DE3308099C2 - Method for wireless transmission of a parameter for regulating the temperature of a room and a device for carrying out this method - Google Patents
Method for wireless transmission of a parameter for regulating the temperature of a room and a device for carrying out this methodInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Regelung einer Größe, vornehmlich ein Verfahren zur Regelung der Temperatur eines Raumes, beschrieben. Außerdem werden zwei Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens offenbart. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Stellgröße y oder die Regelgröße x mindestens auf einem Teil ihres Weges zu dem Stellglied bzw. zu dem Regler durch modulierte IR-Strahlen übertragen werden. Die Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens umfassen eine IR-Sendediode, die entsprechend der Signalabgabe eines Fühlers modulierte IR-Strahlen aussendet, die auf der Empfangsseite von einer IR-Empfangsdiode aufgenommen und in aufbereiteter Form dem Stellglied bzw. dem Regler zugeführt werden. Letzterer gibt in an sich bekannter Weise eine entsprechende Stellgröße y an das Stellglied, das bei der Raumtemperaturregelung z. B. von dem Heizungsventil oder einem Elektroheizgerät gebildet wird.A method for regulating a variable, primarily a method for regulating the temperature of a room, is described. Two devices for performing this method are also disclosed. The method is characterized in that the manipulated variable y or the controlled variable x are transmitted at least on part of their way to the actuator or to the controller by modulated IR rays. The devices for carrying out the method comprise an IR transmitter diode that emits modulated IR beams according to the signal output of a sensor, which are received on the receiving side by an IR receiving diode and fed in processed form to the actuator or controller. The latter gives a corresponding manipulated variable y to the actuator in a manner known per se. B. is formed by the heating valve or an electric heater.
Description
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulierstufe (7; 71) zusatzlich zum Modulator (8; 81) einen Taktgeber (9; 91) enthält, der zyklisch jeweils nur einen kurzen modulierten IR-Sendeimpuls bei relativ langer Zwischenpause erzeugt8. Device according to claims 6 and 7, characterized in that the modulating stage (7; 71) in addition to the modulator (8; 81) contains a clock generator (9; 91) which only has a short cycle time modulated IR transmission pulse with a relatively long interval generated
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6—8. dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung des Geberbausteines und des Empfangsbausteines durch eingebaute Batterien erfolgt.9. Device according to claims 6-8. through this characterized in that the power supply of the encoder module and the receiver module is done by built-in batteries.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen ö—8, dadurch gekennzeichnet, daß der Geberbaustein und der Empfangsbaustein in die Steckdose einsteckbar sind und die Stromversorgung dieser Bausteine durch das Netz erfolgt10. Device according to claims ö-8, characterized characterized in that the transmitter module and the receiver module can be plugged into the socket and the power supply for these modules is provided by the network
a) es ist ein Geberbaustein (3) vorgesehen, der die modulierten IR-Strahlen aussendet, und es ist ein Empfangsbauitein (4) vorgesehen, der die ausgesendeten iR-Striihlen empfängt und eine entsprechende Stellgröße y m das Stellglied (V) weitergibt,a) a transmitter module (3) is provided which emits the modulated IR rays, and a receiving module (4) is provided which receives the transmitted IR rays and forwards a corresponding manipulated variable ym to the actuator (V) ,
b) der Geberbaustein (3) enthält einen Fühler (2) zur Erfassung der Regelgröße χ (Istwert), dem ein Vergleicher (5) in Form eines Differenzverstärkers sowie eine Modulierstufe (7) und eine Treiberstufe (11) nachgeschaltet sind, an deren Ausgang eine IR-Sendediode (12) angeschlossen ist,b) the encoder module (3) contains a sensor (2) for detecting the controlled variable χ (actual value), which is followed by a comparator (5) in the form of a differential amplifier as well as a modulating stage (7) and a driver stage (11), at the output of which an IR transmitter diode (12) is connected,
c) der Empfangsbaustein (4) enthält eine IR-Empfangsdiode (13), an die ein Vorverstärker plus Dekoder (14) und über eine Halteschaltung (15) ein Treiber-Baustein (16) angeschlossen sind, der seinerseits mit dem Stellglied (V) verbunden ist (F ig. 1).c) the receiving module (4) contains an IR receiving diode (13) to which a preamplifier plus decoder (14) and, via a holding circuit (15), a driver module (16) are connected, which in turn is connected to the actuator (V) connected (Fig. 1).
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 3—5, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:7. Device for performing the method according to claims 1 and 3-5, characterized through the following features:
a) es ist ein Geberbaustein (31) vorgesehen, der die modulierten IR-Strahlen aussendet, und es ist ein Empfangsbaustein (41) vorgesehen, der die ausgesendeten IR-Strahlen empfängt und eine Stellgröße y an das Stellglied (V 1) weitergibt, a) a transmitter module (31) is provided which emits the modulated IR rays, and a receiving module (41) is provided which receives the transmitted IR rays and forwards a manipulated variable y to the actuator (V 1),
b) der Geberbaustein (31) enthält einen Fühler(21) zur Erfassung der Regelgröße χ (Istwert), die über einen Verstärker (101) die Modulierstufe (71) ansteuert; das entsprechend der Regelgröße χ modulierte Signal steuert über eine Treiberstufe (1 11) die Infrarot-Sendediode an,b) the transmitter module (31) contains a sensor (21) for detecting the controlled variable χ (actual value), which controls the modulating stage (71) via an amplifier (101); the signal modulated according to the controlled variable χ controls the infrared transmitter diode via a driver stage (1 11),
c) der Empfangsbaustein (41) enthält einen IR-Empfänger (131). an den ein Vorverstärker und Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur drahtlosen Übertragung eines Parameters zur Regelung der Temperatur eines Raumes, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.c) the receiving module (41) contains an IR receiver (131). to the a preamplifier and The invention relates to a method for wireless Transmission of a parameter for regulating the temperature of a room, according to the preamble of the claim 1 and a device for performing this method.
Bei Regelkreisen zur Regelung der Temperatur eines Raumes ist es bekannt, im Raum mindestens einen Temperaturfühler anzuordnen und von diesem Fühler, nach Vergleich des Ist-Wertes χ mit einem Sollwert (Führungsgröße w) eine Regelgröße χ einem Regler zuzuführen, der eine entsprechende Stellgröße y an ein Heizungsventil weiterleitet, das Jn dies -τι Regelkreis das Stellglied bildet.In control loops for regulating the temperature of a room, it is known to arrange at least one temperature sensor in the room and, after comparing the actual value χ with a setpoint ( reference variable w), to feed a controlled variable χ to a controller from this sensor, which supplies a corresponding manipulated variable y a heating valve forwards, the Jn this -τι control circuit forms the actuator.
Derartige Regelkreise können auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Zum Beispiel kann der Fühler stationär angeordnet sein, und die Regelgröße χ kann durch eine Drahtverbindung zum Regler übertragen werden.Such control loops can be designed in various ways. For example, the sensor can be arranged stationary and the controlled variable χ can be transmitted to the controller via a wire connection.
Ebenso kann der Fühler mit dem Regler eine bauliche Einheit bilden, wobei dann die Stellgröße y drahtgebunden dem Stellglied zugeführt wird.The sensor can also form a structural unit with the controller, in which case the manipulated variable y is wired is fed to the actuator.
Diese Systeme haben jedoch den Nachteil, daß sie völlig starr angeordnet sind. Außerdem ist es sehr aufwendig, wenn die Temperatur nicht nur an einer Stelle des Raumes gemessen werden soll, sondern wenn im R?um verteilt mehrere Fühler angeordnet sind, deren Regelgrößen zusammengeschaltet dem Regler zugeführt werden müssen.However, these systems have the disadvantage that they are arranged in a completely rigid manner. In addition, it is very time-consuming if the temperature should not only be measured at one point in the room, but if in the Several sensors are distributed around the room and their controlled variables are interconnected and fed to the controller Need to become.
Ferner sind Hochfrequenzregelsysteme bekannt, die zwar drahtlos arbeiten, aber den Nachteil haben, daß für ihren Betrieb eine Zulassung durch die fernmeldctechnischen Stellen der Bundespost erforderlich ist. Ein solches System ist z. B. beschrieben in der DE-AS 19 06 507. Als Variante ist dort die Übertragung der Regelsignaie mittels Ultraschall angegeben.Furthermore, high-frequency control systems are known which work wirelessly, but have the disadvantage that for their operation an approval by the telecommunications Post the Federal Post is required. Such a system is e.g. B. described in DE-AS 19 06 507. As a variant, the transmission of the control signals by means of ultrasound is specified there.
Außerdem gibt es natürlich noch die bekannten Thermostatventile, die ebenfalls geschlossene Regelkreise darstellen, bei denen aber der Fühler mit dem Vcntiliiggregat baulich vereinigt ist. Letzteres bewirkt, daß die Temperatur nur in unmittelbarer Nähe des Heizkörpers gemessen wird. Für entfernter liegende Riuimccken müssen bei der Sollwertvorgabe entsprechende Zu-In addition, there are of course the well-known thermostatic valves, which also represent closed control loops, but in which the sensor with the central unit is structurally united. The latter means that the temperature is only in the immediate vicinity of the radiator is measured. For distant back corners the corresponding additions must be made when specifying the setpoint
schlage gemacht werden.beat are made.
Von anderen Fachgebieten her, z. B. zur Fernsteuerung von Fernsehempfängern ist es bekannt, für diese Steuerung Infrarotstrahlen zu benutzen. Eine solche Steuerung ist z. B. beschrieben in der DE-AS 25 42 021. Zur Übertragung eines Parameters zur Temperaturregelung eines Raumes können IR-Strahlen aber deshalb nicht ohne weiteres benutzt werden, weil die ohnehin in der Umgebung vorhandenen, z. B. von Glühlampen etc. abgestrahlten IR-Strahlen als Störstrahlung wirken und eine richtige Parameterübertragung unmöglich machen.From other fields, e.g. B. for remote control it is known from television receivers to use infrared rays for this control. Such Control is z. B. described in DE-AS 25 42 021. For the transmission of a parameter for temperature control In a room, however, IR rays cannot be used without further ado because they are already in the surrounding area, e.g. B. by incandescent lamps etc. radiated IR rays act as interference radiation and make correct parameter transfer impossible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, all diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur drahtlosen Übertragung eines Parameters zur Regelung der Temperatur eines Raumes anzugeben, bei dem der Fühler nicht stationär angeordnet und auch nicht über besondere Zuleitungen mit dem Regler bzw. dem Stell glied, verzugsweise dem Ventil eines Heizkörpers oder dem Lüfter eines Elektroheizers, verbunden istThe invention is based on the object of avoiding all these disadvantages and a method for wireless To specify the transmission of a parameter for regulating the temperature of a room in which the sensor not arranged in a stationary manner and also not via special feed lines with the controller or the actuator member, preferably the valve of a radiator or the fan of an electric heater, is connected
Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren gelöst, das den im Anspruch 1 angegebenen Verfahrtnsschritt umfaßt.This object is achieved by a method that the comprises moving step specified in claim 1.
Dieser Verfahrensschritt besteht darin, dev· Regelparameter, d. h. entweder die Stellgröße y oder die Regelgröße x, durch modulierte IR-Strahlen zum Stellglied b/.w. Zum Regler zu übertragen. Bei diesen modulierten IR-Strahlen handelt es sich um Strahlen, die mittels eines Oszillators in einer bestimmten Frequenz moduliert sind. Eine solche Frequenz könnte z. B. 30 kHz sein. Andere Frequenzen sind ebenfalls anwendbar, je nach örtlichen Verhältnissen und praktischen Bedingungen. Die Modulation kann auch als sogenannte Pulscodemodulation mit der eben erwähnten Trägerfrequenz erfolgen.This method step consists in transferring dev · control parameters, ie either the manipulated variable y or the controlled variable x, by modulated IR rays to the actuator b / .w. To be transferred to the controller. These modulated IR rays are rays that are modulated at a specific frequency by means of an oscillator. Such a frequency could e.g. B. 30 kHz. Other frequencies can also be used, depending on local and practical conditions. The modulation can also take place as a so-called pulse code modulation with the carrier frequency just mentioned.
Die Modulation hat quasi einen Verschlüsselungseffekt und bewirkt, daß IR-Strahlen, die von anderen Lichtquellen ausgehen (z. B. Glühlampen etc.) nicht störend in den Regelkreis eingreifen können.The modulation has a kind of encryption effect and causes IR rays to be emitted by others Light sources go out (e.g. incandescent lamps, etc.) cannot interfere with the control loop.
Zusätzlich wird noch vorgeschlagen, die modulierten IR-Strahlcn nicht kontinuierlich auszusenden, sondern dieselben zu takten. Darunter ist zu verstehen, daß die IR-Strahlen, welche die Stellgröße y bzw. die Regelgröße χ übertragen, nur während einer relativ kurzen Zeitspanne ausgesendet bzw. abgegeben werden und danach eine — vergleichsweise längere — Pause eintritt, /.um Beispiel kann die Sendezeit größenordnungsmäßig im Bereich von etwa 0,1 — 1 Sekunde liegen, während die Pause ca. O1I — I Minute lang sein kaniIn addition, it is proposed not to send out the modulated IR rays continuously, but to clock them. This means that the IR rays, which transmit the manipulated variable y or the controlled variable χ , are only transmitted or emitted during a relatively short period of time and then a - comparatively longer - pause occurs, /. For example, the transmission time can be order of magnitude in the range of about 0.1 - 1 are second, while the interval about O 1 I - I be minute Kani
Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens umfaßt einen Fühler für die Regelgröße x, einen Vcrgleichcr dem ein Sollwertgeber zugeordnet ist, und dem ein Verstärker naci'geschaltet ist, eine Modulierstufe mit Treiberstufe und eine IR-Sendediode am Ausga ng dieser Treiberstufe.A device for carrying out this method comprises a sensor for the controlled variable x, a comparator to which a setpoint generator is assigned and to which an amplifier is connected, a modulating stage with a driver stage and an IR transmitter diode at the output of this driver stage.
Der Empfänger besteht aus einer IR-Empfangsdiode mit nachgeschaltetem Vorverstärker plus Dekoder, eventuell einem Vergleicher mit Sollwertgeber, einer Halteschaltung und einer Endschaltstufe, an deren Ausgang das Stellglied liegt.The receiver consists of an IR receiving diode with downstream preamplifier plus decoder, possibly a comparator with setpoint generator, one Holding circuit and a final switching stage at their output the actuator lies.
Das erfundene Regelverfahren überwindet die oben geschilderten Nachteile der Regelverfahren nach dem Stand der Technik in hervorragender Weise. Vor allem ist der Fühler nicht stationär angeordnet, sondern kann an einer beliebigen Stelle des Raumes angeordnet werden. Diese Stelle kann auch frei gewechselt werden, je nachdem welcher Raumbezirk bevorzugt temperaturmiißig geregelt werden soll, sofern eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung zur Regelung der Tempera tür eines Räume; eingesetzt wird.The invented control method overcomes the above-described disadvantages of the control method according to the State of the art in an excellent way. Above all, the sensor is not arranged in a stationary manner, but can can be placed anywhere in the room. This position can also be changed freely, depending according to which room district should preferably be regulated in terms of temperature, if one after this Method working device for regulating the temperature door of a room; is used.
Der Betrieb einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erfordert auch keinerlei fernmeldetechnische Zulassung durch die einschlägigen Behörden, sondern kann völlig genehmigungsfrei benutzt werden.The operation of a device for carrying out the method also does not require any telecommunications technology Approved by the relevant authorities, but can be used completely without approval.
Der Empfänger des Regelkreises wird zweckmäßigerweise in unmittelbarer Nähe des Stellgliedes anzuordnen sein, um den Übertragungsweg der Stellgröße auf das Stellglied möglichst kurz zu halten. Für die Raumtemperatur-Regelung wird daher vorgeschlagen, den Empfänger direkt am Heizventil anzubringen, in to dem der von den Thermostatventilen her bekannte Kolben in Verbindung mit einer kleinen, vom Empfänger angesteuerten Heizspirale das Stellglied darsteüt.The receiver of the control loop is expediently to be arranged in the immediate vicinity of the actuator in order to keep the transmission path of the manipulated variable to the actuator as short as possible. For the Room temperature control is therefore suggested to attach the receiver directly to the heating valve, in to which the piston known from the thermostatic valves in connection with a small one from the receiver controlled heating coil darsteüt the actuator.
Es sei noch ausdrücklich bemerkt, daß das erfundene Regelverfahren, obwohl es hier mit starkem Bezug auf die Regelung der Temperatur eines Raumes beschrieben ist, sich im Prinzip auch für alle möglichen anderen geschlossenen Regelkreise eignet. Das wesentlichste Merkmal des erfundenen Regeiverfahrens besteht eben darin, daß zur Übermittlung der Regelgröße χ bzw. der Stellgrößeymodulierte IR-Strahlen verwendet werden. In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren A.usführungsbeispielen dargestellt. Es zeigtIt should also be expressly noted that the invented control method, although it is described here with strong reference to the control of the temperature of a room, is in principle also suitable for all other possible closed control loops. The most essential feature of the invented control method consists in the fact that modulated IR rays are used to transmit the controlled variable χ or the manipulated variable y. In the drawing, the invention is shown in several examples. It shows
F i g. 1 schematisch das Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einem geschlossenen Regelkreis zur Beheizung eines Raumes mit IR-Übertragung der Stellgröße y. F i g. 1 schematically shows the block diagram of a device for carrying out the method in a closed control loop for heating a room with IR transmission of the manipulated variable y.
Fig.2 schematisch ein Blockschaltbild wie Fig. 1. jedoch mit IR-Übertragung der Regelgröße x, FIG. 2 schematically shows a block diagram as in FIG. 1, but with IR transmission of the controlled variable x,
Fig.3 einen Geberbaustein in schematischer, perspektivischer Darstellung, zur Verwendung bei einer Vorrichtung gemäß F i g. 1.3 shows a transmitter module in a schematic, perspective Representation for use in a device according to FIG. 1.
In F i g. 1 ist mit 1 ein Raum bezeichnet, dessen Temperatur mittels eines von einem Ventil V (Stellglied) gesteuerten Heizkörpers HK geregelt werden soll. Dazu werden einerseits ein Fühler 2 mit nachgeschalteten elektronischen Bauelementen verwendet, die in dem gestrichelt angedeuteten Geberbaustein 3 enthalten sind, und andererseits wird ein Empfangsbaustein 4 benutzt, der mittels der Endstufe 16 das Ventil V'aussteuert. Zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 (IR-Übertragung der Stellgröße y) ist am Fühler 2 im Geberbaustein 3 zunächst ein Verglcicher 5 angeschlossen, der ein Potentiometer 5a (Sollwerteingiibung) enthält, dessen Spannung zusammen mit der vom Fühler 2 gelieferten Spannung einem Komparator 6 zugeführt wird. Am Ausgang des Komparators steht ein Signal an, das einer Modulierstufe 7 zugeführt wird.In Fig. 1, 1 denotes a room, the temperature of which is to be regulated by means of a radiator HK controlled by a valve V (actuator). For this purpose, on the one hand a sensor 2 with downstream electronic components are used, which are contained in the transmitter module 3 indicated by dashed lines, and on the other hand, a receiver module 4 is used which controls the valve V 'by means of the output stage 16. To carry out the method according to claim 1 (IR transmission of the manipulated variable y) , a comparator 5 is first connected to the sensor 2 in the transmitter module 3, which contains a potentiometer 5a (setpoint input), the voltage of which, together with the voltage supplied by the sensor 2, is sent to a comparator 6 is fed. At the output of the comparator there is a signal which is fed to a modulating stage 7.
In der Modulierstufe 7 sind ein Modulator 8 und ein Taktgeber 9 enthalten. Am Ausgang der Modulierstufe so 7 wird in dem vom Taktgeber vorgegebenen Takt (z. B. 1 s ein, 1 min aus) ein frequenz- bzw. pulscodemoduliertes Signal erzeugt, das über eine Treiberstufe 11 einer IR-LED 12 zugeführt wird. Letztere sendet daher während der Dauer des Taktes moduliertes IR-Licht von beispielsweise 950 pm Wellenlänge aus.A modulator 8 and a clock generator 9 are contained in the modulating stage 7. At the output of the modulating stage so 7 is a frequency or pulse code modulated in the cycle specified by the clock (z. B. 1 s on, 1 min off) A signal is generated which is fed to an IR LED 12 via a driver stage 11. The latter therefore sends during the duration of the cycle modulated IR light of, for example, 950 pm wavelength.
Je nach Komparatorbeschaltung und Modulatoraufbau kann die Stellgröße natürlich mit ein, zwei (1- bzw. 2-Punkt-Regelung) oder beliebig vielen Zuständen (stetige Regelung)durcli IR-Licht übertragen werden. Dieses Licht wird von einer IR-Empfangsdiode 13 aufgefangen, die Teil des Empfangsbausteines 4 ist. Die in der Diode 13 erzeugten Signale werder. einem Vorverstärker plus Dekoder 14 zugeführt, der seinerseits das getaktete Signal einer Halteschaltung 15 zuführt. In dieser Schaltung wiru der Wert der empfangenen Stellgröße y für die Pausendauer zwischen zwei IR-Sendeimpulspaketcn (Takten) zwischengespeichert, bis ein neuer Wert von y empfangen wird.Depending on the comparator circuit and the modulator structure, the manipulated variable can of course be transmitted with one, two (1- or 2-point control) or any number of states (continuous control) using IR light. This light is captured by an IR receiving diode 13, which is part of the receiving module 4. The signals generated in the diode 13 are. a preamplifier plus decoder 14, which in turn feeds the clocked signal to a hold circuit 15. In this circuit, the value of the received manipulated variable y is temporarily stored for the duration of the pause between two IR transmission pulse packets (clocks) until a new value of y is received.
An die Halteschaltung 15 schließt sich eine Endstufe ζ. B. in Form des Schaltrelais 16a mit Kontakt 16i> an (I-Punkt-Regelung). Der Kontakt schließt einen Stromkreis 18, durch den die Stellgröße y auf das Ventil V übertragen wird, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Stellglied des Regelkreises bildet. Im Ventil kann z. B. ein den Heißwasserdurchlaß steuernder Kolben thermisch oder induktiv verschoben werden. Statt des Ventils kann natürlich auch z. B. ein Elektroheizgerät ein- und ausgeschaltet bzw. durch eine Triac-Steuerung in der Endstufe 16 stetig geregelt werden.The holding circuit 15 is followed by an output stage ζ. B. in the form of the switching relay 16a with contact 16i> on (I-point control). The contact closes a circuit 18 through which the manipulated variable y is transmitted to the valve V , which in the present embodiment forms the actuator of the control circuit. In the valve, for. B. a piston controlling the hot water passage can be shifted thermally or inductively. Instead of the valve, of course, z. B. an electric heater switched on and off or continuously controlled by a triac control in the output stage 16.
Auf dem durch den Kreisbogen angedeuteten Weg gelangt die vom Heizkörper HK ausgehende Wärmeströmung bzw. -strahlung auf den Fühler 2. so daß der Regelkreis geschlossen ist.On the path indicated by the circular arc, the heat flow or radiation emanating from the radiator HK reaches the sensor 2. so that the control circuit is closed.
In Fig. 3 ist der Geberbaustein 3 für die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung schematisch in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der gesamte Baustein ist in einem Kästchen 2U enthalten, an dessen Frontseite ein Einstei- :60) ist die Alterung um denselben Faktor geringer. Das bedeutet größere Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer. In FIG. 3, the encoder module 3 is for the in FIG The device shown is shown schematically in a perspective view. The whole building block is in one Box 2U, on the front of which an entry : 60) the aging is lower by the same factor. That means greater reliability and a longer lifespan.
Zweitens ist der durchschnittliche Stromverbrauch der Sendeeinrichtung ebenfalls um diesen Faktor niedriger als beim Dauersenden. Für alle Sendeimpulsc kön nen deshalb ohne weiteres hohe Spitzenströme gewühlt werden, was die Reichweite der Übertragung entsprechend verbessert. Außerdem kann die StromversorgungSecond, the average power consumption of the transmitter is also lower by this factor than with continuous transmission. High peak currents can therefore easily be selected for all transmission pulses which improves the range of the transmission accordingly. In addition, the power supply can
ίο mit kleinen, einfachen und preisgünstigen Bauteilen bzw. sogar mit Batterien realisiert werden.ίο with small, simple and inexpensive components or can even be implemented with batteries.
Für die Regelung spielt es in den meisten Füllen keine Rolle, daß die Stellgröße y oder die Regelgröße ν nicht ständig, sondern nur kurzzeitig in bestimmten Zeiiabständen übertragen wird, wenn eine Halteschaltung vorgesehen ist, die den letzten Wert zwischenspeicher!. Denn bei vielen Regelungen, gerade auch bei Raumtemperaturregelungen, ändern sich diese Größen nur ziemlich langsam. jeuOuii könnenIn most cases it is irrelevant for the control that the manipulated variable y or the controlled variable ν is not transmitted continuously, but only briefly at certain time intervals, if a hold circuit is provided that stores the last value temporarily. Because with many controls, especially room temperature controls, these variables change only fairly slowly. jeuOuii can
ler 21 für das Potentiometer 5a erkennbar ist. dessen 20 Taktzeiten ohne weiteres auch schnellere Regelungenler 21 for the potentiometer 5a can be seen. whose 20 cycle times also have faster regulations
Skala in Temperaturgrade unterteilt ist, vornehmlich natürlich in Celsiusgrade.Scale is divided into temperature degrees, primarily of course in degrees Celsius.
Außerdem ist noch eine Schaltuhr 22 zu sehen, mit der der Geberbaustein zu vorgewählten Zeiten automatisch auf einen von dem eingestellten Temperatursoliwert verschiedenen Wert umgeschaltet werden kann. Dies kann z. B. für die Nnchtabsenkung bei einer Raumtemperaturregelung benutzt werden.In addition, a timer 22 can be seen with which the encoder module is automatically activated at preselected times can be switched to a value different from the set temperature setpoint. This can e.g. B. for night reduction with room temperature control to be used.
Zwischen dem Einsteller 21 und der Schaltuhr 22 ist der Fühler 2 erkennbar, und auf der Oberseite des Kästchens 20 befindet sich die öffnung 20a. hinter der die LED 12 sitzt und die IR-Strahlen aussendet.The sensor 2 can be seen between the adjuster 21 and the timer 22, and on the top of the box 20 is the opening 20a. behind which the LED 12 sits and emits the IR rays.
F 1 g. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 (IR-Übertragung der Regelgroße). In aieser Vorrichtung ist der eigentliche Regier mit Sollwerteinstellung und Vergleicher mit im Empiangsbatistein 4! übergebracht, irr. Gcbcrba-jstei.n 3! wird daher lediglich das vom Fühler 21 kommende Signal im Verstärker 101 verstärkt und steuert dann die Modulierstufe 71 und. über die Treiberschaltung 111. mieder die IR-LED 121 an. Die in der Modulation der IR-jtrahlunii enthaltene Information bedeutet also bei diesem Verloren nicht den Wert der Stellgröße, wie bei der Vorrichtung nacn Fig. !.sondern den Wert der Regelgröße. Auch hier wird ebenfalls die modulierte IR-Strahlung gc-iaktet.F 1 g. 2 shows an apparatus for carrying out the method according to claim 2 (IR transmission of the controlled variable). In this device is the actual controller with setpoint adjustment and comparator with in Empiangsbatistein 4! delivered, insane. Gcbcrba-jstei.n 3! Therefore, only the signal coming from the sensor 21 is amplified in the amplifier 101 and then controls the modulating stage 71 and. The IR LED 121 comes on via the driver circuit 111. The information contained in the modulation of the IR radiation does not mean the value of the manipulated variable, as is the case with the device according to FIG. 1, but rather the value of the controlled variable. Here, too, the modulated IR radiation is activated.
Im Empfangsbaiistein 41 wird das IR-Signal wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit den analogen Teilen Diode 131 und Vorverstärker plus Dekoder 141 empfangen, verstärkt und dekodiert, um dann jedoch einem Vergleiche 51 zugeführt zu werden, an den die ,Solkenemgäbe mit einem Potentiometer 51a angeschlossen ist. Am Ausgang des Vergleichers 51 steht dann ein der Stellgröße > proportionales Signal an, wenn gerade gesendet wird. Natürlich wird auch hier nachfolgend eine Halteschaltung 151 benötigt, die bis zum Eiriireffen des nächsten Sendetaktes die Stellgröße y auf dem letzten Wert hält, der durch die Endstufe 161 (hier als kontinuierlich steuerbare Phasenichnitt-Schaltung mit Triac dargestellt) wiederum auf das Stellglied, d. h. auf das Ventil Vl gegeben wird.In the receiving component 41, the IR signal is received, amplified and decoded with the analog parts diode 131 and preamplifier plus decoder 141 as in the first embodiment, but is then fed to a comparison 51 to which the Solkenemgäbe connected with a potentiometer 51a is. At the output of the comparator 51 there is then a signal proportional to the manipulated variable> when it is being sent. Of course, a hold circuit 151 is also required here below, which holds the manipulated variable y at the last value until the next transmission clock is over, which is in turn applied to the actuator by the output stage 161 (shown here as a continuously controllable phase-cutting circuit with triac) the valve Vl is given.
Zu der Taktung des I R-Sendesignals sei grundsätzlich noch bemerkt, daß diese gegenüber einem Dauersenden zwei Vorteile hat:The timing of the I R transmission signal is fundamentally also noticed that this has two advantages over continuous transmission:
Erstens ist die Alterung (d. h. die Abnahme der Strahlungsleistung) der IR-Sendediode wesentlich geringer, als bei dauerndem Senden. Bei einer Sendezeit von z. B. s gegenüber einer Pausenzeit von ! min (Verhältnis realisiert werden.First, aging (i.e. the decrease in radiant power) the IR transmitter diode is significantly lower than with continuous transmission. With a transmission time of z. B. s compared to a break time of! min (ratio can be realized.
Abschließend sei mit besonderem Nachdruck nochmals auf zwei Merkmale des erfundenen Regelungsverfahrens hingewiesen:Finally, I would like to emphasize two features of the invented control method pointed out:
1. Der Geberbaustein 3 bzw. 31 ist mit dem Empfangsbaustein 4 bzw. 41 in keiner Weise durch Drehte oder sonstige feste Leitungen verbunden. Der Geberbaustein ist frei beweglich und kann an jeder beliebigen Stelle des Raumes aufgestellt werden. Dies ergibt die Möglichkeit ganz gezielt die Temperatur einer bestimmten Stelle des Raumes zu regeln. Wird die Regelung der Temperatur einer anderen Raumstelle gewünscht, so wird einfach das Kästchen 20 umgestellt, ohne daß es dabei irgend eine Schwierigkeit gibt.1. The transmitter module 3 or 31 is in no way through with the receiver module 4 or 41 Twisted or other fixed lines connected. The encoder module is freely movable and can be set up anywhere in the room. This makes it possible to set the temperature of a specific point in the room in a very targeted manner to regulate. If you want to control the temperature of another part of the room, that is easy Box 20 moved without any difficulty.
Es steht völlig im Belieben des Anwenders, welche Größe er mit dem erfundenen Verfahren regeln will. Das Verfahren und die beschriebenen Vorrichtungen bieten sich zwar an zur Regelung der Temperatur eines Raumes, dies bedeutet aber nicht, dal! die Temperatur die einzige Größe ist, die nach dem Verfahren regelbar ist. Nahezu jede andere Größe, wie z. B. Luftfeuchtigkeit. Motorendrehzahl oder was sonst auch immer, kann nach dem Verfahren geregelt werden. Es ist dazu lediglich erforderlich, die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens entsprechend auszubilden.It is entirely up to the user which size to regulate with the invented method want. The method and the devices described are useful for regulating the temperature of a room, but this does not mean dal! the temperature is the only variable after the Process is controllable. Almost any other size, such as B. Humidity. Engine speed or whatever else can be regulated according to the procedure. It is only necessary to to train the device for performing the method accordingly.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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