ES2209090T3 - Emisor capaz de transmitir a un receptor datos digitales por medio de una señal en modulacion de frecuencia en una red de alimentacion de corriente alterna. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE POR UNA PARTE A UN EMISOR APTO PARA TRANSMITIR A UN RECEPTOR DATOS DIGITALES MEDIANTE UNA SEÑAL DE MODULACION DE FRECUENCIA EN UNA RED DE ALIMENTACION DE CORRIENTE ALTERNA Y POR OTRA PARTE A UN RECEPTOR APTO PARA DESENCRIPTAR DIGITALMENTE TAL SEÑAL TRANSMITIDA EN MODULACION DE FRECUENCIA, SABIENDO QUE LA INVENCION SE REFIERE, TAMBIEN A UN DISPOSITIVO DE TRANSMISION DE CONTROL DE CORRIENTE PORTADORA. EN LO REFERENTE AL EMISOR SE CARACTERIZA PORQUE COMPRENDE, EN COMBINACION: - UN OSCILADOR LC (3) CONECTADO A LA RED (2) PASANDO POR UN FILTRO PASABANDA DE EMISION AJUSTADA EN LAS FRECUENCIAS (F1, F2) DE EMISION, UN AMPLIFICADOR (5) DE AMPLITUD OPERACIONAL (6) Y UN TRANSFORMADOR DE ADAPTACION (7); - UN CIRCUITO DE CONTROL DE FRECUENCIAS (8) CONSTITUIDO POR UNA SERIE DE CONDENSADORES (C1, C2, C3, C4, C5) APTOS PAR SER SELECCIONADOS POR UN MICROPROCESADOR (9); - UN CIRCUITO DE RECEPCION (10) PARTICULARMENTE APTO PARA DETECTAR LA PRESENCIA DE UNA SEÑAL EN LA RED (2) ANTES DECADA EMISION.

Description

Emisor capaz de transmitir a un receptor datos digitales por medio de una señal en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna.

La invención se refiere, por un lado, a un emisor capaz de transmitir a un receptor datos digitales mediante una señal en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna y, por otro lado, a un receptor capaz de descodificar en digital tal señal transmitida en modulación de frecuencia, sabiendo que la invención se refiere, también, a un dispositivo de transmisión de control de corriente portadora.

Finalmente, la invención se refiere a un protocolo para la transmisión y la recepción por corriente portadora de datos digitales mediante una señal en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna polifásica.

Las soluciones adoptadas hasta ahora para la transmisión de datos por corriente portadora utilizan, en la mayoría de los casos, un módem del que están provistos el emisor y el receptor y que funciona a altas velocidades, a menudo superiores a 2000. Tales módem son capaces de procesar un gran número de datos en un tiempo muy corto, sabiendo, entre otras cosas, que es necesario utilizar, en asociación, computadoras especiales capaces de funcionar a elevadas velocidades de resolución, sin contar que eso requiere el uso, en paralelo, de potentos filtros para atenuar el efecto del ruido que resulta de estas velocidades de comunicación.

Estas soluciones plantean, además, un problema de amplificación de la señal tanto a la transmisión como a la recepción. En efecto, la tensión de alimentación de un módem es generalmente limitada a aprox. 10 voltios, de modo que la señal transmitida en la red a la salida del transformador de adaptación (cuya función es la de limitar su tensión, por ejemplo, a un valor del orden de 1 voltio, según los reglamentos aplicables) sea de reducida intensidad.

Otra tecnología consiste en utilizar las prestaciones del microprocesador mediante el cual se fabrica, pasando por un filtro de paso bajo, las frecuencias correspondientes a los datos binarios 0 y 1.

En particular, mediante este microprocesador, de ritmo determinado por un cuarzo apropiado, se crea una señal cuadrada de la frecuencia escogida, siendo esta señal a continuación transformada en una señal más o menos sinusoidal mediante el filtro de paso bajo. Tal modo de proceder lleva a hacer funcionar el microprocesador a gran velocidad, de modo que las prestaciones de este último deban estar a la altura. Además, los filtros de paso bajo capaces de suministrar una señal sinusoidal a partir de una señal cuadrada resultan ser particularmente costosos, de modo que el precio de coste de un emisor y/o un receptor realizado según tal tecnología resulta relativamente alto y limita sus aplicaciones.

Finalmente, en la mayoría de los casos conocidos, el emisor transmite su señal en cualquier momento según la orden de transmisión, de modo que el receptor debe ser capaz de identificar el principio del mensaje transmitido. Por lo tanto, para obtener esta sincronización entre receptor y emisor, éste debe transmitir una información adicional, tal como un código de sincronización que, si es identificado por el receptor, hará que este último esté atento al mensaje que sigue el código de sincronización. Por consiguiente, eso hace de nuevo que el microprocesador deba ser performante.

Se notará, por otro lado, que del documento US-4 633 218 es conocido un aparato para la recepción de señales digitales de bajo nivel transmitidas por corriente portadora.

El aparato del que se trata comporta un sensor capaz de convertir las señales en modulación de frecuencia en señales digitales que vienen aplicadas al microprocesador. Este último, en cambio, transmite señales de control en correspondencia con los datos recibidos a través de la red.

Al fin y al cabo, el receptor, tal y como viene descrito en este documento anterior, filtra primero una señal antes de amplificarla y de asegurar su desmodulación. Sólo esta señal desmodulada, en forma de datos de tipo digital, ataca el microcontrolador.

Además, del documento US-5 491 463 se conoce un sistema de comunicación por corriente portadora. Este sistema comporta un emisor previsto capaz de generar y transmitir señales a través de la red de alimentación de corriente eléctrica. También comporta un receptor previsto capaz de detectar la señal transmitida. Este sistema integra, en particular, un protocolo de direccionamiento específico.

Del documento EP-0 756 389 se conoce también un circuito de asignación de un canal a una transmisión entre al menos dos módems que utilizan la red eléctrica como soporte de transmisión de un flujo de datos binarios. Este circuito comporta, del lado de la recepción, un dispositivo de selección de un canal escogido por su mejor nivel de transmisión en función de la energía recibida en varios canales de transmisión. Del lado de la transmisión, comporta un dispositivo para modular una señal a transmitir en al menos una frecuencia escogida de entre varias altas frecuencias que definen canales de transmisión. En particular, la señal a transmitir es un flujo de datos binarios convertidos en una señal modulada en forma de muestras de porciones de dos frecuencias centradas alrededor de una frecuencia central inicial por un modulador mediante salto de frecuencia. La modulación realizada por dicho dispositivo de modulación consiste en un desplazamiento de dicha frecuencia central inicial hacia al menos una frecuencia más alta, mientras viene respetado la distancia entre las dos frecuencias de modulación.

De hecho, un primer paso inventivo de la presente invención consistió en poner en evidencia que si bien la transmisión de datos por corriente portadora puede ser particularmente útil en el campo de la domótica, occurre muy a menudo que el control del funcionamiento de numerosos aparatos eléctricos se obtiene mediante la transmisión de una orden sencilla de tipo marcha/parada. Como máximo se puede requerir el control de determinados parámetros tales como la temperatura en el campo de la calefacción, o también la comprobación de la buena ejecución de una orden transmitida, por ejemplo en el marco del control automatizado del funcionamiento de persianas enrollables.

Además, el tiempo de respuesta de tales aparatos eléctricos que entran en el control domótico de una vivienda es a menudo sin importancia. Así, en este campo de la domótica, un control de transmisión de datos digitales a velocidades del orden del milisegundo es sin interés y no constituye ningén factor de comfort para el usuario.

Un segundo paso inventivo consistió, partiendo de la comprobación anterior, en desarrollar una tecnología de transmisión y de recepción por corriente portadora que sea tanto fiable como poco costosa y que, por lo tanto, utiliza componentes baratos, sin que eso sea en detrimento de la sensibilidad del dispositivo.

De hecho, tal y como se desprenderá de la descripción que sigue, la presente invención ha sabido resolver este problema, precisamente al reducir, substancialmente, el caudal de los datos transmitidos y al racionalizar el número de informaciones contenidas en estos datos, eso en correlación con el tipo de aparato eléctrico a controlar por corriente portadora.

En particular, la invención se refiere a un emisor capaz de transmitir a un receptor datos digitales en forma de señal en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna, caracterizado por que comporta, en combinación :

- un oscilador LC conectado a la red que pasa por un filtro de paso de banda de transmisión fijado en las frecuencias de transmisión, un amplificador de amplificación operacional y un transformador de adaptación ;

- un circuito de control de frecuencia constituido por una serie de condensadores capaces de ser seleccionados por un microprocesador para, por un lado, asegurar la selección de las frecuencias de transmisión correspondientes a la codificación de los bits 1 ó 0 de los datos digitales a transmitir y, por otro lado, ajustar estas frecuencias de transmisión ;

- un circuito de recepción, en particular, capaz de detectar la presencia de una señal en la red antes de cada transmisión.

Según otra peculiaridad de este emisor, este último comporta un circuito de sincronización de la señal de transmisión respecto a la señal o a al menos una de las señales de la red de la alimentación de corriente alterna.

Las ventajas que derivan de la presente invención consisten, en primer lugar, en que la ausencia de módem y el bajo consumo de energía de los componentes del emisor permiten la alimentación de este último a través de un sencillo condensador de alimentación en substitución del transformador necesario hasta ahora. Eso permite, además, comtemplar la alimentación del amplificador de potencia a una tensión tal que la amplificación de la señal, que ocurre a monte del transformador de adaptación, se hace sólo en corriente, lo que presenta la ventaja de un enorme ahorro de corriente, sin distorsión de la señal.

Ventajosamente, el emisor funciona a una velocidad de 100 baudios, es decir 1 bit cada 10 milisegundos en el marco de una red de alimentación de corriente alterna a 50 Hz.

Finalmente, al funcionar con bajos caudales, en una estrecha banda de paso y al amplificar la señal al máximo en intensidad, se obtiene una sensibilidad particular de un dispositivo de transmisión y de recepción por corriente portadora que integra tal emisor según la invención.

A este propósito, la invención se refiere, también, a un receptor capaz de descodificar, en forma digital, una señal transmitida en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna, que comporta :

- un filtro amplificador de paso de banda de recepción fijado en las frecuencias y capaz de atenuar las frecuencias parásitas, en particular de la red de alimentación y de amplificar las frecuencias de dicha señal ;

caracterizado por que comporta un comparador integrado a un microprocesador y conectado a un contador pilotado por un temporizador a través de un oscilador al cuarzo para la transformación de la señal recibida en modulación de frecuencia en datos digitales.

Aquí también, la ausencia de módem permite la alimentación de dicho receptor a través de una mera resistencia de caída.

Preferibilmente, el temporizador al cuarzo es sincronizado con la señal o con al menos una de las señales de la red de alimentación de corriente alterna, lo que tiene por objetivo facilitar el reconocimiento del principio de una señal transmitida por un emisor, dado que este último es también sincronizado con esta red en el marco de su transmisión.

Finalmente, tal y como se desprenderá de la descripción que sigue, la invención se refiere, también, a un protocolo para la transmisión y la recepción por corriente portadora de datos digitales mediante una señal en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna polifásica.

La presente invención se entenderá mejor a la lectura de la descripción que sigue, con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales :

- la figura 1 es un esquema sinóptico del circuito del emisor, mientras que la figura 2 es la representación del esquema sinóptico del receptor según la invención ;

- las figuras 3 y 4 corresponden a una representación esquemática del protocolo implementado para la transmisión y la recepción por corriente portadora de datos digitales mediante una señal en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna trifásica.

La invención se refiere, en primer lugar, a un emisor 1 del cual viene representado un esquema sinóptico en la figura 1 y que está previsto capaz de transmitir a un receptor apropiado datos digitales mediante una señal en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna 2.

Tal y como se puede ver en esta figura 1, este emisor 1 se distingue por que comporta un oscilador LC 3 conectado a la red 2, pasando por un filtro de paso de banda de transmisión 4, fijado en las frecuencias de transmisión f1, f2, un amplificador 5 de amplificación operacional 6 y un transformador de adaptación 7 para respetar los reglamentos aplicables en materia de tensión de una señal transmitida en una red 2. Así, determinadas normas aplicables en el campo fijan esta tensión máxima de transmisión de una señal a 1 voltio.

El emisor 1 comporta, también, un circuito de control de frecuencia constituido de una serie de condensadores C1, C2, C3, C4, C5 capaces de ser seleccionados por un microprocesador 9 para, por un lado, asegurar la selección de las frecuencias f1, f2 correspondientes a la codificación de los bits 1 ó 0 de los datos digitales a transmitir y, por otro lado, ajustar estas frecuencias de transmisión f1, f2. Este emisor 1 recibe también un circuito de recepción 10, en particular capaz de detectar, como es debido, la presencia de una señal en la red 2 antes de cada transmisión.

Tal y como ilustra el esquema sinóptico de la figura 1, este emisor comporta, además, un circuito de alimentación 11 que consiste, principalmente, en un condensador de alimentación 12 capaz de suministrar una corriente de alimentación suficiente, debido al bajo consumo de los componentes del emisor 1, ligado a la ausencia de módem.

La solución, según la invención, permite, además, obtener, a la salida del circuito de alimentación 11, alimentaciones 13, 14 de tensiones T1, T2 distintas, de las cuales una 13 es más particularmente adaptada para la alimentación de componentes electrónicos tales como el microprocesador 9, mientras que la otra 14 puede ser destinada en particular a la alimentación del amplificador 5 o también del oscilador LC 3. Eso permite, en particular al nivel del amplificador 5, asegurar una amplificación de la señal de tensión constante para obtener un importante aumento de intensidad. Siendo el objetivo una mayor sensibilidad al nivel de la señal transmitida en la red 2.

Volviendo al circuito de control de frecuencia, se observará que el oscilador LC 3 suministra, a través de su autoinductancia L y de su capacidad C, una señal de frecuencia f1 que corresponde a uno de los bits 0 ó 1 de los datos digitales a transmitir, sabiendo, precisamente, que esta frecuencia f1 puede corregirse mediante un determinado número de condensadores C1, C2, C3, C4 previstos capaces de ser conectados en paralelo. A este propósito, este ajuste de la frecuencia f1 suministrada por el oscilador LC se efectúa mediante el microprocesador 9 de cadencia, por otro lado, establecida por un oscilador al cuarzo apropiado 15.

Así, tras análisis de la frecuencia de transmisión f1 a la salida del oscilador LC respecto a una frecuencia de referencia en memoria, el microprocesador 9 es capaz de añadir o de sustraer cualquiera de estos condensadores de corrección C1, C2, C3, C4 y de corregir esta frecuencia 1.

Este microprocesador 9 puede también seleccionar otro condensador C5 capaz de asegurar el salto entre dicha frecuencia f1 y otra frecuencia f2 correspondiente al código del otro bit de datos digitales 1 ó O, eso en función de los datos digitales a transmitir. De nuevo, esta frecuencia de transmisión f2 puede ser corregida según el principio que se acaba de describir.

De hecho, el objetivo es el de corregir, en particular, las imprecisiones de un oscilador LC 3 inicialmente poco performante, por lo tanto de menor precio de coste.

Se notará que es a través del circuito de recepción 10 que la señal de transmisión llega al nivel del microprocesador 9, pasando por un comparador 16 capaz de transformar una señal sinusoidal en una señal de tipo todo o nada en base a la cual este microprocesador es capaz de proceder a un recuento mediante un contador 17 integrado. A tal fin está asociado con este último un temporizador 18 controlado, por otro lado, a través del oscilador al cuarzo 15.

Así, a determinados intervalos de tiempo, en función de la velocidad de transmisión, el contador 17 viene analizado y sistemáticamente puesto a cero, con el fin de deducir de ello la frecuencia de la señal de transmisión. En caso de detección, por parte de este microprocesador 9, de un desplazamiento de esta frecuencia de transmisión respecto a una frecuencia de referencia f1 o f2 en memoria y correspondiente al bit 0 ó 1 que debe ser transmitido, dicho microprocesador 9 ajusta esta frecuencia de transmisión al intervenir sobre el o los condensadores C1 a C4 conectados al oscilador LC 3.

Conviene recordar, de nuevo, que el condensador C5 viene seleccionado en cuanto convenga pasar de la frecuencia de señal f1 correspondiente al código de un bit 0, por ejemplo, a la frecuencia f2, o viceversa, código de un bit 1, o viceversa.

De la descripción que precede se entiende que el recuento que interviene al nivel del microprocesador 9 debe ser sincronizado con la señal de transmisión, lo que puede hacerse por el reconocimiento de una palabra de código o, según la invención, por la sincronización del temporizador 18, por lo tanto del contador 17 y de la señal de transmisión respecto a una referencia. De hecho, se ha eligido como referencia el paso a cero de la señal de la red de alimentación de corriente alterna 2 o de al menos una de las señales de esta red, por ejemplo en el marco de una configuración trifásica.

A tal fin, el microprocesador 9 está conectado, precisamente, a al menos una de las fases 2A de esta red 2 mediante una conexión 19.

Se notará que la escucha de la presencia de una señal en la red antes de cada transmisión puede ser similar al proceso utilizado para ajustar la señal de transmisión. En particular, a través del circuito de recepción 10 y, por lo tanto, del comparador 16, cualquier señal sinusoidal recibida es transformada en señal de tipo todo o nada que permite determinar su frecuencia a través del contador 17 del microprocesador 9.

Según un modo de la realización preferencial, se elige una velocidad de transmisión tal que un bit corresponda a media alternancia de la señal de la red de alimentación de corriente alterna, en particular en una de sus fases 2A. Eso corresponde a 10 milisegundos para una señal de tipo 50 Hz, es decir, una velocidad de 100 baudios.

Por otro lado, el temporizador 18 del microprocesador 9 está programado de modo que se proceda a varios recuentos por medio del contador 17, durante este período. Así, se puede proceder, por ejemplo, a un recuento cada 3,3 milisegundos, es decir, cada 1/6 de alternancia. De cierto modo, cada 3,3 milisegundos el contador 17 viene puesto a cero, al igual que el temporizador 18, para un nuevo período de recuento de 3,3 milisegundos.

Tal y como viene recordada más arriba, este recuento se efectúa de modo sincrono al paso a cero de la señal en la fase 2A de la red 2. En cuanto al microprocesador 9, éste deduce, en cada uno de estos períodos de recuento, una frecuencia que, en fase de escucha, le permite determinar si una señal viene transmitida en la red 2 y si el emisor puede transmitir. Durante la transmisión, la frecuencia calculada por este microprocesador tiene por objetivo permitirle el reajuste de la frecuencia de transmisión f1 o f2 correspondiente a los códigos de frecuencia de los bits 0 y 1.

La invención se refiere, también, a un receptor 30 capaz de descodificar en forma digital una señal transmitida en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna 2. Este receptor 30 comporta un filtro amplificador de paso de banda de recepción 31 fijado en las frecuencias f1, f2 de la señal de transmisión y previsto capaz de atenuar las frecuencias parásitas, en particular aquella de la señal de la red 2 y de amplificar las frecuencias f1, f2 de dicha señal de transmisión. Tal filtro amplificador 31 sirve también para soportar sobretensiones, tales como relámpago o similar. De hecho, eso se obtiene mediante un montaje en serie, por ejemplo, de un condensador 32 y de une resistencia 33, permitiendo esta última, en particular, limitar la corriente.

Según la invención, este filtro amplificador 31 consta de al menos un primer filtro pasivo R serie L, C paralelas 34 seguido de uno o más niveles de filtro activos que utilizan, por ejemplo, un inversor de tipo CMOS en régimen linear.

El filtro amplificador 31 está conectado a la entrada de un comparador 35 de un microprocesador 36, cuyo comparador 35 sirve, aquí también, para transformar una señal sinusoidal en una señal de tipo todo o nada en base a la cual es posible proceder a un recuento.

A este propósito, el microprocesador 36 comporta, también, un contador 37 controlado por un temporizador 38, sabiendo que el microprocesador 36 tiene él mismo su ritmo determinado a través de un oscilador al cuarzo 39.

Así, a la recepción de una señal de transmisión viene determinada, periódicamente, por medio del contador 37 controlado por el temporizador 38, la frecuencia de esta señal de transmisión. Eso le permite al microprocesador 36 deducir sucesivamente los bits transmitidos y, en definitiva, el mensaje codificado transmitido en modulación de frecuencia.

Se notará que el recuento al cual se procede por medio del microprocesador 36 debe necesariamente ser sincronizado con el principio de la señal transmitida, lo que podría hacerse mediante la transmisión en fase inicial de una señal de sincronización. De hecho, preferiblemente, la señal de transmisión es sincronizada al paso a cero de la señal correspondiente a al menos una de las fases 2A de la red 2 de alimentación de corriente alterna, sabiendo, por otro lado, que el temporizador 38 del microprocesador 36 está a su vez sincronizado con el paso a cero de al menos una de las señales de la red 2 por medio de una conexión de sincronización 40 apropiada.

Al conocer, por lo tanto, el momento a partir de cual conviene proceder al recuento, este último se efectuará durante un período controlado por el temporizador 38, de modo ajustado a la velocidad de la señal de transmisión. De hecho, este tiempo, y por lo tanto la periodicidad, de este recuento viene escogido, como máximo igual al tiempo de transmisión de un bit. Preferiblemente, este tiempo de recuento corresponde a una fracción de este tiempo de transmisión de un bit. Así, en el marco del protocolo de la determinación del mensaje digital transmitido, el análisis de un bit puede realizarse, no en una sola medición, sino en varias mediciones. Por ejemplo, si, durante el período de transmisión de un bit, se procede a dos, tres o más recuentos, es posible establecer el promedio de los valores medidos por el contador 37, con el fin de determinar si se trata de una frecuencia de transmisión f1 o f2, es decir a un bit 0 o a un bit 1. Eso permite evitar los errores de transcripción y de descodificación de un mensaje digital transmitido por una señal en modulación de frecuencia.

A este propósito, el filtro amplificador 31 viene completado por un segundo filtro pasivo L y C paralelas 41 de alta impedancia bajo la influencia de una señal correspondiente a las frecuencias f1 y f2 y de baja impedancia en el caso de corriente continua. Eso permite la detección de una señal de tensión muy pequeña, lo que, aquí también, lleva a un aumento de la sensibilidad del receptor 30.

El receptor comporta también un circuito de alimentación 42 a través de la red de alimentación de corriente alterna 2 constituido, principalmente, por una impedencia de caída, de una resistencia o de un condensador conectado a una de las fases 2A de esta red.

Finalmente, un dispositivo de transmisión de control por corriente portadora que agrupa, al mismo tiempo, un emisor 1 y un receptor 30, tal y como viene descrito más arriba, resulta particularmente performante, al tiempo que es poco costoso. Por lo tanto, se adapta perfectamente al control domótico de aparatos eléctricos cuyo control de funcionamiento puede realizarse mediante un mínimo de informaciones.

A este propósito, se notará, en particular, que algunos de estos aparatos eléctricos capaces de ser controlados por tal dispositivo de transmisión pueden llegar a ser provistos a la vez de un emisor y de un receptor que permiten establecer una comunicación entre varios de estos aparatos.

En tal caso, este transmisor y este receptor compartirán entre sí los componentes que son similares para uno y otro en la medida en que, precisamente, una transmisión y una recepción no puede ocurrir simultáneamente. Así, un solo microprocesador, por otro lado provisto de un comparador, un contador y un temporizador controlado por un oscilador al cuarzo, es necesario. Asimismo, basta una sola alimentación y compartirán el mismo circuito de recepción, sabiendo, sin embargo, que este circuito de recepción podrá entonces estar provisto de un dispositivo de reducción del aumento en la medida en que, durante el período de escucha que precede una transmisión, sólo se deben detectar señales de una determinada potencia, por otro lado, ampliamente superior a las señales a las cuales debe ser sensible el receptor en fase de transmisión de datos por otro emisor. Así, a título de ejemplo, si determinadas normas requieren que se detecte una señal de al menos 10 mV antes de transmitir, el receptor debe ser sensible, preferibilmente, a señales cuya tensión puede ser inferior a 1 mV.

Se observará, además, que al poner en práctico, al nivel del receptor 30, el protocolo de escucha de una señal de transmisión tal y como viene expuesto más arriba, es posible resolver el difícil problema de la comunicación entre un emisor y un receptor que, en una red de alimentación de corriente alterna polifásica, no son conectados a la misma fase de esta red. Se notará que es sin embargo necesario que estas distintas fases de la red estén conectadas entre sí, por ejemplo mediante condensadores de muy baja impedancia.

En particular, tal y como viene expuesto más arriba, la escucho en la red por el receptor 30 se efectúa en forma de recuento periódico durante períodos que corresponden a fracciones del tiempo de transmisión de un bit.

Así, al escoger un tiempo de transmisión de 1 bit igual a la duración de media alternancia de la señal periódica de una de las fases de alimentación de corriente alterna, en tal red de n fases, la periodicidad del recuento efectuado por el microprocesador 36 del receptor 30 viene escogida, favorablemente, igual a la duración de media alternancia dividida por n.

Así, si, antes de la transmisión de un mensaje codificado, este último viene precedido de la transmisión de un código de reconocimiento de fase, es posible, para el receptor 30, a la vista de los resultados obtenidos por el contador durante el período de transmisión de dicho código de reconocimiento, determinar la fase en la que se encuentra el emisor respecto a este receptor 30, de modo que este último pueda entonces, al conocer el desfase entre fases, sincronizarse respecto a dicho emisor 1 antes de leer el mensaje codificado transmitido.

Las figuras 3 y siguientes ilustran de modo esquemático lo que viene expuesto más arriba.

Así, si consideramos el caso de una red de alimentación de corriente alterna de tipo trifásico, viene representada en la figura 3 la evolución, en el tiempo, de la señal sinusoidal en cada una de las fases \varphi1, \varphi2, \varphi3, siendo estas, en tales condiciones, desplazadas de 1/6 de una alternancia T. Suponiendo que se trate de una red de alimentación de corriente alterna a 50 Hz y que la velocidades de transmisión escogida sea de 100 baudios, el tiempo de transmisión de un bit será de 10 milisegundos, o sea T/2.

En cuanto a la periodicidad del recuento realizado por el microprocesador 36, ésta es igual a 3,3 milisegundos, es decir, T/2 x 1/3, siendo tres el número de fases \varphi1, \varphi2, \varphi3.

Suponiendo, ahora, que el emisor transmita, antes de cada mensaje codificado, un código de reconocimiento de fase de tipo 0, 1,1, 0, el receptor 30, en cuanto a él, leerá, después del recuento:

- si está en la misma fase \varphi1, 000111111000 ;

- si la transmisión se efectúa en la fase \varphi1 y el receptor está en la fase \varphi2, este último leerá el siguiente mensaje 00111111000, por lo que le resulta fácil deducir su desfase de 3,3 milisegundos respecto al emisor;

- asimismo, si la transmisión se efectúa en la fase \varphi1 y la escucha, por lo tanto la recepción, en la fase \varphi3, el mensaje visto desde el receptor empieza de la siguiente manera 0111111000, lo que, aquí también, le permite deducir su desfase.

Finalmente, tal y como se desprende de la descripción que precede, la presente invención permite resolver, favorablemente, el problema de la transmisión de datos por corriente portadora aplicado, en particular, al control domótico de aparatos eléctricos. En efecto, un emisor o también un receptor de la tecnología expuesta más arriba resulta ser, no sólo de un precio de coste muy bajo, sino además particularmente performante en cuanto a su sensibilidad. Así, la transmisión a baja velocidad permite el uso de microprocesadores de bajo ritmo, por lo tanto de reducido consumo de energía que autoriza una alimentación simplificada. Además, esta baja velocidad de transmisión lleva a una reducción del ruido al nivel de la señal de recepción, la cual resulta por lo tanto más fácil de filtrar y de amplificar.

Volviendo a las distintas aplicaciones posibles de la presente invención, se notará que esta última conviene particularmente para el control del funcionamiento de aparatos de calefacción o también de sistemas de cierre tales como puertas, ventanas, persianas enrollables o similares. De hecho, hallará también su utilidad en el marco de la protección electrónica de acceso. Así, a título de ejemplo, una ventana puede ser provista de un sensor de efracción cualquiera que, a través de un dispositivo de transmisión según la invención, en particular un emisor, puede estar en conexión con una centralita de alarma apropiada. Si esta ventana está provista, a la vez, de un emisor y de un receptor, también puede haber un control del estado de funcionamiento del sensor, por lo tanto del estado "abierto o cerrado" de la ventana por dicha centralita. Esta última es entonces capaz de informar al usuario del mismo.

Tal y como se puede ver, la presente invención presente numerosas posibilidades y resuelve de modo ventajoso el problema expuesto.

Claims (17)

1. Emisor (1) capaz de transmitir a un receptor datos digitales en forma de señal en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna (2), caracterizado por que comporta, en combinación :

- un oscilador LC (3) conectado a la red (2) que pasa por un filtro de paso de banda de transmisión fijado en las frecuencias f1, f2 de transmisión, un amplificador (5) de amplificación operacional (6) y un transformador de adaptación (7) ;

- un circuito de control de frecuencia (8) constituido por una serie de condensadores (C1, C2, C3, C4, C5) capaces de ser seleccionados por un microprocesador (9) para, por un lado, asegurar la selección de las frecuencias de transmisión f1, f2 correspondientes a la codificación de los bits 1 ó 0 de los datos digitales a transmitir y, por otro lado, ajustar estas frecuencias de transmisión f1, f2 ;

- un circuito de recepción (10), en particular, capaz de detectar la presencia de una señal en la red (2) antes de cada transmisión.

2. Emisor según la reivindicación 1, caracterizado por que comporta un circuito de alimentación (11) constituido, principalmente, por un condensador de alimentación (12) capaz de crear un aislamiento dieléctrico, siendo este circuito de alimentación (11) también diseñado capaz de asegurar alimentaciones (13, 14) de tensiones (Ti, T2) distintas de las cuales una (13) conviene en particular para la alimentación de componentes electrónicos, tales como el microprocesador (9), mientras que la otra (14) puede ser prevista especialmente para la alimentación del amplificador (5) o también del oscilador LC (3).

3. Emisor según la reivindicación 2, caracterizado por que la alimentación (14) viene definida particularmente para permitir la alimentación del amplificador (5) a una determinada tensión, con el fin de asegurar una amplificación de la señal de transmisión a tensión constante.

4. Emisor según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la señal de transmisión viene conducida a través del circuito de recepción (10) hacia el microprocesador (9), pasando por un comparador (16) capaz de transformar una señal sinusoidal en una señal de tipo todo o nada, siendo dicho comparador (16) conectado a un contador (17) integrado a dicho microprocesador (9) y asociado a un temporizador (18), por otro lado controlado a través de un oscilador al cuarzo (15), eso para el análisis de las frecuencias f1, f2 de esta señal de transmisión y su corrección mediante la selección de los condensadores (C1, C2, C3, C4) respecto a al menos una frecuencia de referencia fi o f2 en memoria correspondiente a la codificación de un bit 0 ó 1.

5. Emisor según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el microprocesador (9) es capaz de seleccionar un condensador (C5) capaz de asegurar el salto entre una frecuencia de transmisión f1 correspondiente al código de un bit 0 ó 1 y otra frecuencia de transmisión f2 correspondiente al código del otro bit 1 ó 0 de los datos digitales a transmitir.

6. Emisor según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comporta medios de sincronización (19) de la señal de transmisión respecto al paso a cero de al menos una de las señales sinusoidales de la red de alimentación de corriente alterna (2), constituyendo estos medios, además, medios de sincronización del temporizador (18) asociado con el contador (17) del microprocesador (9) a este mismo paso a cero de dicha señal en la red (2).

7. Emisor según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que la velocidad de transmisión viene elegida de modo que un bit venga transmitido, en modulación de frecuencia, en un tiempo que corresponde a media alternancia de al menos una de las señales sinusoidales de la red de alimentación de corriente alterna (2), mientras que venga efectuado un recuento por medio del contador (17) del microprocesador según una periodicidad al máximo igual a esta media alternancia de dicha señal sinusoidal de la red de alimentación de corriente alterna (2).

8. Receptor capaz de descodificar, en forma digital, una señal transmitida en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna, que comporta un filtro amplificador de paso de banda de recepción (31) fijado en las frecuencias f1, f2 de la señal transmitida y capaz de atenuar las frecuencias parásitas, en particular de la red de alimentación de corriente alterna y de amplificar dichas frecuencias fi y f2 de la señal transmitida, caracterizado por que comporta también un comparador (35) integrado a un microprocesador (36) y conectado a un contador (37) pilotado por un temporizador (38) controlado a través de un oscilador al cuarzo (39)para la transformación de la señal recibida en modulación de frecuencia en datos digitales.

9. Receptor según la reivindicación 8, caracterizado por que el filtro amplificador (31) está previsto capaz de soportar sobretensiones, en particular a través de un montaje en serie de un condensador (32) y de una resistencia (33), siendo esta última destinada a limitar la corriente, siendo este filtro amplificador (31) constituido por otro lado de al menos un primer filtro pasivo R, serie L y C paralelas (35), seguido de uno o varios niveles de filtros activos, en particular de inversor de tipo CMOS en régimen linear.

10. Receptor según la reivindicación 9, caracterizado por que el filtro amplificador (31) viene completado también con un segundo filtro pasivo L y C paralelas (41) de alta impedancia bajo la influencia de una señal de frecuencia f1 y f2 y de baja impedancia en continuo, con el fin de detectar una señal de baja tensión.

11. Receptor según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que comporta medios de sincronización (40) del temporizador (38) del microprocesador (36) que aseguran el control del contador (37), eso respecto al paso a cero de al menos una de las señales sinusoidales de la red de alimentación de corriente alterna (2) con el fin de recibir y de descodificar una señal transmitida por un emisor también de modo sincrono respecto al paso a cero de al menos una de estas señales sinusoidales de dicha red (2).

12. Receptor según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado por que comporta un circuito de alimentación (42) conectado a la red (2) y constituido, principalmente, por una impedancia de caída, una resistencia o un condensador.

13. Dispositivo de transmisión de comando por corriente portadora que comporta un emisor (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y un receptor (30) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12.

14. Aplicación de un dispositivo de transmisión de comando por corriente portadora según la reivindicación 13 al control domótica de aparatos eléctricos, tales como aparatos de calefacción, sistemas de cierre, por ejemplo persianas enrollables, o también sistemas de protección electrónicos de acceso.

15. Protocolo para la transmisión y la recepción por corriente portadora de datos digitales por medio de una señal en modulación de frecuencia en una red de alimentación de corriente alterna polifásica, caracterizado por que :

- el tiempo de transmisión de 1 bit en modulación de frecuencia es igual al tiempo de media alternancia de la señal periódica sinusoidal de una de las fases de dicha red de alimentación de corriente alterna, siendo dicha señal de transmisión, además, sincronizada al paso a cero de la señal periódica de una de dichas fases ;

- a la recepción de la señal en modulación de frecuencia, esta última es transformada en señal de tipo todo o nada a través de un comparador con el cual es asociado un contador controlado por un temporizador para la ejecución del recuento sincronizado con el paso a cero de al menos una de las señales periódicas de la red de alimentación de corriente alterna, siendo la periodicidad del recuento escogida igual al tiempo de transmisión de un bit en modulación de frecuencia dividido por (n), siendo (n) igual al número de fases ((\varphi1, \varphi2, \varphi3) de la red ;

- antes de cada transmisión de un mensaje codificado viene transmitido, por el emisor hacia el receptor, un código de reconocimiento de fases.

16. Protocolo según la reivindicación 15, caracterizado por que en una red de alimentación de corriente alterna a 50 Hz se escoge una velocidad de transmisión de 100 baudios, o sea un tiempo de transmisión de un bit igual a 10 milisegundos que resulta en una periodicidad de recuento igual a 10 milisegundos divididos por tres.

17. Aparato eléctrico, tal como una persiana enrollable o dispositivo de calefacción eléctrico, caracterizado por que comporta un dispositivo de transmisión según la reivindicación 13.