etwa 1,5 V ergibt.
Ist der Taster betätigt, so ergibt sich das in 4a dargestellte Signaldiagramm, das eine
Betätigung am Sensor „2” an zeigt. Der
Spannungsabfall kann von der Zentraleinheit 1 detektiert werden,
wie nachfolgend näher beschrieben wird.
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In
der Feldeinheit 4 ist ferner an die Signalleitung 22 des
Busses 2 ein Versorgungsspannungsmodul 40 angeschlossen.
Es ist über eine Diode mit der Signalleitung 22 verknüpft
und umfasst einen Energiespeicher (beispielsweise einen Kondensator) und
einen Spannungsregler. Es nutzt die Ruhespannung des Busses für
die Bereitstellung einer Versorgungsspannung in Höhe von
etwa 5 V für den Betrieb des Sensors 4.
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Der
Sensor 4 ist nicht nur zur Übertragung von binären
Signalen geeignet, sondern kann auch analoge Signale übertragen.
Dazu ist ein Analog-Digitalwandler 44' vorgesehen. An diesen
ist ein Eingangssignal angeordnet (siehe gestrichelte Darstellung
in 2b), das über den A/D-Wandler 44 quantisiert
wird (im Beispiel dargestellt ist eine Auflösung mit 4
Bit; es können selbstverständlich auch höhere Auflösungen
gewählt werden). Diese digitalisierten Werte sind an das
Halteglied 43 angeschlossen. Es ist in diesem Fall als
Schieberegister weitergebildet und legt nacheinander die einzelnen
Bits an die Steuerleitung für das Niederimpedanzglied 45.
Damit werden die einzelnen Bits des digitalisierten Signals in der
Impulslücke aufgeschaltet, wodurch sich das in 4b dargestellte Signaldiagramm ergibt.
Es sei angemerkt, dass zur Übertragung von digitalisierten Analogsignalen
vorzugsweise das Tastverhältnis so geändert ist,
dass die Lücke länger als die Marke ist, beispielsweise
mit einem Verhältnis von 70:30 zu Gunsten der Lücke.
Bei höheren Quantisierungen mit 8 oder 16 Bit kann die
Lückendauer entsprechend erhöht werden.
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Es
wird nun wiederum Bezug auf 2a genommen
und beschrieben, wie das von der Sensor 4 auf die Signalleitung 22 des
seriellen Busses aufgelegte Signal empfangen wird. Die Signallei tung 22 ist an
einen hochohmigen negativen Eingang eines Komparators 15 der
Zentraleinheit angelegt. An einem positiven Eingang des Verstärkers 15 sei
eine Referenzspannung gelegt, die zwischen der Spannung des unteren
Stromwertes (5 V) und der durch das Niederimpedanzmodul 45 des
Sensors 4 hervorgerufenen Spannung (1,5 V) liegt, also
beispielsweise 3 V. Am Ausgang des Verstärkers 15 liegt
damit ein H-Pegel dann, wenn ein Niederimpedanzglied 45 betätigt
wurde. Dieses Signal wird angelegt an einen Zähler 16,
an den auch die von dem Impulsgenerator 12 erzeugte Impulsfolge
angelegt ist. Damit kann das empfangene Signal über den
jeweiligen Zählerstand der Adresse des dieses Signal sendenden
Sensors 4 zugeordnet werden. Dieses Signal kann dann über eine
Verbindungsleitung über die Eingabe-/Ausgabeschaltung 10 ausgegeben
werden. An den Ausgang des Komparators 15 ist ferner noch über
ein Verzögerungsglied 17 ein Sperreingang des
Impulsgenerators 12 angeschlossen. Über das Verzögerungsglied 17 wird
erreicht, dass während des Empfangens eines von dem Sensor 4 angelegten
Signals und für eine einstellbare (kurze) Totzeit danach
ein Weiterzählen verhindert ist. So wird sichergestellt,
dass die zum Empfangen genutzte Lücke des Signals so lange
dauert, wie der Sensor sendet.
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Eine
zweite Ausführungsform der Erfindung kann weiter gebildet
sein zur Ansteuerung von Aktuatoren 5, die am seriellen
Bus 2 angeschlossen sind. Dazu ist in der Zentraleinheit 2 eine
Steuereinrichtung 18 für die Aktuatoren 5 angeordnet.
Aktuatoren 5 werden auf dieselbe Weise adressiert, wie
die Sensoren 5. Soll ein gerade adressierter Aktuator 5 angesprochen
werden, so wird in der entsprechenden Lücke von der Zentraleinheit 2 mittels
des Moduls 18 die Spannung auf der Signalleitung 22 des
Busses heruntergezogen. Dies geschieht auf dieselbe Weise, wie vorstehend
für das Senden der Sensoren 4 beschrieben wurde.
Das gesendete Signal wird von dem Aktuator 5 erkannt mittels
einer Empfängerschaltung, wie vorstehend in Bezug auf die
Zentraleinheit 1 be schrieben. Die Ansteuerung von Sensoren
und Aktuatoren kann hierbei nacheinander erfolgen. Dies ist in 5 dargestellt.
Zuerst wird nach der Synchronmarke (siehe S) ein erster Sensor 4 angesteuert,
siehe erste Abfallflanke mit erster Lücke „1”,
dessen Signal (Spannung wird heruntergezogen, Sensor ist betätigt)
empfangen und ausgewertet wird. Da der Sensor 4 betätigt
ist, soll der ihm zugeordnete Aktuator 5 im nachfolgenden
Schritt betätigt werden. Dies geschieht, indem in der nachfolgenden Lücke „A”,
welche aufgrund ihrer Adressierung dem Aktuator 5 zugeordnet
ist, von dem Modul 18 die Spannung auf der Signalleitung 22 heruntergezogen wird,
wodurch der Aktuator 5 in der gewünschten Weise
angesteuert wird. Hierbei kann die Adressierung so erfolgen, dass
ein Abfrageimpuls einem Sensor zugeordnet ist, und der nachfolgende
Impuls dem dazugehörenden Aktuator. Dies lässt
sich schaltungstechnisch besonders einfach durch eine Verknüpfung
der Adresse realisieren. Mehrfachverknüpfungen können
auf diese Weise auch leicht realisiert werden, beispielsweise durch
eine Oder-Verknüpfung.
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Dies
ist in 5b dargestellt. Werden von der
Zentraleinheit 1 Betätigungen von zwei Sensoren erkannt
(siehe die beiden ersten Impulslücken im Signalzug), so
wird in einem folgenden 3. Schritt der zugeordnete Aktuator „A” durch
entsprechendes Herunterziehen der Spannung auf dem Bus 2 betätigt.
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Eine
weitere Möglichkeit der Adressierung der Sensoren 4 und
Aktuatoren 5 liegt in einer entsprechenden Vergabe der
Adressen. So können die Adressen 1 bis n, welche unmittelbar
auf die Synchronmarke folgen, den Sensoren 4 zugeordnet
werden, und die folgenden Adressen n + 1 bis m Aktuatoren 5 zugeordnet
sein (siehe 6). Damit können die
Zuordnungen zwischen abzufragenden Sensoren und zu adressierenden
Aktuatoren frei bestimmt werden.
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Zur
Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit und Verbesserung
der Störsicherheit kann auch vorgesehen sein, dass der
Bus 2 eine eigene Datenleitung 23 für
die Aktuatoren 5 umfasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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