ES2219151A1 - Dispositivo para el funcionamiento de por lo menos un aparato consumidor electrico. - Google Patents
Dispositivo para el funcionamiento de por lo menos un aparato consumidor electrico.Info
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Abstract
Dispositivo para vigilar el funcionamiento del microcontrolador de aparatos eléctricos. La invención se refiere a un dispositivo para vigilar el funcionamiento del microcontrolador (10) de uno o varios aparatos eléctricos (5). El control o vigilancia del funcionamiento se realiza mediante un dispositivo (6) al que llegan las señales periódicas que envía el microcontrolador (10) en modo de funcionamiento correcto. En caso de fallo del microcontrolador, las señales que éste envía al circuito de vigilancia cesan, de modo que el circuito de vigilancia desconecta y conecta intermitentemente la tensión de alimentación (3) del microcontrolador (10) hasta que éste genera de nuevo las señales periódicas de control que indican que el funcionamiento es correcto.
Description
Dispositivo para vigilar el funcionamiento del
microcontrolador de aparatos eléctricos.
La invención se refiere a un dispositivo para el
funcionamiento controlado por microcontrolador (\muC) de por lo
menos un aparato consumidor eléctrico. En todos aquellos casos, en
los que tenga una gran importancia la fiabilidad y la seguridad,
como por ejemplo en circuitos de mando en automóviles, es necesario
realizar una vigilancia del funcionamiento correcto del
microcontrolador (desarrollo del programa). Con este fin,
determinados microcontroladores tienen una salida de control a la
que llegan señales periódicas de control en caso de funcionamiento
correcto y sin fallos del microcontrolador. La presencia de estas
señales de control puede ser comprobada por un circuito de
vigilancia (un circuito denominado detector automático de fallos).
Si no llegan señales de control, porque el microcontrolador por
ejemplo se ha quedado "colgado" en un punto del desarrollo de
su programa, esto es detectado por el circuito de vigilancia y se
envía una señal de reposición o "reset" a la entrada de reset
del microcontrolador. El impulso de reset hace que el
microcontrolador salte automáticamente a una dirección de nueva
puesta en marcha del programa que se desea realizar.
Sin embargo, los microcontroladores con una
entrada de reset independiente son caros, en comparación con
microcontroladores sin entrada de reset, de manera que no se suele
utilizar este tipo de microcontroladores en determinadas
aplicaciones, que requieran una solución muy económica.
El objeto de la presente invención es crear un
dispositivo para el funcionamiento controlado por microcontrolador
(\muC) de por lo menos un aparato consumidor eléctrico, que
permita realizar de forma económica y fiable la vigilancia y la
reposición del microcontrolador.
Este objeto se soluciona, según la presente
invención, haciendo que la salida de control sea conducida hasta un
circuito de vigilancia, que, al fallar las señales de control,
interrumpa por lo menos una vez la entrada de la tensión de
alimentación para el microcontrolador y la vuelva a conectar otra
vez. De este modo, mediante la nueva conexión se realiza
automáticamente la reposición de la corriente
(power-on-reset), de manera que el
microcontrolador queda en disposición de poner de nuevo en marcha
una dirección de reiniciación. Si la reposición de la corriente
realizada de este modo ha sido correcta y a continuación el
microcontrolador trabaja correctamente, también las señales de
control serán generadas periódicamente en la forma correcta. En este
caso la tensión de alimentación pasa constantemente al
microcontrolador a través del circuito de vigilancia. Sin embargo,
en el caso de que la primera reposición de la corriente no haya sido
realizada correctamente dentro de un tiempo determinado, el circuito
de vigilancia desconectará y volverá a conectar periódicamente otra
vez la tensión de alimentación, hasta que el microcontrolador genere
otra vez en su salida de control las señales periódicas de control.
Durante un ciclo de desconexiones y conexiones de este tipo, el
tiempo durante el que está conectada la tensión de alimentación es
por lo menos tan largo como el tiempo que necesita el
microcontrolador para la realización de una reposición de la
conexión de corriente después de la conexión de la tensión de
alimentación, con el fin de que el microcontrolador tenga también
tiempo suficiente para realizar la reposición de la corriente y le
pueda indicar al circuito de vigilancia, por medio de la generación
de señales periódicas de control, que trabaja otra vez sin
fallos.
En el caso de que no se consiga un nuevo arranque
correcto y un desarrollo normal del programa del microcontrolador
tampoco después de una reposición de la corriente, se conectará y
desconectará periódicamente la tensión de alimentación. En caso de
que en el momento del fallo del microcontrolador estuviera conectada
la activación del aparato consumidor eléctrico por medio del
microcontrolador, por ejemplo haciendo que llegue un nivel alto a
una salida de señal de mando para un excitador, que en este estado
realiza la conexión de la tensión de servicio para el aparato
consumidor, cuando se produce la conexión y la desconexión periódica
de la tensión de alimentación para el microcontrolador se conecta y
se desconecta también respectivamente el aparato consumidor. En caso
de que el aparato consumidor sea un elemento óptico o acústico (por
ejemplo, una lámpara de alumbrado en el interior de un automóvil),
se le indica al usuario mediante una señal el funcionamiento
defectuoso del dispositivo. En este caso, es ventajoso además elegir
el tiempo de desconexión en el ciclo de desconexiones y conexiones
de manera que sea más largo que el tiempo de conexión, puesto que de
este modo se reduce claramente el consumo de energía, lo cual es muy
importante, en especial al instalar dispositivos para el
funcionamiento de aparatos consumidores eléctricos en un automóvil,
puesto que allí se tiene que evitar que se produzca una descarga de
la batería del vehículo. Con un tiempo de ciclo de por ejemplo 2
segundos, se puede seleccionar por ejemplo un tiempo de conexión de
0,5 segundos y un tiempo de desconexión de 1,5 segundos. Mediante el
encendido intermitente de la lámpara de alumbrado del interior del
vehículo, se le indica al conductor del vehículo de este modo con
seguridad la existencia de un fallo de funcionamiento, mientras que
por otra parte, gracias a los tiempos de desconexión relativamente
largos, se ahorra corriente y por lo tanto no se consume
batería.
A continuación se describe más detalladamente la
invención por medio de los dibujos adjuntos, en los que se
muestran:
en la figura 1 una representación esquemática del
dispositivo con microcontrolador y circuito de vigilancia;
en la figura 2 la representación de un
dispositivo, en el que el circuito de vigilancia está formado por un
multivibrador con circuito de diferenciación instalado delante del
mismo;
en la figura 3 la representación de un
dispositivo, en el que el circuito de vigilancia está formado por un
circuito de control, un generador de impulsos de ciclos o de ritmo y
una puerta lógica.
En la figura 1 se muestra, como dispositivo para
el funcionamiento controlado por microcontrolador (\muC) (10) de
por lo menos un aparato consumidor eléctrico (5), la forma de
activación para la lámpara de alumbrado del interior de un automóvil
a título de ejemplo. Un dispositivo de esta clase puede formar parte
de una unidad de elementos de mando situada en el techo del
vehículo. El dispositivo consta de un microcontrolador (\muC)
(10), que, a través de una salida de mando, por ejemplo con un nivel
alto, activa un excitador (4) que luego a su vez conecta la tensión
de la red de a bordo (2) del vehículo a la lámpara de alumbrado del
espacio interior. La alimentación de corriente del microcontrolador
(10) se realiza a través de un regulador de tensión (3), que genera
la tensión necesaria (por ejemplo, de 5 V) para el funcionamiento
del microcontrolador (10) a partir de la tensión de la red de a
bordo (2) del vehículo (por ejemplo, de 12 V). Para ello, la tensión
de alimentación generada por el regulador de tensión (3) es
conducida hasta el microcontrolador (10) a través de un elemento de
conexión (1), que es conectado y desconectado por el circuito de
vigilancia (6)en caso de fallo de las señales del detector
automático de fallos (7). El elemento de conexión (1) está
configurado preferentemente como interruptor de semiconductor en
forma de transistor.
En la figura 2 se muestra un dispositivo
controlado por microcontrolador (\muC) (10), en el que el circuito
de vigilancia está formado por un circuito diferenciador (8) con
diodo (D) instalado a continuación y con un multivibrador (9). La
duración de las vibraciones del multivibrador (9) está determinada
aquí en lo esencial por la constante de tiempo del elemento de
resistencia-condensador (RC) en la entrada inversora
del amplificador operacional (OP). En caso de funcionamiento
correcto del microcontrolador (10), éste envía señales periódicas
del detector automático de fallos (7), que son transformadas por el
circuito diferenciador (8) y por el diodo instalado a continuación
del mismo en puntas positivas de tensión, que ocasionan una carga
del condensador (C) en la entrada inversora del amplificador
operacional y de este modo impiden que la tensión en la entrada
inversora quede por debajo del nivel de impulso activador para
iniciar la operación de basculado. En este caso la salida del
multivibrador (9) es permanentemente "baja", con lo cual se
conecta el elemento de conexión (1) y el microcontrolador (10) es
alimentado constantemente con tensión de alimentación.
En caso de que no lleguen señales periódicas del
detector automático de fallos (7), tampoco se produce la carga del
condensador en la entrada inversora del amplificador operacional.
Más bien, a través del circuito diferenciador (8) y del diodo tiene
lugar un desacoplamiento de la entrada inversora del amplificador
operacional desde la salida del detector automático de fallos del
microcontrolador (10), y un desacoplamiento de la masa. En este
estado, el multivibrador (9) trabaja efectivamente como circuito
basculador (circuito generador de impulsos de ciclos), cuya salida
se utiliza como señal de ciclo (11) para el elemento de conexión
(1).
En la figura 3 se muestra un dispositivo
controlado mediante microcontrolador (\muC) (10), en el que el
circuito de vigilancia está formado por un circuito de control (14)
para las señales del detector automático de fallos (7), un generador
de impulsos de ciclos (13) y una puerta lógica "Y" (AND) (12).
Las salidas del circuito de control (14) y del generador de impulsos
de ciclos (13) están conectadas a las entradas de la puerta "Y"
(12). La salida de la puerta "Y" (12) sirve para la conexión
del elemento de conexión (1). Cuando llegan las señales periódicas
del detector automático de fallos (7), el circuito de control (14)
genera en su salida un "0" lógico. De este modo queda bloqueada
la señal del generador de impulsos de ciclos (13) y en la salida de
la puerta "Y" se dispone permanentemente de un nivel
"bajo", que realiza la conexión del elemento de conexión (1).
Cuando no llegan las señales periódicas del detector automático de
fallos (7), el circuito de control (14) genera en su salida un
"1" lógico. De este modo, la señal del generador de impulsos de
ciclos (13) es transmitida, a través de la puerta "Y" (12)
hasta el elemento de conexión (1), de manera que este último se
conecta y se desconecta periódicamente con el ritmo marcado por el
generador de ciclos(13).
Claims (8)
1. Dispositivo para el funcionamiento de por lo
menos un aparato consumidor eléctrico, realizándose este
funcionamiento en forma controlada a través de un microcontrolador,
que genera señales periódicas de control en una salida de control en
caso de funcionamiento sin fallos, caracterizado porque la
salida de control es conducida hasta un circuito de vigilancia, que,
en caso de fallo de las señales de control, interrumpe por lo menos
una vez y vuelve a conectar de nuevo la alimentación de la tensión
de alimentación para el microcontrolador.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la tensión de alimentación es
desconectada y conectada otra vez periódicamente hasta que el
microcontrolador genere otra vez en su salida de control las señales
periódicas de control.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque el tiempo de conexión en un ciclo de
desconexión y conexión para la tensión de alimentación es por lo
menos tan largo como el tiempo que necesita el microcontrolador para
realizar una reposición de la corriente después de la conexión de la
tensión de alimentación.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque el tiempo de desconexión en un ciclo de
desconexión y conexión para la tensión de alimentación es más largo
que el tiempo de conexión.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
2 a 4, caracterizado porque el circuito de vigilancia tiene
un multivibrador (basculador inestable), cuya señal de salida es
conmutada periódicamente en forma automática entre un primer estado
(bajo) y un segundo estado (alto), de manera que:
la señal de salida es mantenida en situación
estable en el primer estado por medio de otro circuito, cuando el
microcontrolador genera señales de control periódicas en su salida
de control;
la señal de salida en el primer estado conecta la
tensión de alimentación al microcontrolador;
la señal de salida en el segundo estado
interrumpe la tensión de alimentación al microcontrolador.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque el otro circuito, que impide el
basculado del multivibrador, es un circuito diferenciador con diodo
instalado a continuación.
7. Dispositivo según las reivindicaciones 4 ó 5,
caracterizado porque la señal de salida del multivibrador es
conducida por medio de un transistor como elemento de conexión, para
la conexión y la desconexión de la tensión de alimentación.
8. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el circuito de vigilancia tiene un
circuito de control, hasta el que son conducidas las señales de
control del microcontrolador, y un generador de impulsos de ciclos,
de manera que:
el circuito de control controla permanentemente a
través de una puerta lógica el elemento de conexión para la tensión
de alimentación del microcontrolador, cuando el microcontrolador
genera señales periódicas de control en su salida de control;
el circuito de control transmite a través de la
puerta lógica las señales de ciclos del generador de impulsos de
ciclos al elemento de conexión, para conectar y desconectar
periódicamente la tensión de alimentación para el microcontrolador,
cuando el microcontrolador no genera señales periódicas de control
en su salida de control.
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|---|---|---|---|
| DE10055042 | 2000-11-07 | ||
| DE2000155042 DE10055042A1 (de) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | Einrichtung für den Betrieb von mindestens einem elektrischen Verbraucher |
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Effective date: 20100312 |