DE3201532A1

DE3201532A1 - Fernwirkempfaenger mit einem mikrocomputer

Info

Publication number: DE3201532A1
Application number: DE19823201532
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. 6072 Dreieich Langer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-01-20
Filing date: 1982-01-20
Publication date: 1983-07-28
Also published as: DE3201532C2

Description

Fernwirkempfänger mit einem Mikrocomputer
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fernwirkempfänger mit einem Mikrocomputer, der einen nichtflüchtigen Programmspeicher, in dem kundenspezifische Programme gespeichert sindj und einen Datenspeicher enthält, wobei der Mikrocomputer mindestens mit einem Befehlsausführungsrelais über einen Verstärker verbunden ist.
Mehrere derartige Fernwirkempfänger sind häufig an einen gemeinsamen Übertragungskanal angeschlossen, mit dem eine Zentralstation verbunden ist, die Impulsfolgen an den Obertragungskanal ausgibt. Die Fernwirkempfänger decodieren die empfangenen Impulsfolgen und wandeln diese in Schaltbefehle um. Die Impulsfolgen können nach dem Impulsintervailverfahren codiert sein, bei dem die übertragenen Imformationen durch die zeitlichen Abstände von Steuerimpulsen in einem festgelegten Impulsraster zu einem Startimpuls enthalten sind. Die Impulsraster können sich in den Impuls- und Pausenlängen unterscheiden. Die Anzahl der Befehlsimpulse kann ebenfalls unterschiedlich sein. Häufig werden die Impulsraster in zwei Bereiche, nämlich in einen Vorwahl- und einen Ausführungsbereich aufgeteilt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fernwirkempfänger der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwicklen, daß mit möglichst geringem Aufwand eine große Anzahl kundenspezifischer Programme ausgewählt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mikrocomputer, der Eingänge für die Fernwirksignale und für externe Synchronisiersignale aufweist, einen Analog-/Digital-Umsetzer enthält, der an ein Widerstände aufweisendes Programmierfeld angeschlossen ist, und daß über die Werte von Widerständen im Programmspeicher enthaltene Daten über unterschiedliche Impulsraster und diesen zugeordnete Impulsfolgen für die Erzeugung von. zum Vergleich mit den Fernwirksignalen bestimmten Signalen auswählbar sind.
In dem Programmspeicher sind zweckmäßigerweise die für gebräuchliche Fernwirksysteme notwendigen Daten enthalten. Beispielsweise ist eine Verwendung als Rundsteuerempfänger möglich. Derartige Rundsteuerempfänger empfangen Befehle, die von einem Sender in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist werden, und führen in Abhängigkeit von spezifischen Befehlen Schalthandlungen aus, die z. B. für eine Tarifumschaltung, die Steuerung der Straßenbeleuchtung usw. notwendig sind.
Die empfangenen Befehle werden mit einem eingestellten Befehlsmuster verglichen. Im Programmspeicher können kennzeichnende Daten der verschiedenen Rundsteuersysteme enthalten sein. Dabei handelt es sich z. B.
um die zeitliche Folge der für das jeweilige System festgelegten Impulse, die Zeiten für den Startimpuls, die Zeiten für die Impulse und Impulspausen unter Berücksichtigung der minimalen und maximal zulässigen Abweichungen, Angaben über Vorwahl und Ausführungsbereiche. Die Programme werden über die an den Eingang des Analog-/Digital-Umsetzers angeschlossenen Widerstände ausgewählt. Derartige Widerstände sind sehr kostengünstig. Der Aufwand für die Auswahl der kundenspezifischen Programme ist daher gering. Weiterhin kann durch eine entsprechende Abstufung der Widerstände mit einer kleinen Zahl von Eingängen am Analog-/Digital-Umsetzer eine große Zahl verschiedener Daten im Programmspeicher angewählt werden. Es reichen daher wenige Widerstände und damit ein kleines Programmierfeld für die Programmwahl aus.
Vorzugsweise sind die Widerstände steckbar ausgebildet. Damit läßt sich am Einsatzort des jeweiligen Fernwirkempfängers das gewünschte kundenspezifische Programm schnell und einfach auswählen.
Zweckmäßigerweise sind mehrere Eingänge am Analog-/Digital-Umsetzer vorhanden, die jeweils im Zeitmultiplex abgetastet werden. Hiermit kann die Anzahl der Eingabedaten wesentlich erhöht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an einen Eingang des Analog-/ Digital-Umsetzers der Abgriff eines zwischen Massenpotential und Betriebsgleichspannung angeordneten Spannungsverteilers angeschlossen. Damit läßt sich die jeweilige Größe der Betriebsspannung bei Betriebsspannungsschwankungen messen. An Hand der aktuellen Größe der Betriebsspannung können die an den anderen Eingängen gemessenen Werte für die Widerstände auf den jeweils exakten Wert umgerechnet werden. Hierdurch erübrigt sich eine eigene Spannungsstabilisierungsschaltung für den Bezugwiderstand des Analog-/ Digital-Umsetzers.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Synchronisiereingang des Mikrocomputers von einem der Netzwellenspannung entsprechenden Signal beaufschlagt ist und daß der Eingang für Fernwirksignale über ein Bandpaßfilter zur Siebung von dem Netz überlagerten Tonfrequenzsignalen an das Netz angeschlossen ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben.
Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Fernwirkempfängers, Fig. 2 einen Teil des Fernwirkempfängers gemäß Fig. 1.
Ein Fernwirkempfänger 1 ist mit einer Klemme 2 an eine Übertragungsleitung 3 angeschlossen, die mit einer nicht dargestellten Zentralstation verbunden ist. Bei der Übertragungsleitung 3 kann es sich um die Leitung für die Netzspannungsversorgung handeln, die in Fig. 1 nur einpolig dargestellt ist. Mit der Klemme ist ein Filter 4 verbunden. Bestandteile des Filters 4, das vorzugsweise eine Bandpaßcharakteristik hat, ist auch ein Begrenzer, der die aktiven Elemente des Filters 4 vor übersteuerung schützt. An die Klemme ist weiterhin ein Netzteil 5 angeschlossen, das die auf der Leitung 3 anstehende Netzspannung in eine Betriebsgleichspannung umwandelt.
Der Ausgang des Filters 4 ist an einen Eingang 6 eines Ein-Chip-Mikrocomputers 7 angeschlosspn, der für die parallele Verarbeitung von 8 Bit ausgelegt ist. Der Eingang 6 dient zur Feststellung der Nulldurchgänge der angelegten Wechselspannung. Über den Eingang 6 wird der Mikrocomputer 7 mit der vom Filter 4 ausgesiebten Wechselspannung beaufschlagt.
Der Mikrocomputer 7 besteht aus einem Zentrålteil 8, das an einen internen Taktgeber 9 angeschlossen ist, einem Programmspeicher 10, einem Datenspeicher 11, einer Eingabe-/Ausgabeschaltung 12, einem Zähler 13 und einem Analog-/Digital-Umsetzer 14. Der Programmspeicher 10, der Datenspeicher 12, der Zähler 13 und der Analog-/Digital-Umsetzer 14 sind über einen Bus 15 mit dem Zentralteil 8 verbunden.
Das Netzteil 5 ist mit dem Betriebsspannungseingang 16 des Mikrocomputers 7 verbunden. Ein Eingang 17 für das Zurücksetzen des Mikrocomputers 7 ist über einen Kondensator 18 an das Netzteil 5 angeschlossen. Der für eine Stellenzahl von 8 Bit ausgelegte Analog-/Digital-Umsetzer 14 hat zwei Eingänge 19, 20, die im Zeitmultiplex betrieben werden.
Der Mikrocomputer 7 ist ferner mit acht Ein-/Ausgängen versehen, von denen in Fig. 1 nur fünf Eingänge 21, 22, 23, 24, 25 dargestellt sind. Die Ein-/ Ausgänge 21 bis 25 sind bidirektional betreibbar.
Mit den Eingängen 21 bis 25 sind ohmsche Widerstände 26, 27, 28, 29, 30 verbunden, die zu einem Programmierfeld 31 gehören. Jeweils ein Anschluß der Widerstände 26 bis 30 ist an einen Eingang 21 bis 25 gelegt. Die zweiten Anschlüsse der Widerstände 26 bis 30 sind miteinander verbunden und an den Eingang 20 angeschlossen, der weiterhin über einen Widerstand 32 an die Betriebsspannung gelegt ist, die beispielsweise + 5 Volt beträgt.
Der Eingang 19 ist an den Abgriff eines aus zwei Widerständen 33, 34 bestehenden Spannungsteilers gelegt, der zwischen Betriebsspannung und Massepotential angeordnet ist. Weitere drei Ausgänge 35, 36, 37 des Mikrocomputers 35, 36 37 des Mikrocomputers 7 sind über Verstärker 38 mit Befehlsausführungsrelais 39, 40 41 verbunden.
Die Widerstände 26, 27, 28, 29, 30 sind vorzugsweise steckbar ausgebildet. Zur Aufnahme dieser Widerstände sind im Programmierfeld 31 zweckmäßigerweise Stecksockel angeordnet, deren Anschlüsse je mit den Ein-/Ausgängen 21, 22, 23, 24, 25 bzw. dem Eingang 25 und dem Widerstand 32 verbunden sind.
Den Werten der Widerstände 26, 27, 28, 29, 30 entsprechen nach der Analog-/ Digital-Umwandlung jeweils 8 Bit Zahlen. Bei einer Auflösung von 8 Bit ist es möglich, durch unterschiedlich große Widerstände an jedem der Ein-/ Ausgänge 21, 22, 23, 24, 25 eine Zahl von 256 unterschiedlichen Werten zu erhalten. Es wird nun eine Zuordnung zwischen den über Widerstände einstellbaren Zahlen und im Programmspeicher 10 enthaltenen kundenspezifischen Programmen hergestellt. Die Zuordnung kann so festgelegt sein, daß die an den Ein-/Ausgängen mittels entsprechender Widerstände einstellbaren Zahlen Anfangsadressen von kundenspezifischen Programmen bestimmen.
Im Programmspeicher 10 sind beispielsweise für die üblicherweise verwendeten Rundsteuersysteme die zeitliche Folge der Impulse und Impulspausen, Angaben über den Startimpuls, über Adressierungs- und Befehlsausführungsimpulsschritte und über die Toleranzen der Impulse und Impulspausen unverlierbar gespeichert. Diese Daten können durch die Einfügung entsprechender Widerstände in das Programmierfeld 31 am Einsatzort des Fernwirkempfängers 1 ausgewählt bzw. den Gegebenheiten des örtlichen Übertragungssystems angepaßt werden.
Der Fernwirkempfänger 1 arbeitet wie folgt: Das ständig mit Netzspannung versorgte Netzteil 5 gibt eine Betriebsgleichspannung an die aktiven Elemente des Filters 4, an den Mikrocomputer 7 und an die Befehlsausführungsrelais 39, 40, 41 nebst Verstärkern 38 ab. Beim Einschalten des Fernwirkempfängers 1, beim Einschalten oder beim Ausfall der Netzspannung wird der Mikrocomputer 7 über den Eingang 17 durch einen am Kondensator 18 auftretenden Impuls zurückgesetzt.
Wenn Signale auf der Leitung 3 ankommen, werden diese im Filter 4 ausgesiebt und zum Eingang 6 weitergeleitet. Die empfangenen Signale werden als Befehlssatz für die Relais 39, 40, 41 mit den im Programmierfeld 31 eingestellten Werten verglichen, indem der Mikrocomputer eine den eingestellten Werten entsprechende Signalfolge erzeugt. Bei Übereinstimmung der empfangenen und der im Mikrocomputer erzeugten Signalfolge werden entsprechende Befehlsimpulse über die Verstärker 38 an die Befehisausführungsrelais 39, 40, 41 gelegt. Wird eine Signalfolge empfangen, die nicht mit der im Programmierfeld 31 eingestellten Signalfolge übereinstimmt, dann wird der Mikrocomputer 7 zurückgesetzt.
Beim Empfang des Startimpuls wird der Taktgeber 9 gestartet, der vorzugsweise über einen nicht näher bezeichneten Eingang mit der Netzfrequenz synchronisiert wird. Mit dem Start wird ein im Programmspeicher 10 enthaltenes Startprogramm aufgerufen, das die Ein-/Ausgänge 21, 22, 23, 24, 25 betätigt, damit die Werte der Widerstände 26, 27, 28, 29, 30 nacheinander in den Mikrocomputer 7 eingelesen werden. Zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Analog-/Digital-Umsetzungen der Werte benachbarter Widerstände 26, 27, 28, 29, 30 wird im Zeitmultiplex die Höhe der Betriebsgleichspannung über den Eingang 19 festgestellt. An Hand der Betriebsgleichspannung wird der jeweilige an den Eingängen 21, 22, 23, 24, 25 festgestellte Widerstandswert auf den bei Nennbetriebsgleichspannung auftretenden Wert umgerechnet. Das Umrechnungsprogramm ist vorzugsweise Bestandteil des Startprogramms.
Die den Widerständen 26 bis 30 entsprechenden Werte beinhalten einen bestimmten Code, der nach der A/D-Umwandlung den Mikrocomputer 7 zur Erzeugung einer diesem Code entsprechenden Impulsfolge veranlaßt. Mittels des Zentralteils 8 wird der Vergleich zwischen der an der Klemme 2 eingetroffenen Signalfolge mit der erzeugten Impulsfolge hergestellt. Bei Übereinstimmung gibt der Mikrocomputer entsprechende Befehlssignale über die Verstärker 38 an die Relais 39, 40, 41 aus. Je nach dem Aufbau der empfangenen Signalfolge kann eines oder mehrere der Relais 39, 40, 41 betätigt werden.
Im Programmierfeld 31 können auch federnde Kontaktpaare vorhanden sein, zwischen denen die gerade verlaufenden Enden der Widerstände 26, 27, 28, 29, 30 eingeklemmt werden. Weiterhin ist es möglich, aneinanderspreizende Kontaktfedern zu verwenden, die bei eingelegten Anschlußenden über eine Nocke an die Anschlußenden angedrückt werden.

Claims

Fernwirkempfänger mit einem Mikrocomputer Patentansprüche Fernwirkempfänger mit einem Mikrocomputer, der einen nichtflüchtigen Programmspeicher, in dem kundenspezifische Programme gespeichert sind, und einen Datenspeicher enthält, wobei der Mikrocomputer mindestens mit einem Befehlsausführungsrelais über einen Verstärker verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (7), der Eingänge für die Fernwirksignale und für externe Synchronisiersignal-e aufweist, einen Analog-/Digital-Umsetzer (14) enthält, der an ein Widerstände (26, 27, 28, 29, 30) aufweisendes Programmierfeld (31) angeschlossen ist, und daß über die Werte von Widerständen im Programmspeicher (10) enthaltene Daten über unterschiedliche Impulsraster und diesen zugeordnete Impulsfolgen für die Erzeugung von zum Vergleich mit den Fernwirksignalen bestimmten Signalen auswählbar sind.
2. Fernwirkempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (26, 27, 28, 29, 30) steckbar ausgebildet sind.
3. Fernwirkempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Eingänge (20, 19) am Analog-/Digital-Umsetzer (14) vorhanden sind, die jeweils im Zeitmultiplex betrieben werden.
4. Fernwirkempfänger nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (26, 27, 28, 29, 30) je mit einem Anschluß an einen bidirektional betreibbaren Eingang (21, 22, 23, 24, 25) des Mikrocomputers (7) und mit dem anderen Anschluß einerseits an den einen Analog-/Digital-Umsetzereingang (20) und andererseits über einen Widerstand (32) an Betriebsgleichspannung gelegt sind.
5. Fernwirkempfänger nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Analog-/Digital-Umsetzereingang (19) an den Abgriff eines Spannungsteilers (33, 34) gelegt ist, der zwischen Betriebsspannung und Massepotential angeordnet ist.
6. Fernwirkempfänger nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisiereingang des Mikrocomputers (7) von einem der Netzwellenspannung entsprechenden Signal beaufschlagt ist und daß der Eingang für Fernwirksignale über ein Bandpaßfilter (4) zur Siebung von dem Netz überlagerten Tonfrequenzsignalen an das Netz angeschlossen ist.
7. Fernwirkempfänger nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (26, 27, 28, 29, 30) mit ihren gerade verlaufenden Anschlußdrahtenden je in federnde Kontaktpaare einsteckbar sind.