EP0759602B1 - Brandmelder - Google Patents

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EP0759602B1
EP0759602B1 EP95113206A EP95113206A EP0759602B1 EP 0759602 B1 EP0759602 B1 EP 0759602B1 EP 95113206 A EP95113206 A EP 95113206A EP 95113206 A EP95113206 A EP 95113206A EP 0759602 B1 EP0759602 B1 EP 0759602B1
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EP
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asic
signalling device
fire
adjustment
voltage regulator
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Kurt Dr. Hess
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Siemens Building Technologies AG
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion

Definitions

  • the present invention relates to a fire detector with a sensor for monitoring of fire parameters, with a microprocessor and with a matchable Voltage regulator.
  • the invention is intended to provide a voltage regulator whose current requirement and price are significantly lower than before, in which no expensive capacitors are required are who are as insensitive to external influences as possible, and the can be obtained from several manufacturers.
  • the inventive solution to this problem is characterized in that the Voltage regulator is designed so that its output voltage by means of a measurement value determined and stored in a register is.
  • the output voltage of the voltage regulator is therefore compared with a comparison value stored in a register, as a result of which the demands on the controller itself are considerably reduced.
  • ASIC customer-specific circuit
  • This known voltage regulator is used to provide various voltage values as part of the test of a microprocessor-controlled system, for example a single-chip microcomputer, and not to generate a stable supply voltage for a fire detector in use. Since the controller input voltage of, for example, 20 to 30 V is substantially higher than the supply voltage of, for example, 5 V of the microprocessor and the ASIC, an actuator which is external to the ASIC is provided in accordance with a second preferred embodiment. According to a third preferred embodiment, this external actuator is formed by a J-FET that can be controlled directly by the ASIC. The concept according to the invention is particularly advantageous when the microprocessor has an EEPROM memory and bidirectional communication with the ASIC.
  • the voltage regulator is adjusted during the production of the fire detector and the corresponding bit pattern is written into the EEPROM of the microprocessor. This bit pattern is then written when the fire detector is switched on in the register of the ASIC provided for the adjustment of the voltage regulator.
  • a block diagram for example, the block diagram showing the essential components of the circuit of a fire detector having at least one sensor for monitoring fire parameters.
  • Such detectors are assumed to be known; in this connection, reference is made, for example, to EP-A-0 654 770.
  • the block diagram shown shows sections of a customer-specific ASIC Circuit 1 and a microcontroller connected to the ASIC 1 or Microprocessor 2. Between the ASIC 1 and the microprocessor 2 there is a bidirectional Data bus 3.
  • the reference symbol K denotes a terminal of the detector, to which a line voltage of, for example, 20 or 30 volts is applied.
  • the ASIC 1 contains, among other things, the power management of the circuit, which in particular has a voltage regulator 4. This consists of an integrated in the ASIC 1 Part that a reference voltage source 5, a controller 6, register 7 and a Communication interface 8, and from a part provided outside the ASIC 1 with discrete components, namely an actuator 9 and a backup capacitor 10.
  • the actuator 9 is preferably through a junction field effect transistor (JFET) or by a depletion MOSFET and is therefore from the ASIC can be controlled practically without current.
  • the microprocessor 2 contains, among other things, a programmable one non-volatile memory 11, for example a PROM, EPROM or EEPROM, and a communication interface 12.
  • the voltage regulator 4 regulates the supply voltage from 20 or 30 V to the voltage U g required by the ASIC 1 and the microprocessor 2 with a value of 5 V, this value being matched as precisely as possible.
  • the voltage U g passes from the voltage regulator 4 into the ASIC, which passes it on to the microprocessor 2.
  • the voltage U g is adjusted in that the voltage regulator 4 is supplied with the required individual adjustment value at a defined point in time, preferably shortly after the start of the circuit, which can take place via the state of a register or the state of several digital signal lines .
  • the individual adjustment value is determined by measuring the voltage U g ; this measurement is preferably carried out during the manufacturing process.
  • the measured value of U g is compared with the target value U s and an adjustment code is calculated and written on the basis of the difference (U s - U g ).

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fire Alarms (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brandmelder mit einem Sensor zur Überwachung von Brandkenngrössen, mit einem Mikroprozessor und mit einem abgleichbaren Spannungsregler.
Der Spannungsregler verwandelt die ungenaue Linienspannung von 20 bis 30V in eine stabile Speisespannung von 5V für den Mikroprozessor, wobei die Abweichung dieser Speisespannung vom Sollwert beispielsweise ±3% nicht übersteigen soll. Auf dem Markt sind zwar genaue Spannungsregler-Bausteine erhältlich, die aber in der Regel die folgenden Nachteile aufweisen:
  • zu hoher Strombedarf
  • zu hoher Preis
  • empfindlich gegenüber äusseren Einflüssen
  • teure Kondensatoren erforderlich
  • in der Regel nur ein Hersteller.
Durch die Erfindung soll nun ein Spannungsregler angegeben werden, dessen Strombedarf und Preis deutlich tiefer sind als bisher, bei dem keine teuren Kondensatoren erforderlich sind, der gegenüber äusseren Einflüssen möglichst unempfindlich ist, und der von mehreren Herstellern bezogen werden kann.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsregler so ausgebildet ist, dass seine Ausgangsspannung durch einen anhand einer Messung bestimmten und in einem Register gespeicherten Abgleichwert abgleichbar ist.
Beim erfindungsgemässen Brandmelder erfolgt also der Abgleich der Ausgangsspannung des Spannungsreglers mit einem in einem Register gespeicherten Abgleichwert, wodurch die Anforderungen an den Regler selbst beträchtlich reduziert sind. Dadurch sind die Voraussetzungen für eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Brandmelders geschaffen, gemäss welcher der Spannungsregler möglichst weitgehend in eine nachfolgend als ASIC bezeichnete kundenspezifische Schaltung integriert ist. Durch diese Integration und durch geringere Anforderungen an die zuzuschaltenden Kondensatoren wird eine beachtliche Preisreduktion erzielt.
In der DE-A-33 30 270 ist ein Selbstüberprüfungssystem beschrieben, welches unter anderem einen Spannungsregler enthält, dessen Ausgangsspannung durch in einem Register gespeicherte Werte auf eine maximale und eine minimale Betriebsspannung und auf die Nennbetriebsspannung des zu testenden Systems einstellbar ist. Dieser bekannte Spannungsregler dient zur Bereitstellung verschiedener Spannungswerte im Rahmen des Tests eines mikroprozessorgesteuerten Systems, beispielsweise eines Einchip-Mikrocomputers, und nicht zur Erzeugung einer stabilen Speisespannung für einen im Einsatz stehenden Brandmelder.
Da die Reglereingangsspannung von beispielsweise 20 bis 30V wesentlich höher ist als die Speisespannung von beispielsweise 5V des Mikroprozessors und des ASIC, ist gemäss einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ein ASIC-externes Stellglied vorgesehen. Dieses externe Stellglied ist gemäss einer dritten bevorzugten Ausführungsform durch einen direkt vom ASIC ansteuerbaren J-FET gebildet.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemässe Konzept dann, wenn der Mikroprozessor einen EEPROM-Speicher und eine bidirektionale Kommunikation zum ASIC aufweist. Denn dann können die Ressourcen optimal genutzt werden: Der Spannungsregler wird im Laufe der Brandmelder-Fertigung abgeglichen und das entsprechende Bitmuster wird in das EEPROM des Mikroprozessors geschrieben. Dieses Bitmuster wird dann beim Einschalten des Brandmelders in das für den Abgleich des Spannungsreglers vorgesehene Register des ASIC geschrieben.
Im folgenden wird der für das Verständnis der Erfindung wesentliche Teil der Schaltung eines erfindungsgemässen Brandmelders anhand eines Blockschemas beispielsweise näher erläutert, wobei das Blockschema die wesentlichen Komponenten der Schaltung eines mindestens einen Sensor zur Überwachung von Brandkenngrössen aufweisenden Brandmelders zeigt. Derartige Melder werden als bekannt vorausgesetzt; es wird in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die EP-A-0 654 770 verwiesen.
Das dargestellte Blockschema zeigt ausschnittweise eine als ASIC bezeichnete kundenspezifische Schaltung 1 und einen mit dem ASIC 1 verbundenen Mikrocontroller oder Mikroprozessor 2. Zwischen dem ASIC 1 und dem Mikroprozessor 2 besteht ein bidirektionaler Datenbus 3. Mit dem Bezugszeichen K ist eine Klemme des Melders bezeichnet, an die eine Linienspannung von beispielsweise 20 oder 30 Volt angelegt ist.
Der ASIC 1 enthält unter anderem das Power-Management der Schaltung, welches insbesondere einen Spannungsregler 4 aufweist. Dieser besteht aus einem im ASIC 1 integrierten Teil, der eine Referenzspannungsquelle 5, eine Regelung 6, Register 7 und eine Kommunikationsschnittstelle 8 aufweist, und aus einem ausserhalb des ASIC 1 vorgesehenenTeil mit diskreten Bauelementen, nämlich einem Stellglied 9 und einem Stützkondensator 10. Das Stellglied 9 ist vorzugsweise durch einen Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET) oder durch einen Depletion MOSFET gebildet und ist dadurch vom ASIC praktisch stromlos steuerbar. Der Mikroprozessor 2 enthält unter anderem einen programmierbaren nicht flüchtigen Speicher 11, beispielsweise ein PROM, EPROM oder EEPROM, und eine Kommunikationsschnittstelle 12.
Der Spannungsregler 4 regelt die Speisespannung von 20 oder 30 V auf die vom ASIC 1 und vom Mikroprozessor 2 benötigte Spannung Ug mit einem Wert von 5 V, wobei dieser Wert möglichst genau abgeglichen wird. Die Spannung Ug gelangt vom Spannungsregler 4 in den ASIC, der sie an den Mikroprozessor 2 weiterschaltet. Der Abgleich der Spannung Ug erfolgt dadurch, dass der Spannungsregler 4 zu einem definierten Zeitpunkt, vorzugsweise kurz nach dem Aufstarten der Schaltung, mit dem erforderlichen individuellen Abgleichwert beliefert wird, was über den Zustand eines Registers oder über den Zustand von mehreren digitalen Signalleitungen erfolgen kann. Der individuelle Abgleichwert wird durch eine Messung der Spannung Ug bestimmt; diese Messung erfolgt vorzugsweise beim Fertigungsprozess. Der gemessene Wert von Ug wird mit dem Sollwert Us verglichen und es wird anhand der Differenz (Us - Ug) ein Abgleichcode berechnet und geschrieben.

Claims (9)

  1. Brandmelder mit einem Sensor zur Überwachung von Brandkenngrössen, mit einem Mikroprozessor und mit einem abgleichbaren Spannungsregler, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsregler (4) so ausgebildet ist, dass seine Ausgangsspannung (Ug) durch einen in einem Register (11) gespeicherten Abgleichwert abgleichbar ist.
  2. Brandmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsregler (4) teilweise in eine nachfolgend als ASIC bezeichnete kundenspezifische Schaltung (1) integriert ist.
  3. Brandmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein ASIC-externes Stellglied (9) vorgesehen ist.
  4. Brandmelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das externe Stellglied (9) durch einen direkt vom ASIC (1) ansteuerbaren Sperrschicht-Feldeffekttransistor (J-FET) gebildet ist.
  5. Brandmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleichwert in einem nicht-flüchtigen Speicher (11) des Mikroprozessors (2) gespeichert ist.
  6. Brandmelder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleichwert in einem nicht-flüchtigen Speicher des ASIC (1) gespeichert ist.
  7. Brandmelder nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ASIC (1) ein Abgleichregister (7) und eine Kommunikationsschnittstelle (8) aufweist, und dass zum Abgleich des Spannungsreglers (4) der Abgleichwert in das Abgleichregister überschrieben wird.
  8. Brandmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Abgleichwerts während des Fertigungsprozesses des betreffenden Melders erfolgt, wobei die Ausgangsspannung (Ug) gemessen und mit einem Sollwert verglichen und anhand der Abweichung vom Sollwert ein den Abgleichwert repräsentierender Abgleichcode berechnet wird.
  9. Brandmelder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleichcode in einem iterativen Verfahren bestimmt wird.
EP95113206A 1995-08-23 1995-08-23 Brandmelder Expired - Lifetime EP0759602B1 (de)

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