DE4422992C1 - Verfahren zum Prüfen eines batteriebetriebenen, elektronischen Gerätes auf ausreichende Versorgungsspannung - Google Patents

Verfahren zum Prüfen eines batteriebetriebenen, elektronischen Gerätes auf ausreichende Versorgungsspannung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines bat­ teriebetriebenen, elektronischen Gerätes auf ausreichende Versorgungsspannung nach Anspruch 1 oder 2 - insbesondere eines Handsenders einer ferngesteuerten Fahrzeug-Schließ­ anlage.
Aus der DE-OS 30 11 499 ist eine Spannungsprüfvorrichtung bekannt, bei der die zu prüfende Spannung über eine Brücken­ schaltung, deren einer Zweig aus einer Serienschaltung eines Widerstandes mit einer Diode besteht, einem Kompara­ tor zugeführt wird.
Aus der DE-OS 42 41 523 ist eine Batterie-Überwachungs­ schaltung bekannt, welche für jeweils eine oder mehrere Zellen der Batterie eine Meßschaltung aufweist, die aus we­ nigstens einem Mikroprozessor besteht, mit dessen A/D-Wand­ ler-Eingängen die Ausgänge einer von den zu messenden Zel­ len gespeisten Widerstandsbrückenschaltung verbunden sind.
Aus der US-PS 4,737,784 ist ein batteriebetriebener Hand­ sender mit einem Mikroprozessor für eine ferngesteuerte Fahrzeug-Schließanlage nach Anspruch 1 oder 2 bekannt, wel­ che eine Batterieprüfeinrichtung aufweist. Diese Batterie­ prüfeinrichtung vergleicht die mittels einer Voltmeter­ schaltung ermittelte Batteriespannung mit einem vorgegebe­ nen Spannungs-Schwellwert und gibt ein Alarmsignal ab, wenn die gemessene Batteriespannung niedriger als der vorgege­ bene Spannungs-Schwellwert ist.
Solche bekannten Batterieprüfeinrichtungen benötigen zum Erzeugen einer langzeit-konstanten Referenzspannung umfang­ reiche Schaltungen, mit Konstantstrom- oder Konstantspan­ nungsquellen, Mikroprozessoren oder dergleichen, was insbe­ sondere bei kleinen Handsteuergeräten neben hohen Kosten auch zu Platzproblemen führen kann.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für eine Batterieprüfung anzugeben, welches mittels des vorhandenen Mikroprozessors und einer minimalen Zahl von zusätzlichen Bauelementen durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 oder Anspruch 2 genannten Merkmale gelöst.
Die in solchen batteriebetriebenen Geräten verwendeten Mi­ kroprozessoren (Mikrocomputer oder Mikrocontroller) sind in der Regel nicht voll ausgelastet und haben ausreichend freie Speicherkapazität für zusätzliche Programme und Da­ ten. Außerdem sind in viele dieser Mikroprozessoren Ana­ log/Digital-Wandler integriert, die bei den vorgesehenen Anwendungen der Mikroprozessoren nicht oder nur in geringem Umfang benutzt werden. Andernfalls ist ein vorgesehener Mi­ kroprozessor ohne Analog/Digital-Wandler leicht und ohne großen Mehraufwand durch einen solchen mit Analog/Digital- Wandler zu ersetzen.
Darüber hinaus ist bei den meisten Geräten der beschriebe­ nen Art eine Funktionsanzeigelampe in Form einer Leuchtdi­ ode bereits vorhanden. Sollte eine Leuchtdiode nicht vor­ handen sein, so ist diese oder eine andere Diode, neben ei­ ner elektrisch leitenden Verbindung das einzige zusätzlich benötigte Bauelement, um mit Hilfe des Mikroprozessors das erfindungsgemäße Verfahren der Batteriekontrolle durchfüh­ ren zu können.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schema­ tisch dargestellten Ausführungsbeispiels eines Handsenders einer ferngesteuerten Fahrzeug-Schließanlage näher erläu­ tert. Innerhalb dieses Handsenders H, welcher etwa die Grö­ ße einer Scheck-Karte aufweisen kann oder in einen Schlüs­ sel eines mechanischen Schließsystems integriert sein kann, ist ein Mikroprozessor µP angeordnet, der über die An­ schlüsse +VDD und -VDD an einer Versorgungsspannung VDD liegt und neben anderen, nicht gezeigten Anschlüssen einen Analog/Digital-Eingang A/D und einen weiteren Anschluß P aufweist. Beide Anschlüsse sind über im Mikroprozessor an­ geordnete Halbleiterschalter S1 und S2 zu- und abschaltbar.
Zwischen die Anschlüsse +VDD und P des Mikroprozessors µP ist außerhalb desselben die Reihenschaltung einer Leuchtdi­ ode LED mit einem Widerstand R geschaltet. Der Verbindungs­ punkt L zwischen Leuchtdiode LED und Widerstand R ist über den Analog/Digital-Eingang A/D des Mikroprozessors µP und über den Halbleiterschalter S2 mit einem Analog/Digital- Wandler ADW im Mikroprozessor µP verbunden.
Der Handsender H wird über einen Taster T, welcher auf der einen Seite mit dem Anschluß +VDD und auf der anderen Seite direkt oder über weitere Bauelemente mit einem Eingang des Mikroprozessors µP verbunden ist, oder über ein Anforde­ rungssignal aus einem nicht dargestellten Fahrzeug-Empfän­ ger aktiviert.
Beispielsweise zu Beginn jeder Aktivierung oder zu Beginn jeder n-ten Aktivierung des Handsenders H werden die Halb­ leiterschalter S1 (es fließt Strom durch die Diode) und S2 geschlossen und damit die am Analog/Digital-Eingang A/D an­ liegende Restspannung Vrest = VDD - VLED dem Analog/Digi­ tal-Wandler ADW zugeführt, welcher sie in einen digitalen Wert - mit dem Istwert der Versorgungsspannung VDD als Re­ ferenzspannung - umwandelt.
Wenn beispielsweise 8 bit für die Versorgungsspannung VDD zur Verfügung stehen, so wird der jeweilige Istwert der Versorgungsspannung in 2⁸ = 256 Schritte zu je VDD/256[V] geteilt. Der Nennwert für VDD sei in diesem Beispiel 6 V.
Eine Eigenschaft einer Diode, auch einer Leuchtdiode ist, daß die an ihr abfallende Spannung VLED nahezu konstant ist. Sie beträgt bei der verwendeten Leuchtdiode beispiels­ weise VLED = 1,8 V.
Liegt beispielsweise die Versorgungsspannung VDD auf einem Nennwert von 6 V, so beträgt die Restspannung Vrest = VDD - VLED = 4.2 V, die im Analog/Digital-Wandler ADW in einen di­ gitalen Wert "179", entsprechend einer Spannung von 179 Stufen zu je 6 V/256 = 179*0.0234375 V, umgewandelt wird. Liegt die Versorgungsspannung VDD hingegen bei 3 V, so be­ trägt die Restspannung Vrest in diesem Fall 1.2 V (= 102 Schritte zu je 3 V/256 = 10 V).
Wird ein Schwellwert SW = 102, entsprechend einer Mindest­ versorgungsspannung von 3 V, vorgegeben, und der digitale Wert der ermittelten Restspannung Vrest mit diesem Schwell­ wert SW verglichen, so kann bei positivem Vergleichsergeb­ nis Vrest < SW festgestellt werden, daß die augenblicklich anliegende Versorgungsspannung VDD (Istwert) ausreichend ist. Dazu bedarf es weder der Kenntnis des genauen Wertes der als "Hilfs-Referenzspannung" dienenden, an der Leucht­ diode abfallenden konstanten Spannung VLED, noch des genau­ en Wertes der Versorgungsspannung VDD.
Will man jedoch zusätzlich den genauen Wert der Versor­ gungsspannung VDD erhalten, so ist dazu der genaue Wert der an der Leuchtdiode LED abfallenden Spannung VLED (im Bei­ spiel 1.8 V) erforderlich. Dieser kann gemessen und im Mi­ kroprozessor abgespeichert werden, beispielsweise bei der Endkontrolle vor Auslieferung des Gerätes.
Aus dem zuvor ermittelten digitalen Wert der Restspannung Vrest kann das Verhältnis Vrest/VDD (beispielsweise 179/256 = 0.7) und aus diesem und dem gespeicherten Wert VLED kann der absolute Wert der Versorgungsspannung VDD gemäß der Formel
VDD[V] = VLED[V]/(1-Vrest/VDD)
(beispielsweise: VDD[V] = 1.8 V/(1-0.7) = 1.8/0.3 = 6 V)
berechnet werden.
Um zu prüfen, ob die so ermittelte Versorgungsspannung VDD für die Versorgung des Gerätes H ausreicht, kann diese mit einem vorgegebenen Schwellwert SW′ (beispielsweise SW′ = 3 V) verglichen werden. Eine ausreichende Versorgungsspan­ nung VDD wird bei einem positiven Vergleichsergebnis VDD < SW′ festgestellt. Diese Methode erfordert jedoch mehr Re­ chenschritte als die zuvor beschriebene Methode, um zu dem gleichen Ergebnis zu gelangen.
Die Leuchtdiode LED kann für eine vorgegebene Zeit kontinu­ ierlich oder intermittierend aufleuchten, wenn bei einem Prüfvorgang ein positives Vergleichsergebnis erzielt wurde. Die Schaltung bzw. das Programm kann aber auch so ausgebil­ det sein, daß die Leuchtdiode LED für eine vorgegebene Zeit kontinuierlich oder intermittierend aufleuchtet, wenn bei einem Prüfvorgang ein negatives Vergleichsergebnis erzielt wurde, d. h., wenn die Versorgungsspannung VDD nicht mehr ausreichend ist und der Handsender H seinen Betrieb einzu­ stellen droht.
Des weiteren kann die Schaltung bzw. das Programm auch so ausgebildet sein, daß nach einem oder mehreren negativen Vergleichsergebnissen der Analog/Digital-Eingang A/D oder der weitere Anschluß P und damit die Leuchtdiode LED durch die Schalter S1 bzw. S2 bis zu einem Batteriewechsel abge­ schaltet werden.
Die vorstehende Erfindung wurde anhand eines batteriebe­ triebenen Handsenders einer ferngesteuerten Fahrzeug- Schließanlage beschrieben, bei welcher eine ausreichende Batteriespannung äußerst wichtig ist, da sich bei Span­ nungs-Unterversorgung die Fahrzeugtüren entweder nicht mehr öffnen oder nicht mehr schließen lassen. Die Erfindung läßt sich jedoch bei allen batteriebetriebenen, mit einem Mikro­ prozessor ausgerüsteten Geräten, beispielsweise bei tragba­ ren Rundfunk- oder Fernsehempfängern oder bei Fernsteuer­ sendern für diese Geräte usw. anwenden, um vor einer be­ vorstehenden Spannungs-Unterversorgung zu warnen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Prüfen eines batteriebetriebenen, elektro­ nischen Gerätes (H) auf ausreichende Versorgungsspannung, insbesondere eines Handsenders einer ferngesteuerten Fahr­ zeug-Schließanlage, mit einem Mikroprozessor (µP), der we­ nigstens einen Analog/Digital-Eingang (A/D) und einen wei­ teren Anschluß (P) aufweist, und mit einer Diode (LED) zwi­ schen einem Pol (+VDD) der Versorgungsspannung (VDD) des Mikroprozessors (µP) und dem Analog/Digital-Eingang (A/D),
mit einem zwischen den nicht an dem Pol (+VDD) der Versor­ gungsspannung (VDD) liegenden Anschluß (L) der Diode (LED) und den weiteren Anschluß (P) des Mikroprozessors (µP) ge­ schalteten Widerstand (R),
wobei während des Prüfvorgangs im Mikroprozessor (µP) der Analog/Digital-Eingang (A/D) und der weitere Anschluß (P) eingeschaltet werden,
der digitale Wert der am Analog/Digital-Eingang (A/D) an­ liegenden Spannung (Vrest) - mit dem Istwert der Versor­ gungsspannung (VDD) als Referenzspannung - ermittelt,
mit einem vorgegebenen Schwellwert (SW) verglichen, und
eine ausreichende Versorgungsspannung (VDD) bei einem posi­ tiven Vergleichsergebnis Vrest < SWfestgestellt wird.
2. Verfahren zum Ermitteln der Versorgungsspannung (VDD) eines batteriebetriebenen, elektronischen Gerätes (H), ins­ besondere eines Handsenders einer ferngesteuerten Fahrzeug- Schließanlage, mit einem Mikroprozessor (µP), der wenig­ stens einen Analog/Digital-Eingang (A/D) und einen weiteren Anschluß (P) aufweist, und mit einer Diode (LED) zwischen einem Pol (+VDD) der Versorgungsspannung (VDD) und dem Ana­ log/Digital-Eingang (A/D),
mit einem zwischen den nicht an dem Pol (+VDD) der Versor­ gungsspannung (VDD) liegenden Anschluß (L) der Diode (LED) und den weiteren Anschluß (P) des Mikroprozessors (µP) ge­ schalteten Widerstand (R),
wobei im Mikroprozessor (µP) der Wert des Spannungsabfalls (VLED) an der Diode (LED) gespeichert ist und
während des Prüfvorgangs im Mikroprozessor (µP) der Ana­ log/Digital-Eingang (A/D) und der weitere Anschluß (P) ein­ geschaltet werden,
der digitale Wert der am Analog/Digital-Eingang (A/D) an­ liegenden Spannung (Vrest) - mit dem Istwert der Versor­ gungsspannung (VDD) als Referenzspannung - ermittelt wird,
das Verhältnis (Vrest/VDD) der am Analog/Digital-Eingang anliegenden Spannung (Vrest) zur Versorgungsspannung (VDD) gebildet wird, und
aus diesem Verhältnis der Wert der Versorgungsspannung (VDD) nach der Formel VDD = VLED/[1-Vrest/VDD]berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Versorgungsspannung (VDD) mit einem vorge­ gebenen Schwellwert (SW′) verglichen wird und eine ausrei­ chende Versorgungsspannung (VDD) bei einem positiven Vergleichsergebnis VDD < SW′festgestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Prüfvorgang zu Beginn jeder Aktivierung oder nach einer vorgegebenen Zahl von Aktivierungen des Handsen­ ders erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Diode (LED) eine Leuchtdiode ist und daß nach einem positiven Vergleichsergebnis mit dem Schwellwert (SW, SW′) die Leuchtdiode (LED) für eine vorgegebene Zeit konti­ nuierlich oder intermittierend aufleuchtet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem negativen Vergleichsergebnis die Leuchtdiode (LED) für eine vorgegebene Zeit kontinuierlich oder inter­ mittierend aufleuchtet.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß nach einem oder mehreren negativen Vergleichsergebnissen der Analog/Digital-Eingang (A/D) und der weitere Anschluß (P) abgeschaltet werden.
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