DE102010010228A1 - Elektronische Steuerungsanordnung für elektrische Getränkezubereitungsmaschinen - Google Patents

Abstract

Um eine elektronische Steuerungsanordnung für elektrische Getränkezubereitungsmaschinen, insbesondere Kaffeemaschinen mit einer an ein Stromnetz angeschlossenen oder anschließbaren Leistungselektronik (2) und mindestens einer an das Stromnetz angeschlossenen oder anschließbaren ersten Steuerelektronik (20), die mit der Leistungselektronik (2) über erste Steuerleitungen (3) kommuniziert, zu schaffen, bei der mit einer geringen Anzahl von Bauelementen eine schnelle Übertragung von Informationen ermöglicht ist und der Stromverbrauch minimiert ist, wird vorgeschlagen, dass eine zweite Steuerelektronik (1) vorgesehen ist, die mit der ersten Steuerelektronik (20) über zweite Steuerleitungen (4) kommuniziert, wobei in die zweiten Steuerleitungen (4) mindestens ein galvanisches Trennelement (5) eingeschaltet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuerungsanordnung für elektrische Getränkezubereitungsmaschinen, insbesondere Kaffeemaschinen mit einer an ein Stromnetz angeschlossenen oder anschließbaren Leistungselektronik und mindestens einer an das Stromnetz angeschlossenen oder anschließbaren ersten Steuerelektronik, die mit der Leistungselektronik über erste Steuerleitungen kommuniziert.
• Derartige Steuerungsanordnungen sind im Stand der Technik bekannt. Die Leistungselektronik ist mit Leistungselementen der Maschine verbunden, beispielsweise Heizungen, Pumpen und dergleichen. Die Steuerelektronik ist über Schalter, Tastschalter, Bedienarmaturen, Bedienoberflächen oder dergleichen für den Verbraucher zugänglich, damit dieser entsprechende Programme zur Betätigung der Maschine aufrufen kann.
• Typischerweise sind Kaffeemaschinen beispielsweise mit dem 230 Volt Stromnetz verbunden. Zur Einhaltung der Sicherheit wird oft ein entsprechender mechanischer Aufbau, beispielsweise ein Gehäuse oder dergleichen, gewählt, wobei die gesamte Elektronik einschließlich der Steuereinheit, bestehend aus einem programmierbaren Bauteil (Mikrocontroller) mit dem Stromversorgungsnetz verbunden ist.
• Dies ist eine einfache und kostengünstige Art und Weise der Anordnung.
• In anderen Fällen ist der Schutz vor Berührung durch eine galvanische Trennung erforderlich oder systembedingt notwendig. Bei bekannten Anordnungen werden in diesen Fällen optisch von einer Steuereinheit entkoppelte Halbleiter-Leistungs- und/oder -steuerelemente eingesetzt, die von der galvanisch von der Leistungsseite getrennten Steuereinheit angesteuert werden. Jedem Steuersignal ist dabei eine Funktion zugeordnet, beispielsweise Heizung ein/aus, wobei die Information digital zur Verfügung gestellt wird.
• Insbesondere dann, wenn die Anzahl der zu steuernden Verbraucher ansteigt, steigt auch die Anzahl der Bauelemente oder zumindest die der notwendigen Übertragungsglieder im Entkopplungsteil proportional an. Darüber hinaus fällt die gesamte Verarbeitung der Information einschließlich des Timings der Steuereinheit zu. An die Übertragungsglieder und deren vorgeschaltete Elektronik müssen zum Teil erhöhte Anforderungen gestellt werden, um eine ausreichend geringe Verzögerung der Information zu erreichen, beispielsweise eine Nullspannungserkennung, und den Stromverbrauch nicht unnötig zu erhöhen.
• Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache Steuerungsanordnung zur Verfügung zu stellen, bei der mit einer geringen Anzahl von Bauelementen eine schnelle Übertragung von Informationen ermöglicht ist und der Stromverbrauch minimiert ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass eine zweite Steuerelektronik vorgesehen ist, die mit der ersten Steuerelektronik über zweite Steuerleitungen kommuniziert, wobei in die zweiten Steuerleitungen mindestens ein galvanisches Trennelement eingeschaltet ist.
• Bei dieser vorgeschlagenen Anordnung werden lediglich zwei Übertragungsglieder (galvanische Trennelemente) benötigt. Die beiden Steuerelektroniken kommunizieren miteinander über das galvanische Trennelement, wobei hierüber Informationen als bidirektionaler codierter Bitstrom übermittelt werden können. Dadurch können neben digitalen Signalen auch solche mit anderen Wertebereichen übermittelt werden, beispielsweise digitalisierte Strom-/Spannungs-/Leistungswerte. Damit können der ersten Steuerelektronik bei Einsatz entsprechender Mittel, wie Mikrocontroller, weitere Aufgaben übertragen werden. Insbesondere ist hierbei die Synchronisation der Steuersignale für die Leistungselemente mit dem Nulldurchgang der vom Netz bereitgestellten Wechselspannung sowie eine schnellstmöglichste Abschaltung bei Überlast genannt. Weiterhin ist eine einfache Synchronisierung beider Steuereinheiten mit der Netzfrequenz möglich, wodurch aufwendigere oder teuere Maßnahmen, beispielsweise der Einsatz von Quarzoszillatoren vermieden werden kann.
• Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass als galvanisches Trennelement ein Optokoppler oder ein induktiver Koppler eingeschaltet ist.
• Die Ausbildung von galvanischen Trennelementen in dieser Weise ist im Stand der Technik an sich bekannt.
• Weitere vorteilhafte Gestaltungen sind in den Ansprüchen 3 bis 5 angegeben.
• Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist in der Zeichnung gezeigt.
• Die einzige Zeichnung zeigt eine entsprechende elektronische Steuerungsanordnung.
• Hierbei ist eine an ein Stromnetz von 230 Volt Wechselstrom angeschlossene Leistungselektronik 2 vorgesehen und mindestens eine ebenfalls an das Stromnetz angeschlossene erste Steuerelektronik 20, die mit der Leistungselektronik über erste Steuerleitungen 3 kommuniziert.
• Mit 6 sind Leistungselemente einer entsprechenden Getränkezubereitungsmaschine gezeigt.
• Des Weiteren ist eine zweite Steuerelektronik 1 vorgesehen, die mit der ersten Steuerelektronik über zweite Steuerleitungen 4 kommuniziert, wobei in die zweiten Steuerleitungen 4 mindestens ein galvanisches Trennelement 5 eingeschaltet ist. Als galvanisches Trennelement kann beispielsweise ein Optokoppler oder ein induktiver Koppler eingeschaltet werden.
• Mit einer derartigen Schaltungsanordnung werden die Wirkungen und Vorteile erreicht, die in der vorgehenden Beschreibung angegeben sind.
• Die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
• Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (5)

1. Elektronische Steuerungsanordnung für elektrische Getränkezubereitungsmaschinen, insbesondere Kaffeemaschinen mit einer an ein Stromnetz angeschlossenen oder anschließbaren Leistungselektronik (2) und mindestens einer an das Stromnetz angeschlossenen oder anschließbaren ersten Steuerelektronik (20), die mit der Leistungselektronik (2) über erste Steuerleitungen (3) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Steuerelektronik (1) vorgesehen ist, die mit der ersten Steuerelektronik (20) über zweite Steuerleitungen (4) kommuniziert, wobei in die zweiten Steuerleitungen (4) mindestens ein galvanisches Trennelement (5) eingeschaltet ist.
2. Elektronische Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als galvanisches Trennelement (5) ein Optokoppler oder ein induktiver Koppler eingeschaltet ist.
3. Elektronische Steuerungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsübertragung mittels digital codierter Bitströme oder Signalfolgen erfolgt.
4. Elektronische Steuerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation bidirektional erfolgt.
5. Elektronische Steuerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitliche Synchronisierung über entsprechend codierte Signalformen erfolgt.

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