DE3617943A1 - Mit diffusem infrarotlicht arbeitendes datentelemetriesystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Datentelemetriesysteme und betrifft insbesondere ein derartiges System, das einen rundstrahlendes, Infrarotlicht ausstrahlendes und empfangendes Sende/Empfangsgerät und einen Transponder verwendet, von denen letzterer an einer Anzahl von Stellen oder Punkten in einer Verfahrensregelanlage zur Steuerung derselben angeordnet sein kann. Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich besonders für die Anwendung in Geräteräumen von Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagen (HVAC).

Infrarotverbindungs- oder -übertragungssysteme unter Anwendung von entweder Diffuslicht- oder Sichtlinientechniken sind an sich bekannt; verschiedene derartige Systeme sind in der Zeitschrift MACHINE DESIGN, 6. Nov. 1980, S. 73-78, beschrieben. Für diese bekannten Systeme ist jedoch nicht angegeben, welche spezielle Ausgestaltung Sende/Empfangsgerät und Transponder (Antwortsender) aufweisen müssen, um eine Datenübertragungsverbindung mittels diffusen Lichts herzustellen.

Ein Datentelemetriesystem für Verfahrensregelung umfaßt im allgemeinen einen Ort- oder Punkt-Transponder, der digital codierte Infrarot-Abfragesignale zu empfangen vermag. Der Transponder enthält eine erste Gruppe von auf ihm angeordneten positiven, eigenleitenden, negativen oder PIN-Dioden für die allseitige (rundum) Erfassung von Abfragesignalen und eine zweite Gruppe von Infrarot emittierenden Dioden zum Erzeugen von digital codierten Signalen in Abhängigkeit von den Abfragesignalen. Die beiden Diodengruppen definieren ein erstes Feld oder Array von Diodenknoten(punkten), von denen jeder mindestens eine Diode aus jeder Gruppe enthält.

Ein Sender/Empfänger oder Transceiver weist ein im allgemeinen halbkugeliges, rundstrahlendes und -empfangendes Element mit einer dritten Gruppe von daran angeordneten, Infrarot emittierenden Dioden zum Erzeugen der Abfragesignale und eine vierte Gruppe von PIN-Dioden zum Empfangen der Antwortsignale vom Transponder auf. Dritte und vierte Gruppe bilden ein zweites Feld oder Array von Diodenknoten(punkten), von denen jeder mindestens eine Diode aus jeder Gruppe enthält. Die vom Transponder empfangenen Abfragesignale und die vom Sender/Empfänger empfangenen Antwortsignale bestehen dabei zumindest zum Teil aus diffusem Infrarotlicht.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines für die Verfahrensregelung geeigneten Infrarot-Datentelemetriesystems unter Verwendung eines Sender/Empfängers mit einem rundstrahlenden Element sowie eines Transponders mit einer daran vorgesehenen Gruppe von PIN- Dioden zum allseitigen Erfassen von diffusen Infrarot- Abfragesignalen.

Dabei sollen Sender/Empfänger und Transponder jeweils ein Feld oder Array aus Diodenknoten aufweisen, von denen jeder Dioden ungleicher Art enthält.

Die genannte Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Verfahrensregelanlage mit einem mit diffusem Infrarotlicht arbeitenden Datentelemetriesystem,

Fig. 2A eine schaubildliche Darstellung eines einen Teil des erfindungsgemäßen Systems bildenden Ort- oder Punkt-Transponders,

Fig. 2B eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische Darstellung des Hauptteils des Transponders nach Fig. 2A,

Fig. 2C eine Aufsicht auf das Element nach Fig. 2B,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt und teilweise in Seitenansicht gehaltene Darstellung des Satellitenabschnitts des Sender/Empfängers beim erfindungsgemäßen System,

Fig. 4 ein vereinfachtes Blockschaltbild des Sender/Empfängers oder des Transponders des Systems,

Fig. 5A und 5B zusammen ein elektrisches Schaltbild eines Teils der Schaltung nach Fig. 4 und

Fig. 6A und 6B zusammen ein elektrisches Schaltbild eines anderen Teils der Schaltung nach Fig. 4.

In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße System 10 beispielhaft in Verbindung mit einer Verfahrensregelanlage 11 zum Regeln der Heiz/Belüftungs/Klimaausrüstung (oder HVAC-Ausrüstung) in einem großen Bürogebäude dargestellt. Die Anlage 11 enthält eine Zentraleinheit (CPU) 12, die mit einer Anzahl von Reglern unterer Ebene oder lokalen Regeleinheiten verbunden ist. Letztere können eine oder mehrere Feldverarbeitungseinheiten (FPU) 13 und/oder einen oder mehrere digitale Einzelzonenregler (DSC) 15 (z. B. Regler DSC 8500 der Firma Johnson Controls, Inc., Milwaukee/Wisc.) aufweisen. Der digitale Einzelzonenregler 15 (im folgenden einfach als Regler 15 bezeichnet) kann zweckmäßig Teile der Schaltungsanordnung des erfindungsgemäßen Systems 10 enthalten. Die Feldverarbeitungseinheit 13 (im folgenden einfach als Einheit 13 bezeichnet) und der Regler 15 können ihrerseits mit Ort- oder Punktmodulen (PM) 17 einer noch tieferen Ebene (yet lower level) für die Regelung spezifischer Geräte oder Parameter, wie Ventil- und Klappenstellungen, Raumtemperatur und dgl., verbunden sein. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel kann das Gebäude einen großen Raum 19 aufweisen, in welchem ein oder mehrere Teile der Ausrüstung 21, wie Kessel, Luftbefeuchter, Kühlgeräte und dgl., angeordnet sind. Weiterhin kann das Gebäude eine Anzahl von bewohnbaren Räumen aufweisen, für welche bestimmte Raumparameter, wie die Temperatur, geregelt werden sollen. Bei der beispielhaft dargestellten Anlage 11 soll diese Ausrüstung 21 für Regelung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit oder für Energiemanagement und -einsparung überwacht und geregelt (oder gesteuert) werden. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Datentelemetriesystems 10 ist es möglich, die andernfalls für die Verbindung zwischen dem Regler 15 und der Ausrüstung 21 erforderliche Verdrahtung wegzulassen, so daß sich diesbezüglich erhebliche Installationseinsparungen realisieren lassen.

Das Datentelemetriesystem 10 enthält einen mit dem Regler 15 verdrahteten oder verbundenen Satelliten 25, der so angeordnet ist, daß eine Infrarot-Datenübertragungsverbindung mit einem oder mehreren, im Raum 19 angeordneten Ort- oder Punkt-Transpondern 27 möglich ist. Ein solcher Transponder 27 ist häufig speziell für die Überwachung und Regelung (oder Steuerung) eines einzigen Teils der Ausrüstung 21, z. B. eines Kühlgeräts oder eines Kessels, spezifisch zugeordnet.

Da die Datentelemetrieverbindungen zwischen dem Satelliten 25 und den Transpondern 27 in erster Linie mittels diffusem Infrarotlichts erfolgen, kann es sich als nötig erweisen, diese Einheiten versuchsweise zu positionieren, um die Verbindungen zu optimieren. Die noch zu beschreibende Ausgestaltung des Satelliten 25 ist dabei so gewählt, daß sie aus den Infrarotlicht- Reflexionseigenschaften der üblicherweise verwendeten Baustoffe, wie Holz, Mörtel oder Verputz, Textilien und Wandanstriche, Nutzen zieht. Es kann vorausgesetzt werden, daß derartige Baustoffe 40-90% des gesamten, auf sie auftreffenden Infrarotlichts reflektieren, so daß die Strahlung vom Satelliten 25 diffus gestreut wird und demzufolge der gesamte Raum 19 mit Infrarotlicht eines erfaßbaren oder meßbaren Leistungspegels bestrahlt wird.

Gemäß Fig. 2A weist ein Ort- oder Punkt-Transponder 27 einen Körper 29 auf, der an einer Plattform 31 befestigt ist und einen Kopf 33 in einer solchen Stellung trägt, daß letzterer vom Satelliten 25 ausgehende Abfragesignale zu empfangen und außerdem Antwortsignale auf diese Abfragesignale hin auszusenden vermag. Der Kopf 33 wird bevorzugt von einer Einrichtung getragen, die seine Lageneinstellung relativ zum Sockel bzw. zur Plattform zuläßt; für diesen Zweck kann ein verstellbarer "Schwanenhals" 35 verwendet werden. Der Körper 29, die Plattform 31 und der Kopf 33 können jeweils bestimmte, noch zu beschreibende elektrische Schaltungen enthalten, die über Schraubklemmen 37 und nicht dargestellte, in die Plattform 31 eingegossene Verdrahtungen mit äußeren Punkten verbindbar sind.

Gemäß den Fig. 2A und 2B weist der Kopf 33 einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 39 mit einer planen, für Infrarotlicht stark reflexionsfähigen Oberseite 41 auf, an welcher ein Element 43 zur Halterung von Dioden zum Empfangen und Aussenden von Infrarotlicht befestigt ist. Das Element 43 weist mehrere im wesentlichen plane, reflexionsfähige Flächen 45 auf, die unter einem Winkel nebeneinander angeordnet sind und für das Abstrahlen und Empfangen von diffusem Infrarotlicht dienen. Während diese Flächen 45 eine beliebige von zahlreich verschiedenen geometrischen Formen, z. B. einen vierseitigen Körper (quadrihedron), festlegen können, wird der dargestellte Tetraeder bevorzugt. Auf jeder Fläche 45 ist eine PIN-Diode 47 zum allseitigen Erfassen oder Abnehmen von Abfragesignalen nebst einer Infrarotlicht emittierenden Diode 49 zum Erzeugen von digital codierten Signalen nach Maßgabe der eingebauten Schaltung und in Abhängigkeit von den Abfragesignalen angeordnet. Die PIN-Dioden 47 und die Infrarot-Dioden 49 bilden eine erste bzw. eine zweite Diodengruppe. Wenn zu erwarten ist, daß im Raum in der Luft schwebender Staub oder andere Verunreinigungen vorhanden sind, kann zum Schutze des Elements 43 am Abschnitt 39 eine Infrarotlicht durchlassende, leicht zu reinigende Kuppel 51 angebracht werden. Da sowohl das Licht von Leuchtstofflampen als auch das Sonnenlicht möglicherweise störende Lichtanteile mit Wellenlängen im Spektrum des Ultraviolettlichts und des sichtbaren Lichts enthalten, kann die Kuppel 51 aus an sich bekannten Werkstoffen so geformt werden, daß sie als optisches Bandpaßfilter wirkt, das nur Licht im Bereich des Infrarotspektrums eintreten und austreten läßt. Gemäß den Fig. 2B und 2C bilden die erste und die zweite Diodengruppe 47 bzw. 49 ein erstes Feld oder Array von Diodenknoten 53, von denen jeder mindestens eine Diode 47 der ersten Gruppe und mindestens eine Diode 49 der zweiten Gruppe enthält. Bei Ausgestaltung auf die beschriebene Weise gewährleistet das Element 43 den Empfang von sowohl direkt einfallendem als auch diffusem Licht vom Satelliten 25 und auch die Abstrahlung dieses Lichts für den Empfang am Satelliten 25 in jeder einzelnen dieser Betriebsarten oder in beiden Betriebsarten.

Gemäß Fig. 3 weist der Satellit 25 ein Flächenelement 55 auf, an dem ein im wesentlichen halbkugelförmiges Reflexionselement 57 befestigt ist. Letzteres kann aus einem steifen Werkstoff geformt sein, dessen Außenfläche entweder aufgrund seiner natürlichen Eigenschaften oder aufgrund einer zweckmäßigen Beschichtung für Infrarotlicht stark reflexionsfähig ist. Am Reflexionselement 57 sind zahlreiche Infrarotlicht emittierende Dioden 59 mit ihren Achsen so ausgerichtet, daß sie den Umgebungsraum vollständig mit Infrarotlicht bestrahlen bzw. überfluten. Die Dioden 59 erzeugen unter dem Befehl des beispielhaften Reglers 15, der mit der Sender/Empfängerschaltung zusammenwirkt, Abfragesignale, und sie sind vorzugsweise unter Festlegung einer dritten Gruppe in regelmäßigen gegenseitigen Abständen am Reflexionselement 57 angeordnet. Außerdem weist das Reflexionselement 57 eine Anzahl von an ihm angebrachten PIN-Dioden 61 zum Empfangen der vom Transponder 27 abgestrahlten Antwortsignale auf. Diese PIN-Dioden 61 bilden eine vierte Diodengruppe, wobei dritte und vierte Diodengruppe ein zweites Feld oder Array von Diodenknoten 63 festlegen. Vorzugsweise enthält jeder Knoten 63 mindestens eine Infrarotlicht emittierende Diode 59 der dritten Gruppe und mindestens eine PIN-Diode 61 der vierten Gruppe. Wie noch näher zu beschreiben sein wird, enthalten das Flächenelement 55 und das Reflexionselement 57 vorzugsweise bestimmte Teile oder Abschnitte der elektrischen Schaltung, die auf erforderliche Weise über Verdrahtungen mit anderen Schaltungsabschnitten verbunden sind. Wenn das Flächenelement 55 mit einer planen Oberseite 65 ausgebildet ist, kann es ohne weiteres an der Decke 67 des Raums 19 oder an einer Wand montiert werden. Der Satellit 25 der vorstehend dargestellten und beschriebenen Ausgestaltung strahlt Abfragesignale in einem im wesentlichen halbkugelförmigen, durch die Anbaufläche begrenzten Muster aus. Das Reflexionselement 57 kann von einer Kuppel 69 abgedeckt sein, welche von derselben allgemeinen Art ist und denselben Zweck erfüllt, wie dies für die Transponder-Kuppel 51 beschrieben worden ist.

Ein Sender/Empfänger 24 ist so ausgelegt, daß er den Satelliten 25 zusammen mit der in Fig. 4 dargestellten, noch näher zu beschreibenden Schaltung enthält und sich an der Stelle befindet, an welcher diese Schaltung tatsächlich angeordnet ist, während ein Transponder 27 auf oben beschriebene Weise zusammen mit der Schaltung gemäß Fig. 4 festgelegt bzw. angeordnet ist. Die für den Satelliten 25 und den Transponder 27 geeignete elektrische Schaltung umfaßt gemäß Fig. 4 einen Pulslagenmodulator 71, einen nicht-rücktriggerbaren monostabilen Multivibrator 73, eine Treiberstufe 75 und eine Infrarotlicht emittierende Diode 77. Die allgemein mit 77 bezeichnete Diode kann dabei eine Diode 49 des Transponders 27 oder eine Diode 59 des Satelliten 25 sein. Wenn der Transponder 27 als batteriegespeistes Gerät ausgelegt sein soll (wodurch in vorteilhafter Weise die Installation von Stromversorgungsleitungen für den Transponder 27 vermieden wird), wird die Treiberstufe unter Verwendung von MOSFETs eines hohen Verstärkungsgrades realisiert. Transistoren dieser Art benötigen nur einen minimalen Gate-Steuerstrom; bei ihrer Verwendung können zusätzliche elektrische Schaltungen eingespart werden, die anderenfalls erforderlich wären, um alle Infrarot-Dioden unter Verwendung von bipolaren Mitteln gleichzeitig zu takten. Die ausschließliche Zuordnung einer MOSFET-Treiberstufe für jede Infrarot-Diode ermöglicht eine einfache modulare Ausgestaltung und minimiert Ausgangsschleifenwiderstand und Induktivität. Außerdem lassen sich MOSFETs wesentlich schneller schalten als bipolare Vorrichtungen, so daß demzufolge der Energieverbrauch beim wiederholten Schalten mit hohem Spitzenstrom wesentlich niedriger ist. Darüber hinaus ist der erforderliche Bereitschaftsstrom minimal, wodurch sich die Batterielebensdauer verlängert. Eine zweckmäßige Infrarot-Diode ist bevorzugt vom GaAs- oder GaAlAs-Typ, z. B. von dem mit Strömen bis zu 10 A pulssteuerbaren (pulsed) Typ CQX 19 der Firma AEG-TELEFUNKEN. Die elektrische Schaltung enthält ferner die Anzahl von mit einem Vorverstärker 81 verbundenen PIN-Photodioden 79, ein Hochpaßfilter 83, einen vorzugsweise mit Schwellenwert-Empfindlichkeitseinsteller 87 versehenen Nachverstärker 85, einen Multivibrator 89 der vorher angegebenen Art sowie einen Pulslagenmodulator 91. Die allgemein mit 79 bezeichnete Diode kann dabei eine Diode 49 des Transponders 27 oder eine Diode 59 des Satelliten 25 sein.

Eine bevorzugte PIN-Diode 79 besteht aus einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden, niedrige Kapazität und niedrigen Streuverlust besitzenden Siliziumvorrichtung von Planarkonstruktion. Eine derartige Photodiode ist der Typ BPW 41 der Firma Ferranti; sie weist eine Siliziumnitridschicht auf, die als Passivier- und Antireflexionsüberzug wirkt. Die aktive Fläche der beispielhaften Diode beträgt 7,5 mm², und sie weist ein Kunststoffgehäuse auf, das einen Farbstoff enthält, der für Licht im Bereich des Infrarotspektrums d. h. von 700-1100 nm, stark durchlässig ist, sichtbares Licht im Wellenlängenbereich von 400-700 nm aber absorbiert. Die Unempfindlichkeit dieser Diode für sichtbares Licht und ihre ausgezeichnete Empfindlichkeit für Infrarotstrahlung werden durch das spektrale Ansprechen von Silizium begünstigt, das im Wellenlängenspektrum von blaugrünem Licht niedrig und im Infrarot- Wellenlängenspektrum hoch ist. Die Planarkonstruktion gewährleistet einen erheblich verringerten Rückwärts- oder Sperrstreuverlust, was für Einsatzzwecke mit Signalen niedrigen Leistungspegels einen wesentlichen Gesichtspunkt darstellt. Außerdem ist die Kapazität pro Flächeneinheit kleiner als bei einer herkömmlichen PIN-Diode, so daß die Diode mit höheren Frequenzen pulsgesteuert oder getaktet werden kann.

Zur Verringerung der körperlichen oder tatsächlichen Abmessungen des das Reflexionselement 57 und das Flächenelement 55 aufweisenden Abschnitts des Satelliten 25 sowie des den Kopf 33 enthaltenden Abschnitts des Transponders 27 werden bevorzugt nur die Dioden 77, 79, die Treiberstufe 75 und der Vorverstärker 81 in den Kopf 33 oder in das Flächenelement 55 des Satelliten einbezogen. Der restliche Teil der Transponderschaltung kann beispielsweise in den Körper 29 und in die Plattform 31 bzw. im Fall des Sender/ Empfängers 24 in die Abschnitte desselben eingebaut sein, die körperlich vom Reflexionselement 57 getrennt sind.

Gemäß den Fig. 5A und 5B vermag ein beispielhafter Transponder 27 die Temperatur in einem Raum 19 zu erfassen oder zu messen und bei Empfang von diffusem oder direktem Infrarotlicht vom Satelliten 25 als Abfragesignal an einer oder mehreren PIN-Dioden 47 an den Infrarot-Dioden 49 ein pulscodiertes Antwortsignal zu erzeugen, das für die Temperatur repräsentativ ist. Diese Signale können durch den Regler 15, die Einheit 13 und/oder die Zentraleinheit 12 verarbeitet werden, um damit Verstellungen an der Ausrüstung 21 oder an anderen, nicht dargestellten, an anderer Stelle im Gebäude angeordneten Ausrüstungen vorzunehmen. Die elektrische Schaltung des Transponders 27 umfaßt einen Pulslagenmodulator 71, einen monostabilen Leistungs-Multivibrator 73, eine MOSFET-Treiberstufe 75 und ein Feld oder Array von Infrarot emittierenden Dioden 77. Der Modulator 71 enthält mehrere, achtzehn Stifte aufweisende, bipolare monolithische Fernsteuer- Impulsübertragungs-Schaltungen zur Verwendung bei Demodulatoren/Empfängern der Reihe ML920. Jede monolithische Schaltung ist als 4 × 8-Einpol-Schaltermatrix mit 32 Schaltern ausgeführt, die zum Codieren des Senders dienen, der dann entweder eine modulierte Trägerfrequenz von einem integrierten (on-chip) Oszillator oder ein Gleichspannungs-Pulsausgangssignal abzugeben vermag, wenn er auf die dargestellte Weise angeordnet bzw. ausgestaltet ist. Ein erster Widerstands- Kondensator- oder RC-Kreis 93 wählt gegebene Trägerfrequenzen und definiert die Frequenz, während ein zweiter RC-Kreis 95 die Modulationsgröße oder -frequenz definiert. Eine kontinuierliche oder pulsierende Sichtanzeige kann unmittelbar vom Stift 2 der Schaltung IC4 aus angesteuert werden. Der Träger (frequenz)oszillator kann für gepulsten Infrarot-Betrieb deaktiviert werden, wobei mehr als ein Satz von 32 Befehlen zur Änderung der Modulationsgröße und der Trägerfrequenz benutzt werden kann. Der Multivibrator 93 dient zur Schnittstellenverbindung des Modulators 71 mit der MOSFET-Treiberstufe 75, wobei er im nicht-rücktriggerbaren Modus geschaltet ist und eine variable, auf die Anlegung des ersten Triggerimpulses bezogene Impulsbreite besitzt.

Die Treiberstufe 75 verwendet vorzugsweise anstelle von bipolaren Schaltern hochentwickelte Schalter zwecks Verringerung der Zahl von Einzelbauteilen und Herabsetzung der entsprechenden Einbaukosten. Da die dargestellten DMOS-Schalter hoher Verstärkung, für welche der Schalter 97 bespielhaft ist, eine minimale Ansteuerleistung benötigen, wird das gleichzeitige Tasten aller Schalter 97 und ihrer zugeordneten Dioden 77 erheblich vereinfacht. Die Zuordnung eines DMOS-Schalters 97 zu jeder Diode 77 ermöglicht eine speziell ausgelegte, modulare Array- oder Feldkonstruktion und verringert weitgehend Ausgangsschleifenwiderstand und Induktivität. Da DMOS-Vorrichtungen wesentlich schneller schaltbar sind als bipolare Vorrichtungen, ist der Energieverlust beim wiederholten Schalten bei hohem Spitzenstrom wesentlich niedriger. Außerdem ist auch ihre Bereitschaftsleistung minimal, wodurch die Batterielebensdauer entsprechend verlängert wird. Darüber hinaus bieten DMOS-Schalter deutliche Vorteile bezüglich der Zuverlässigkeit, weil sie vergleichsweise frei sind von thermisch induziertem Sekundärdurchbruch.

Gemäß den Fig. 6A und 6B enthält die elektrische Schaltung des Transponders 27 neben den vorher erwähnten Meß- oder Detektor-Dioden 79 einen Vorverstärker 81, ein Hochpaßfilter (HPF) 83, einen Nachverstärker 85, einen Schwellenwertsteller 87, einen monostabilen Multivibrator 89 und einen Pulslagendemodulator (PPD) 91 oder Empfänger (vgl. auch Fig. 4). Der Vorverstärker 81 konditioniert dabei insbesondere das Signal für die Übertragung über den Schwanenhals 35 zu der im Basiselement 29 und/oder in der Plattform 31 enthaltenen Schaltung. Der Vorverstärker 81 ist vorzugsweise als Transimpendanz-Verstärker hoher Verstärkung ausgelegt und im Kurzschlußmodus unmittelbar mit den Meß- oder Detektor-Dioden 79 (Photodioden) verbunden. Das Filter 83 ist bevorzugt als zweipoliges Dutterworth-Filter zum Dämpfen niederfrequenter Störsignale ausgelegt; seine bevorzugte Eckfrequenz beträgt etwa 4,74 kHz. Der Nachverstärker 85 verstärkt das gefilterte Signal auf einen mit dem Eingang des Multivibrators 85 kompatiblen Pegel, während der Schwellenwertsteller 87 für den Nachverstärker die Wahl einer Schwellenwertspannung ermöglicht, die geringfügig über dem normalen Störsignalpegel liegt.

Der Multivibrator 85 formt das Signal so, daß es mit den Eingangscharakteristika des Pulslagendemodulators 91 kompatibel ist; letzterer ist eine integrierte MOS/LSI-Schaltung zur Verwendung als Empfänger für Fernsteuersignale, die von der Senderschaltung erzeugt werden. Der entsprechend ausgelegte Pulslagendemodulator 91 weist fünf Digitalausgänge auf, deren Codes mittels sechs Regel- oder Steuerleitungen programmierbar sind. Er enthält eine Handshake-Schnittstelle zur Herstellung einer Verbindung mit Mikroprozessoren und Rechnern. Falls analoge Ausgänge oder Ausgangssignale gewünscht werden, kann eine andere Version dieser Schaltung (Typ ML920) verwendet werden, die drei Digital/Analog- Wandler an den Ausgängen aufweist. Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß die anhand der Fig. 4, 5A und 5B sowie 6A und 6B für den Transponder 27 beschriebene Schaltungsanordnung gleichermaßen für den Sender/Empfänger 24 verwendbar ist.

Für die in den Figuren dargestellte Schaltungsanordnung haben sich die im folgenden aufgeführten Bauteile als zweckmäßig erwiesen. In der folgenden Aufstellung sind, sofern nicht anders angegeben, der Widerstand in Ohm und die Kapazität in µF angegeben.

• Fig. 5A und 5B IC-1 TL 094
  IC-2 ICM 7555
  IC-3 ML 924
  IC-4 SL 490
  IC-5,6 CD 4051
  IC-7 ADC 3511 CC
  IC-8 CD 4001
  IC-9 4050
  IC-10 LM 358
  IC-11 AD 590 KH
  IC-12 4098B
  Cl 0,01
  C2,3 0,001, +/- 1%
  C4 10
  C5 0,001, +/- 1%
  C6,7 20 pF
  C8 0,01
  C9 22
  C10 4.7
  C11 33
  C13 0,1
  C14 4,7
  C15,16 0,47
  C17 10
  C18 250 pF
  C19 10
  C20 0,1
  DMOS 1 Supertex VN1206N5
  D1 BPW 41D
  D2 CQX-19
  R1 5,1MΩ
  R2,3 10 KΩ
  R4 47 KΩ
  R5 1 KΩ, POT. CERMET
  R6 5.1 MΩ
  R7 10 KΩ
  R8 24 KΩ
  R9 500 KΩ, POT. CERMET
  R10-16 56 KΩ
  R17 1 KΩ
  R18 450
  R19 250 KΩ, POT. CERMET
  R20-24 2 KΩ
  R25 100 KΩ
  R26 200
  R27 7.5 KΩ
  R28 51 KΩ
  R29 1.5 KΩ,+/- 1%
  R30 50, POT. CERMET
  R31 1,0 KΩ,+/- 1%
  R32 51 KΩ
  R33 1 KΩ, POT. CERMETFig. 6A und 6BIC 1 TL 094
  IC 2 ICM 7555
  IC 3 ML 924
  IC 4 4050
  IC 5,6 1C6 4051
  IC 9 4098B
  IC 7 SL 490
  IC 8 7407
  C1 0,01
  C2 47
  C3-5 0,001, +/- 1%
  C6,7 20 pF
  C8 22
  C9 4,7
  C10 0,01
  C11 33
  C12 4,7
  C13 0,1
  DMOS 1 Supertex VN1206N5
  D2 CQX-19
  D4 HP 5082-4480
  Q1 2N3906
  R1 5,1 MΩ
  R2,3 10 KΩ
  R4 47 KΩ
  R5 1KΩ, POT. CERMET
  R6 5,1 MΩ
  R7 10 KΩ
  R8 24 KΩ
  R9 500 KΩ, POT. CERMET
  R10-16 56 KΩ
  R17 1 KΩ
  R18 450
  R19 2 KΩ
  R20 43 KΩ
  R21 68 KΩ
  R22 100 KΩ
  R23-30 2 KΩ

Claims (8)

1. Datentelemetriesystem für Verfahrensregelung, dadurch gekennzeichnet, daß es
einen Ort- oder Punkt-Transponder zum Empfangen von digital codierten Abfragesignalen aufweist, wobei am Transponder eine erste Gruppe von PIN-Dioden für die allseitige (rundum) Erfassung der Abfragesignale und eine zweite Gruppe von Infrarot emittierenden Dioden zum Erzeugen von digital codierten Signalen nach Maßgabe der Abfragesignale angeordnet sind,
daß erste und zweite Diodengruppe ein erstes Feld oder Array von Diodenknoten(punkten) definieren, die jeweils mindestens eine Diode der ersten Gruppe und mindestens eine Diode der zweiten Gruppe enthalten,
daß ferner ein Sender/Empfänger mit einem im wesentlichen halbkugeligen Reflexionselement, an dem eine dritte Gruppe von Infrarot emittierenden Dioden zum Erzeugen der Abfragesignale und eine vierte Gruppe von PIN-Dioden zum Empfangen der Antwortsignale angeordnet sind, vorgesehen ist,
daß dritte und vierte Diodengruppe ein zweites Feld oder Array von Diodenknoten(punkten) definieren, die jeweils mindestens eine Diode der dritten Gruppe und mindestens eine Diode der vierten Gruppe enthalten, und
daß die Abfragesignale und die Antwortsignale zumindest zum Teil aus diffusem Infrarotlicht bestehen.

2. Datentelemetriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder einen lagenmäßig verstellbaren Kopfteil mit einer Anzahl im wesentlichen planer, unter einem Winkel aneinander anschließender Flächen zum Aussenden und Empfangen von diffusem Infrarotlicht aufweist und daß auf jeder Fläche mindestens ein Diodenknoten(punkt) des ersten Feldes oder Arrays angeordnet ist.

3. Datentelemetriesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen im wesentlichen einen Tetraeder festlegen.

4. Datentelemetriesystem zur Verwendung bei Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Ort- oder Punkt-Transponder zum Empfangen von aus Infrarotlicht geformten codierten Abfragesignalen vorgesehen ist, wobei der Transponder einen Körper und einen verstellbar an letzterem angebrachten Kopfteil aufweist,
daß der Kopfteil ein Sender- und ein Empfängermodul enthält,
daß der Körper eine Einrichtung zum Modulieren eines zum Sendermodul zu richtenden Signals und eine Einrichtung zum Demodulieren eines am Empfängermodul empfangenen Infrarotlichtsignals enthält,
daß ein mit einer lokalen Regeleinheit verbindbarer Sender/Empfänger vorgesehen ist, der einen Satelliten mit einem Flächenelement und einem an letzterem angebrachten Reflexionselement aufweist, wobei das Flächenelement an einer Fläche in einem Raum montierbar ist, und
daß am Reflexionselement eine Gruppe von Infrarot emittierenden Dioden zum Erzeugen der Abfragesignale angeordnet ist, wobei die Diodengruppe und das Reflexionselement im Zusammenwirken miteinander die Abfragesignale in einem im wesentlichen halbkugeligen, durch die Montagefläche begrenzten Muster abstrahlen.

5. Datentelemetriesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sendermodul eine Anzahl von Infrarot emittierenden Dioden und eine mit diesen verbundene MOSFET-Treiberstufe zum intermittierenden Erregen oder Ansteuern der Dioden nach Maßgabe der Abfragesignale aufweist.

6. Datentelemetriesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfängermodul eine Anzahl von PIN-Photodioden zum Empfangen der Abfragesignale, eine mit den Photodioden verbundene Vorverstärkerschaltung zum Verstärken der Abfragesignale, ein mit der Vorverstärkerschaltung verbundenes Filter zum Dämpfen oder Unterdrücken von niederfrequenten Störsignalen, einen (Endstufen- oder) Nachverstärker zum Abnehmen und Verstärken des gefilterten Signals, einen mit dem Nachverstärker verbundenen Multivibrator zum Formen des verstärkten Signals und einen mit dem Multivibrator verbundenen Pulslagendemodulator zum Demodulieren des geformten Signals und zur Ermöglichung einer Schnittstellenverbindung zwischen dem Transponder und einem Mikroprozessor aufweist.

7. Datentelemetriesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulator digitale Ausgangssignale liefert.

8. Datentelemetriesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulator analoge Ausgangssignale liefert.