ES1073126U

ES1073126U - Remote control device with narrow-band communication using the electrical grid

Info

Publication number: ES1073126U
Application number: ES201000501U
Authority: ES
Inventors: Ernesto Garcelan Rodriguez; Pedro Garcia De Mateos Alhambra
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2020-05-07
Also published as: ES1073126Y; WO2011138476A3; WO2011138476A2

Abstract

Remote control device with narrowband communication using the electrical network as a support consisting of a system designed to control a series of luminaires for public or private installations or installations of any other type, characterized in that it consists of a master control module (1) that allows orders to be issued through an encoder (2) that injects them in the form of electronic signals into the electrical network (3) from which the installation to be controlled feeds, each controlled element having a decoder (4), a rectifying transformer group (5) and a regulating slave module (6) that acts on luminaires (7) with spotlights made up of led diodes. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Dispositivo de control a distancia con comunicación de banda estrecha utilizando como soporte la red eléctrica.Remote control device with narrowband communication using the network as support electric

Introduction

El dispositivo de control a distancia con comunicación de banda estrecha utilizando como soporte la red eléctrica consiste en un sistema diseñado para controlar diversos parámetros de aparatos de servicio público o privado que se basa en comunicaciones de banda estrecha que se transmiten de forma bidireccional utilizando como soporte físico la red eléctrica que alimenta dichos aparatos.The remote control device with narrowband communication using the network as support electric consists of a system designed to control various parameters of public or private service apparatus that is based on narrowband communications that are transmitted in a way bidirectional using as a physical support the power grid that feed these devices.

En principio la idea ha sido concebida para controlar y regular las luminarias de sistemas públicos de alumbrado actuando sobre ellas modificando a voluntad su intensidad lumínica, decidiendo los tiempos de encendido y apagado y nivel de intensidad seleccionando cuáles deben mantenerse encendidas o apagadas en determinados momentos y circunstancias. La comunicación básica es unidireccional de centro de control a instalación de campo pero también se ha diseñado como bidireccional de forma que el centro de control pueda recibir continuamente el estado real de los aparatos del sistema detectando su funcionamiento normal o posibles carencias por avería.In principle the idea has been conceived to control and regulate the luminaires of public lighting systems acting on them modifying their light intensity at will, deciding on and off times and intensity level selecting which ones should be kept on or off in Certain moments and circumstances. The basic communication is Unidirectional control center to field installation but It has also been designed as bidirectional so that the center of control can continuously receive the real state of the devices of the system detecting its normal operation or possible deficiencies by breakdown

Aspecto importante, que caracteriza la invención, es la utilización de la red eléctrica, que alimenta a los aparatos del sistema, como soporte físico de las órdenes que se transmiten, en uno y otro sentido, por comunicaciones de banda estrecha pudiendo realizarse el control hasta distancias de más de quince kilómetros sin amplificadores o repetidores. Como se describe en este documento, el dispositivo se diseña, en cada caso concreto, adecuando la potencia de la señal de órdenes a la longitud real de la línea con lo cual la distancia de transmisión puede superar muy ampliamente los quince kilómetros hasta el punto de que se puede llegar a duplicar esa cifra.Important aspect, which characterizes the invention is the use of the power grid, which feeds the system devices, as physical support of the orders that are transmit, in one way or another, by band communications close being able to control over distances of more than fifteen kilometers without amplifiers or repeaters. As described In this document, the device is designed, in each specific case, adapting the power of the command signal to the actual length of the line with which the transmission distance can exceed very widely fifteen kilometers to the point that you can get to double that figure.

Sector of the technique to which the invention relates

La invención que se presenta afecta al Sector de Electricidad en lo concerniente a la Técnica de las Comunicaciones Eléctricas, incidiendo industrialmente en el desarrollo y fabricación de módulos de control con sus correspondientes fuentes de alimentación, emisores, receptores, moduladores y demoduladores de señales eléctricas.The invention presented affects the Sector of Electricity regarding the Communications Technique Electrical, influencing industrial development and manufacture of control modules with their corresponding sources of power, emitters, receivers, modulators and demodulators of electrical signals.

Background of the invention

Teniendo en cuenta los incesantes progresos que se producen diariamente en el campo de las comunicaciones y transmisión de datos se comprende que los antecedentes en todo lo relativo a esta especialidad, son muy numerosos, por lo cual parece innecesario descender a muchos detalles.Given the incessant progress that occur daily in the field of communications and data transmission is understood that the background in everything relative to this specialty, they are very numerous, so it seems unnecessary to descend to many details.

Cabe resaltar que cuando se pretende controlar a distancia uno o varios aparatos, se puede optar por la transmisión de las órdenes con el soporte tradicional, que es el cable eléctrico, o por medio de conexiones inalámbricas.It should be noted that when it is intended to control distance one or several devices, you can opt for the transmission of the orders with the traditional support, which is the cable electrical, or through wireless connections.

Cada uno de estos métodos tiene, a su vez, una serie de variantes. En el caso de comunicaciones inalámbricas podemos citar, a título de ejemplo, las comunicaciones por ondas radioeléctricas, por ultrasonidos o por medio de rayos infrarrojos, existiendo en cada uno de ellos la posibilidad de la transmisión multicanal en la que una sola señal encierra varias informaciones distintas y superpuestas.Each of these methods has, in turn, a series of variants. In the case of wireless communications we can cite, by way of example, wave communications radio, ultrasonic or infrared, existing in each of them the possibility of transmission multichannel in which a single signal contains several information different and overlapping.

En el caso de las comunicaciones por cable, aunque se empezó por cables independientes según el tipo de información que soportaban, también es posible la transmisión multicanal en la que un solo cable transmite multitud de informaciones distintas, alcanzándose máximos rendimientos si se utiliza la fibra óptica.In the case of cable communications, although it started with independent cables according to the type of information they supported, transmission is also possible multichannel in which a single cable transmits multitude of different information, reaching maximum yields if Use fiber optic.

Lo que es menos frecuente, y ese es el caso de la invención que nos ocupa, es la transmisión de información y la de potencia utilizando el mismo soporte físico. No obstante, también hay varios antecedentes en los que se utilizan los cables de la red eléctrica de potencia como soporte para transmitir señales de control. Así, por poner un ejemplo, podemos mencionar la solución ya desarrollada de transmitir señales de infrarrojos por una línea eléctrica en la que órdenes por infrarrojos, debidamente acondicionadas, se inyectan en un punto de la red eléctrica para ser extraídas y regeneradas en el punto en que deben ser ejecutadas dichas órdenes. También podemos citar otra solución, técnicamente resuelta y desarrollada, que se refiere a un sistema de transmisión digital de banda ancha a través de las redes de alta y media tensión.What is less frequent, and that is the case of the invention that concerns us is the transmission of information and that of power using the same physical support. However, also there are several antecedents in which the network cables are used electric power as a support to transmit signals from control. So, for example, we can mention the solution now developed to transmit infrared signals over a line electrical in which infrared orders, properly conditioned, they are injected in a point of the electrical network to be extracted and regenerated at the point where they must be executed such orders. We can also quote another solution, technically resolved and developed, which refers to a transmission system digital broadband through high and medium networks tension.

Y en la actualidad es sabido que estamos asistiendo a la implantación de la domótica para la automatización de los diversos aparatos existentes en los hogares modernos. Sistemas como el "X10" permiten dicha automatización por medio de comandos que se envían y reciben a través de la red eléctrica.And today it is known that we are assisting in the automation home automation implementation of the various devices existing in modern homes. Systems such as "X10" allow such automation through of commands that are sent and received over the network electric

Todos los sistemas existentes, con sus correspondientes ventajas, presentan sin embargo varios tipos de inconvenientes que se refieren a interferencias, distorsiones, a ruidos eléctricos o a atenuaciones de las señales transmitidas a ciertas distancias que obligan a la instalación de repetidores.All existing systems, with their corresponding advantages, however, present several types of inconveniences that refer to interference, distortions, to electrical noise or attenuation of the signals transmitted to certain distances that require the installation of repeaters.

Como veremos en este documento la invención que se presenta supone una novedad en los sistemas de transmisión de órdenes a través de la red eléctrica que alimenta a los propios aparatos a controlar.As we will see in this document the invention that is presented is a novelty in the transmission systems of orders through the power grid that feeds the own devices to control.

Description of the invention

La presente invención se refiere a un nuevo dispositivo destinado, en principio, al control de luminarias públicas o privadas transmitiendo comandos a través de la red eléctrica suministradora de potencia. Estando concebido para ese fin, es aplicable, no obstante, al control de cualquier tipo de aparato similar.The present invention relates to a new device intended, in principle, to control luminaires public or private transmitting commands over the network Electric power supply. Being conceived for that However, it is applicable, however, to the control of any type of similar device.

La invención está concebida, por otra parte, para ser aplicada a luminarias modernas a base de diodos led que tienen la gran ventaja de reducir el consumo energético en aproximadamente un 50%.The invention is conceived, on the other hand, to be applied to modern LED-based luminaires that they have the great advantage of reducing energy consumption in approximately 50%.

Las luminarias normalmente utilizadas hasta ahora tienen el inconveniente de que no admiten la regulación de su intensidad lumínica (dimerización) de una manera directa. Para conseguir esa dimerización es preciso tender una línea adicional de datos, paralela a la de alimentación, así como un receptor en cada luminaria que controle la fuente de alimentación y un emisor al inicio de esa línea.The luminaries normally used up to now they have the disadvantage that they do not admit the regulation of their light intensity (dimerization) in a direct way. For to achieve that dimerization it is necessary to have an additional line of data, parallel to the power, as well as a receiver in each luminaire that controls the power supply and a transmitter to the Start of that line.

Las luminarias a base de diodos "led" se alimentan a bajas tensiones en corriente continua siendo precisa la instalación de fuentes de alimentación adecuadas con su correspondiente estabilización.The LED-based luminaires are they feed at low voltages in direct current being precise the installation of adequate power supplies with your corresponding stabilization.

Con este tipo de luminarias se evitan las líneas adicionales paralelas ya que se inyectan los datos en cabecera de línea y se recogen en cada luminaria. La transmisión de datos se efectúa con plena garantía a distancias que superan los 15 km. A este respecto los ensayos previos realizados por el inventor confirman la conveniencia de optimizar la transmisión adecuando, en cada caso, la potencia de la señal de control emitida a la longitud de la línea. Con ello se prevé alcanzar distancias de hasta treinta kilómetros o superiores. Por supuesto, se podría ir a distancias mayores intercalando puestos repetidores. Todo ello hace que el dispositivo sea adecuado para ser utilizado en sistemas de iluminación de carreteras, de polígonos industriales, de puertos deportivos, aparcamientos públicos, etc., con la gran ventaja de que es un sistema de bajo costo por basarse en una comunicación de banda estrecha que no precisa componentes complejos y caros.With this type of luminaires the lines are avoided additional parallel since the data is injected in header of line and are collected in each luminaire. The data transmission is It carries out with full guarantee at distances exceeding 15 km. TO in this respect the previous tests carried out by the inventor confirm the convenience of optimizing the transmission by adapting, in each case, the power of the control signal emitted to the length of the line. This is expected to reach distances of up to thirty kilometers or higher. Of course, you could go distances older interspersing repeater posts. All this makes the device is suitable for use in systems lighting of roads, industrial estates, ports sports, public parking, etc., with the great advantage that it is a low cost system based on a band communication narrow that does not require complex and expensive components.

El dispositivo de la invención, en su proyecto más elemental, está diseñado para transmisiones unidireccionales desde el puesto de control hacia las instalaciones lejanas pero también se ha previsto complementarlo para operar de forma bidireccional de tal manera que de la misma forma que se produce un control integral de la luminaria desde un cuadro maestro, se pueda transmitir información de una serie de parámetros desde la luminaria al cuadro maestro con objeto de facilitar las labores de mantenimiento preventivo y correctivo.The device of the invention, in its project more elementary, it is designed for unidirectional transmissions from the checkpoint to the remote facilities but It is also planned to complement it to operate in a way bidirectional in such a way that in the same way that a integral control of the luminaire from a master panel, you can transmit information of a series of parameters from the luminaire to the master panel in order to facilitate the work of preventive and corrective maintenance.

En cada caso se programa la instalación para regular automáticamente los momentos de encendido y apagado de las luminarias contemplando también la necesidad de mantener encendidos, durante ciertos periodos, un mínimo de puntos de luz o la conveniencia de aumentar en determinadas fechas la intensidad lumínica de determinadas zonas coincidiendo con celebraciones ocasionales, concentraciones deportivas o circunstancias especiales.In each case the installation is programmed to automatically regulate the on and off moments of the luminaires also contemplating the need to keep on, during certain periods, a minimum of light points or the convenience of increasing the intensity on certain dates lighting of certain areas coinciding with celebrations Occasional, sports concentrations or circumstances special.

En síntesis la invención consiste en el control, a distancias que llegan a sobrepasar los quince kilómetros, de una serie de luminarias concentradas en un área concreta como campos de juego, puertos deportivos, aparcamientos, etc., o distribuidas linealmente a lo largo de calles, carreteras, autovías o autopistas. El soporte físico de las comunicaciones de control en ambas direcciones en banda estrecha, es la propia línea de alimentación de las luminarias o de la instalación de que se trate.In synthesis, the invention consists in the control, at distances that exceed fifteen kilometers of a series of luminaires concentrated in a specific area as fields of game, marinas, parking lots, etc., or distributed linearly along streets, roads, highways or highways. The physical support of the control communications in both narrowband directions, is the power line itself of the luminaires or the installation in question.

Brief description of the drawings

Se incluye una figura esquemática con el siguiente significado:A schematic figure is included with the following meaning:

Figure 1

Representa un centro de control, la línea eléctrica de transporte y alimentación y un grupo de luminarias con sus dispositivos de transformación y decodificación habiéndose señalado lo siguiente:Represents a control center, the line electric transport and power and a group of luminaires with its transformation and decoding devices having noted the following:

1.- one.-: Módulo maestro de controlMaster control module

2.- 2.-: CodificadorEncoder

3.- 3.-: Red eléctricaPower grid

4.- 4.-: Receptor decodificadorDecoder receiver

5.- 5.-: Grupo transformador rectificadorRectifier transformer group

6.- 6.-: Módulo esclavo reguladorSlave regulator module

7.- 7.-: LuminariaLuminary

Description of a preferred embodiment

Dispositivo de control a distancia con comunicación de banda estrecha utilizando como soporte la red eléctrica (Fig.1) consistente en un sistema ideado para controlar una serie de luminarias de instalaciones públicas o privadas que se caracteriza por tener un módulo maestro de control (1) que contiene toda la información relativa al estado real de las luminarias (7) y posibilita la actuación sobre ellas para su encendido, apagado, control de intensidad lumínica progresivo, apagado o encendido selectivo, conjunto o individualizado, y cualquier otra operación programable desde el módulo maestro de control (1), que elabora las órdenes correspondientes, las cuales son acondicionadas electrónicamente por un codificador (2) que genera y emite una señal de banda estrecha y la inyecta en la red eléctrica (3) general que es la misma que proporciona la potencia necesaria para el encendido de las luminarias (7). La señal codificada es captada por un receptor decodificador (4) que segrega dicha señal de la red eléctrica (3) y la encamina hacia un módulo esclavo regulador (6) que transmite las órdenes a su correspondiente luminaria (7).Remote control device with narrowband communication using the network as support electrical (Fig. 1) consisting of a system designed to control a series of luminaries of public or private facilities that are characterized by having a master control module (1) that contains all information regarding the real state of the luminaires (7) and it enables the action on them for its on, off, progressive light intensity control, off or on selective, joint or individualized, and any other operation programmable from the master control module (1), which produces the corresponding orders, which are conditioned electronically by an encoder (2) that generates and emits a signal narrow band and injected into the general grid (3) that It is the same that provides the necessary power for ignition of the luminaires (7). The encoded signal is picked up by a decoder receiver (4) that secretes said signal from the network electric (3) and routes it to a slave slave controller (6) which transmits the orders to its corresponding luminaire (7).

A su vez la red eléctrica (3) alimenta en cada luminaria (7) a un grupo transformador rectificador (5) que transforma la tensión de entrada 220 o 380 voltios de corriente alterna habitual en la red en una tensión de salida de 10-12 voltios de corriente continua que, pasando a través del módulo esclavo regulador (6), suministra energía regulable a la luminaria (7).In turn, the power grid (3) feeds on each luminaire (7) to a rectifier transformer group (5) that Transforms the input voltage 220 or 380 volts of current alternating usual in the network at an output voltage of 10-12 volts of direct current which, going to through the slave regulator module (6), supplies power adjustable to the luminaire (7).

Para ello se parte de la base de que todas las luminarias (7) son del tipo de las que sus focos están constituidos por un conjunto numeroso de diodos "led", de alto rendimiento, susceptibles de regular su intensidad lumínica con las tensiones continuas variables suministradas por el módulo esclavo regulador (6).This is based on the basis that all luminaires (7) are of the type of which their bulbs are constituted for a large set of high-performance "led" diodes, susceptible to regulate its light intensity with tensions Continuous variables supplied by the slave regulator module (6).

El dispositivo de la invención puede diseñarse, en su forma más compleja, para enviar información desde los elementos controlados hacia el módulo maestro de control (1), de tal manera que desde dicho módulo se pueda conocer el estado real de determinados parámetros como anomalías y cortes en la tensión de alimentación, lámparas fundidas, etc.The device of the invention can be designed, in its most complex form, to send information from controlled elements towards the master control module (1), of such so that from this module the real state of certain parameters such as anomalies and cuts in the voltage of power, cast lamps, etc.

Conviene precisar que, teniendo en cuenta el amplio abanico de posibilidades que pueden presentarse en la realidad, se requiere la preparación de proyectos concretos para adecuar la potencia que se pone en juego a la longitud de la línea.It should be noted that, taking into account the wide range of possibilities that may arise in the actually, the preparation of concrete projects is required to adapt the power that is at stake to the length of the line.

En los ensayos previos, se ha comprobado que, con bajas potencias, se pueden transmitir órdenes desde el módulo maestro de control (1) hasta las luminarias (7) a distancias que superan los quince kilómetros. No obstante los estudios de extrapolación realizados, demuestran que, triplicando la potencia emitida, se pueden garantizar controles a distancias dobles de la citada, es decir, que superen los treinta kilómetros.In previous trials, it has been proven that, with low powers, orders can be transmitted from the module control master (1) to the luminaires (7) at distances that They exceed fifteen kilometers. Notwithstanding the studies of extrapolation performed, show that, tripling the power issued, controls can be guaranteed at double distances from the cited, that is, to exceed thirty kilometers.

El dispositivo que, en esta realización preferida de la invención, se ha descrito en su aplicación concreta a un conjunto de luminarias públicas o privadas, también es aplicable a cualquier otro tipo de instalaciones de iluminación concentrada o distribuida linealmente en grandes longitudes.The device that, in this embodiment preferred of the invention, has been described in its specific application to a set of public or private luminaries, it is also applicable to any other type of lighting installations concentrated or distributed linearly in great lengths.

Pero igualmente puede aplicarse para el control a distancia de otras instalaciones que requieran cambios de estado frecuentes como es el caso de instalaciones de riego en grandes superficies agrarias, control de instalaciones de calefacción o aire acondicionado y otras similares.But it can also be applied for control remote from other facilities that require state changes frequent as is the case of irrigation facilities in large agricultural surfaces, control of heating or air installations conditioning and other similar.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en la materia pueda comprender el alcance y las ventajas derivadas de la invención, así como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de la misma. Sin embargo, debe entenderse que la invención ha sido descrita según una realización preferida de la misma, por lo que puede ser susceptible de modificaciones sin que ello repercuta o suponga alteración alguna del fundamento de dicha invención. Es decir, los términos en que ha quedado expuesta esta descripción preferida de la invención, deberán ser tomados siempre con carácter amplio y no limitativo.It is not considered necessary to make the content of this description for a subject matter expert can understand the scope and advantages derived from the invention, as well as develop and implement the object of the same. However, it should be understood that the invention has been described according to a preferred embodiment thereof, whereby It may be subject to change without affecting or suppose any alteration of the basis of said invention. Is say, the terms in which this description has been exposed preferred of the invention, should always be taken with character Broad and not limiting.

Claims

1. Remote control device with narrow band communication using as a support the electrical network consisting of a system designed to control a series of luminaires of public or private installations or installations of any other type, characterized in that it consists of a master control module (1) that allows issuing orders through an encoder (2) that injects them in the form of electronic signals into the electrical network (3) from which the installation to be controlled is fed, with each controlled element having a decoder (4), a rectifier transformer group (5) and a slave regulator module (6) that acts on luminaires (7) with spotlights consisting of LEDs.

2. Remote control device with narrow band communication using the power grid as support, according to claim one, characterized in that the light intensity is adjustable.

3. Remote control device with narrow band communication using the power grid as support, according to previous claims characterized in that the order transmissions can be carried out unidirectionally or bidirectionally.