DE2804079A1

DE2804079A1 - Programmierbarer elektrischer zeitschalter, insbesondere zur programmregelung eines thermostaten

Info

Publication number: DE2804079A1
Application number: DE19782804079
Authority: DE
Inventors: Gim Wong
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-01-31
Filing date: 1978-01-31
Publication date: 1979-08-09

Description

Programmierbarer elektrischer Zeitschalter,
insbesondere zur Programmregelung eines Thermostaten Die Erfindung bezieht sich auf einen programmierbaren elektrischen Zeitschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der insbesondere zur gleichzeitigen Prosrammregelung eines Thermostaten und anderer elektrischer Vorrichtungen geeignet ist.
Die üblichen Thermostaten besitzen im allgemeinen einen einzigen Temperaturwähler, der auf eine bestimmte Temperatur eingestellt werden kann, um die angeschlossene Vorrichtung in einem bestimmten Temperaturbereich ein- und auszuschalten.
Beispielsweise regelt ein Backofenthermostat die Temperatur des angeschlossenen Backofens nur zwischen den gewählten oberen und unteren Grenzen und es sind keine Mittel vorgesehen, um Hilfseinrichtungen wie Warnlichter zu steuern oder den Thermostaten zeitabhängig auf verschiedene Temperaturen einzuregeln.
Die bekannten Thermostaten besitzen andererseits keinen Zeitschalter zur Ein- und Ausschaltung des Thermostaten zu beliebigen vorbestimmten Zeiten und sie können normalerweise nur wechselstrombetriebene elektrische Vorrichtungen regeln.
Ein anderer Nachteil der bisher bekannten Programmregler besteht darin, daß sie nicht ohne Abänderungen zum Ersatz eines normalen Thermostaten verwendet werden können,wodurch die Kosten und die Schwierigkeiten der Installation eines Programmreglers anstelle eines vorhandenen Thermostaten erhöht werden. Auch sind die bekannten Programmregler nur zur Steuerung der Temperatur innerhalb eines kleinen Temperaturbereichs von z. B. 1 bis 1,50C imstande.
Der in Anspruch 1 gekennzeichnete Zeitschalter kann dagegen einen üblichen Thermostaten ohne weiteres ersetzen, indem einfach die Anschlußdrähte des vorhandenen Thermostaten an die Ausgangsklemmen des Zeitschalters angeschlossen werden; gleichzeitig können weitere zu regelnde Einrichtungen wie z. B. eine Kühlanlage, eine Beleuchtungsanlage u. dgl. an andere Ausgangsklemmen des Programmreglers angeschlossen werden.
Der elektronische programmierbare Zeitschalter nach der Erfindung stellt eine Verbesserung gegenüber dem mechanischen Zeitschalter nach der US-PS 3 740 564 dar, denn es sind alle mechanischen Teile wie Einstellstifte, Zahnräder, Mikroschalter, Motoren u. dgl. überflüssig geworden. Stattdessen wird eine Festkörperschaltung verwendet, die eine verbesserte Genauigkeit und Zuverlässigkeit, geringeren Stromverbrauch und insbesondere eine viel einfachere Betätigung zur Einstellung der verschiedenen Ein- und Ausschaltzeiten ermöglichen.
So kann die Einschaltzeit beliebig und die Ausschaltzeit bzw. Einschaltdauer auf Wunsch bis auf eine Sekunde genau vorgewählt werden, während mechanische Zeitschalter mit Vorwählstiften im allgemeinen wegen der mechanischen Schwierigkeit, kürzere Abstände vorzusehen, nur in Abständen von 15 Minuten einstellbar sind.
Alle Funktionen können bei dem erfindungsgemäßen Zeitschalter mittels einfacher Schalter auf der Vorderseite des Geräts betätigt und programmiert werden, um die individuellen Umstände, unter denen die betreffende Vorrichtung verwendet werden soll, zu berücksichtigen.
Von den verschiedenen Ausgängen kann einer zum Einschalten des angeschlossenen Geräts nach Vorwahl mit einem Wählschalter für den oberen Temperaturbereich und zum Ausschalten der Vorrichtung zu bestimmten Zeiten mittels eines Wählschalters für den unteren Temperaturbereich verwendet werden. Andere Ausgänge dienen zur Programmierung des Ein- und Ausschaltens anderer Vorrichtungen wie z. B.
Beleuchtungsanlagen, die sich im gleichen Gebäude wie der Temperaturregler befinden.
Mit geringem Aufwand ist es möglich, nicht nur die fortlaufende Zeit elektronisch anzuzeigen, sondern auch die Einstellzeiten bzw. die entsprechenden Speicherplätze, und zwar unter Verwendung der gleichen Anzeigevorrichtung wie für die fortlaufende Zeit. Eine zusätzliche Anzeiqevorrichtung kann zur Angabe der Nummer des jeweils betätigten Einstellschalters und auch zur Angabe des Tages in einem Wochenzyklus dienen. So kann die Bedienungsperson qenau überprüfen, was in den Speicher eingeschrieben wird,und damit Eingabeirrtümer weitgehend vermeiden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung befindet sich zwischen der Stunden- und der Minutenanzeige ein Doppelpunkt, der ständig mit einer Frequenz von z. B.
1 Hz flackert und so der Bedienungsperson anzeigt, daß die elektronische Uhr arbeitet. Ferner sind Mittel vorgesehen, um den Zeitschalter in einfacher Weise zu löschen, so daß er sofort neu programmiert werden kann.
Wegen des geringen Energieverbrauchs der Festkörper-Schaltelemente, die auch in einem weiten Temperaturbereich betriebsfähig sind, kann der Zeitschalter nicht nur aus dem Lichtnetz, sondern auch mit Batterien betrieben werden. Ferner ist es möglich, eine Notbatterie vorzusehen, die in Tätigkeit tritt, wenn das Netz ausfällt oder abgeschaltet wird.
Zur weiteren Energieersparnis und zur Verlängerung der Lebensdauer der Anzeigevorrichtung leuchtet diese vorzugsweise erst nach Knopfdruck auf. Gleichzeitig wird damit ein monostabiler Multivibrator angestoßen, der die Anzeigevorrichtung nach einem bestimmten Zeitintervall automatisch abschaltet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind Fig. 1 eine Vorderansicht des Geräts, Fig. 2 ein Blockschaltbild desselben, Fig. 3 ein Blockschaltbild des elektronischen Thermostaten, Fig. 4 ein Pulsdiagrainm der Ausgänge des Johnson-Zählers für eine Befehlsfolge und Fig. 5 ein Blockschaltbild entsprechend Fig. 2, jedoch unter Verwendung eines Mikroprocessors.
Fig. 1 zeigt die Frontplatte 21 eines in ein Gehäuse 20 eingebauten programmgesteuerten Temperaturreglers für Raumheizung. Die verschiedenen Anzeige- und Einstellvorrichtungen werden nachstehend im Zusammenhang mit den zugeordneten Schaltelementen beschrieben.
Das Blockschaltbild des elektronischen Zeitschalters nach Fig. 2 enthält einen Kristalloszillator 23, der seinerseits mehrere nicht dargestellte Binärzähler enthält, welche die Schwingfrequenz des Kristalls auf verschiedene Teilfrequenzen herabsetzen. Hierzu gehören insbesondere die Frequenzen 1 Hz, 512 Hz und 128 Hz. Der Aufbau derartiger Oszillatoren und Binärzähler ist bekannt.
Das 128 Hz-Signal vom Oszillator 23 dient zum raschen Vorstellen einer Uhr 24 über einen Druckkontakt S6 zum 24 Stunden-Zähler; das gleiche Signal dient auch zum langsamen Vorstellen der Uhr 24 über den Druckkontakt S8.
Diese Druckkontakte dienen zum Einstellen der Uhr auf die richtige Zeit. Das 512 Hz-Signal wird für einen Anzeigemultiplexer 27 verwendet.
Die 1 Hz-Signalfrequenz dient zur Fortschaltung des Uhrwerks 24, das in bekannter Weise ausgebildet ist. Diese Frequenz wird im Uhrwerk weiterhin auf einen Impuls je Minute (1/60 Hz) vom 60 Sekunden-Zähler, auf einen Impuls je Stunde (1/3600 Hz) vom 60 Minuten-Zähler und auf einen Impuls je 24 Stunden (1/3600 x 24 Hz) vom 24 Stunden-Zähler unterteilt.
Die Ausgangsinformation von der Uhrwerkschaltung 24 ist BCD (binär codierte Dezimalzahl) und wird dem Multiplexer 27 zugeführt. Dieser enthält einen 2 Bits-Zähler, der den Multiplexer derart beaufschlagt, daß dieser je vier zu einer Gruppe gehörende BCD-(iorte durchläßt, die nacheinander mit einer Frequenz von 512/4 = 128 Hz gewählt werden. Die 4 Bits oder Worte gelangen dann auf den siebenteiligen Decoder mit Treibern 73 und werden dort von den Decoderzählern decodiert, sowie einer siebenteiligen Anzeigetafel 27A zugeführt, welche die Ist-Zeit mit Hilfe von Leuchtdioden oder ähnlichen Anzeigevorrich-Stunden angibt. Die Ziffer 28 gibt die Zehnerstunden, Ziffer 29 die Einerstunden, Ziffer 30 die Zehnerminuten und Ziffer 31 die Einerminuten an. Der Doppelpunkt 32 blinkt mit der Frequenz 1 Hz, um ständig anzuzeigen, daß die Uhr läuft.
Der Zeitschalter ist vorzugsweise mit einem Verzögerungsglied ausgerüstet, um irgendein angeschlossenes Gerät nach einer vorgewählten Zeitdauer ein- oder auszuschalten. Zu diesem Zweck kann ein mono stabiler Multivibrator 74 mittels eines Druckknopfes 74A eingeschaltet werden. Wenn der Druckknopf 74A betätigt wird, geht der Ausgang des Multivibrators 74 hoch und erleuchtet die Anzeigetafel 27A, nachdem die voreingestellte Zeit erreicht ist. Nach beispielsweise 10 Sekunden kippt der Multivibrator wieder in die Ruhelage zurück, wodurch der Decoder 73 abgeschaltet wird und die Anzeigetafel 27A erlischt.
Die Anzeigetafel 27A kann auch die Speicheradresse angeben, wobei die Stelle 28 die Tausender, die Stelle 29 die Hunderter, die Stelle 30 die Zehner und die Stelle 31 die Einer des Adressenplatzes bedeutet. Diese Operation wird mittels eines Anzeigeschalters S10 durchgeführt, der aus der Stellung "Adresse" 33 in die Stellung "Zeit" 33A in Fig. 2 umgelegt wird. Der Wochentag und der Speicherinhalt werden in dem Zusatzfeld 75 angezeigt. Um den Wochentag anzuzeigen, drückt man einfach den Tagesschalter Sll, während der Speicherinhalt automatisch entsprechend der jeweils gedrückten Ziffertaste 36 angezeigt wird. Das Zusatzfeld 75 dient zur weiteren Verringerung von Programmierfehlern.
Der 24 Stunden-Puls wird dem Feiertags-Zähler 34 zugeführt, der als Auswahl zähler ausgebildet ist und sieben 24 Stunden-Impulse zur Bildung des 7 Tage-Zyklus abteilt. Die anderen BCD-Impulse von der Uhrwerkschaltung 24 (Ist-Zeit) werden auf einen Komparator 35 gegeben und dienen zum Vergleich der mittels der Zifferntasten 36 (Fig. 1) in den Speicher gesetzten Soll-Zeit mit der Ist-Zeit. Ferner werden diese Ausgangsimpulse im Programmsteuerzähler 37 und dem Alarmzähler 38 zugeführt.
Das Tastenfeld 36 besteht aus 10 Drucktastenschaltern (Fig. 1), auf denen die Ziffern 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 angegeben sind. Die Ausgangssignale des Tastenfeldes 36 werden im Tastencodierer 71 in einen praktisch verwendbaren Impulscode umgesetzt, z. B. in einen BCD-Code, um einen Speicher 39 auf den Adern K, L, M und N anzusteuern.
Ein Beispiel eines solchen BCD-Codes ist nachstehend angegeben.
Binär codierte Dezimalzahl (BCD) Ziffern 8 4 2 1 taste K L M N O 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 (O=Niedrig) 4 0 1 0 0 (l=Hoch) 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 0 1 0 0 1 In den Adern K, L, M, N zwischen dem Tastencodierer 71 und dem Speicher 39 befindet sich je eine RC-Kombination, die eine geringe Verzögerung einführt, um das Einspeichern von Fehlinformationen durch ungeschickte Betätigung oder Prellerscheinungen der Zifferntasten zu verhindern.
Wenn eine Zifferntaste 36 oder eine Endtaste S1 gedrückt wird, löst dies zwei Signale aus, nämlich das Signal R/W (lesen/schreiben), das nach unten geht, um das Einlesen der Daten in den Speicher zu ermöglichen, und den Zählbefehl für den Adressenwählzähler 40 (falls der Programmschalter S3 in der Eingabestellung mit automatischer Adressenfortschaltung ist).
Der Adressenwählzahler 40 enthält einen doppelten 4 Bit-Binärzähler, der einen freien Speicherplatz wählt. Da jede Eingabe eines Alarms oder Signals acht Worte zu 4 Bit erfordert (4 Bits für die Einschaltzeit und 4 Bits für die Ausschaltzeit oder die Zeitdauer), wird die Information wie folgt eingegeben: Die Anfangszeit des Alarms oder der Betätigung (Einschaltzeit) wird durch zwei Ziffern für die Stunden und zwei Ziffern für die Minuten angegeben, d. h. vier BCD-Worte oder vier Speicherplätze. Die Dauer des Alarms oder der Betätigung (Ausschaltzeit) erfordert entweder zwei Ziffern für die Stunden und zwei Ziffern für die Minuten bei langen Einschaltzeiten oder zwei Ziffern für die Minuten und zwei Ziffern für die Sekunden bei kurzen Einschaltzeiten, also jeweils vier BCD-Worte. Die Anzahl der verfügbaren Speicherplätze ist deshalb jeweils gleich der Anzahl von 4 - Bit-Worten im Speicher, dividiert durch acht. Wenn z. B. ein RAM I.C. (Random Access Memory Integrated Circuits) mit 256 Worten zu je 4 Bit als Speicher 39 verwendet wird, ist die Anzahl der Speicherplätze gleich 256/8 = 32; es können demnach 31 Alarm- oder Signalzeiten gewählt werden, da ein Platz für die Endanzeige freibleiben muß. Die für jede Ein- und Ausschaltzeit benötigten acht Adressen verteilen sich wie folgt:

Einschaltzeit Ausschaltzeit

(Anfangszeit) (Endzeit)

10 Std. 1 Std. 10 Min. 1 Min. 10 Std. 1 Std. 10 Min.lMin.

0 0 0 0

4 Bits + 4 Bits

= Bit BCD

Beispiel für Alarm- oder Signaleingabe

Programmfolge Einschaltzeit Ausschaltzeit

1 07.30 07.52

2 11.48 12.03

3 13.12 13.45

4 15.43 16.00

5

6

+

20 19.05 19.23

21 19.45 20.10

31 23.37 09.59

Die erwähnte Anzahl von Zeitangaben ist nur als Beispiel gedacht, da die Anzahl der wählbaren Alarm- oder Signalzeitpaare von der Größe des Speichers und der Anzahl der 8 Bit-Binärzähler im Adressenwählzähler 40 abhängt, die natürlich an die Kapazität des Speichers anqepaßt sein soll. Wenn z. B. der Speicher 39 1024 Worte zu je 4 Bits umfaßt, ist die Gesamtzahl der verfügbaren Speicherplätze 1024/8 = 128. Ein Speicher mit der Kapazität 4096 Worte hat 512 verfügbare Speicherplätze. Der Adressenwählzähler für einen frei ansteuerbaren Speicher mit 1024 Worten ist ein 10 Bit-Zähler, denn 2 = 1024. Für einen Speicher mit 4096 Worten zu je4 Bits braucht man einen 12 Bit-Binärzähler, denn 212 = 4096 Adressen.
Ein Speicherplatz wird mittels des 8 Bit-Binäradressenzählers ( doppelter 4 Bit-Binär zähler) oder des BCD-Zählers im Adresenwählzähler 40 gewählt. Wenn der Adressenwählzähler 40 durch den Rückstellschalter S2 auf Null gestellt ist, wird der Programmschalter S3 in die Eingabestellunq gemäß Fig. 2 gebracht.
Es gibt zwei Möglichkeiten, Daten einzugeben, nämlich mit automatischer Fortschaltung und manueller Fortschaltung.
Wenn Schalter S3 sich in der Stellung "Eingabe" befindet, erscheint der Adressenfortschaltimpuls selbsttätig jdesmal, wenn eine Ziffer am Tastenfeld 36 betätigt wurde; wenn aber versehentlich die falsche Zifferntaste gedrückt wurde, muß der Adressenwählzähler auf Null zurückgestellt werden, wodurch alle vorher eingegebenen Daten gelöscht sind und das Programmieren von neuem begonnen werden muß. Wenn aber die falsche Taste noch niedergedrückt ist, genügt es zur Korrektur des Fehlers, einfach die richtige Taste ebenfalls zu drücken und dann die falsche Taste los zulassen. Dadurch wird der Fehler korrigiert, ohne daß die ganzen Daten von Anfang an erneut in den Speicher 39 eingegeben werden müssen.
Wenn Schalter S3 in die Stellung "manuell" gebracht wird, geht bei jeder Betätigung einerEingabetaste 36 die Leitung R/W nach unten (0) nahe Erdpotential, so daß die Information in den Speicher 39 eingegeben werden kann, wobei eine geringe Verzögerung durch die Zeitkonstante der RC-Glieder in den Eingabeleitungen K, L, M, N eingerechnet ist. Die im BCD-Code ausgedrückte Ziffer entsprechend der Taste 36 erscheint als Datenwert auf den Leitungen K, L, M und N und wird in den ersten Speicherplatz eingelesen. Wenn z. B.
die Taste 5 betätigt wird, sind gemäß dem obigen Code die Leitungen L und N hoch, d. h. auf positivem Potential. Wenn die Taste 9 betätigt wird, sind die Leitungen K und N hoch, so daß das entsprechende Signal in den Speicher 39 eingegeben wird. Dies geschieht mittels der Torschaltungen in dem Tastencodierer 71 in bekannter Weise.
Wenn die Taste 36 losgelassen wird, geht die Leitunq R/W wieder nach oben (Ziffer 1) nahe an das Potential V+, wodurch die Information in dem Speicherplatz festgehalten wird. Der Adressenschalter S9 wird dann in die Stellung "manuell" umgelegt, wodurch der Adressenwählzähler um eine Stufe fortgeschaltet wird; kurze Zeit später verschwindet der Datenwert von den Leitungen K, L, M und N.
Nachdem alle Daten in den Speicher eingegeben wurden, wird der Endschalter S1 betätigt, wodurch zuerst die Leitung R/W zur Eingabe nach unten geht (0) und dann der Datenwert 1100 in den Speicher eingegeben wird, der bedeutet, daß die Dateneingabe beendet ist, denn das Wort Eintausendeinhundert ist kein gültiges Zeichen im BCD-Code. Nachdem die Leitung R/W wieder auf 1 hochgegangen ist, erscheint der Wert 1100 an den Ausgabeklemmen des Speichers 39 und stellt den Adressenwählzähler 40 selbsttätig über den automatischen Riickstellkreis 41 in die Nullstellung zurück.
Die manuelle Adressenfortschaltung hat den Vorteil geaenüber der automatischen Fortschaltung, daß Fingabefehler sofort korrigiert werden können, ohne daß alle vorher eingegebenen Daten gelöscht werden müssen. Der Speicherplatz der Korrektur wird einfach aufgesucht, indem der Adressenschalter S9 auf schnelle Fortschaltung gesetzt.
wird, bis die falsche Eingabe wieder auftaucht, woraufhin der richtige Wert dafür eingesetzt wird. Nachdem alle Daten des Programms eingegeben wurden, wird wie gesagt der Endschalter S1 betätigt und anschließend der Schalter S3 in die Stellung "läuft" gebracht. Von da an arbeitet der elektronische Zeitgeber automatisch und schaltet die angeschlossenen Geräte entsprechend dem eingegebenen Programm ein und aus, wobei das Programm täglich wiederholt wird, bis der Speicher 39 gelöscht oder neu besetzt ist. Neue Daten können natürlich in gleicher Weise wie beschrieben in den Speicher 39 eingegeben werden.
Der automatische Rückstellkreis 41 enthält ein Flipflop und mehrere Torschaltungen. Der Puls der Zehner-Stunden bzw. für 24 Stunden vom 24 Stunden-Zähler des Uhrwerks 24 dient zum Kippen des Flipflops und das Endsignal 1100 vom Ausgang des Speichers 39 dient zum Rückstellen des Flipflops.
Der Ausgang des Flipflops geht nach oben (Ziffer 1), wenn der 10 Stunden-Impuls oder der 10 Stunden-Impuls und das Datenendsignal erscheinen und bleibt in diesem Zustand während einer geringen Verzögerung, die von der Zeitkonstante eines in dem Rückstellkreis 41 vorhandenen RC-Gliedes verursacht wird, auch nachdem der 10 Stunden-Impuls oder der 10 Stunden-Impuls und das Datenendsignal gelöscht wurden. Dieser hohe Ausgangsimpuls (1) vom Flipflop ergibt in der nachfolgenden Torschaltung innerhalb des Rückstellkreises 41 einen Rückstellimpuls sowohl für den Adressenwählzähler 40, als auch für den Programmsteuerzähler 37 in deren Anfangsstellung,und zwar automatisch in der 24 Stunden-Periode und wenn das Datenendsignal erscheint. Der Rückstellimpuls braucht den letzten Speicherplatz nicht zu erreichen, bevor der Speicher von neuem durchlaufen wird, und die Bedienungsperson die volle Kapazität des verwendeten Speichers nicht ausgenutzt hat.
Der Programmsteuerzähler 37 enthält folgende Teile: 1. Ein vierstufiger Johnson-Octalzähler mit eingebautem Codeumsetzer (nicht dargestellt). Die acht decodierten Ausgänge sind normalerweise auf niedrigem Niveau und gehen nur in dem jeweiligen Octalen Zeitintervall hoch.
Die Ausgangsimpulse setzen an den Anstiegs flanken der Taktimpulse ein und bewirken die Ausführung der Befehle.
Das Impuls-Diagramm dieses Johnson-Zählers ist in Fig. 4 dargestellt.
2. Tri-State-Puffer in integrierter Schaltung (nicht dargestellt). Ihre Ausgänge werden durch niedriges Potential (O) an ihrem Abschalteinaang aktiviert.
3. NOR-Gates mit Ouad-2-Eingängen in integrierter Schaltung (nicht dargestellt).
Andere LSI-Schaltungen mit gleicher Arbeitsweise und Funktion können offenbar ebenfalls verwendet werden.
Der Programmsteuerzähler arbeitet folgendermaßen: Die Ist-Zeit in BCD-Darstellung (Zehner und Einer der Stunden, Zehner und Einer der Minuten) vom Uhrwerk 24 wird auf die Eingänge der Puffer gegeben. Der 10-Stunden-Ausgang der Tri-State-Puffer, der durch ein hohes Signal (1) vom Ausgang Q0 des Johnson-Zählers über ein NOR-Glied aktiviert wird, erzeugt am Abschalteingang der Tri-State-Puffer ein niedriges Signal (O), so daß der 10-Stunden-Wert am Ausgang der Tri-State-Puffer erscheint und einem Eingang des Komparators 35 zugeführt werden kann.
Der Ausgang des Speichers 39 (10-Stunden-Wert der ersten Einschaltzeit) wird dem anderen Eingang des Komparators 35 zugeführt und mit dem 10-Stunden-Wert aus dem Uhrwerk verglichen. Wenn die beiden Werte übereinstimmen, erzeugt der Komparator 35 ein hohes Signal (1). Dadurch werden der Adressenwählzähler 40 und der Johnson-Zähler um eins fortgeschaltet. In diesem Zeitpunkt ist der Ausgang 1 des Johnson-Zählers auf hohem Niveau (1) und alle anderen Ausgänge haben niedriges Niveau (0); deshalb werden nun die l-Stunden-Werte mit dem Inhalt des zweiten Speicherplatzes verglichen. Wenn diese l-Stunden-Werte mit der Ist-Zeit der Uhr über den Ausgang der Tri-State-Puffer gleich wird, erzeugt der Komparator 35 wieder ein hohes Signal (1), das den Adressenwählzähler 40 und den Johnson-Zähler abermals um eins fortschaltet. Dann werden die 10-Minuten-Werte und die l-Minuten-Werte in gleicher Weise verglichen und nachdem vier Vergleichsergebnisse der Einschaltzeit (10-Stunden-Werte, l-Stunden-Werte, 10-Minuten-Werte, l-Minuten-Werte) einander gleichgeworden sind, erzeugt der Johnson-Zähler ein hohes Signal (1) auf seinem Ausgang n4, während der Ausführunqsausgang ein niedriges Niveau annimmt, wie Fig. 4 zeigt.
Ein hohes positives Potential vom Alarmausgang 43 zusammen mit einem hohen Signal (1) vom Feiertagszähler 34 (Feiertagswählschalter offen) und der Stellung "Automatik" von Schalter S4 über UND-Glied 87 steuert die Ausgangstransistoren in dem Schaltkreis 76 in den leitenden Zustand, so daß die Betätigungswicklung des Schaltkreises erregt wird und die erste Einschaltzeit beginnt, indem die Arbeitskontakte 67, 68, 45 und 46 geschlossen und die Ruhekontakte 66, 67, 46 und 44 geöffnet werden.
Das einer Ausschaltzeit zugeordnete niedrige Ausgangssignal (0) des Alarmausgangs 43 erzeugt auch einen Start impuls für den handelsüblichen programmierbaren Zeitschalter im Verzögerungsglied 77, der das Schaltglied 78 erregt, so daß dessen Ruhekontakt 79, 80 und 83, 84 geöffnet und die Arneihkontakte 80, 81 und 83, 84 geschlossen werden. Dadurch werden die an diese Kontakte angeschlossenen Geräte wie Nachtbeleuchtung u. dgl. nach der voreingestellten Verzögerungszeit ein- oder ausgeschaltet. Die Verzögerungszeit wird durch die Zeitkonstante RC bestimmt, die nach der Abstieqsflanke des Auslöseimpulses vom Alarmausgang 43 verstreicht. Wenn dagegen der Schalter S4 in der Stellung "manuell" ist, bleiben die Ausgangstransistoren im Schaltschütz 76 gesperrt, so daß die Wicklung nicht ansprechen kann und die Kontakte in diesem Schaltschutz bleiben in ihrer Ruhelage, unabhängig von der Tätigkeit des elektronischen Zeitschalters. Dies bedeutet, daß der angeschlossene Thermostat nur im unteren Temperaturbereich arbeitet und daß die an die Kontakte 66, 67 und 68, sowie 79 bis 84 angeschlossenen Geräte normal arbeiten, weil das Verzögerungsglied 77 und die Schaltvorrichtung 78 nur arbeiten, wenn der Ausgang des ODER-Gliedes auf niedrigem Niveau ist (O), oder wenn beide Eingänge der ODER-Glieder 86 (Stellen 85 und 88) auf niedrigem Niveau (O) bzw. Erdpotential sind.
Die vier Vergleiche für Ausschaltzeiten (10-Stunden-Werte, l-Stunden-Werte, 10-Minuten-Werte, l-Minuten-Werte) für lange Ausschaltzeiten bzw. diejenigen für kurze Ausschaltzeiten (10-Minuten-Werte, l-Minuten-Werte, 10-Sekunden-Werte,l-Sekunden-Werte) werden in gleicher Weise durchgeführt, wie es oben für Einschaltzeiten beschrieben wurde.
Wenn die vier Vergleiche übereinstimmen, geht der Ausführungsausgang des Johnson-Zählers nach oben. Dadurch wird die Sperre der Ausgangstransistoren im Alarmausgangskreis 43 aufgehoben und an der Stelle 85 erscheint ein niedriges Potential (O). Damit wird ein Eingang des ODER-Gliedes 86 und ein Eingang des UND-Gliedes 87 auf 0 gelegt, so daß die Stelle 88 ebenfalls auf 0 liegt. Diese Stelle ist mit dem anderen Eingang des ODER-Gliedes 86 verbunden, so daß an dessen Ausgang ein niedriges Signal (0) erscheint und das Verzögerungsglied 77 anstößt, welches die Schaltvorrichtung 78 erregt, wenn die eingestellte Verzögerung erreicht ist, um so die angeschlossenen elektrischen Geräte ein- oder auszuschalten. Das niedrige Signal (O) an der Stelle 85 wirft auch das Schaltschütz 76 ab, so daß die Ruhekontakte 86, 67, 44 und 46 geschlossen und die Arbeitskontakte 67, 68, 45 und 46 geöffnet werden. Der Ausgang des Johnson-Zählers ist in diesem Zeitpunkt hoch, so daß die Schaltung für den nächsten Einschaltzeitvergleich bereitsteht. Die Arbeitsweise wiederholt sich dann wie oben.
Wenn die kurze Einschaltzeit ebenfalls programmiert werden soll, sind die in Fig. 2 gestrichelt eingezeichneten zusätzlichen Schaltelemente erforderlich. Jede Kurz zeigt verzögerung kann mittels des Alarmdauerzählers 38 gemäß dem nachfolgenden Beispiel programmiert werden.
Programmfolge Einschaltzeit Einschaltdauer 10 1 10 1 10 1 10 1 Std. Std. Min. Min. Min. Min. Sek. Sek.
1 o 7 3 0 2 2 1 1 2 1 1 4 8 1 5 0 4 3 1 3 1 2 3 3 4 6 31 2 3 0 0 5 9 5 9 Die Daten werden in gleicher Weise wie oben in den Speicher 39 eingegeben. Die 10-Stunden-h7erte von dem Uhrwerk werden mit dem Speicherinhalt (K, L, X, N) am Speicherplatz 00 verglichen und bei Übereinstimmung erzeugt der Komparator 35 eine (1), welche den Adressenwählzähler 40 um (1) fortschaltet; ebenso wird der Johnson-Zähler in der Programmsteuerstufe 37 um (1) fortgeschaltet. Dann werden die 1-Stunden-Werte verglichen, anschließend die 10-Minuten-Werte und schließlich werden die l-Minuten-Werte mit dem Inhalt von Speicherplatz 03 verglichen. Wenn diese übereinstimmen, nimmt der Ausführungsausgang des Johnson-Zählers einen niedriqen Wert an, wodurch der Zeitschalter in dem Alarmdauerzähler 38 auf 0 zurückgestellt wird und ein 1 Hz-Impuls zwecks Ingangsetzunq des Zeitschalters 38 über die N70R-Glieder in der Programmsteuerstufe 37 gegeben wird, und zwar in Abhängigkeit von der Einstellung der Wählschalter im Feiertagswähler 42.
Wenn ein Alarmsignal erzeugt wird, d. h. wenn der Ausführungsausgang des Johnson-Zählers nach unten geht, nehmen die Ausgänge des Alarmdauerzählers in der Stufe 38 und des Alarmausgangskreises 43 hohe Werte (1) an, wodurch die Relaiswicklung im Schaltschütz 76 erregt wird. Somit werden die Ruhekontakte 44 und 46 geöffnet und die Arbeitskontakte 46 und 45 geschlossen und gleichzeitig die Alarmdauerzählung beaonnen. Wenn die 10-Minuten-Werte des Zeitschalters 38 mit dem Inhalt des Speicherplatzes 04 verglichen werden und übereinstimmen, rücken der Adressenwählzähler und der Johnson-Zähler um (1) vor; dann werden die l-Minuten-Werte, die 10-Sekunden-Werte und schließlich die l-Sekunden-Werte mit dem Inhalt des Speicherplatzes 07 verglichen; wenn das Vergleichsergebnis übereinstimmt, geht der Pvusführungsausgang des Johnson-Zählers nach oben (1), wie es oben beschrieben wurde. Dadurch wird der Alarmdauerzähler 38 stillgesetzt und wenn der Ausführungsausgang des Johnson-Zählers hoch geht(l), wird auch die Relaiswicklung im Schaltschütz 76 stromlos gemacht, wodurch die Arbeitskontakte geöffnet und die Ruhekontakte geschlossen werden, wie es oben beschrieben wurde. Der Johnson-Zähler beginnt wieder zu laufen und ist für den nächsten Vergleich bereit.
Beispielsweise sei die oben beschriebene programmierte Einschaltzeit 07 : 35 betrachtet. Wenn die Ist-Zeit diesen Wert erreicht, wird das betreffende Signal im BCD-Code dem Komparator 35 zugeführt. Dieser vergleicltdas Ist-Zeit-Signal mit dem entsprechenden Speicherinhalt und da sie nun übereinstimmen, wird das Schaltschütz 76 erregt. Es bleibt erregt, bis die Ist-Zeit des Uhrwerks 17 : 20 erreicht (Anzeige auf der Tafel 27A). Wenn diese Zeit erreicht ist, vergleicht der Komparator den Zeitpunkt mit der im Speicher 39 stehenden Ausschaltzeit und wirft das Schaltschütz 76 ab. Der Johnson-Zähler tritt in Tätigkeit und geht zum nächsten Ausgang über, so daß er für die nächste im Speicher 39 programmierte Einstellseguenz bereit ist.
Wenn die letzte Proqrammseguenz ausgeführt ist, wird der nächste Speicherplatz, der das Endsignal 1100 enthält, in das automatische Rückstellglied 41 eingespeist und stellt damit den Adressenwählzähler 40 und den Johnson-Zähler in der Programmsteuerstufe 37 auf 0 zurück, so daß der erste Speicherplatz wieder abgetastet werden kann.
Dieser Vorqang wiederholt sich täglich, so daß das ganze eingestellte Programm stets in gleicher Weise durchlaufen wird.
Der Feiertagswähler 34 besteht aus einem siebenstufigen Binärzähler (Rippenzähler); jede Stufe ist einem Wochentag zugeordnet. Unter Feiertagen werden hier arbeitsfreie Tage verstanden. Die Feiertagswahl geschieht durch Zählung der Tage mit dem siebenstufigen Zähler. Ein von dem Uhrwerk 24 empfangener 24-Stunden-Impuls schaltet den Tageszähler alle 24 Stunden um (1) weiter; dies kann beispielsweise durch den folgenden 7 x 24-Stunden-Puls programmiert werden, um den 7 Tage-Zyklus zu durchlaufen.
Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag Samstag Sonntag 001 010 011 100 101 110 111 1 2 3 4 5 6 7 Die programmierte Alarmfolge kann für jede beliebige Kombination eines oder mehrerer Tage in dem 7 Tage-Zyklus ausgeschaltet werden, indem der betreffende Wählschalter 42 (s. auch Fig. 1) geschlossen wird. Dadurch wird der gewählte Dateneingang im Feiertagszähler 34 kurzqeschlossen, so daß der Zeitschalter an dem betreffenden Wochentag nicht arbeiten kann.
Die programmierte Alarmfolge kann auch für beliebige Kombinationen von ein oder mehreren Tagen in einem l-Monats-Zyklus ausgeschaltet werden, wenn statt der 7 einpoligen Schalter 31 einpolige Schalter vorgesehen sind und die Ringschaltung des siebenstufigen Rinärzählers im Feiertagswähler 34 entsprechend abgeändert wird.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines an den Zeitschalter angeschlossenen elektronischen Thermostaten, worin ein Thermistor oder ein anderer thermoelektrischer Wandler als Taiperaturfühler dient. Der Widerstandswert eines Thermistors ändert sich umgekehrt zur Temperatur, so daß ein Anstieg der Umgebungstemperatur den Widerstandswert des Thermistors herabsetzt und umgekehrt. Die Ausgangsspannung mit einem solchen Thermistor aufgebauter, handelsüblicher Temperatur steuergeräte ist also direkt proportional zur Umgebungstemperatur in Grad.
Der Thermistor mit seinen Zusatzwiderständen bzw. das in anderer Weise aufgebaute Temperatursteuergerät, das den Temperaturfühler 46A bildet, stellt einen Schenkel einer Brücke oder einen Eingang des Komparators 55 dar. Fin Temperaturbereichswähler 47 ist mit Widerstnden und zwei linearen Potentiometern bestückt, von dem das eine als oberer Temperaturwähler 48 und das andere als unterer Temperaturwähler 49 ausgebildet ist (s. Fig. 1). Diese Potentiometer bilden zusammen mit den Relaiskontakten 46, 44 und 45 des Schaltschützes 76 (Fig. 2) den anderen Brückenschenkel bzw. den anderen Eingang des Komparators 55. Es bestehen zwei Wege zum Stromfluß von der positiven Betriebsspannungsquelle 50 durch diese Relaiskontakte und den Temperaturwähler 47. Der eine Weg geht von der Klemme 50 zur Vermittlungsstelle 46 und dann durch den Ruhekontakt 44, die Widerstände und den unteren Temperaturwähler 49 zur negativen Klemme 51. Der andere Weg geht von der Klemme 50 nach 46 und dann über den Arbeitskontakt 45, durch die Widerstände und den oberen Temperaturwähler 48 in der Stufe 47 zur Klemme 51. Letzteres setzt voraus, daß das Schaltschütz des elektronischen Zeitschalters erregt ist und so die Arbeitskontakte 45 und 46 geschlossen, sowie die Ruhekontakte 44 und 46 geöffnet hat. Es ist in jedem Zeitpunkt nur ein Weg möglich, über den der Strom durch den Bereichswähler 47 fließt, je nach der Stellung der Relaiskontakte 46, 44 und 45.
Falls ein Relaiskontakt sich in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet, ist ein Temperaturanzeiger 52 (s. Fig.
1 und 3) zwischen die Verbindungsstellen 53 und 54 eingeschaltet. Wenn die Umgebungstemperatur sich ändert, beeinflußt sie den Widerstand des Thermistors bzw. die Ausgangsspannung des Temperaturfühlers und der Stromfluß durch den Temperaturanzeiger 52 ändert sich proportional zur Temperaturänderung. Da der an der Schalttafel sichtbare Temperaturanzeiger 52 in Grad Celsius eingeteilt ist, läßt sich so die Temperatur ablesen.
Die Spannung vom unteren Temperaturwähler 49 ergibt an der Verbindungsstelle 54 einen Schenkel der Meßbrücke, während die Spannung an dem Thermistor oder sonstigen Temperaturfühler, die proportional zur Umgebungstemperatur ist, an der Verbindungsstelle 53 den anderen Schenkel der Meßbrücke darstellt. Beide Spannungen sind an den Eingang des Komparators 55 geleat, der zum Vergleich der beiden Signalspannungen dient.
Wenn die Umgebungstemperatur unter die am unteren Temperaturfühler 49 eingestellte Temperatur abfällt, geht die Ausgangsspannung des Komparators bei 56 hoch und macht eine Ausgangstransistorstufe 59 leitend, wodurch das Schaltschütz 60 erregt wird, das seinerseits die Arbeitskontakte 66 und 62 schließt, wodurch die angeschlossene Heizvorrichtung (nicht dargestellt) eingeschaltet wird. Gleichzeitig werden die Ruhekontakte 63, 63A geöffnet, um andere, damit verbundene elektrische Geräte abzuschalten, z. B. eine Kühlanlage (nicht dargestellt).
Wenn das Schaltschütz 60 erregt ist, nimmt der Punkt 58 ein niedriges Potential an, aber ein kleiner Anteil des Stromes kann durch einen Hysterese-Temperaturregler R2, R1 und D1 fließen, der aus einem Rückkopplungskreis zur Regelung des Temperaturunterschieds von beispielsweise 10C bis 200C besteht. Die normalen Thermostaten besitzen eine mechanische Verzögerung, die normalerweise in einem verhältnismäßig kleinen Bereich von 1 bis 20 arbeitet, daß davon geregelte Anlagen sich in unerwünschtem Maße ein-und ausschalten.
Der Hysterese-Regler enthält ein Trimmerpotentiometer R2 und verschiedene Widerstände, wodurch die Spannung am Eingang des Komparators 55 in Abhängigkeit vom Wert dieser Widerstände und der Stellung des Potentiometers etwas verringert wird. Dies bedeutet, daß die Umgebungstemperatur in einem größeren Bereich schwanken muß, bevor das Schaltschütz 60 abschaltet. Wenn z. B. die Temperaturdifferenz auf 2 0C eingestellt ist, bleibt bei einem Anstieg der Umgebungstemperatur um 2 0C über die voreingestellte obere Temperaturgrenze der Eingang des Komparators im Gleichgewicht, so daß kein Ausgangsimpuls am Komparatorausgang 56 auftritt und über den Ausgangstransistor 59 das Schaltschütz 56 abwirft, um so die Arbeitskontakte 66 und 62 zu öffnen und die Heizung abzuschalten, sowie gleichzeitig die Ruhekontakte 63 und 63A schließt, um die Kühlunq einzuschalten.
Wenn die Umgebungstemperatur auf die am unteren Temperaturgrenzenwähler 49 eingestellte Temperatur absinkt, wird das Schaltschiitz abermals erregt und wechselt die Kontaktstellungen, wobei das Schaltschütz in erregtem Zustand bleibt, bis die Umgebungstemperatur wieder etwas mehr als 20C über die Einstellung des oberen Temperaturwählers 48 ansteigt.
Arbeitsweise Es sei beispielsweise angenommen, daß der elektronische Zeitschalter mit einer Gebäudeheizung verbunden ist und daß diese Heizung nach folgendem Programm gefahren werden soll: 1. Von 07.35 bis 17.20 Uhr Heizung HIN bei 230C und AUS bei 250C.
2. Von 17.21 bis 20.20 Uhr Heizung EIN bei 10°C und AUS bei 120C.
3. Von 20.21 bis 22.58 Uhr Heizung EIN bei 230c und 0 AUS bei 25 C.
4. Von 22.59 bis 7.34 Uhr am nächsten Morgen Heizung EIN bei 10 C und AUS bei 120C.
Dieses Programm soll von Montag bis Freitag jeden Tag durchlaufen werden, ausgenommen Samstag und Sonntag.
Um das Programm durchzuführen, setzt die Bedienungsperson zunächst den unteren Temperaturwähler 49 auf der Schalttafel (Fig. 1) auf 100C und den oberen Temperaturwähler 48 auf 23 C. Der Temperaturbereichswähler 70 (Hysterese-Regler) wird in diesem Beispiel auf 2 0C gesetzt.
Dann werden die Ein- und Ausschaltzeiten programmiert, indem die Eingabetasten 36 rechts in Fig. 1 entsprechend gedrückt werden. Im obigen Beispiel sind nur zwei verschiedene Zeitfolgen erforderlich, um die Heizung zu betreiben. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, muß die Bedienungsperson zuerst den Programmschalter S3 in die Eingabe-Stellung bringen. Die Schalter sind auch sämtlich auf der Schalttafel 21 angebracht.
Die erste Zeitfolge 07.35 Uhr bis 17.20 Uhr wird durch Betätigung der Drucktasten 07351720 eingegeben. Dann wird die zweite Zeitfolge 20.21 bis 22.58 Uhr durch Betätigung der Drucktasten 20212258 eingegeben. Abschließend wird der Endschalter S1 betätigt, um dem Speicher 39 mitzuteilen, daß keine Daten mehr einzugeben sind und daß das erste Zeitprogramm nun beendet ist.
Anschließend wird der Programm schalter S3 in die Stellung "läuft" gebracht und dann werden die Schalter 42 für Samstag und Sonntag in die Ausschaltstellung umgelegt (Schalter geschlossen), während die übrigen Tages schalter 42 in der Einschaltstellung (Schalter offen) verbleiben, so daß der elektronische Zeitschalter samstags und sonntags unwirksam bleibt, unabhängig von der Zeit, die im Tastenfeld 36 eingegeben wurde. Der Programmiervorgang des elektronischen Zeitschalters und des Thermostaten ist nun beendet.
Am Montag Morgen um 07.35 Uhr hat der Komparator 35 im elektronischen Zeitschalter die Ist-Zeit der elektronischen Uhr hinsichtlich der Stunden-Zehner (0), der Stunden-Einer (7), der r:in::ten-Zehner (3) und der Minuten-Einer (5) mit der Soll-Zeit verglichen und festgestellt, daß sie sämtlich übereinstimmen. Deshalb beginnt in diesem Zeitpunkt die Alarmauscrangsstufe 43 zu arbeiten und erregt das Schaltschütz 76, so daß dessen Ruhekontakte 44, 46 und 66, 67 geöffnet und seine Arbeitskontakte 46, 45 und 67, 68 geschlossen werden. Falls in diesem Zeitpunkt die Temperatur in dem Gebäude unter 230C abgesunken ist, steigt der Widerstandswert des Thermistors bzw. die Spannung des Temperaturfühlers 46A entsprechend an. Deshalb hat sich die Spannung an der Verbindungsstelle 53 (ein Eingang des Komparators) entsprechend erhöht und ist größer als die Spannung an der Verbindungsstelle 54 (anderer Eingang des Komparators) geworden, so daß die Brückenschaltung im Ungleichgewicht ist. Der Ausgang des Komparators 55 geht nach oben und bringt den Ausgangstransistor 59 in einen leitenden Zustand, wodurch wieder das Schaltschütz oder Relais 60 in der Ausgangsschaltung 59 erregt wird und seine Ruhekontakte 63, 63A und 65, 61 offnet, sowie die Arbeitskontakte 63A, 64 und 61, 62 schließt, Dadurch die Heizung eingeschaltet wird. Wenn die Temperatur im 0 Gebäude 25 C erreicht, hat der Widerstand bzw. die Spannung am Thermistor bzw. Temperaturfühler abgenommen und die Spannung an der Verbindungsstelle 53 ist ebenfalls so weit gesunken, daß die Brückenschaltung ins Gleichgewicht kommt, so daß die Spannung an der Stelle 54 gleich derjenigen an der Stelle 53 ist und beide Komparatoreingänge gleiche Spannung aufweisen. Wenn der Transistorausgangskreis 59 leitet, so daß die Stelle 58 niedriges Potential annimmt, fließt ein kleiner Strom zum Eingang des Komparators 55 über D1, R2 und R1, wodurch das Schaltschütz 60 aehalten wird, bis die Umgebungstemperatur deutlich mehr als 25 0C erreicht hat. Jetzt geht aber die Ausgangsspannung des Komparators 55 nach unten, wodurch die Vorspannunq des Ausgangstransistors 59 gesperrt wird, und deshalb wird das Schaltschütz 60 abgeworfen, so daß die Ruhekontakte 63, 63A und 65, 61 sich schließen, während die Arbeitskontakte 64, 63A und 62, 61 sich öffnen, d. h. die Heizung wird abgeschaltet.
Die beschriebene Arbeitsweise des Thermostaten wiederholt sich, wenn die Temperatur in dem Gebäude unter 230C absinkt.
Um li.20 Uhr vergleicht der Komparator 35 in dem elektronischen Zeitschalter die Ausschaltzeit in dem betreffenden Speicherplatz mit der Ist-Zeit und wenn die Stunden-Zehner (1), die Stunden-Einer (7), die Minuten-Zehner (2) und die Minuten-Einer (0) sämtlich verglichen sind und sich als gleich herausgestellt haben, sperrt der Ausgang des Komparators den Alarmausgang 43, wodurch das Schaltschütz 76 abgeworfen wird und die Ruhekontakte 46, 44 und 66, 67 schließt, sowie die Arbeitskontakte 67, 68 und 46, 45 öffnet, wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht.
In diesem Zeitpunkt fließt ein Strom durch die Ruhekontakte 46, 44 und den unteren Temperaturwähler 49 statt wie bisher durch den oberen Temperaturwähler 48, so daß der Thermostat nun im unteren Temperaturbereich zwischen 100 und 120C gemäß der Einstellung des unteren Temperaturwählers arbeitet. Die Heizung wird also nun eingeschaltet, wenn die Temperatur in dem Gebäude etwas unter 100C absinkt, und die Temperatur wird wieder ausgeschaltet, wenn die Raumtemperatur in dem Gebäude etwas über 120C ansteigt. Die Arbeitsweise wiederholt sich in der oben beschriebenen Weise.
Um 20.21 Uhr wird das Schaltschütz 76 erneut erregt und öffnet die Ruhekontakte 67, 66 und 46, 44, während gleichzeitig die Arbeitskontakte 67, 68 und 46, 45 geschlossen werden, Dadurch wird der Temperaturwähler wieder in den oberen Temperaturbereich umgeschaltet, der am oberen Wählschalter 48 eingestellt ist; deshalb schaltet sich nun wieder die Heizung ein, wenn die Raumtemperatur etwas unter 0 23 C liegt, und die Heizung wird ausgeschaltet, wenn die Temperatur etwas über 25 0C liegt. Dies kommt von der Hysteresewirkung im Komparator 55.
Um 22.58 Uhr wird die Alarmausqangsstufe 43 des elektronischen Zeitschalters wieder stromlos gemacht und das Schaltschütz 76 kehrt wieder in die Ruhelage zurück, wie Fig. 2 und 3 zeigen. Somit wird der Bereichszähler in den unteren Temperaturbereich zurückgestellt, um bis 07.35 Uhr am nächsten rbrgen die Heizung zwischen lO0C und 120C zu betreiben. Am Morqen findet dann wieder eine Umschaltung auf Tagesbetrieb statt.
Die beschriebene Arbeitsweise des elektronischen Zeitgebers und des Thermostaten wiederholt sich täglich von Montag bis Freitag. Samstags und sonntags setzt der Feiertagszähler die Alarmausgangsstufe 43 still und verhindert jede Betätigung der Anordnung an diesen beiden arbeitsfreien Tagen.
Das Schaltschütz 76 bleibt also stromlos, so daß seine Kontakte in der Ruhestellung der Fig. 2 und 3 verbleiben, unabhängig von den in den Speicher eingegebenen Zeiten. Der Thermostat arbeitet also nur im unteren Temperaturbereich, d,h. die Heizung wird eingeschaltet, wenn die Temperatur unter 100C absinkt, und sie schaltet sich wieder aus, wenn 0 die Temperatur 12 C erreicht (dank der Hysteresewirkung durch den Rückführungsstrom von 58 über D1, R2 und R1 zum Eingang von 55). Am Montag Morgen um 07.35 Uhr nehmen dann der elektronische Zeitgeber und der Thermostat die programmierte Arbeitsweise wieder auf.
Wenn die Bedienungsperson die Beleuchtung oder andere Geräte des Gebäudes zu gleichen Zeiten wie die Heizung ein- und ausschalten will, läßt sich dies einfach durch Anschluß der betreffenden Stromkreise an die Relaiskontakte 66, 67 und 68 im Schaltschütz 76 des elektronischen Zeitgebers bewerkstelligen.
Wenn dagegen die Bedienungsperson elektrische Einrichtungen wie die Nachtbeleuchtung mit einiger Verzögerung einschalten will (z. B. eine Verzögerung von 23 Stunden, nachdem der elektronische Zeitgeber eine Ausschaltung bewirkt hat), verstellt er einfach die an dem Verzögerungsglied 77 (Fig. 1) angebrachten Einstellscheiben. Dadurch werden alle elektrischen Stromkreise, die an den verzögerten Schalter 78 angeschlossen sind, mit der eingestellten Verzögerung (z. B.
23 Stunden) nach einer Ausschaltung des elektronischen Zeitgebers abgeschaltet und mit der entsprechenden Verzögerung nach der Einschaltung des elektronischen Zeitgebers wieder eingeschaltet.
Wenn die Bedienungsperson das obige Zeitprogramm von Hand einzugeben wünscht und auch die eingegebenen Programmdaten zwecks Kontrolle zur Darstellung bringen will, schaltet sie zuerst den Anzeigeschalter S10 auf die Adressenstellung 33, den Programmschalter S3 auf die Stellung "manuell" und den Adressenfortschalter S9 in die Mittelstellung gemäß Fig. 2. Die Speicherplätze werden in der Anzeigetafel 27A und die eingegebenen Ziffern bzw. der Speicherinhalt auf dem Zusatzfeld 75 dargestellt. Um die Zeitangaben 07351720 und 20212258 in den Speicher einzugeben, wird die Ziffer O getippt, woraufhin der Schalter S9 kurz nach links umqelegt wird und selbsttätig in die Mittelstellung zurückkehrt. Dann wird die 7 eingetippt und der Schalter S9 erneut betätigt usw., bis die qanze Ziffernfolge eingegeben ist. Die neu eingegebenen Ziffern und der Speicherinhalt erscheinen dabei jeweils in dem Zusatzfeld 75, während der Speicherplatz an den Stellen 30 und 31 erscheint. So ergeben sich nacheinander folgende Bilder: Erste Eingabegruppe Einschaltzeit Ausschaltzeit Zeiteingabe 0 7 3 5 1 7 2 0 Speicherplatz 00 01 02 03 04 05 06 07 Zweite Eingabegruppe Einschaltzeit Aus schaltzeit Zeiteingabe 2 0 2 1 2 2 5 8 Speicherplatz 08 09 10 11 12 13 14 15 Wenn der letzte Wert eingetragen wurde, betätigt die Bedienunqsperson den Zeiteinstellschalter 36 und die erste Stelle 28 der Anzeigetafel 27A zeigt den Speicherplatz 0, die zweite Stelle 29 die Ziffer 0, die dritte Stelle 30 die Ziffer 1, die vierte Stelle 31 die Ziffer 5. Der Tag wird,beginnend mit 1(Montag),im Zusatzfeld 75 angezeigt, wenn die Anzeigetaste Sll betätigt wird. Solange diese losgelassen ist, erscheint selbsttätig die jeweils zuletzt eingegebene Ziffer in dem Zusatzfeld 75.
Nachdem die letzte Zahl eingegeben wurde, wird der Schalter S9 betätigt und die Fndtaste S1 gedrückt, um so das Eingabeprogramm von Hand zu beenden. Der Programmschalter S3 wird dann in die Laufstellung gebracht und die Programmierunq ist abgeschlossen.
Die Korrektur von Eingabefehlern bei manueller Eingabe geschieht folgendermaßen: Es sei angenommen, daß bei der Eingabe der zweiten Programmfolge die Bedienungsperson versehentlich die Taste Nr. 8 statt der Taste Nr. 2 betätigt und damit die Ziffer 2 in den Speicherplatz 08 eingegeben hat. Um diesen am Aufleuchten der betreffenden Ziffer im Zusatzfeld 75 bemerkten Fehler zu korrigieren, wird folgendermaßen vorqeqangen. Der Schalter S9 wird auf Schnelleinstellung gestellt, wodurch die Speicherplätze beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von einem Platz je Sekunde, beginnend von 09, 10, 11 und 12 bis zum letzten Speicherplatz durchlaufen und dann von vorn mit 00, 01, 02 usw. beginnen, bis 0008 erreicht ist und in dem Anzeiqefeld 27A erscheint. In diesem Augenblick läßt die Bedienungsperson den Schalter S9 los und gibt dann den richtigen Wert ein, der in diesem Fall durch Betätigen der Taste Nr. 2 gewählt wird; hierauf folgen die Werte 0, 2, 1, 2, 2, 5, 8 zur Vervollständigung des Programms. Wenn aber die falsche Taste Nr. 8 noch niedergedrückt ist, wenn die Bedienungsperson den Fehler bemerkt, drückt sie einfach die richtige Taste Nr. 2 und der Fehler ist korrigiert. In diesem Falle muß die Bedienungsperson also nicht den Speicherplatz erneut aufsuchen, um den richtigen Wert einzugeben.
Es ist auch möglich, den Fehler so zu korrigieren, daß die Löschtaste S5 gedrückt wird; dann müssen sämtliche Daten von Anfang an von neuem in den Speicher einprogrammiert werden.
Selbstverständlich können statt der beschriebenen Bauelemente Mikroprocessoren, Mikrocomputer oder andere LSI-Bausteine mit entsprechenden Betriebseigenschaften und Funktionen verwendet werden.
Fig. 5 zeigt ein Mikroprocessorsystem mit gleicher Funktion wie Fig. 2, aber unter Verwendung handelsüblicher integrierter Mikroprocessorschaltungen. Dadurch wird die Schaltung weiter vereinfacht und die Zuverlässigkeit der Anlage verbessert, der Energieverbrauch herabgesetzt und die Abmessungen der Anordnung verringert. Vor allem gehen aber die Herstellungskosten zurück.
Das in Fig. 5 dargestellte Mikroprocessorsystem kann natürlich durch andere verfügbare Mikroprocessoren mit ähnlichen Betriebseigenschaften ersetzt werden.

Claims

Patentansprüche 1. Programmierbarer Zeitschalter für elektrische Geräte und Anlagen mit einer elektronischen Uhr, einem Zeitanzeiger, einer Einstellvorrichtung für Ein- und Ausschaltzeiten, einem Komparator, einem Zeitsteueralied und einem Alarmgeber, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (36) die Ein- und Ausschaltzeiten bzw. die Einschaltintervalle in einer verwertharen Darstellung (z. B. BCD-Code) in einen Speicher (39) eingibt, daß ein Adressenzähler (40) die in den verschiedenen Speicherplätzen stehenden Informationen nacheinander aufruft und mit der von der elektronischen Uhr (24) gelieferten Ist-Zeit, die in die gleiche Impulsdarstellung überführt ist, vergleicht und daß die Schaltvorrichtung (76, 78) die angeschlossenen elektrischen Einrichtungen ein- oder ausschaltet, wenn die im Speicher eingestellte Zeit mit der Ist-Zeit übereinstimmt.
2. Zeitschalter nach Anspruch 1, qekennzeichnet durch einen mit dem Speicher (39) und dem Zeitsteuerglied (37) verbundenen Komparator (35), der die Impulse Schritt für Schritt vergleicht und bei Übereinstimmung einer Zeitangabe eine Alarmausgangsstufe (43) beaufschlaqt, die den Schalter (76, 78) für die angeschlossenen geräte betätigt.
3. Zeitschalter nach Anspruch 2, gekepnzeichnet durch einen mit dem Komparator (35) und der Alarmausgangsstufe (43) verbundenen Alarmdauerzähler (38) zur Rückstellung des Alarmausgangsgliedes (43) und damit des Schalters, wenn die in den Speicher eingegebene Aus schaltzeit mit der angezeigten Ist-Zeit übereinstimmt.
4. Zeitschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Feiertagswähler (42) zur Wahl derjenigen Tage, an denen die Alarmausgangsstufe (43) abgeschaltet ist, und einen mit der Uhr (24) verbundenen, zwischen den Feiertagswähler (42) und den Speicher (35) einqeschalteten Feiertagszähler (34).
5. Zeitschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtuna (S10) zum Aufruf von Informationen aus dem Speicher (39) und zur Darstellung derselben in den Zeitanzeiger (27A).
6. Zeitschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Umschalter (S9) zwischen dem Eingabetastenfeld (36) und dem Adressenzähler (40) zum automatischen Fortschalten des Zählers bei Betätigung des Tastenfeldes in der einen Stellung des Schalters und zum Fortschalten des Adressenzählers (40) von Hand in der anderen Stellung des Schalters.
7. Zeitschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einen seiner Schalter eine steuerbare Thermostatanordnung angeschlossen ist, die einen Wähler (47) für den unteren Temperaturbereich, einen Wähler (48) für den oberen Temperaturbereich, einen Temperaturfühler (46A), einen Komparator (55) und einen mit dem Komparator verbundenen Schalter (60) für die angeschlossene elektrische Anlage (61) aufweist.
8. Zeitschalter nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine zwischen den Schalter (60) und den Eingang des Komparators (55) geschaltete Rückführung (R1, R2, D1) zur Steuerung des Schwankungsbereichs der Umgebungstemperatur ohne Betätigung des Schalters (60).
9. Zeitschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Schalterausgang (78) ein einstellbares Verzögerungsglied (77) vorgeschaltet ist.
10. Zeitschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Anzeigefeld (75), das wahlweise mit dem Tastenfeld (71) oder mit dem Feiertagszähler (34) verbunden werden kann.
11. Zeitschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Speicher (39) ein automatisches Rückstellglied (41) verbunden ist, das den Zeitschalter täglich selbsttätig zurückstellt, wenn ein Endsignal aus dem Speicher auf das Rückstellqlied gegeben wird.
12. Zeitschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine selbsttätige Abschaltvorrichtung (74) für das Anzeigefeld (27A), die zwischen dem Becoder (73) für das Anzeigefeld und einem Handschalter (74A) angeordnet ist und das Anzeigefeld abschaltet, wenn eine vorbestimmte Verzögerung seit Betätigung des Schalters verstrichen ist.