DE102023114483B3

DE102023114483B3 - Datenverarbeitungsvorrichtung und Spannungsversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE102023114483B3
Application number: DE102023114483.9A
Authority: DE
Inventors: Okan Altay; Georg Felix Roll
Original assignee: Aoloa Eng GmbH; Aoloa Engineering GmbH
Current assignee: Aoloa Eng GmbH; Aoloa Engineering GmbH
Priority date: 2023-06-01
Filing date: 2023-06-01
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2043-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsvorrichtung (100), aufweisend einen ersten und einen zweiten Eingangs-Port zum Empfangen von Versorgungs-Gleichspannungen, einen Abwärtswandler (120), eine erste und eine zweite elektronische Schaltung, und eine Diode (150), wobei der erste Eingangs-Port (111) mit einem Eingangsanschluss des Abwärtswandlers (120) verbunden ist, wobei ein Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers (120) mit einem Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung (130) verbunden ist, sodass der Abwärtswandler (120) die erste elektronische Schaltung (130) mit einer nominalen Ausgangsspannung versorgt, wobei der zweite Eingangs-Port (112) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) mit einem Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung (140) verbunden ist, wobei der erste Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers (120) über das elektronische Bauelement (150) mit dem Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung (140) verbunden ist, und wobei ein Strom von dem zweiten Eingangs-Port (112) zu dem Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung (130) gesperrt wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsvorrichtung und deren Spannungsversorgung.
Hintergrund
In einer Zeit des Internets der Dinge und der Industrie 4.0 unterliegt die Instandhaltungstechnik stetig wachsenden Anforderungen. Bisherige Instandhaltungsverfahren beruhen auf der Messung einer begrenzten Anzahl von Parametern, häufig erst nachdem ein unerwünschtes Verhalten festgestellt wurde oder ein Schaden entstand. Dabei kommen teure und auf spezielle technische Vorrichtungen zugeschnittene Messsysteme zum Einsatz, insbesondere proprietäre Messsysteme, durch die Benutzer weitgehend an den Hersteller der instand zuhaltenden Vorrichtung gebunden sind.
Neuere Verfahren versuchen, erforderliche Wartungs- und/oder Instandsetzungsarbeiten vorausschauend zu bestimmen, häufig auf der Grundlage umfangreicher Messparameter. Im Idealfall kann dadurch verhindert werden, dass ein technisches System ausfällt und/oder ein Schaden entsteht.
Die US 2019/0332151 A1 beschreibt ein Steuerungsverfahren zur Kommunikation mit einer externen Vorrichtung. Das Steuerungsverfahren umfasst die folgenden Schritte: wenn die externe Vorrichtung mit einem Anschluss verbunden ist, Empfangen einer Vorrichtungsexistenzspannung von der externen Vorrichtung; Erzeugen eines ersten Steuersignals und eines zweiten Steuersignals gemäß der Vorrichtungsexistenzspannung; Verbinden einer ersten Spannungsquelle oder einer zweiten Spannungsquelle mit dem Anschluss gemäß dem ersten Steuersignal, so dass eine erste Spannung der ersten Spannungsquelle oder eine zweite Spannung der zweiten Spannungsquelle als Versorgungsspannung der externen Vorrichtung verwendet wird; und Koppeln einer dritten Spannungsquelle oder einer vierten Spannungsquelle mit einem Ausgangsanschluss gemäß dem zweiten Steuersignal, so dass eine dritte Spannung der dritten Spannungsquelle oder eine vierte Spannung der vierten Spannungsquelle als eine abstimmbare Ausgangsspannung an dem Ausgangsanschluss verwendet wird.
Die DE 102014207845 A1 beschreibt ein Steuergerät für ein Mehrspannungsbordnetz eines Fahrzeugs, wobei das Mehrspannungsbordnetz ein erstes Teilnetz aufweist, das ausgebildet ist, von einer ersten Spannungsversorgungsquelle mit einer ersten Versorgungsspannung betrieben zu werden, und ein zweites Teilnetz, das ausgebildet ist, von einer zweiten Spannungsversorgungsquelle mit einer zweiten Versorgungsspannung betrieben zu werden. Das Steuergerät umfasst eine erste programmierbare Steuereinheit, die ausgebildet ist zum Kommunizieren mit einer außerhalb des Steuergeräts angeordneten Komponente des ersten Teilnetzes des Mehrspannungsbordnetzes. Erfindungsgemäß umfasst das Steuergerät ferner eine zweite programmierbare Steuereinheit aufweist, die ausgebildet ist zum Steuern einer außerhalb des Steuergeräts angeordneten Komponente des zweiten Teilnetzes des Mehrspannungsbordnetzes, wobei die erste programmierbare Steuereinheit und die zweite programmierbare Steuereinheit über eine Schnittstelle aneinander gekoppelt sind und ausgebildet sind, über die Schnittstelle gemäß einem adaptierbaren Kommunikationsprotokoll miteinander zu kommunizieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Patentanmeldung besteht darin, die Erfassung von Sensor-Messdaten zu erleichtern, indem eine Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt wird, die flexibel einsetzbar ist, um Daten von verschiedenen Sensoren empfangen, verarbeiten und übertragen zu können. Die Datenverarbeitungsvorrichtung soll flexibel sein, sodass verschiedene Sensoren an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen werden können, um Sensordaten zu sammeln, zu verarbeiten und zu senden.
Beispielsweise sollen sowohl Sensoren mit einer nominalen Versorgungsspannung von 3,3 V als auch Sensoren mit einer nominalen Versorgungsspannung von 24 V an die Datenverarbeitungsvorrichtung anschließbar sein. Ferner soll die Datenverarbeitungsvorrichtung mit unterschiedlichen Versorgungs-Gleichspannungen betrieben werden können.
Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsvorrichtung, aufweisend einen ersten Eingangs-Port und einen zweiten Eingangs-Port zum Empfangen von Versorgungs-Gleichspannungen, einen Abwärtswandler, eine erste elektronische Schaltung, eine zweite elektronische Schaltung, und ein elektronisches Bauelement. Der erste Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung ist mit einem ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers verbunden. Ein erster Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers ist mit einem ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung verbunden. Der Abwärtswandler ist dazu ausgeführt, die erste elektronische Schaltung über den ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers mit einer nominalen Ausgangsspannung des Abwärtswandlers zu versorgen. Der zweite Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung ist mit einem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung verbunden. Der erste Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers ist über das elektronische Bauelement mit dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung verbunden. Das elektronische Bauelement ist dazu ausgeführt, einen Stromfluss von dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers zu dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung durchzulassen und einen Stromfluss von dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung zu dem ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung zu sperren.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu ausgeführt sein, einen Bereich von Versorgungs-Gleichspannungen am ersten Eingangs-Port und/oder am zweiten Eingangs-Port zu unterstützten. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein, Versorgungs-Gleichspannungen von 3 V bis 30 V am ersten Eingangs-Port und/oder am zweiten Eingangs-Port zu unterstützen. Die an dem zweiten Eingangs-Port anliegende Versorgungs-Gleichspannung ist vorzugsweise nicht größer als eine maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung.
In einem ersten Betriebsmodus ist die Versorgungs-Gleichspannung nicht größer als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung, und die Versorgungs-Gleichspannung kann sowohl an dem ersten Eingangs-Port als auch an dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anliegen. In einem zweiten Betriebsmodus kann die Versorgungs-Gleichspannung größer als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung sein, und die Versorgungs-Gleichspannung kann an dem ersten Eingangs-Port anliegen, während der zweite Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch isoliert sein kann.
Weitere Betriebsmodi der Datenverarbeitungsvorrichtung sind möglich. Beispielsweise können unterschiedliche Versorgungs-Gleichspannungen an dem ersten und dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anliegen, wobei die an dem zweiten Eingangs-Port anliegende Versorgungs-Gleichspannung vorzugsweise nicht größer als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung ist.
Der Abwärtswandler ist dazu ausgeführt, die erste elektronische Schaltung über den ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers mit der nominalen Ausgangsspannung zu versorgen. Die nominale Ausgangsspannung kann beispielsweise 3,3 V betragen. Die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers liegt vorzugsweise innerhalb eines zulässigen Versorgungsspannungsbereichs der ersten elektronischen Schaltung. Ferner kann die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers innerhalb eines zulässigen Versorgungsspannungsbereichs der zweiten elektronischen Schaltung liegen.
Der zulässige Versorgungsspannungsbereich der ersten elektronischen Schaltung kann beispielsweise von 2,3 V bis 3,6 V reichen. Die erste elektronische Schaltung kann einen Prozessor aufweisen, beispielsweise einen Mikrocontroller, einen Mikroprozessor, einen Prozessor mit anwendungsspezifischem Befehlssatz, oder einen anderen Prozessor.
Der zulässige Versorgungsspannungsbereich der zweiten elektronischen Schaltung kann sich von dem zulässigen Versorgungsspannungsbereich der ersten elektronischen Schaltung unterscheiden. Beispielsweise kann der zulässige Versorgungsspannungsbereich der zweiten elektronischen Schaltung von 2,7 V bis 4,3 V reichen. Die zweite elektronische Schaltung kann beispielsweise ein Kommunikationsmodul umfassen. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann insbesondere dazu ausgeführt sein, Sensordaten mittels des Kommunikationsmoduls an andere Datenverarbeitungsvorrichtungen zu senden, beispielsweise an einen Server. Das Kommunikationsmodul kann dazu ausgeführt sein, verschiedene Funk-Datenübertragungsverfahren zu unterstützen. Die erste elektronische Schaltung kann mit der zweiten elektronischen Schaltung verbunden sein, beispielsweise über einen Bus, sodass die erste elektronische Schaltung und die zweite elektronische Schaltung Daten austauschen können.
Wenn die Spannung an dem ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers gleich der minimal zulässigen Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung ist, so kann ein erster Spannungsabfall über den Abwärtswandler erfolgen, der größer als Null ist, sodass die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers um zumindest den ersten Spannungsabfall kleiner ist als die Spannung an dem ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers. Der erste Spannungsabfall über den Abwärtswandler kann beispielsweise 0,1 V betragen. Der erste Spannungsabfall über den Abwärtswandler kann zur Folge haben, dass die Spannung am ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers nicht ausreicht, um die zweite elektronische Schaltung zu betreiben, obwohl die Spannung am ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers ausreichend wäre zum Betreiben der zweiten elektronischen Schaltung.
Der zweite Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung ist mit dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung verbunden, und zwar vorzugsweise derart, dass ein Spannungsabfall über diese Verbindung kleiner ist als der erste Spannungsabfall über den Abwärtswandler. Vorzugsweise ist der Spannungsabfall über die Verbindung zwischen dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung und dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung vernachlässigbar klein. Insbesondere kann der zweite Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung direkt mit dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung verbunden sein. Wenn beispielsweise die Datenverarbeitungsvorrichtung von einer Batterie mit elektrischer Spannung versorgt wird, die von der Batterie bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung mit dem Ladezustand der Batterie abnimmt und die von der Batterie bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung sowohl an dem ersten Eingangs-Port als auch an dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegt wird, so kann aufgrund der Verbindung zwischen dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung und dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung ein längerer Betrieb der zweiten elektronischen Schaltung ermöglicht werden.
Der Begriff „Batterie“ umfasst in dieser Patentanmeldung sowohl Primär- als auch Sekundärbatterien (Akkumulatoren).
In dem oben erwähnten ersten Betriebsmodus der Datenverarbeitungsvorrichtung wird von einer Spannungsversorgungseinrichtung dieselbe Versorgungs-Gleichspannung sowohl an dem ersten als auch an dem zweiten Eingangs-Port angelegt. Dabei ist die Versorgungs-Gleichspannung vorzugsweise nicht größer als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung. Wenn die Datenverarbeitungsvorrichtung beispielsweise von einer Batterie mit elektrischer Spannung versorgt wird, und die von der Batterie bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung mit dem Ladezustand der Batterie abnimmt, ermöglicht die Verbindung zwischen dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung und dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung einen Betrieb der zweiten elektronischen Schaltung, auch wenn die Spannung am ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers aufgrund des Spannungsabfalls über den Abwärtswandlers kleiner ist als die minimal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung.
In dem ersten Betriebsmodus kann die von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellte Spannung sowohl an dem ersten als auch an dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegt werden. In diesem Betriebsmodus kann das elektronische Bauelement verhindern, dass ein Strom von dem zweiten Eingangs-Port zu dem ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung fließt. Daher kann das elektronische Bauelement dazu ausgeführt sein, die erste elektronische Schaltung vor einer zu hohen Spannung am ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung zu schützen.
Eine Spannungsversorgungseinrichtung für die Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu ausgeführt sein, eine von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung von dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungseinrichtung zu trennen, wenn die bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung größer ist als ein erster Schwellwert, wobei der erste Schwellwert kleiner ist als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung. Ferner ist der erste Schwellwert vorzugsweise größer als die Summe der minimal zulässigen Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung, des ersten Spannungsabfalls über den Abwärtswandler und eines weiteren Spannungsabfalls über das elektronische Bauelement. Unabhängig von dem ersten Schwellwert kann die Spannungsversorgungseinrichtung dazu ausgeführt sein, die von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungseinrichtung anzulegen, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.
In dem zweiten Betriebsmodus der Datenverarbeitungsvorrichtung kann die von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellte Spannung nur an dem ersten Eingangs-Port, nicht aber an dem zweiten Eingangs-Port angelegt sein. Dabei kann die von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellte Spannung größer sein als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung. Die Spannungsversorgungseinrichtung kann dazu ausgeführt sein, in dem zweiten Betriebsmodus den zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch zu isolieren.
In dem zweiten Betriebsmodus kann die Datenverarbeitungsvorrichtung mit hohen Versorgungs-Gleichspannungen betrieben werden, beispielsweise mit Versorgungs-Gleichspannungen von 24 V, 30 V, oder höher.
Gemäß einer Ausführungsform der Datenverarbeitungsvorrichtung ist die minimal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung größer als eine minimal zulässige Versorgungsspannung der ersten elektronischen Schaltung.
Beispielsweise beträgt die minimal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 2,7 V, und die minimal zulässige Versorgungsspannung der ersten elektronischen Schaltung beträgt beispielsweise 2,3 V. Die Spannung an dem Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers kann somit für den Betrieb der ersten elektronischen Schaltung ausreichend sein, für den Betrieb der zweiten elektronischen Schaltung jedoch nicht.
Aufgrund des Spannungsabfalls über den Abwärtswandler ist die Spannung an dem ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers größer als die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers. Die Spannung an dem ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers kann daher größer sein als die minimal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung, während die Spannung am ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers für den Betrieb der zweiten elektronischen Schaltung zu gering ist. Durch das Anlegen der Versorgungs-Gleichspannung an dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung kann eine höhere Spannung an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung bereitgestellt werden als wie wenn die Spannung an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung über den ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung, den Abwärtswandler und das elektronische Bauelement der Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt würde. Dies kann einen längeren Betrieb der zweiten elektronischen Schaltung ermöglichen, insbesondere wenn die Versorgungs-Gleichspannung von einer Batterie bereitgestellt wird, und die Versorgungs-Gleichspannung mit dem Ladezustand der Batterie sinkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Datenverarbeitungsvorrichtung ist das elektronische Bauelement eine Schottky-Diode.
Vorzugsweise weist die Schottky-Diode einen geringen Spannungsabfall in Durchlassrichtung auf. Beispielsweise ist der Spannungsabfall der Schottky-Diode in Durchlassrichtung kleiner als 0,3 V bei einem Strom von 1 A. Die Schottky-Diode weist vorzugsweise eine große Durchbruchspannung auf. Beispielsweise ist die Durchbruchspannung der Schottky-Diode größer als 5 V.
In weiteren Ausführungsformen ist das elektronische Bauelement eine andere Diode. Alternativ kann das elektronische Bauelement mittels eines Transistors oder eines Power-Management integrierten Schaltkreises (ICs) umgesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Datenverarbeitungsvorrichtung weist die erste elektronische Schaltung einen Prozessor auf, und/oder die zweite elektronische Schaltung weist ein Datenübertragungsmodul auf.
Insbesondere kann die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein, Messdaten von verschiedenen Sensoren zu empfangen, zu verarbeiten und zu übertragen. Dazu kann die Datenverarbeitungsvorrichtung Sensoranschlüsse aufweisen, an die Sensoren angeschlossen werden können.
Der Prozessor der ersten elektronischen Schaltungen kann dazu ausgeführt sein, Daten von verschiedenen Sensoren zu empfangen und zu verarbeiten, wenn die Sensoren an die Sensoranschlüsse der Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen sind. Der Prozessor kann ein Mikrocontroller, ein Mikroprozessor, ein Prozessor mit anwendungsspezifischem Befehlssatz oder ein anderer Prozessor sein.
Das Datenübertragungsmodul der zweiten elektronischen Schaltung kann dazu ausgeführt sein, von dem Prozessor verarbeitete Daten zu senden, beispielsweise an einen Server. Das Datenübertragungsmodul der zweiten elektronischen Schaltung kann insbesondere dazu ausgeführt sein, 3GPP Datenübertragungsverfahren zu unterstützen. Das Datenübertragungsmodul kann dazu ausgeführt sein, Daten gemäß 3GPP Kommunikationsverfahren der zweiten Generation (2G), der dritten Generation (3G), der vierten Generation (4G), der fünften Generation (5G) und/oder zukünftiger Generationen zu senden und/oder zu empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann das Datenübertragungsmodul dazu ausgeführt sein, beispielsweise IEEE 802.11, WIMAX, LoRaWAN, Bluetooth, Firewire und/oder Near Field Communication (NFC) Datenübertragungsverfahren zu unterstützen. Diese Datenübertragungsverfahren sind beispielhaft und nicht einschränkend.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Datenverarbeitungsvorrichtung mehrere Sensoranschlüsse zum Anschließen von Sensoren an die Datenverarbeitungsvorrichtung auf. Einer oder mehrere der Sensoranschlüsse weisen jeweils einen ersten Port auf, wobei die ersten Ports mit jeweiligen Eingabe-Ausgabe-Ports (EA-Ports) der ersten elektronischen Schaltung verbunden sind, sodass Daten zwischen der ersten elektronischen Schaltung und einem jeweiligen Sensor übertragen werden können, wenn der jeweilige Sensor an einen jeweiligen Sensoranschluss angeschlossen ist. Ferner können einer oder mehrere der Sensoranschlüsse jeweils einen zweiten Port aufweisen, wobei die zweiten Ports mit dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden sind. Ferner können einer oder mehrere der Sensoranschlüsse jeweils einen dritten Port aufweisen, wobei die dritten Ports mit dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers verbunden sind.
Die erste elektronische Schaltung kann dazu ausgeführt sein, an den EA-Ports unterschiedliche Schnittstellen bereitzustellen. Beispielsweise kann die erste elektronische Schaltung dazu ausgeführt sein, an einem oder mehreren EA-Ports Inter-Integrated Circuit, 12C, Schnittstellen bereitzustellen, an einem oder mehreren EA-Ports Serial Peripheral Interface, SPI, Schnittstellen bereitzustellen, an einem oder mehreren EA-Ports RS-485 Schnittstellen bereitzustellen, an einem oder mehreren EA-Ports RS-232 Schnittstellen bereitzustellen, an einem oder mehreren EA-Ports Analog-Input Schnittstellen bereitzustellen, und/oder an einem oder mehreren EA-Ports Digital-I/O Schnittstellen bereitzustellen.
Vorzugsweise weisen einer oder mehrere der Sensoranschlüsse der Datenverarbeitungsvorrichtung jeweils einen zweiten Port auf, wobei die zweiten Ports der Sensoranschlüsse mit dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden sind, sodass die an dem ersten Eingangs-Port anliegende Versorgungs-Gleichspannung einem an dem jeweiligen Sensoranschluss angeschlossenen Sensor als Sensor-Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt werden kann.
Einer oder mehrere der Sensoranschlüsse können ferner jeweils einen dritten Port aufweisen, wobei die dritten Ports der Sensoranschlüsse mit dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers verbunden sind, sodass die von dem Abwärtswandler am ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers bereitgestellte Spannung einem an dem jeweiligen Sensoranschluss angeschlossenen Sensor als Sensor-Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann über den dritten Port eines Sensoranschlusses die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers einem an dem jeweiligen Sensoranschluss angeschlossenen Sensor als Sensor-Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt werden.
Die an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anliegende Versorgungs-Gleichspannung kann sich von der Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers unterscheiden. Insbesondere kann die an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anliegende Versorgungs-Gleichspannung größer sein als die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers. Beispielsweise kann die Versorgungs-Gleichspannung am ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung 24 V oder 30 V betragen, und die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers kann 3,3 V betragen. Über die Sensoranschlüsse der Datenverarbeitungsvorrichtung können somit sowohl erste Sensoren, die eine erste nominale Sensor-Versorgungs-Gleichspannung aufweisen, betrieben werden als auch zweite Sensoren, die eine zweite nominale Sensor-Versorgungs-Gleichspannung aufweisen. Beispielsweise kann die erste nominale Sensor-Versorgungs-Gleichspannung 24 V oder 30 V betragen und die zweite nominale Sensor-Versorgungs-Gleichspannung kann 3,3 V betragen. Die ersten Sensoren können Industriesensoren sein, und die zweiten Sensoren können eingebettete Sensoren sein. Die Bereitstellung unterschiedlicher Sensor-Versorgungs-Gleichspannungen an den zweiten und dritten Ports eines oder mehrerer Sensoranschlüsse kann die flexible Einsetzbarkeit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbessern.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Datenverarbeitungsvorrichtung einen Gleichspannungswandler aufweisen. Der Gleichspannungswandler kann mit dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden sein, und der Gleichspannungswandler kann dazu ausgeführt sein, an einem Ausgangsanschluss des Gleichspannungswandlers eine steuerbare Ausgangsspannung bereitzustellen. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann eine Eingabevorrichtung aufweisen, die es einem Benutzer erlauben kann, die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers zu steuern. Die zweiten Ports der Sensoranschlüsse können mit dem Ausgangsanschluss des Gleichspannungswandlers verbunden sein, sodass die von dem Gleichspannungswandler an seinem Ausgangsanschluss bereitgestellte Ausgangsspannung einem an dem jeweiligen Sensoranschluss angeschlossenen Sensor als Sensor-Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt werden kann. Durch die Steuerbarkeit der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers und die Verbindung der zweiten Ports der Sensoranschlüsse mit dem Ausgangsanschluss des Gleichspannungswandlers kann die flexible Einsetzbarkeit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbessert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt, an einem ersten EA-Port, der mit einem ersten Port eines ersten Sensoranschlusses verbunden ist, eine I2C Schnittstelle bereitzustellen, und/oder an einem zweiten EA-Port, der mit einem ersten Port eines zweiten Sensoranschlusses verbunden ist, eine Serial Peripheral Interface, SPI, Schnittstelle bereitzustellen, und/oder an einem dritten EA-Port, der mit einem ersten Port eines dritten Sensoranschlusses verbunden ist, eine RS-485 Schnittstelle bereitzustellen.
Zusätzlich oder alternativ kann die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein, an einem vierten EA-Port, der mit einem ersten Port eines vierten Sensoranschlusses verbunden ist, eine RS-232 Schnittstelle bereitzustellen, und/oder an einem fünften EA-Port, der mit einem ersten Port eines fünften Sensoranschlusses verbunden ist, eine Analog-Input Schnittstelle bereitzustellen, und/oder an einem sechsten EA-Port, der mit einem ersten Port eines sechsten Sensoranschlusses verbunden ist, eine Digital-I/O Schnittstelle bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zweite elektronische Schaltung der Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt, eine an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung anliegende Spannung zu bestimmen.
Die zweite elektronische Schaltung kann dazu ausgeführt sein, in einen Stromsparmodus überzugehen, beispielsweise in einen Ruhemodus überzugehen, wenn die an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung anliegende Spannung einen ersten Grenzwert unterschreitet. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie erfolgt, wobei die von der Batterie bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung mit dem Ladezustand der Batterie sinkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Datenverarbeitungsvorrichtung ferner einen dritten Eingangs-Port auf, wobei der dritte Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung verbunden ist, und wobei die erste elektronische Schaltung dazu ausgeführt ist, auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung zu bestimmen, ob eine Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie bereitgestellt wird.
Wenn ein System die Datenverarbeitungsvorrichtung und mehrere Spannungsversorgungseinrichtungen für die Datenverarbeitungsvorrichtung aufweist, wobei bei einer oder mehreren batteriebetriebenen Spannungsversorgungseinrichtungen eine Batterie verwendet wird, um die Versorgungs-Gleichspannung der Datenverarbeitungsvorrichtung bereitzustellen, wobei die eine oder die mehreren batteriebetriebenen Spannungsversorgungseinrichtungen dazu ausgeführt sind, eine erste Spannung an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anzulegen, wobei eine oder mehrere andere Spannungsversorgungseinrichtungen Netzteile sind, wobei die Netzteile dazu ausgeführt sind, eine zweite Spannung an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anzulegen oder den dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch zu isolieren, und wobei die zweite Spannung sich von der ersten Spannung unterscheidet, so kann die erste elektronische Schaltung auf der Grundlage der Spannung an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung bestimmen, ob die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie erfolgt. Beispielsweise kann die von der einen oder den mehreren batteriebetriebenen Spannungsversorgungseinrichtungen an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte erste Spannung die an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte Versorgungs-Gleichspannung sein und die von dem einen oder den mehreren Netzteilen an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte zweite Spannung kann eine Referenz-Gleichspannung sein. Die Referenz-Gleichspannung kann Masse sein. In einer anderen Ausführungsform kann die von der einen oder den mehreren batteriebetriebenen Spannungsversorgungseinrichtungen an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte erste Spannung die Referenz-Gleichspannung sein, und die von dem einen oder den mehreren Netzteilen an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte zweite Spannung kann die an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte Versorgungs-Gleichspannung sein.
Wenn die erste elektronische Schaltung auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung bestimmt, dass die Spannungsversorgung durch eine Batterie bereitgestellt wird, so kann die erste elektronische Schaltung einen Energiesparmodus aktivieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Datenverarbeitungsvorrichtung ist die erste elektronische Schaltung dazu ausgeführt, wenn die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie bereitgestellt wird, einen Ladezustand der Batterie auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung zu bestimmen.
In dieser Ausführungsform ist die von der einen oder den mehreren batteriebetriebenen Spannungsversorgungseinrichtungen an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte erste Spannung vorzugsweise die an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte Versorgungs-Gleichspannung, sodass die Versorgungs-Gleichspannung an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegt, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann eine Anzeige aufweisen, und die Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu ausgeführt sein, mittels der Anzeige eine Warnung auszugeben, wenn die erste elektronische Schaltung auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung bestimmt, dass die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie bereitgestellt wird und der Ladezustand der Batterie unterhalb eines zweiten Grenzwertes liegt.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein, mittels der Anzeige eine Warnung auszugeben, wenn die erste elektronische Schaltung auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung bestimmt, dass die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie bereitgestellt wird und die an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegende Spannung unterhalb eines dritten Grenzwertes liegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Datenverarbeitungsvorrichtung ferner einen vierten Eingangs-Port zum Empfangen einer Referenz-Gleichspannung auf, wobei der vierte Eingangs-Port mit einem zweiten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers, einem zweiten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung und/oder einem zweiten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung verbunden ist.
Die Referenz-Gleichspannung kann Masse sein. Die Referenz-Gleichspannung kann ein gemeinsames Bezugspotential des Abwärtswandlers, der ersten elektronischen Schaltung und der zweiten elektronischen Schaltung sein. Vorzugsweise ist der vierte Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung direkt oder indirekt mit dem zweiten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers, dem zweiten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung und dem zweiten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung verbunden. Beispielsweise kann der Abwärtswandler dazu ausgeführt sein, die an dem zweiten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers anliegende Spannung an einem zweiten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers bereitzustellen und der zweite Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers kann mit dem zweiten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung und/oder dem zweiten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung verbunden sein, sodass die Referenz-Gleichspannung über den zweiten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers an dem zweiten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung und/oder dem zweiten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung bereitgestellt wird.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System aufweisend eine Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und ferner aufweisend eine oder mehrere Spannungsversorgungseinrichtungen.
Der erste Eingangs-Port, der zweite Eingangs-Port, der dritte Eingangs-Port und/oder der vierte Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung können Ports eines Spannungsversorgungsanschlusses der Datenverarbeitungsvorrichtung sein. Jede der Spannungsversorgungseinrichtungen kann einen Ausgangsanschluss aufweisen, der an den Spannungsversorgungsanschluss der Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen werden kann, sodass an den Eingangs-Ports der Datenverarbeitungsvorrichtung jeweilige Spannungen angelegt werden und/oder ein oder mehrere Eingangs-Ports der Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch isoliert werden. Insbesondere können die Ausgangsanschlüsse jeder der Spannungsversorgungseinrichtungen einen ersten Ausgangs-Port aufweisen, über den die Versorgungs-Gleichspannung an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegt wird, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.
Ferner können die Ausgangsanschlüsse jeder der Spannungsversorgungseinrichtungen einen zweiten Ausgangs-Port aufweisen, über den die Referenz-Gleichspannung an dem vierten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegt wird, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das System eine erste Spannungsversorgungseinrichtung, wobei die erste Spannungsversorgungseinrichtung dazu ausgeführt ist, an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen zu werden, sodass an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung über einen ersten Ausgangs-Port der ersten Spannungsversorgungseinrichtung eine erste Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt wird, der zweite Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch isoliert wird, und an dem vierten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung über einen zweiten Ausgangs-Port der ersten Spannungsversorgungseinrichtung die Referenz-Gleichspannung bereitgestellt wird. Dabei ist die erste Versorgungs-Gleichspannung größer als die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers.
Die erste Versorgungs-Gleichspannung kann insbesondere größer sein als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung. Die erste Spannungsversorgungseinrichtung ist dazu ausgeführt, den zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung insbesondere von der ersten Versorgungs-Gleichspannung elektrisch zu isolieren, sodass eine Überspannung an der zweiten elektronischen Schaltung vermieden werden kann. Beispielsweise kann die erste Versorgungs-Gleichspannung zwischen 5 V und 30 V liegen. Wenn die erste Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist, erfolgt die Spannungsversorgung der ersten elektronischen Schaltung und der zweiten elektronischen Schaltung über den Abwärtswandler.
Die erste Spannungsversorgungseinrichtung kann eine Eingabevorrichtung aufweisen, sodass ein Benutzer mittels der Eingabevorrichtung die erste Versorgungs-Gleichspannung steuern kann. Dadurch kann eine Steuerbarkeit der Sensor-Versorgungs-Gleichspannung an den zweiten Ports der Sensoranschlüsse der Datenverarbeitungsvorrichtung erreicht werden.
Die an den vierten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte Referenz-Gleichspannung kann Masse sein.
Das System kann mehrere erste Spannungsversorgungseinrichtungen aufweisen, wobei jede der ersten Spannungsversorgungseinrichtungen dazu ausgeführt sind, an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen zu werden, sodass an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung über einen ersten Ausgangs-Port der ersten Spannungsversorgungseinrichtung eine jeweilige erste Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt wird, der zweite Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch isoliert wird, und an dem vierten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung über einen zweiten Ausgangs-Port der jeweiligen ersten Spannungsversorgungseinrichtung die Referenz-Gleichspannung bereitgestellt wird. Dabei sind die jeweiligen ersten Versorgungs-Gleichspannungen größer als die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das System eine zweite Spannungsversorgungseinrichtung auf, wobei die zweite Spannungsversorgungseinrichtung dazu ausgeführt ist, an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen zu werden, sodass an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung eine zweite Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt wird, an dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung die zweite Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt wird, und an dem vierten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung die Referenz-Gleichspannung bereitgestellt wird, wobei die zweite Versorgungs-Gleichspannung kleiner als eine maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung ist.
Die zweite Spannungsversorgungseinrichtung kann somit dazu ausgeführt sein, die zweite Versorgungs-Gleichspannung an dem ersten Eingangs-Port und dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anzulegen, wenn die zweite Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist. Wenn die zweite Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist, kann die Spannungsversorgung der ersten elektronischen Schaltung über den ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung und den Abwärtswandler erfolgen, und die Spannungsversorgung der zweiten elektronischen Schaltung kann über den zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung erfolgen. Das elektronische Bauelement kann eine Überspannung an dem ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung verhindern.
Durch das Anlegen der zweiten Versorgungs-Gleichspannung an dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung kann eine höhere Spannung an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung bereitgestellt werden als wie wenn die Spannung an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung über den ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung, den Abwärtswandler und das elektronische Bauelement der Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt würde. Dies kann einen längeren oder zuverlässigeren Betrieb der zweiten elektronischen Schaltung ermöglichen, insbesondere wenn die zweite Spannungsversorgungseinrichtung eine Batterie aufweist, die die zweite Versorgungs-Gleichspannung bereitstellt, und die zweite Versorgungs-Gleichspannung mit dem Ladezustand der Batterie sinkt.
Die an dem vierten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte Referenz-Gleichspannung kann Masse sein.
Das System kann mehrere zweite Spannungsversorgungseinrichtungen aufweisen, wobei jede der zweiten Spannungsversorgungseinrichtungen dazu ausgeführt ist, an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen zu werden, sodass an dem ersten Eingangs-Port und dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung eine jeweilige zweite Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt wird und an dem vierten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung die Referenz-Gleichspannung bereitgestellt wird, wobei die jeweilige zweite Versorgungs-Gleichspannung kleiner als eine maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das System eine dritte Spannungsversorgungseinrichtung, wobei die dritte Spannungsversorgungseinrichtung ein Netzteil ist. Die dritte Spannungsversorgungseinrichtung kann dazu ausgeführt sein, ein erstes elektrisches Signal an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anzulegen, wenn die dritte Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.
Das erste elektrische Signal kann der ersten elektronischen Schaltung der Datenverarbeitungsvorrichtung indizieren, dass die dritte Spannungsversorgungseinrichtung ein Netzteil ist. Beispielsweise kann die dritte Spannungsversorgungseinrichtung dazu ausgeführt sein, den dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung mit der Referenz-Gleichspannung zu verbinden, wenn die dritte Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist. Durch die Referenz-Gleichspannung an dem dritten Eingangs-Port, der mit dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung verbunden ist, kann der ersten elektronischen Schaltung indiziert werden, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung von einem Netzteil mit elektrischer Spannung versorgt wird und/oder dass die erste elektronische Schaltung einen Betriebsmodus mit hoher Leistung aktivieren soll.
In einer weiteren Ausführungsform kann die dritte Spannungsversorgungseinrichtung dazu ausgeführt sein, den dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch zu isolieren, wenn die dritte Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist. Durch das Isolieren des dritten Eingangs-Ports der Datenverarbeitungsvorrichtung, der mit dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung verbunden ist, kann der ersten elektronischen Schaltung indiziert werden, dass die dritte Spannungsversorgungseinrichtung ein Netzteil ist und/oder dass die erste elektronische Schaltung einen Betriebsmodus mit hoher Leistung aktivieren soll.
Das System kann eine oder mehrere dritte Spannungsversorgungseinrichtung aufweisen, wobei jede der dritten Spannungsversorgungseinrichtung ein Netzteil ist und die Netzteile dazu ausgeführt sind, ein jeweiliges erstes elektrisches Signal an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anzulegen, wenn das Netzteil an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.
Eine oder mehrere der obigen ersten Spannungsversorgungseinrichtungen können gemäß der dritten Spannungsversorgungseinrichtung ausgeführt sein und/oder eine oder mehrere der obigen zweiten Spannungsversorgungseinrichtungen können gemäß der dritten Spannungsversorgungseinrichtung ausgeführt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das System eine vierte Spannungsversorgungseinrichtung auf, wobei die vierte Spannungsversorgungseinrichtung eine Batterie zur Bereitstellung der Versorgungs-Gleichspannung an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung aufweist. Die vierte Spannungsversorgungseinrichtung kann dazu ausgeführt sein, ein zweites elektrisches Signal an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anzulegen, wenn die vierte Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.
Das zweite elektrische Signal kann der ersten elektronischen Schaltung der Datenverarbeitungsvorrichtung indizieren, dass die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie erfolgt. Beispielsweise kann die vierte Spannungsversorgungseinrichtung dazu ausgeführt sein, den dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung mit der an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anliegenden Versorgungs-Gleichspannung zu verbinden, wenn die vierte Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist. Durch die Versorgungs-Gleichspannung an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung, der mit dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung verbunden ist, kann der ersten elektronischen Schaltung indiziert werden, dass die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung über eine Batterie erfolgt.
Beispielsweise kann die erste elektronische Schaltung dazu ausgeführt sein, einen Energiesparmodus zu aktivieren, wenn die an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegende Spannung indiziert, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung von einer Batterie mit elektrischer Spannung versorgt wird und, optional, die Spannung an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung unterhalb eines vierten Grenzwertes liegt.
In einem anderen Beispiel kann die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein, mittels einer Ausgabevorrichtung der Datenverarbeitungsvorrichtung eine Warnung an einen Benutzer auszugeben, wenn die erste elektronische Schaltung auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung bestimmt, dass die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie bereitgestellt wird und der Ladezustand der Batterie unterhalb eines zweiten Grenzwertes liegt.
In einem anderen Beispiel kann die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein, mittels einer Ausgabevorrichtung der Datenverarbeitungsvorrichtung eine Warnung an einen Benutzer auszugeben, wenn die erste elektronische Schaltung auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung bestimmt, dass die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie bereitgestellt wird und die an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegende Spannung unterhalb eines dritten Grenzwertes liegt.
Das System kann mehrere vierte Spannungsversorgungseinrichtung aufweisen, wobei jede der vierten Spannungsversorgungseinrichtungen eine Batterie zur Bereitstellung einer jeweiligen Versorgungs-Gleichspannung an dem ersten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung aufweist und dazu ausgeführt ist, ein jeweiliges zweites elektrisches Signal an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anzulegen, wenn die vierte Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist, um der ersten elektronischen Schaltung der Datenverarbeitungsvorrichtung einen Batteriebetrieb zu indizieren.
Eine oder mehrere der obigen ersten Spannungsversorgungseinrichtungen können gemäß der vierten Spannungsversorgungseinrichtung ausgeführt sein und/oder eine oder mehrere der obigen zweiten Spannungsversorgungseinrichtungen können gemäß der vierten Spannungsversorgungseinrichtung ausgeführt sein.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Kurze Beschreibung der Figuren

1 veranschaulicht eine Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Patentanmeldung.
2 bis 4 veranschaulichen Systeme gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Patentanmeldung, wobei die Systeme eine Datenverarbeitungsvorrichtung und daran angeschlossene Spannungsversorgungseinrichtungen aufweisen.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
1 veranschaulicht eine Datenverarbeitungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 weist einen ersten Eingangs-Port 111 und einen zweiten Eingangs-Port 112 zum Empfangen von Versorgungs-Gleichspannungen, einen Abwärtswandler 120, eine erste elektronische Schaltung 130, eine zweite elektronische Schaltung 140, und ein elektronische Bauelement 150 auf. Der erste Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 ist mit einem ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers 120 verbunden. Ein erster Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 120 ist mit einem ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung 130 verbunden. Der Abwärtswandler 120 ist dazu ausgeführt, die erste elektronische Schaltung 130 über den ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers mit einer nominalen Ausgangsspannung des Abwärtswandlers zu versorgen. Der zweite Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung ist mit einem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung 140 verbunden. Der erste Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 120 ist über das elektronische Bauelement 150 mit dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung 140 verbunden. Das elektronische Bauelement 150 ist dazu ausgeführt, einen Stromfluss von dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 120 zu dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung 140 durchzulassen und einen Stromfluss von dem zweiten Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung zu dem ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung 130 zu sperren.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 kann dazu ausgeführt sein, einen Bereich von Versorgungs-Gleichspannungen am ersten Eingangs-Port 111 und/oder am zweiten Eingangs-Port 112 zu unterstützten. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 dazu ausgeführt sein, Versorgungs-Gleichspannungen von 3 V bis 30 V am ersten Eingangs-Port 111 und/oder am zweiten Eingangs-Port 112 zu unterstützen. Die an dem zweiten Eingangs-Port 112 anliegende Versorgungs-Gleichspannung ist vorzugsweise nicht größer als eine maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140.
In einem ersten Betriebsmodus ist die Versorgungs-Gleichspannung nicht größer als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140, und die Versorgungs-Gleichspannung kann sowohl an dem ersten Eingangs-Port 111 als auch an dem zweiten Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung anliegen. In einem zweiten Betriebsmodus kann die Versorgungs-Gleichspannung größer als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140 sein, und die Versorgungs-Gleichspannung kann an dem ersten Eingangs-Port 111 anliegen, während der zweite Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 elektrisch isoliert sein kann.
Weitere Betriebsmodi der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 sind möglich. Beispielsweise können unterschiedliche Versorgungs-Gleichspannungen an dem ersten und dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 anliegen, wobei die an dem zweiten Eingangs-Port 112 anliegende Versorgungs-Gleichspannung vorzugsweise nicht größer als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140 ist.
Der Abwärtswandler 120 ist dazu ausgeführt, die erste elektronische Schaltung 130 über den ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers mit der nominalen Ausgangsspannung zu versorgen. Die nominale Ausgangsspannung kann beispielsweise 3,3 V betragen. Die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers 120 liegt vorzugsweise innerhalb eines zulässigen Versorgungsspannungsbereichs der ersten elektronischen Schaltung 130. Ferner kann die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers 120 innerhalb eines zulässigen Versorgungsspannungsbereichs der zweiten elektronischen Schaltung 140 liegen.
Der zulässige Versorgungsspannungsbereich der ersten elektronischen Schaltung 130 kann beispielsweise von 2,3 V bis 3,6 V reichen. Die erste elektronische Schaltung 130 kann einen Prozessor aufweisen.
Der zulässige Versorgungsspannungsbereich der zweiten elektronischen Schaltung 140 kann sich von dem zulässigen Versorgungsspannungsbereich der ersten elektronischen Schaltung unterscheiden. Beispielsweise kann der zulässige Versorgungsspannungsbereich der zweiten elektronischen Schaltung 140 von 2,7 V bis 4,3 V reichen. Die zweite elektronische Schaltung 140 kann beispielsweise ein Kommunikationsmodul umfassen. Die erste elektronische Schaltung 130 ist mit der zweiten elektronischen Schaltung 140 verbunden, um einen Datenaustausch zu ermöglichen.
Die minimal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140 kann größer sein als die minimal zulässige Versorgungsspannung der ersten elektronischen Schaltung 130, sodass die Spannung an dem Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 120 für den Betrieb der ersten elektronischen Schaltung 130 ausreichend sein kann, jedoch nicht für den Betrieb der zweiten elektronischen Schaltung 140.
Wenn die Spannung an dem ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers 120 gleich der minimal zulässigen Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140 ist, so kann ein erster Spannungsabfall von zum Beispiel 0,1 V über den Abwärtswandler erfolgen, sodass die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers um zumindest den ersten Spannungsabfall kleiner ist als die Spannung an dem ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers. Der erste Spannungsabfall über den Abwärtswandler 120 kann zur Folge haben, dass die Spannung am ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers nicht ausreicht, um die zweite elektronische Schaltung 140 zu betreiben, obwohl die Spannung am ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers ausreichend wäre zum Betreiben der zweiten elektronischen Schaltung.
Der zweite Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 ist mit dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung 140 verbunden, und zwar vorzugsweise derart, dass ein Spannungsabfall über diese Verbindung vernachlässigbar ist gegenüber dem ersten Spannungsabfall über den Abwärtswandler 120. Wenn beispielsweise die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 von einer Batterie mit elektrischer Spannung versorgt wird, die von der Batterie bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung mit dem Ladezustand der Batterie abnimmt und die von der Batterie bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung sowohl an dem ersten Eingangs-Port 111 als auch an dem zweiten Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angelegt wird, so wird die zweite elektronische Schaltung 140 über den zweiten Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer höheren Spannung versorgt als wie wenn die zweite elektronische Schaltung 140 über den ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung, den Abwärtswandler 120 und das elektronische Bauelement 150 mit Spannung versorgt würde. Dies kann einen längeren und/oder zuverlässigeren Betrieb der zweiten elektronischen Schaltung 140 ermöglichen.
In dem ersten Betriebsmodus, in dem die von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellte Spannung sowohl an dem ersten als auch an dem zweiten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angelegt wird, kann das elektronische Bauelement verhindern, dass ein Strom von dem zweiten Eingangs-Port zu dem ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung fließt. Daher kann das elektronische Bauelement 150 die erste elektronische Schaltung 130 vor einer Überspannung am ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung schützen.
Eine Spannungsversorgungseinrichtung (nicht dargestellt) für die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 kann dazu ausgeführt sein, eine von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung von dem zweiten Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 zu trennen, wenn die bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung größer ist als ein erster Schwellwert, wobei der erste Schwellwert kleiner ist als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140. Ferner ist der erste Schwellwert vorzugsweise größer als die Summe der minimal zulässigen Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140, des ersten Spannungsabfalls über den Abwärtswandler 120 und eines weiteren Spannungsabfalls über das elektronische Bauelement 150. Unabhängig von dem ersten Schwellwert kann die Spannungsversorgungseinrichtung dazu ausgeführt sein, die von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung an dem ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 anzulegen, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.
In dem zweiten Betriebsmodus der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 kann die von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellte Spannung nur an dem ersten Eingangs-Port 111, nicht aber an dem zweiten Eingangs-Port 112 angelegt sein. Dabei kann die von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellte Spannung größer sein als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140. Die Spannungsversorgungseinrichtung kann dazu ausgeführt sein, den zweiten Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 in dem zweiten Betriebsmodus elektrisch zu isolieren.
In dem zweiten Betriebsmodus kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 mit hohen Versorgungs-Gleichspannungen betrieben werden, beispielsweise mit Versorgungs-Gleichspannungen von 24 V, 30 V, oder höher.
Das elektronische Bauelement 150 kann eine Schottky-Diode sein. Vorzugsweise weist die Schottky-Diode einen geringen Spannungsabfall in Durchlassrichtung auf. Beispielsweise ist der Spannungsabfall der Schottky-Diode in Durchlassrichtung kleiner als 0,3 V bei einem Strom von 1 A. Die Schottky-Diode weist vorzugsweise eine große Durchbruchspannung auf. Beispielsweise ist die Durchbruchspannung der Schottky-Diode größer als 5 V. Alternativ kann das elektronische Bauelement eine andere Diode sein oder mittels eines Transistors oder eines integrierten Power-Management Schaltkreises umgesetzt werden.
Die erste elektronische Schaltung 130 der Datenverarbeitungsvorrichtung kann einen Prozessor aufweisen, und/oder die zweite elektronische Schaltung 140 kann ein Datenübertragungsmodul aufweisen. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu ausgeführt sein, Messdaten von verschiedenen Sensoren zu empfangen, zu verarbeiten und zu übertragen. Dazu kann die Datenverarbeitungsvorrichtung Sensoranschlüsse 160a, ..., 160n zum Anschließen von Sensoren aufweisen.
Der Prozessor der ersten elektronischen Schaltungen 130 kann dazu ausgeführt sein, Daten von verschiedenen Sensoren zu empfangen und zu verarbeiten, wenn die Sensoren an die Sensoranschlüsse 160a, ..., 160n der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angeschlossen sind. Der Prozessor kann ein Mikrocontroller, ein Mikroprozessor, ein Prozessor mit anwendungsspezifischem Befehlssatz oder ein anderer Prozessor sein.
Das Datenübertragungsmodul der zweiten elektronischen Schaltung 140 kann dazu ausgeführt sein, von dem Prozessor verarbeitete Daten zu senden, beispielsweise an einen Server. Das Datenübertragungsmodul der zweiten elektronischen Schaltung kann beispielsweise dazu ausgeführt sein, 3GPP, IEEE 802.11, WIMAX, LoRaWAN, Bluetooth, Firewire und/oder Near Field Communication (NFC) Datenübertragungsverfahren zu unterstützen.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 kann mehrere Sensoranschlüsse 160a, ..., 160n zum Anschließen von Sensoren an die Datenverarbeitungsvorrichtung aufweisen. Einer oder mehrere der Sensoranschlüsse können einen ersten Port 161a, ..., 161 n aufweisen, der mit einem jeweiligen Eingabe-Ausgabe-Port (EA-Port) der ersten elektronischen Schaltung 130 verbunden ist, sodass die erste elektronische Schaltung und ein jeweiliger Sensor Daten über die Verbindung zwischen dem EA-Port und dem ersten Port des Sensoranschlusses übertragen können, wenn der Sensor an den Sensoranschluss angeschlossen ist. Die erste elektronische Schaltung kann dazu ausgeführt sein, an den EA-Ports unterschiedliche Schnittstellen bereitzustellen. Beispielsweise kann die erste elektronische Schaltung dazu ausgeführt sein, an einem oder mehreren EA-Ports I2C Schnittstellen bereitzustellen, an einem oder mehreren EA-Ports SPI Schnittstellen bereitzustellen, an einem oder mehreren EA-Ports RS-485 Schnittstellen bereitzustellen, an einem oder mehreren EA-Ports RS-232 Schnittstellen bereitzustellen, an einem oder mehreren EA-Ports Analog-Input Schnittstellen bereitzustellen, und/oder an einem oder mehreren EA-Ports Digital-I/O Schnittstellen bereitzustellen.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu ausgeführt sein, an einem ersten EA-Port, der mit einem ersten Port eines ersten Sensoranschlusses verbunden ist, eine I2C Schnittstelle bereitzustellen, an einem zweiten EA-Port, der mit einem ersten Port eines zweiten Sensoranschlusses verbunden ist, eine SPI Schnittstelle bereitzustellen, und an einem dritten EA-Port, der mit einem ersten Port eines dritten Sensoranschlusses verbunden ist, eine RS-485 Schnittstelle bereitzustellen. Ferner kann die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein, an einem vierten EA-Port, der mit einem ersten Port eines vierten Sensoranschlusses verbunden ist, eine RS-232 Schnittstelle bereitzustellen, und/oder an einem fünften EA-Port, der mit einem ersten Port eines fünften Sensoranschlusses verbunden ist, eine Analog-Input Schnittstelle bereitzustellen, und/oder an einem sechsten EA-Port, der mit einem ersten Port eines sechsten Sensoranschlusses verbunden ist, eine Digital-I/O Schnittstelle bereitzustellen.
Ferner können einer oder mehrere der Sensoranschlüsse 160a, ..., 160n einen zweiten Port 162a, ..., 162n aufweisen, wobei die zweiten Ports 162a, ..., 162n mit dem ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 verbunden sein können, sodass die an dem ersten Eingangs-Port anliegende Versorgungs-Gleichspannung einem an dem jeweiligen Sensoranschluss angeschlossenen Sensor als Sensor-Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt werden kann.
Ferner können einer oder mehrere der Sensoranschlüsse 160a, ..., 160n einen dritten Port 163a, ..., 163n aufweisen, wobei die dritten Ports 163a, ..., 163n mit dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 120 verbunden sein können, sodass die von dem Abwärtswandler am ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers bereitgestellte Spannung einem an dem jeweiligen Sensoranschluss angeschlossenen Sensor als Sensor-Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann über den dritten Port eines Sensoranschlusses die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers 120 einem an dem jeweiligen Sensoranschluss angeschlossenen Sensor als Sensor-Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt werden.
Die an dem ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 anliegende Versorgungs-Gleichspannung kann größer sein als die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 120. Beispielsweise kann die Versorgungs-Gleichspannung am ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung 24 V oder 30 V betragen, und die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 120 kann 3,3 V betragen. Über die Sensoranschlüsse 160a, ..., 160n der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 können somit sowohl erste Sensoren mit einer ersten nominalen Sensor-Versorgungs-Gleichspannung betrieben werden als auch zweite Sensoren mit einer zweiten nominalen Sensor-Versorgungs-Gleichspannung. Beispielsweise kann die erste nominale Sensor-Versorgungs-Gleichspannung 24 V oder 30 V betragen und die zweite nominale Sensor-Versorgungs-Gleichspannung kann 3,3 V betragen. Die ersten Sensoren können Industriesensoren sein, und die zweiten Sensoren können eingebettete Sensoren sein. Die Bereitstellung unterschiedlicher Sensor-Versorgungs-Gleichspannungen an den zweiten und dritten Ports eines oder mehrerer Sensoranschlüsse 160a, ..., 160n kann die flexible Einsetzbarkeit der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 verbessern.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 einen Gleichspannungswandler (nicht dargestellt) aufweisen. Der Gleichspannungswandler kann mit dem ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 verbunden sein, und der Gleichspannungswandler kann dazu ausgeführt sein, an einem Ausgangsanschluss des Gleichspannungswandlers eine steuerbare Ausgangsspannung bereitzustellen. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann eine Eingabevorrichtung aufweisen, die es einem Benutzer erlauben kann, die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers zu steuern. Einer oder mehrere der Sensoranschlüsse 160a, ..., 160n können vierte Ports (nicht dargestellt) aufweisen, sodass die von dem Gleichspannungswandler an seinem Ausgangsanschluss bereitgestellte Ausgangsspannung einem an dem jeweiligen Sensoranschluss angeschlossenen Sensor als Sensor-Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt werden kann. Durch die Steuerbarkeit der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers und die Verbindung der vierten Ports der Sensoranschlüsse 160a, ..., 160n mit dem Ausgangsanschluss des Gleichspannungswandlers kann die flexible Einsetzbarkeit der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 verbessert werden.
Die zweite elektronische Schaltung 140 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 kann dazu ausgeführt sein, eine an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung anliegende Spannung zu bestimmen. Die zweite elektronische Schaltung 140 kann dazu ausgeführt sein, in einen Stromsparmodus überzugehen, beispielsweise in einen Ruhemodus überzugehen, wenn die an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung anliegende Spannung einen ersten Grenzwert unterschreitet. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 durch eine Batterie erfolgt, wobei die von der Batterie bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung mit dem Ladezustand der Batterie sinkt.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 kann ferner einen dritten Eingangs-Port 113 aufweisen, wobei der dritte Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung 130 verbunden ist, und wobei die erste elektronische Schaltung dazu ausgeführt ist, auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung zu bestimmen, ob eine Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie bereitgestellt wird.
Wenn ein System die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 und mehrere Spannungsversorgungseinrichtungen für die Datenverarbeitungsvorrichtung aufweist, wobei bei einer oder mehreren batteriebetriebenen Spannungsversorgungseinrichtungen eine Batterie verwendet wird, um die Versorgungs-Gleichspannung der Datenverarbeitungsvorrichtung bereitzustellen, wobei die eine oder die mehreren batteriebetriebenen Spannungsversorgungseinrichtungen dazu ausgeführt sind, eine erste Spannung an dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung anzulegen, wobei eine oder mehrere andere Spannungsversorgungseinrichtungen Netzteile sind, wobei die Netzteile dazu ausgeführt sind, eine zweite Spannung an dem dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung anzulegen oder den dritten Eingangs-Port der Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch zu isolieren, und wobei die zweite Spannung sich von der ersten Spannung unterscheidet, so kann die erste elektronische Schaltung 130 auf der Grundlage der Spannung an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung bestimmen, ob die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie erfolgt.
Beispielsweise kann die von der einen oder den mehreren batteriebetriebenen Spannungsversorgungseinrichtungen an dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angelegte erste Spannung die an dem ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angelegte Versorgungs-Gleichspannung sein und die von dem einen oder den mehreren Netzteilen an dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angelegte zweite Spannung kann eine Referenz-Gleichspannung sein. Die Referenz-Gleichspannung kann Masse sein. In einer anderen Ausführungsform kann die von der einen oder den mehreren batteriebetriebenen Spannungsversorgungseinrichtungen an dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angelegte erste Spannung die Referenz-Gleichspannung sein, und die von dem einen oder den mehreren Netzteilen an dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angelegte zweite Spannung kann die an dem ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte Versorgungs-Gleichspannung sein.
Wenn die erste elektronische Schaltung 130 auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung bestimmt, dass die Spannungsversorgung durch eine Batterie bereitgestellt wird, so kann die erste elektronische Schaltung einen Energiesparmodus aktivieren.
Die erste elektronische Schaltung 130 kann dazu ausgeführt sein, wenn die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 durch eine Batterie bereitgestellt wird, einen Ladezustand der Batterie auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung zu bestimmen. Dabei ist die von der einen oder den mehreren batteriebetriebenen Spannungsversorgungseinrichtungen an dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angelegte erste Spannung vorzugsweise die an dem ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung angelegte Versorgungs-Gleichspannung, sodass die Versorgungs-Gleichspannung an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegt, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 kann eine Anzeige (nicht dargestellt) aufweisen, und die Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu ausgeführt sein, mittels der Anzeige den Ladezustand der Batterie anzuzeigen, wenn die erste elektronische Schaltung 130 auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung bestimmt, dass die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung durch eine Batterie bereitgestellt wird. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt sein, eine Warnung an einen Benutzer auszugeben, wenn die erste elektronische Schaltung 130 auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung bestimmt, dass die an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegende Spannung unterhalb eines dritten Grenzwertes liegt und/oder der Ladezustand der Batterie unterhalb eines zweiten Grenzwertes liegt.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann ferner einen vierten Eingangs-Port 114 zur Bereitstellung einer Referenz-Gleichspannung aufweisen, wobei der vierte Eingangs-Port 114 mit einem zweiten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers 120, einem zweiten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung 130 und/oder einem zweiten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung 140 verbunden sein kann. Die Referenz-Gleichspannung kann Masse sein. Die Referenz-Gleichspannung kann ein gemeinsames Bezugspotential des Abwärtswandlers 120, der ersten elektronischen Schaltung 130 und der zweiten elektronischen Schaltung 140 sein. In 1 ist der vierte Eingangs-Port 114 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 direkt mit dem zweiten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers 120, dem zweiten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung 130 und dem zweiten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung 140 verbunden. Alternativ könnte beispielsweise der Abwärtswandler 120 dazu ausgeführt sein, die an dem zweiten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers anliegende Spannung an einem zweiten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers bereitzustellen und der zweite Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 120 könnte mit dem zweiten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung 130 und/oder dem zweiten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung 140 verbunden sein, sodass die Referenz-Gleichspannung über den zweiten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 120 an dem zweiten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung 130 und/oder dem zweiten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung 140 bereitgestellt wird.
Ferner kann der vierte Eingangs-Port 114 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 direkt oder indirekt mit fünften Ports (nicht dargestellt) eines oder mehrerer der Sensoranschlüsse 160a, ..., 160n verbunden sein, sodass die Referenz-Gleichspannung Sensoren bereitgestellt werden kann, wenn die Sensoren an die Sensoranschlüsse angeschlossen sind.
Der erste Eingangs-Port 111, der zweite Eingangs-Port 112, der dritte Eingangs-Port 113 und/oder der vierte Eingangs-Port 114 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 können Ports eines Spannungsversorgungsanschlusses 110 der Datenverarbeitungsvorrichtung sein.
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ferner ein System aufweisend die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 und ferner aufweisend eine oder mehrere Spannungsversorgungseinrichtungen 200, 300, 400. Jede der Spannungsversorgungseinrichtungen 200, 300, 400 kann einen Ausgangsanschluss 210, 310, 410 aufweisen, der an den Spannungsversorgungsanschluss 110 der Datenverarbeitungsvorrichtung anschließbar ist, sodass an den Eingangs-Ports 111, 112, 113, 114 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 jeweilige Spannungen angelegt werden können und/oder ein oder mehrere Eingangs-Ports der Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch isoliert werden können.
2 veranschaulicht ein System gemäß der vorliegenden Patentanmeldung, wobei eine Spannungsversorgungseinrichtung 200 an die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angeschlossen ist. Die Spannungsversorgungseinrichtung 200 ist dazu ausgeführt, an dem ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 über einen ersten Ausgangs-Port 211 der Spannungsversorgungseinrichtung 200 eine Versorgungs-Gleichspannung bereitzustellen, den zweiten Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch zu isolieren und an dem vierten Eingangs-Port 114 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 über einen zweiten Ausgangs-Port 212 der Spannungsversorgungseinrichtung die Referenz-Gleichspannung bereitzustellen, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung 200 an die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angeschlossen ist. Die Referenz-Gleichspannung kann Masse sein. Dabei ist die Versorgungs-Gleichspannung größer als die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers ist. Die Versorgungs-Gleichspannung kann insbesondere größer sein als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140. Die Versorgungs-Gleichspannung kann zwischen 5 V und 30 V liegen.
Die Spannungsversorgungseinrichtung 200 kann ein Netzteil sein. Die Spannungsversorgungseinrichtung 200 kann dazu ausgeführt sein, den dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 elektrisch zu isolieren oder mit der Referenz-Gleichspannung zu verbinden, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angeschlossen ist, um der ersten elektronischen Schaltung 130 der Datenverarbeitungsvorrichtung, deren dritter Eingangsanschluss mit dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden ist, beispielsweise zu indizieren, dass die Spannungsversorgungseinrichtung 200 ein Netzteil ist und/oder dass die erste elektronische Schaltung einen Betriebsmodus mit hoher Leistung aktivieren soll.
Bei dem System der 2 erfolgt die Spannungsversorgung sowohl der ersten elektronischen Schaltung 130 als auch der zweiten elektronischen Schaltung 140 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 über den Abwärtswandler 120, sodass die erste elektronische Schaltung 130 und die zweite elektronische Schaltung 140 mit der nominalen Ausgangsspannung des Abwärtswandlers bzw. einer um den Spannungsabfall über das elektronische Bauelement 150 reduzierten Spannung betrieben werden können.
3 veranschaulicht ein System gemäß der vorliegenden Patentanmeldung, wobei eine Spannungsversorgungseinrichtung 300 an die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angeschlossen ist. Die Spannungsversorgungseinrichtung 300 ist dazu ausgeführt, an dem ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 über einen ersten Ausgangs-Port 311 der Spannungsversorgungseinrichtung eine Versorgungs-Gleichspannung bereitzustellen, an dem zweiten Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 über einen zweiten Ausgangs-Port 312 der Spannungsversorgungseinrichtung die Versorgungs-Gleichspannung bereitzustellen, und an dem vierten Eingangs-Port 114 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 über einen vierten Ausgangs-Port 314 der Spannungsversorgungseinrichtung die Referenz-Gleichspannung bereitzustellen, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist. Die Referenz-Gleichspannung kann Masse sein. Dabei ist die von der Spannungsversorgungseinrichtung 300 bereitgestellte Versorgungs-Gleichspannung kleiner als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140, sodass eine Überspannung am ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung 140 vermieden werden kann.
Die Spannungsversorgungseinrichtung 300 kann die Versorgungs-Gleichspannung mittels einer Batterie bereitstellen. Die Batterie der Spannungsversorgungseinrichtung 300 kann dazu ausgeführt sein, eine Versorgungs-Gleichspannung zwischen 2,7 V und 4,2 V bereitzustellen. Da die Versorgungs-Gleichspannung an dem zweiten Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angelegt wird, kann die zweite elektronischen Schaltung 140 betrieben werden, bis die Versorgungs-Gleichspannung unter die minimal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung fällt, wobei die minimal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung bei 2,7 V liegen kann.
Die Spannungsversorgungseinrichtung 300 kann dazu ausgeführt sein, an dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 über einen dritten Ausgangs-Port 313 der Spannungsversorgungseinrichtung 300 die Versorgungs-Gleichspannung bereitzustellen, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung 300 an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist, um der ersten elektronischen Schaltung 130 der Datenverarbeitungsvorrichtung, die mit dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden ist, beispielsweise zu indizieren, dass die Versorgungs-Gleichspannung von einer Batterie bereitgestellt wird und/oder die erste elektronische Schaltung 130 einen Energiesparmodus aktivieren soll.
Bei dem System der 3 kann das elektronischen Bauelement 150 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 eine Überspannung an dem ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung 130 verhindern, und die erste elektronischen Schaltung kann mit der nominalen Ausgangsspannung des Abwärtswandlers (zum Beispiel 3,3 V) oder einer geringeren, am ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers bereitgestellten Spannung betrieben werden.
4 veranschaulicht ein System gemäß der vorliegenden Patentanmeldung, wobei eine Spannungsversorgungseinrichtung 400 an die Datenverarbeitungsvorrichtung 100 angeschlossen ist. Die Spannungsversorgungseinrichtung 400 ist dazu ausgeführt, an dem ersten Eingangs-Port 111 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 über einen ersten Ausgangs-Port 411 der dritten Spannungsversorgungseinrichtung eine Versorgungs-Gleichspannung bereitzustellen, den zweiten Eingangs-Port 112 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 elektrisch zu isolieren, und an dem vierten Eingangs-Port 114 der Datenverarbeitungsvorrichtung über einen dritten Ausgangs-Port 413 der Spannungsversorgungseinrichtung die Referenz-Gleichspannung bereitzustellen. Dabei ist die Versorgungs-Gleichspannung größer als die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers 120. Insbesondere kann die Versorgungs-Gleichspannung größer sein als die maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung 140.
Die Spannungsversorgungseinrichtung 400 kann die Versorgungs-Gleichspannung mittels einer Batterie bereitstellen. Die Batterie der Spannungsversorgungseinrichtung 400 kann dazu ausgeführt sein, eine Versorgungs-Gleichspannung zwischen 5 V und 30 V bereitzustellen.
Bei dem System der 4 erfolgt die Spannungsversorgung sowohl der ersten elektronischen Schaltung 130 als auch der zweiten elektronischen Schaltung 140 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 über den Abwärtswandler 120, sodass die erste elektronische Schaltung 130 und die zweite elektronische Schaltung 140 mit der nominalen Ausgangsspannung des Abwärtswandlers bzw. einer um den Spannungsabfall über das elektronische Bauelement 150 reduzierten Spannung betrieben werden können.
Die Spannungsversorgungseinrichtung 400 kann dazu ausgeführt sein, an dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 über den zweiten Ausgangs-Port 412 der Spannungsversorgungseinrichtung 400 die Versorgungs-Gleichspannung bereitzustellen, wenn die Spannungsversorgungseinrichtung 400 an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist, um der ersten elektronischen Schaltung 130 der Datenverarbeitungsvorrichtung, die mit dem dritten Eingangs-Port 113 der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden ist, beispielsweise zu indizieren, dass die Versorgungs-Gleichspannung von einer Batterie bereitgestellt wird und/oder die erste elektronische Schaltung einen Energiesparmodus aktivieren soll.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente ausschließen und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können.
In dieser Patentanmeldung ist der Begriff „Verbindung“ als elektrische Verbindung zur Übertragung elektrischer Signale zu verstehen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Dabei ist der Begriff „Verbindung“ in einem breiten Sinn zu verstehen, und soll insbesondere eine direkte elektrische Verbindung, eine indirekte elektrische Verbindung (über eine Zwischenkomponente), eine feste elektrische Verbindung, und eine lösbare elektrische Verbindung umfassen.

Claims

Datenverarbeitungsvorrichtung (100), aufweisend: einen ersten Eingangs-Port (111) zum Empfangen einer Versorgungs-Gleichspannung; einen zweiten Eingangs-Port (112) zum Empfangen einer weiteren Versorgungs-Gleichspannung; einen Abwärtswandler (120); eine erste elektronische Schaltung (130); eine zweite elektronische Schaltung (140); und ein elektronisches Bauelement (150); wobei der erste Eingangs-Port (111) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) mit einem ersten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers (120) verbunden ist; wobei ein erster Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers (120) mit einem ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung (130) verbunden ist; wobei der Abwärtswandler (120) dazu ausgeführt ist, die erste elektronische Schaltung (130) über den ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers (120) mit einer nominalen Ausgangsspannung des Abwärtswandlers zu versorgen; wobei der zweite Eingangs-Port (112) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) mit einem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung (140) verbunden ist; wobei der erste Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers (120) über das elektronische Bauelement (150) mit dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung (140) verbunden ist; und wobei das elektronische Bauelement (150) dazu ausgeführt ist, einen Stromfluss von dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers (120) zu dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung (140) durchzulassen und einen Stromfluss von dem zweiten Eingangs-Port (112) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) zu dem ersten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung (130) zu sperren.
Datenverarbeitungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei eine minimal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung (140) größer ist als eine minimal zulässige Versorgungsspannung der ersten elektronischen Schaltung (130).
Datenverarbeitungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das elektronische Bauelement (150) eine Schottky-Diode ist.
Datenverarbeitungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste elektronische Schaltung (130) einen Prozessor aufweist, und/oder wobei die zweite elektronische Schaltung (140) ein Datenübertragungsmodul aufweist.
Datenverarbeitungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (100) mehrere Sensoranschlüsse (160a, ..., 160n) zum Anschließen von Sensoren an die Datenverarbeitungsvorrichtung aufweist; wobei einer oder mehrere der Sensoranschlüsse (160a, ..., 160n) jeweils einen ersten Port (161a, ..., 161n) aufweisen, wobei die ersten Ports mit jeweiligen EA-Ports der ersten elektronischen Schaltung (130) verbunden sind, sodass Daten zwischen der ersten elektronischen Schaltung und einem jeweiligen Sensor übertragen werden können, wenn der jeweilige Sensor an einen jeweiligen Sensoranschluss angeschlossen ist; und wobei einer oder mehrere der Sensoranschlüsse (160a, ..., 160n) jeweils einen zweiten Port (162a, ..., 162n) aufweisen, wobei die zweiten Ports mit dem ersten Eingangs-Port (111) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) verbunden sind; und/oder wobei einer oder mehrere der Sensoranschlüsse (160a, ..., 160n) jeweils einen dritten Port (163a, ..., 163n) aufweisen, wobei die dritten Ports mit dem ersten Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers (120) verbunden sind.
Datenverarbeitungsvorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei die erste elektronische Schaltung (130) dazu ausgeführt ist, an einem ersten EA-Port, der mit einem ersten Port (161a, ..., 161n) eines ersten Sensoranschlusses (160a, ..., 160n) verbunden ist, eine Inter-Integrated Circuit, 12C, Schnittstelle bereitzustellen, und/oder wobei die erste elektronische Schaltung (130) dazu ausgeführt ist, an einem zweiten EA-Port, der mit einem ersten Port (161a, ..., 161n) eines zweiten Sensoranschlusses (160a, ..., 160n) verbunden ist, eine Serial Peripheral Interface, SPI, Schnittstelle bereitzustellen, und/oder wobei die erste elektronische Schaltung (130) dazu ausgeführt ist, an einem dritten EA-Port, der mit einem ersten Port (161a, ..., 161n) eines dritten Sensoranschlusses (160a, ..., 160n) verbunden ist, eine RS-485 Schnittstelle bereitzustellen.
Datenverarbeitungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite elektronische Schaltung (140) dazu ausgeführt ist, eine an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung anliegende Spannung zu bestimmen und in einen Energiesparmodus überzugehen, wenn die an dem ersten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung anliegende Spannung einen ersten Grenzwert unterschreitet.
Datenverarbeitungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (100) ferner einen dritten Eingangs-Port (113) aufweist; wobei der dritte Eingangs-Port (113) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) mit einem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung (130) verbunden ist; und wobei die erste elektronische Schaltung (130) dazu ausgeführt ist, auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung zu bestimmen, ob eine Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) durch eine Batterie bereitgestellt wird.
Datenverarbeitungsvorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei die erste elektronische Schaltung (130) dazu ausgeführt ist, wenn die Spannungsversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) durch eine Batterie bereitgestellt wird, einen Ladezustand der Batterie auf der Grundlage der an dem dritten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung anliegenden Spannung zu bestimmen.
Datenverarbeitungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (100) ferner einen vierten Eingangs-Port (114) zum Empfangen einer Referenz-Gleichspannung aufweist, und wobei der vierte Eingangs-Port (114) mit einem zweiten Eingangsanschluss des Abwärtswandlers (120), einem zweiten Eingangsanschluss der ersten elektronischen Schaltung (130) und/oder einem zweiten Eingangsanschluss der zweiten elektronischen Schaltung (140) verbunden ist.
System aufweisend die Datenverarbeitungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ferner aufweisend eine oder mehrere Spannungsversorgungseinrichtungen (200, 300, 400).
System nach Anspruch 11, wobei das System eine erste Spannungsversorgungseinrichtung (200, 400) umfasst; wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (100) gemäß Patentanspruch 10 ausgeführt ist; und wobei die erste Spannungsversorgungseinrichtung (200, 400) dazu ausgeführt ist, an die Datenverarbeitungsvorrichtung (100) angeschlossen zu werden, sodass an dem ersten Eingangs-Port (111) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) über einen ersten Ausgangs-Port (211, 411) der ersten Spannungsversorgungseinrichtung (200, 400) eine erste Versorgungs-Gleichspannung, die größer als die nominale Ausgangsspannung des Abwärtswandlers (120) ist, bereitgestellt wird, der zweite Eingangs-Port (112) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) elektrisch isoliert wird, und an dem vierten Eingangs-Port (114) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) über einen zweiten Ausgangs-Port (212, 413) der ersten Spannungsversorgungseinrichtung (200, 400) die Referenz-Gleichspannung bereitgestellt wird.
System nach Anspruch 11 oder 12, wobei das System eine zweite Spannungsversorgungseinrichtung (300) umfasst; wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (100) gemäß Patentanspruch 10 ausgeführt ist; und wobei die zweite Spannungsversorgungseinrichtung (300) dazu ausgeführt ist, an die Datenverarbeitungsvorrichtung (100) angeschlossen zu werden, sodass an dem ersten Eingangs-Port (111) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) eine zweite Versorgungs-Gleichspannung, die kleiner als eine maximal zulässige Versorgungsspannung der zweiten elektronischen Schaltung (140) ist, bereitgestellt wird, an dem zweiten Eingangs-Port (112) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) die zweite Versorgungs-Gleichspannung bereitgestellt wird, und an dem vierten Eingangs-Port (114) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) die Referenz-Gleichspannung bereitgestellt wird.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das System eine dritte Spannungsversorgungseinrichtung (200) umfasst; wobei die dritte Spannungsversorgungseinrichtung (200) ein Netzteil ist; wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (100) gemäß Patentanspruch 8 ausgeführt ist; und wobei die dritte Spannungsversorgungseinrichtung (200) dazu ausgeführt ist, den dritten Eingangs-Port (113) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) elektrisch zu isolieren oder mit der Referenz-Gleichspannung zu verbinden, wenn die dritte Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das System eine vierte Spannungsversorgungseinrichtung (300, 400) umfasst; wobei die vierte Spannungsversorgungseinrichtung (300, 400) eine Batterie zur Bereitstellung der Versorgungs-Gleichspannung an dem ersten Eingangs-Port (111) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) aufweist; wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (100) gemäß Patentanspruch 8 ausgeführt ist; und wobei die vierte Spannungsversorgungseinrichtung (300, 400) dazu ausgeführt ist, den dritten Eingangs-Port (113) der Datenverarbeitungsvorrichtung (100) mit der Versorgungs-Gleichspannung zu verbinden, wenn die vierte Spannungsversorgungseinrichtung an die Datenverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist.