-
Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchführung von Software-Updates
in Wechselrichtern ohne permanente elektrische Energieversorgung,
welche Wechselrichter Schnittstellen für die Kommunikation mit darin
enthaltenen Mikroprozessoren aufweisen.
-
Weiters
betrifft die Erfindung auch einen Wechselrichter ohne permanente
elektrische Energieversorgung, mit Mikroprozessoren und Schnittstellen
für die
Kommunikation mit den Mikroprozessoren, welcher Wechselrichter für die Anwendung der
oben genannten Update-Einrichtung ausgebildet ist.
-
Die
vorliegende Erfindung ist auf Wechselrichter, insbesondere sogenannte
Inselwechselrichter, gerichtet. Wechselrichter dienen dazu, die Gleichspannung
einer Energiequelle in eine Wechselspannung umzuwandeln. Inselwechselrichter
erzeugen aus dem Gleichstrom einer Batterie oder Solarzelle Wechselstrom,
so dass es auch fernab vom Versorgungsnetz möglich ist, normale elektrische Haushaltsgeräte zu betreiben.
Dank eines Inselwechselrichters kann auf die Anschaffung relativ
teurer bzw. zum Teil nicht erhältlicher
Geräte
und auf eine teure und mit hohen Verlusten behaftete Leitung auf
niedriger Gleichspannung von beispielsweise 12 oder 24 V verzichtet
werden. Es können
die üblichen auf
eine Wechselspannung von 230 V ausgelegten Geräte, wie z. B. Werkzeuge, Fernseher,
Kühlschränke, Elektromotoren,
etc. verwendet werden. Derartige Inselwechselrichter werden beispielsweise
im Campingbereich, auf Schiffen oder an abgelegenen Orten ohne 230
V Wechselspannungsversorgung eingesetzt.
-
Übliche Wechselrichter
enthalten einen oder mehrere Mikroprozessoren bzw. Mikrokontroller
in welchen bestimmte Programme ablaufen. In Wechselrichtern existieren
beispielsweise Mikroprozessoren oder Mikrokontroller, zur Ablaufsteuerung,
zur Betriebssteuerung, zur Steuerung des Fehlverhaltens, zur Erfassung
des Batteriezustands oder zur Menüführung.
-
Aufgrund
von Weiterentwicklungen der Geräte
bzw. Änderungen
der Betriebssituation werden die in den Mikroprozessoren bzw. Mikrokontrollern ablaufenden
Programme bzw. die entsprechende Software häufig verändert. Ein Einspielen einer
neuen Software, ein sogenanntes Software-Update, ist derzeit mit
relativ hohem Aufwand verbunden. Dies wird dadurch weiter erschwert,
dass im Steuergerät, dessen
Software upgedated werden soll, keine Energieversorgung existiert.
Somit ist es beispielsweise erforderlich, mit Hilfe eines tragbaren
Computers, der mit einer Spannungsversorgung versehen ist, zum Ort
an welchem das Steuergerät,
beispielsweise der Inselwechselrichter, aufgestellt ist, zu fahren
und dort die neue Software einzuspielen. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, dass das Modul des Steuergeräts ausgebaut und dem Hersteller
für das
Software-Update überbracht
wird. Aufgrund des Aufwands und der damit verbundenen Kosten werden
in der Folge solche Software-Updates häufig nicht durchgeführt, weshalb
der Betreiber des Steuergeräts,
insbesondere des Inselwechselrichters, nicht in den Genuss der neuen
Software mit der entsprechenden Funktionalität kommt. Darüber hinaus
ist bei einem Software-Update mit Hilfe eines Computers eine Abhängigkeit
vom Betriebssystem des Computers gegeben, welche die Vornahme des
Software-Updates wiederum erschweren kann.
-
Nicht
nur das Überspielen
bereits vorhandener Softwareversionen, sondern auch das erstmalige Einspielen
der ersten Version der Software ist bei der Produktion von Wechselrichtern
mit darin enthaltenen Mikroprozessoren aufwändig. Es müssen die Wechselrichter derzeit
aus dem Herstellungsprozess entnommen und mit Hilfe eines Computersystems die
entsprechende Software eingespeichert werden. Zu diesem Zweck muss
der Wechselrichter üblicherweise
an eine Spannungsversorgungsquelle angeschlossen werden, die extra
dafür vorgesehen
werden muss.
-
Unter
den Begriff Software fällt
insbesondere sogenannte Firmware, das ist jene Software, die in einem
Mikroprozessor oder Mikrokontroller eines entsprechenden elektronischen
Geräts
eingebettet ist und in einem Programmspeicher wie z. B. einem Flash-Speicher
bzw. EEPROM, gespeichert ist. Die Firmware wird meist vom Hersteller
des elektronischen Geräts
mitgeliefert und ist für
den Benutzer des Geräts
nicht sichtbar und enthält
ver schiedene Funktionen zur Steuerung des Geräts. Bisher wurde die Software
bzw. Firmware solcher elektronischer Geräte durch Tausch des Speichers,
insbesondere eines Kontrollers mit eingebettetem Flash-EEPROM Speicher
upgedated. Dies erfordert jedoch einen Eingriff in das elektronische
Gerät,
der nicht von jedermann durchgeführt
werden kann und soll.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung
einer oben genannten Update-Einrichtung, welche die Vornahme von
Software-Updates in Wechselrichtern ohne permanente elektrische
Energieversorgung erleichtert, wodurch ein Software-Update auch durch
ungeschultes Personal besonders rasch, einfach und kostengünstig durchgeführt Werden
kann. Nachteile bekannter Systeme sollen durch die vorliegende Erfindung
vermieden bzw. reduziert werden.
-
Gelöst wird
die erfindungsgemäße Aufgabe durch
eine oben genannte Einrichtung zur Durchführung von Software-Updates,
die gekennzeichnet ist durch zumindest einen Speicher, welcher die
zu überspielende
Software enthält,
eine Spannungsquelle, zumindest eine Schnittstelle zur Verbindung mit
der Kommunikationsschnittstelle des Wechselrichters, zumindest einen
mit der Spannungsquelle verbundenen Anschluss zur Verbindung mit
einem Anschluss zur externen Energieversorgung der Mikroprozessoren
des Wechselrichters, und weiters eine Einheit zur Steuerung der Übertragung
der Software vom Speicher in den Mikroprozessor des Wechselrichters.
Die erfindungsgemäße Update-Einrichtung
ermöglicht
eine besonders einfache und rasche Einspielung einer neuen Software
in den Wechselrichter. Dafür
ist lediglich erforderlich, die entsprechende Update-Einrichtung,
welche die neue einzuspielende Software bzw. Firmware im Speicher
enthält,
an die Kommunikationsschnittstellen des Wechselrichters und den
Energieversorgungsanschluss anzuschließen, worauf die Software vom
Speicher in den Mikroprozessor bzw. dessen Programmspeicher des
Wechselrichters übertragen
wird. Dadurch, dass der Mikroprozessor bzw. der Programmspeicher
des Wechselrichters über
die Update-Einrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird, ist
keine eigene Versorgung des Wechselrichters mit elektrischer Energie
erforderlich, weshalb sich das Gerät, insbesondere auch für die Vornahme
von Software-Updates an Inselwechselrichtern, welche keine permanente elektrische
Energieversorgung aufweisen, eignet. Dabei werden nur jene Einrichtungen
des Wechselrichters über
die Update-Einrichtung mit elektrischer Energie versorgt, welche
zum Zweck des Software-Updates unbedingt elektrische Energie benötigen. Allfällige andere
Komponenten des Wechselrichters, wie z. B. das DC-AC-Modul, werden
nicht mit elektrischer Energie versorgt, da dies für den Update-Vorgang
nicht erforderlich ist. Dadurch wird die Spannungsquelle der Update-Einrichtung wenig
belastet. Darüber
hinaus ist ein Software-Update besonders rasch und einfach auch
von ungeschultem Personal durchführbar,
da im Idealfall keinerlei Bedienung an der Einrichtung der Durchführung der
Software-Updates erforderlich ist. Schließlich ist die Durchführung des
Software-Updates vom Betriebssystem und Computer unabhängig, da
ein eigener Computer dafür
nicht erforderlich ist. Dadurch fällt eine weitere Fehlerquelle,
welche außerhalb
des Einflussbereiches des Herstellers des Wechselrichters und der
dafür vorgesehenen
Software liegt, weg. Die Update-Einrichtung eignet sich aber auch
besonders für die
erstmalige Programmierung bei der Produktion des Wechselrichters,
da diese einfach im Herstellungsablauf des Wechselrichters vorgesehen
werden kann und somit ein Entnehmen der Wechselrichter aus dem Herstellungsablauf
beispielsweise vom Förderband
zu einem Software-Einspielplatz mit Computer und externer Spannungsversorgung
entfallen kann.
-
Die
Kommunikationsschnittstellen können durch
leitungsgebundene oder drahtlose Schnittstellen gebildet sein. Im
Falle von drahtlosen Schnittstellen eignen sich standardisierte
Schnittstellen, wie z. B. Infrarotschnittstellen oder sogenannte
Funkschnittstellen (z. B. auch dem Bluetooth®-Standard), besonders.
-
Vorteilhafterweise
ist die in der Update-Einrichtung vorgesehene Spannungsquelle durch
aufladbare Akkumulatoren gebildet.. Diese können bei Vorhandensein von
elektrischer Energie rasch und einfach aufgeladen werden.
-
Wenn
zumindest ein Speicher der Update-Einrichtung durch einen Wechselspeicher
gebildet ist, wird die Durchführung
von Software-Updates noch weiter erleichtert. In diesem Fall kann
beispielsweise die Herstellerfirma der Wechselrichter allfällige Software-Updates
einfach per Post verschicken und der Kunde braucht den Wechselspeicher
lediglich in die Update-Einrichtung einstecken oder dergl., worauf
der Software-Update Vorgang vorzugsweise automatisch vorgenommen
wird. Die Wechselspeicher können
durch verschiedene Medien, wie z. B. Disketten, CD-ROM's, DVD's oder Memory Sticks,
gebildet werden.
-
Alternativ
oder zusätzlich
dazu kann zumindest ein Speicher der Update-Einrichtung mit einer Schnittstelle
zum Lesen/Schreiben des Speicherinhalts verbunden sein. Über diese
Schnittstelle kann eine neue Software in die Update-Einrichtung
eingespielt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei der Schnittstelle
um eine standardisierte Schnittstelle, beispielsweise eine USB(Universal
Serial Bass)-Schnittstelle, oder dergl..
-
Um
eine Überwachung
des Zustands der internen Spannungsquelle der Update-Einrichtung
zu ermöglichen,
kann gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung eine Einrichtung zur Anzeige des
Betriebszustands der Spannungsversorgung vorgesehen sein. Diese
Anzeigeeinrichtung kann durch eine optische oder akustische Einrichtung
gebildet sein, welche beispielsweise bei Unterschreitung einer bestimmten
Spannung der Spannungsversorgung ein optisches oder akustisches
Warnsignal abgibt.
-
Vorteilhafterweise
ist eine Einrichtung zur Entschlüsselung
des Speicherinhalts in der Update-Einrichtung vorgesehen. Alternativ
dazu kann die Entschlüsselungseinrichtung
auch im Wechselrichter selbst vorgesehen sein, wodurch ein unbefugter
Zugriff auf den Programmcode sicher vermieden wird, da der Schlüssel zur
Verschlüsselung
und Entschlüsselung
des Speicherinhalts für
den Benutzer nicht erkennbar ist.
-
Die
Aktivierung der Übertragung
der Software von der Update-Einrichtung in den Programmspeicher
des Mikroprozessors des Wechselrichters kann manuell durch ein entsprechendes
Betätigungselement
erfolgen. Dieses kann beispielsweise durch einen Taster oder dergl.
gebildet sein. Ebenso ist es möglich,
dass beispielsweise bei Vorhandensein eines Wechselspeichers die Übertragung
der Software automatisch nach Einstecken des Wechselspeichers aktiviert
wird. Ebenso ist es möglich,
dass die Übertragung
der Software automatisch nach dem Verbinden der Spannungsquelle
der Update-Einrichtung mit dem Energieversorgungsanschluss des Wechselrichters
aktiviert wird.
-
Von
Vorteil ist auch eine Einrichtung zur Erkennung des Wechselrichters
bzw. der darin enthaltenen Mikroprozessoren. Beispielsweise kann
im Wechselrichter eine Kennung vorgesehen sein, wodurch die Update-Einrichtung
den entsprechenden Wechselrichter bzw. den Mikroprozessor erkennt
und somit die entsprechende Software des Speichers zur Übertragung
bereitstellen kann. Auf diese Weise kann eine Update-Einrichtung
zur Durchführung
von Software-Updates verschiedenster Wechselrichter verwendet werden.
Im Speicher der Update-Einrichtung sind dann sämtliche Software-Updates enthalten.
-
Gelöst wird
die erfindungsgemäße Aufgabe auch
durch einen oben genannten Wechselrichter, bei dem ein Anschluss
für die
externe Energieversorgung der Mikroprozessoren vorgesehen ist, welcher Anschluss
mit dem Spannungsversorgungsanschluss einer oben genannten Update-Einrichtung verbindbar
ist. Dadurch ist gewährleistet,
dass die am Software-Update beteiligten elektronischen Komponenten
mit ausreichender elektrischer Energie versorgt werden, jedoch nicht
mehr elektrische Energie erforderlich ist, wie für diesen Software-Updatevorgang
unbedingt notwendig. Das bedeutet, dass Komponenten des Wechselrichters,
welche für
den Software-Updatevorgang keine Funktion haben, beispielsweise
der DC-AC-Wandler, nicht mit der Energie der Update-Einrichtung
versorgt werden muss.
-
Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Anschluss
für die
externe Energieversorgung mit den Energieversorgungsleitungen des
Wechselrichters verbunden ist und eine Einrichtung zur Unterbrechung
der Energieversorgungsleitungen während des Anschlusses der Update-Einrichtung
vorgesehen ist. Somit kann der allenfalls vorhandene Spannungsversorgungsanschluss
des Wechselrichters für
den Anschluss der Update-Einrichtung herangezogen werden, wobei während des
Update-Vorganges die Energieversorgungsleitungen unterbrochen werden,
so dass Komponenten, welche nicht am Update-Vorgang beteiligt sind,
nicht mit Energie versorgt werden müssen.
-
Die
Unterbrechungseinrichtung kann durch Halbleiterschalter, insbesondere
Dioden, oder auch mechanische Schalter gebildet werden.
-
Die
vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin
zeigen:
-
1 ein
Blockschaltbild eines Wechselrichters mit Mikroprozessoren;
-
2 ein
Blockschaltbild eines Teils eines Wechselrichters mit einer daran
angeschlossenen Update-Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
3 ein
Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Update-Einrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
-
4 ein
Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Durchführung von
Software-Updates gemäß der vorliegende
Erfindung.
-
1 zeigt
ein Blockschaltbild eines Wechselrichters 1, der aus einer
von einer Batterie 2 oder einer anderen externen Energiequelle,
wie z. B. einem Solarmodul, gelieferten Gleichspannung mit Hilfe
eines DCAC-Moduls 3 eine Wechselspannung üblicherweise
von 230 V liefert. Diese Wechselspannung dient zur Versorgung verschiedener
Lasten 4. Der Wechselrichter 1 beinhaltet ein
Netzteil 5, das sämtliche
Komponenten mit elektrischer Energie versorgt. Weiters ist eine
Steuervorrichtung 6 vorgesehen, in der verschiedene Mikroprozessoren 7 enthalten
sein können,
in welchen Programme ablaufen, die beispielsweise zur Ablaufsteuerung,
Betriebssteuerung der Fehlerüberwachung,
der Überwachung
des Batteriezustands oder der Menüführung dienen können. Schließlich kann
eine Ein-/Ausgabeeinheit 8 vorgesehen sein, über die
verschiedene Betriebszustände
des Wechselrichters 1 angezeigt oder Parameter eingegeben
werden können.
Um die Software in den Mikroprozessoren 7 des Wechselrichters 1 zu ändern, kann die
unten beschriebene Update-Einrichtung an den Wechselrichter 1 angeschlossen
oder auch jene Komponenten, welche die Mikroprozessoren 7 enthalten,
beispielsweise eine Einsteckkarte 9, an die Update-Einrichtung
angeschlossen werden.
-
2 zeigt
einen Wechselrichter 1, beispielsweise einen Inselwechselrichter,
bzw. nur eine Steckkarte 9 des Wechselrichters 1,
in dem ein oder mehrere Mikroprozessoren 7 oder Mikrokontrollerzur Steuerung
verschiedener Abläufe
oder Menüführungen
vorgesehen sind. Die Mikroprozessoren 7 bzw. Mikrokontroller
enthalten üblicherweise
Programmspeicher oder sind mit solchen verbunden (nicht dargestellt).
Der Wechselrichter 1 weist zumindest eine Schnittstelle 10 für die Kommunikation
mit den Mikroprozessoren 7 auf. Am Wechselrichter 1 oder
dem Modul 9 ist ein Anschluss 11 für eine externe
Energieversorgung der für
den Software-Updatevorgang notwendigen Komponenten, insbesondere
der Mikroprozessoren 7, vorgesehen. Die Einrichtung 12 zur Durchführung von
Software-Updates in Wechselrichtern 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst zumindest einen Speicher 13, welcher
die zu überspielende
Software enthält.
Weiters ist in der Update-Einrichtung 12 eine Spannungsquelle 14 vorgesehen, welche
beispielsweise durch Batterien oder wiederaufladbare Akkumulatoren
gebildet sein kann. Zum Zwecke der Aufladung der Spannungsquelle 14 kann ein
entsprechender Anschluss 15 an der Einrichtung 12 vorgesehen
sein. Die Spannungsquelle 14 der Update-Einrichtung 12 ist
mit einem Anschluss 16 verbunden, der zum Zwecke der Durchführung des Software-Updates
mit dem Energieversorgungsanschluss 11 des Wechselrichters 1 bzw.
Moduls 9 verbindbar ist. Weiters ist in der Update-Einrichtung 12 eine
Steuereinheit 17, vorzugsweise ein Mikroprozessor oder
Mikrokontroller, vorgesehen, der die Übertragung der Software vom
Speicher 13 zu einer Schnittstelle 18 steuert.
Die Schnittstelle 18 wird mit der entsprechenden Kommunikationsschnittstelle 10 des
Wechselrichters 1 bzw. Moduls 9 verbunden. Die Verbindung
der Schnittstelle 18 mit der Kommunikationsschnittstelle 10 kann
sowohl leitungsgebunden als auch drahtlos, beispielsweise über Infrarot
oder Funk, beispielsweise gemäß dem Bluetooth®-Standard
erfolgen. Im Idealfall ist an der Update-Einrichtung 12 keinerlei
Bedienungselement oder dergl. vorgesehen, so dass der Benutzer keinerlei
Einstellungen oder dergl. mit Ausnahme des Anschlusses der Update-Einrichtung 12 an
dem Wechselrichter 1 vornehmen muss. Lediglich kann eine
Einrichtung 19 zur Anzeige des Betriebszustandes der Spannungsversorgung 14,
beispielsweise eine optische oder akustische Anzeige, vorgesehen
sein. Zum Beschreiben bzw. Auslesen des Speicherinhalts des Speichers 13 kann
eine entsprechende, vorzugsweise standardisierte Schnittstelle 20 an
der Update-Einrichtung 5 vorgesehen sein.
-
3 zeigt
ein Blockschaltbild einer Abwandlung einer Update-Einrichtung 12 gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei der ein Element 21 zur Aktivierung der Übertragung
der Software vorgesehen ist. Dieses Aktivierungselement 21 kann
beispielsweise durch einen Taster gebildet sein, über welchen
der Benutzer die Übertragung
der Software vom Speicher 13 der Update-Einrichtung 12 in
den Mikroprozessor 7 bzw. den entsprechenden Programmspeicher
im Steuergerät 1 aktiviert.
Wenn die Daten am Speicher 13, der vorzugsweise durch einen
Wechselspeicher, beispielsweise eine Speicherkarte, eine Diskette
oder dergl. gebildet ist, verschlüsselt sind, kann eine Einrichtung 22 zur
Entschlüsselung
des Speicherinhalts in der Update-Einrichtung 12 oder auch
im Steuergerät 1 (nicht
dargestellt) enthalten sein. Diese Entschlüsselungseinrichtung 22 entschlüsselt die
verschlüsselten
Daten des Speichers 13 entsprechend bestimmten Vorschriften. Von
Vorteil ist weiters eine Einrichtung 23 zur Erkennung des
Wechselrichters 1 bzw. der darin enthaltenen Mikroprozessoren 7,
welche beispielsweise mit der Schnittstelle 18 verbunden
ist und so eine im Wechselrichter 1 enthaltene Kennung
(nicht dargestellt) abfragt und aufgrund der Kennung den Wechselrichter 1 bzw.
die Mikroprozessoren 7 identifiziert und somit das passende
Software-Update aus dem Speicher 13 auswählt und über die
Steuerungseinheit 17 die Übertragung der entsprechenden
Software an den Wechselrichter 1 veranlasst.
-
4 zeigt
schließlich
ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Durchführung von
Software-Updates, wobei gemäß Block 100 der
Programmablauf in der Steuerungseinheit 17 der Update-Einrichtung 12 beginnt.
Gemäß Abfrage 101 wird
die Aktivierung der Übertragung
abgefragt. Diese kann beispielsweise nach Erkennen der Verbindung
der elektrischen Energieversorgung der Update-Einrichtung 12 mit
dem Wechselrichter 1 ausgelöst werden. Danach kann gemäß Block 102 eine
Abfrage der Identität
des Wechselrichters 1 auf verschiedene Methoden erfolgen.
Gemäß Block 103 wird
aus dem Speicher 13 der Update-Einrichtung 12 aufgrund
des erkannten Wechselrichters 1 die entsprechende Software
ausgewählt
und mit dem Überspielen
der Software vom Speicher 13 der Update-Einrichtung 12 in
den Mikroprozessor 7 bzw. Programmspeicher im Wechselrichter 1 gemäß Block 104 begonnen.
Gemäß Block 105 erfolgt
eine allfällige
Entschlüsselung
der Daten. Abfrage 106 erkennt das Ende der übertragenden
Software, worauf das Verfahren zur Durchführung des Software-Updates entsprechend
Block 107 beendet wird.