IT201800006612A1 - Sistema per trasferimento di energia e scambio dati tra dispositivi elettronici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo:

“SISTEMA PER TRASFERIMENTO DI ENERGIA E SCAMBIO DATI TRA

DISPOSITIVI ELETTRONICI”

CAMPO TECNICO

La presente invenzione riguarda il settore dell’elettronica. Più in particolare, soluzioni in accordo con forme di realizzazione della presente invenzione si riferiscono a sistemi per il trasferimento di energia tra dispositivi senza contatto elettrico, o wireless, con funzionalità adatte a consentire anche uno scambio di dati tra tali dispositivi.

TECNICA PREESISTENTE

L’ampia diffusione di dispositivi elettronici portatili e stazionari ha portato alla crescente necessità di sistemi di trasferimento di energia che permettano un’alimentazione o una ricarica rapida, affidabile e pratica degli stessi. Tra le possibili modalità di alimentazione, una particolarmente comoda e versatile risulta essere l’alimentazione wireless, la quale non necessita di collegamento elettrico fisico per trasferire energia da una sorgente ad un dispositivo utilizzatore. In aggiunta, il numero di tali dispositivi, utilizzati nelle industrie di prodotti o di processo, nei veicoli o realizzati direttamente nella forma di beni di consumo in possesso di un singolo utente o gruppo di utenti e la crescente tendenza alla condivisione di dati e interfacciamento tra dispositivi elettronici – anche per via dello sviluppo della tecnologia IoT – ha portato a un ampio sviluppo di sistemi di scambio dati wireless tra dispositivi elettronici di differenti tecnologie e con differenti scopi.

Ad esempio, i dispositivi che possono avere necessità di ricevere energia elettrica e/o scambiare dati comprendono dispositivi per il mercato consumer quali telefoni cellulari, smartphone, tablet, computer fissi e laptop, sistemi di archiviazione, NAS, modem, router, switch, access point, sistemi di puntamento, tastiere, lettori di libri elettronici, videocamere, fotocamere, navigatori satellitari, televisori tradizionali o smart, lettori di dispositivi ottici o magnetici, ecc. Anche dispositivi quali elettrodomestici, termostati, sistemi di illuminazione e più in generale sistemi di domotica possono necessitare o trarre giovamento da un trasferimento di energia e scambio dati di tipo wireless. Analogamente, apparecchiature specifiche, come sensori ed attuatori posti in ambienti ostili in apparati industriali o in veicoli – ad esempio sensori di pressione, di temperatura, di accelerazione, deformazione, bottoni, schermi, ecc. –, così come apparati biomedicali – ad esempio pacemakers, infusori, defibrillatori impiantabili, ecc. – possono ottenere prestazioni, funzionalità ed efficienza migliorati implementando sistemi per il trasferimento di energia e lo scambio di dati di tipo wireless.

Il trasferimento di potenza elettrica tramite sistemi di trasmissione dell’energia wireless è noto nella tecnica. Tali sistemi sono tipicamente basati sull’accoppiamento induttivo o capacitivo tra un circuito primario – o di trasmissione – e un circuito secondario – o di ricezione –, con il circuito primario integrato in un dispositivo alimentatore o basato su batteria e il circuito secondario integrato in un dispositivo utilizzatore da alimentare/ricaricare, il quale è separato e indipendente dal dispositivo alimentatore.

Per quanto riguarda lo scambio di dati, le soluzioni tipicamente implementate nei sistemi noti sfruttano connessioni wireless in radiofrequenza (ad esempio, Wi-Fi, Bluetooth, RF, NFC, RFID, Zigbee, UWB, CWUSB, WiMAX o altre), con differenti prestazioni in termini di distanza coperta, costo, consumi e banda passante. Tuttavia, tali soluzioni richiedono una porzione circuitale adatta alla ricetrasmissione secondo lo standard di trasmissione selezionato, aggiuntiva rispetto alla porzione circuitale dedicata al trasferimento wireless di potenza. Inoltre, il trasferimento di informazioni implementato può subire interferenze o interferire con il trasferimento simultaneo di energia elettrica.

Altre soluzioni note impiegano i sistemi di trasmissione di energia wireless, in particolare quelli basati su accoppiamento induttivo, per scambiare dati contemporaneamente al trasferimento di energia o nei momenti in cui il trasferimento di energia non avviene, sfruttando il circuito induttivo sia per il trasferimento di potenza che per il trasferimento dati. Metodologie note di scambio dati mediante accoppiamento induttivo consistono nella modulazione in frequenza della portante di potenza – anche detta frequency shifting – utile in particolare per trasmettere dati dal sistema di trasmissione della potenza al sistema di ricezione, e nella modulazione di ampiezza ottenuta tramite variazioni del carico apparente, collegando e scollegando in funzione dei bit da trasmettere dei carichi – tipicamente capacitivi o resistivi – posti in parallelo al carico di potenza o allo stadio di conversione di potenza, risultando questa tecnica particolarmente utile per trasmettere dati dal circuito secondario al circuito primario.

In questo modo, è tipicamente possibile trasferire semplici informazioni, ovvero un numero limitato di dati nell’unità temporale, ad esempio, informazioni su stato di carica e/o alimentazione, numero/i di identificazione dei dispositivi compresi nel sistema, informazioni per avviare/interrompere/regolare la carica e/o l’alimentazione. È anche possibile lo scambio di informazioni più complesse come dati utente trasferiti da secondario a primario e viceversa, utili ad esempio per effettuare copie di backup dei dati, identificazioni, scambio di contenuti multimediali, pagamenti, invio di messaggi, aggiornamenti software, eccetera.

Uno dei principali inconvenienti di questi sistemi di tipo noto è dato soprattutto dal dimensionamento delle induttanze di trasmissione e/o ricezione. Infatti, per trasmettere sufficiente potenza alle frequenze tipiche di funzionamento tali elementi hanno un elevato valore induttivo, cosa che comporta una banda passante associata estremamente ridotta che si riflette in basse prestazioni di scambio dati (ossia bit rate particolarmente bassi, spesso inferiori a qualche kbps). Questo risulta in uno svantaggio particolarmente penalizzante nel caso del trasferimento di dati utente di grandi dimensioni – in generale nell’ordine dei MB o GB – i quali richiedono tempistiche prolungate o non praticabili.

Uno scopo della presente invenzione è quello di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota, nell’ambito di una soluzione semplice, razionale e dal costo contenuto, mantenendone i vantaggi relativi ad uno scambio dati di prossimità.

In particolare, uno scopo della presente invenzione è di fornire un sistema in grado di effettuare un trasferimento di energia e uno scambio dati contemporanei e indipendenti tra loro.

Tali scopi sono raggiunti dalle caratteristiche dell’invenzione riportate nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti delineano aspetti preferiti e/o particolarmente vantaggiosi dell’invenzione.

ESPOSIZIONE DELL’INVENZIONE

L’invenzione rende disponibile un sistema per il trasferimento di energia elettrica e dati comprendente un circuito primario e un circuito secondario. Il circuito primario comprende: un modulo sorgente di energia elettrica; un elemento induttivo primario connesso al modulo sorgente; un modulo ricetrasmettitore primario configurato per codificare dati in segnali elettromagnetici e decodificare segnali elettromagnetici in dati, e una coppia di armature (elettricamente conduttive) di ricetrasmissione primarie connesse al modulo ricetrasmettitore primario. Il circuito secondario comprende: un modulo di conversione di energia elettrica; un elemento induttivo secondario connesso al modulo di conversione; un modulo ricetrasmettitore secondario configurato per codificare dati in segnali elettromagnetici e decodificare segnali elettromagnetici in dati, e una coppia di armature (elettricamente conduttive) di ricetrasmissione secondarie connesse al modulo ricetrasmettitore secondario. L’elemento induttivo primario e l’elemento induttivo secondario sono configurati per accoppiarsi induttivamente tra loro, consentendo un trasferimento di energia elettrica dal modulo sorgente al modulo di conversione. Inoltre, ciascuna coppia di armature di ricetrasmissione primarie è configurata per accoppiarsi capacitivamente a una rispettiva coppia di armature di ricetrasmissione secondarie, consentendo uno scambio di dati tra il modulo ricetrasmettitore primario e il modulo ricetrasmettitore secondario.

Grazie a tale soluzione, è possibile trasferire energia dal circuito primario al circuito secondario e al contempo scambiare dati in entrambe le direzioni attraverso due canali fisici distinti e indipendenti tra loro, in modo economico ed efficiente. Inoltre, il trasferimento energetico e lo scambio dati possono essere ottimizzati senza influire negativamente l’uno sull’altro. In particolare, la banda passante per lo scambio dati per via capacitiva può essere impostata grande sostanzialmente a piacere in virtù delle proprietà fisiche del canale capacitivo, senza intaccare l’efficienza del trasferimento di energia e senza modifiche agli standard esistenti.

In una forma di realizzazione, almeno una prima armatura di ricetrasmissione primaria è definita da una porzione circuitale primaria, e almeno una corrispondente prima armatura di ricetrasmissione secondaria è definita da una porzione circuitale secondaria. Preferibilmente, detta porzione circuitale primaria e detta porzione circuitale secondaria sono configurate per accoppiarsi tra loro definendo un condensatore di predeterminata capacità.

In tal modo, è possibile realizzare un condensatore di capacità desiderata tramite l’impiego di porzioni dei circuiti primario e secondario aventi già una funzione principale. Questo permette quindi di ottenere un trasferimento dati di tipo capacitivo con un sistema avente una struttura compatta e un impiego contenuto di componenti.

In una forma di realizzazione, ciascuno di detti elementi induttivo primario ed elemento induttivo secondario comprende una coppia di terminali di connessione. Preferibilmente, detta porzione circuitale primaria comprende una porzione dell’elemento induttivo primario prossimale a uno dei terminali di connessione di detto elemento induttivo primario. Inoltre, detta porzione circuitale secondaria comprende una porzione dell’elemento induttivo secondario prossima a uno dei terminali di connessione di detto elemento induttivo secondario.

In questo modo è possibile ottenere una struttura particolarmente compatta. In particolare, l’accoppiamento sia induttivo sia capacitivo avviene accostando tra loro una sola rispettiva porzione del circuito primario e del circuito secondario.

In una forma di realizzazione, il modulo ricetrasmettitore primario è connesso a un terminale di connessione dell’elemento induttivo primario e il modulo ricetrasmettitore secondario è connesso ad un terminale di connessione dell’elemento induttivo secondario.

Grazie a tale soluzione è possibile utilizzare l’elemento induttivo di ciascun circuito anche per lo scambio dati capacitivo e in modo indipendente dalla trasmissione di energia induttiva per mezzo di un semplice layout circuitale.

In una forma di realizzazione, detta porzione circuitale primaria comprende una porzione di un primo involucro che accoglie il circuito primario e detta porzione circuitale secondaria comprende una porzione di un secondo involucro che accoglie il circuito secondario. Vantaggiosamente, dette porzioni del primo e del secondo involucro essendo in materiale conduttivo.

In aggiunta o alternativa, la porzione circuitale primaria comprende un elemento di schermatura delle interferenze elettromagnetiche del circuito primario e detta porzione circuitale secondaria comprende un elemento di schermatura delle interferenze elettromagnetiche del circuito secondario.

In aggiunta o in alternativa, la porzione circuitale primaria comprende un piano di massa del circuito primario e la porzione circuitale secondaria comprende un piano di massa del circuito secondario.

Come ulteriore aggiunta o alternativa, una tra la porzione circuitale primaria e la porzione circuitale secondaria comprende una schermatura interposta tra l’elemento induttivo primario e l’elemento induttivo secondario.

Grazie a tali soluzioni, è possibile utilizzare uno o più elementi strutturale/circuitali del circuito primario e del circuito secondario e/o dei rispettivi dispositivi che li contengono come armatura – o porzione di armatura – per effettuare un accoppiamento capacitivo per consentire lo scambio di dati.

In una forma di realizzazione, una seconda armatura di ricetrasmissione primaria è definita da una ulteriore porzione circuitale primaria, e in cui una seconda armatura di ricetrasmissione secondaria è definita da una ulteriore porzione circuitale secondaria. Preferibilmente, l’ulteriore porzione circuitale primaria e l’ulteriore porzione circuitale secondaria sono configurate per interagire tra loro definendo un ulteriore condensatore di predeterminata capacità.

In questo modo è possibile dotare entrambi i circuiti primario e secondario di una coppia di armature distinte tra loro e adatte a effettuare un accoppiamento capacitivo che consenta uno scambio dati efficiente tra tali circuiti.

In una forma di realizzazione, almeno una armatura di ricetrasmissione primaria comprende un elemento conduttivo posto all’interno di una regione delimitata dall’elemento induttivo primario e almeno una armatura di ricetrasmissione secondaria comprende un elemento conduttivo posto all’interno di una regione delimitata dall’elemento induttivo secondario.

Preferibilmente ma non necessariamente, questa forma di realizzazione prevede che ciascun elemento induttivo primario e secondario possa essere formato da una struttura planare e, analogamente, che gli elementi conduttivi di detta almeno una armatura di ricetrasmissione primaria e di detta almeno una armatura di ricezione secondaria possano anch’essi essere planari.

Grazie a tale soluzione è possibile dotare il sistema di armature dedicate per accoppiamento capacitivo estremamente compatto ed efficiente.

In una forma di realizzazione, ciascuna armatura di ricetrasmissione primaria comprende un rispettivo elemento conduttivo, ad esempio planare, posizionato all’interno della regione delimitata dall’elemento induttivo primario e ciascuna armatura di ricetrasmissione secondaria comprende un rispettivo elemento conduttivo, ad esempio planare, posizionato all’interno della regione delimitata dall’elemento induttivo secondario.

In questo modo, si ottiene una struttura ancora più compatta rispetto al caso precedente.

In una forma di realizzazione, ciascuna armatura di ricetrasmissione primaria e secondaria comprende uno o più elementi conduttivi, ad esempio planari, posizionati secondo una disposizione selezionata tra: concentrica; a scacchiera e affiancata.

Grazie a tale soluzione si ottiene un accoppiamento capacitivo dotato di ampia libertà rotazionale o traslazionale, ossia sostanzialmente indipendente da un orientamento relativo tra il circuito primario e il circuito secondario.

In una forma di realizzazione, ciascun elemento conduttivo, ad esempio planare, ha una forma ad anello aperto.

Grazie a tale soluzione è possibile abbattere, o al limite minimizzare, correnti parassite dovute all’effetto del campo magnetico che permea questi elementi conduttivi planari, migliorando le prestazioni del sistema.

In una forma di realizzazione, nel caso di elementi conduttivi, ad esempio planari, disposti in maniera concentrica, a scacchiera, affiancata, ad anelli aperti ed altre disposizioni che combinino questi elementi, ciascun elemento conduttivo, ad esempio planare, può essere realizzato in modo economico con tecniche di produzione standard di circuiti stampati che permettono di ottenere spessori nell’ordine dei decimi o centesimi di millimetro.

Tali dimensioni permettono di ottenere armature capacitive e elementi induttivi tali da garantire accoppiamenti capacitivo e induttivo, rispettivamente, efficiente e al contempo in grado di annullare, o almeno attenuare, l’insorgere di effetti parassiti negativi dovuti alla interazione tra la componente di potenza e quella dati.

Un ulteriore aspetto dell’invenzione rende disponibile un sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il circuito primario è incorporato in un primo dispositivo elettronico e il circuito secondario è incorporato in un secondo dispositivo elettronico. Preferibilmente, il secondo dispositivo elettronico è separato e spostabile rispetto al primo dispositivo elettronico.

In una forma di realizzazione, il primo dispositivo elettronico comprende almeno un modulo di elaborazione primario connesso al modulo ricetrasmettitore primario e configurato per scambiare dati in formato binario con lo stesso. Inoltre, il secondo dispositivo elettronico comprende un modulo di elaborazione secondario connesso al modulo ricetrasmettitore secondario e configurato per scambiare dati in formato binario con lo stesso.

In questo modo il sistema permette di trasmettere dati elaborati dal modulo di elaborazione in modo rapido ed affidabile.

In una forma di realizzazione, il primo dispositivo comprende un canale di comunicazione primario connesso al modulo ricetrasmettitore primario per scambiare allo stesso dati codificati secondo lo standard del canale di comunicazione. Inoltre, il secondo dispositivo elettronico comprende un canale di comunicazione secondario connesso al modulo ricetrasmettitore primario per scambiare allo stesso dati codificati secondo lo standard del canale di comunicazione. Vantaggiosamente, il canale di comunicazione primario e il canale di comunicazione secondario appartenendo a una medesima tecnologia selezionata tra: USB, I2C, SPI, PCI Express, HDMI, Display Port, Ethernet, CAN, LIN, Flexray o altro bus di comunicazione standard.

Grazie a tale soluzione la trasmissione dati attraverso l’accoppiamento capacitivo crea un cablaggio virtuale che connette le due porzioni di canale di comunicazione fornite in dispositivi elettronici distinti e indipendenti tra loro.

Un differente aspetto della presente invenzione riguarda un metodo per lo scambio di dati full duplex attraverso il sistema di cui sopra. In particolare, il metodo comprende: ricevere, al modulo di trasmissione primario o al modulo di ricetrasmissione secondario, un primo dato binario da trasmettere al modulo di trasmissione secondario o al modulo di ricetrasmissione primario, rispettivamente; ricevere, al modulo di trasmissione primario o al modulo di ricetrasmissione secondario, un secondo dato binario trasmesso dal modulo di trasmissione secondario o dal modulo di ricetrasmissione primario, rispettivamente, attraverso l’accoppiamento capacitivo tra le armature di ricetrasmissione primarie e le rispettive armature di ricetrasmissione secondarie, e generare un segnale multilivello avente: un primo valore di tensione, nel caso entrambi il primo dato binario e il secondo dato binario rappresentino un valore logico 0, un secondo valore di tensione, nel caso il primo dato binario e il secondo dato binario rappresentino valori logici differenti, o un terzo valore di tensione, nel caso entrambi il primo dato binario e il secondo dato binario rappresentino un valore logico 1.

In questo modo è possibile gestire uno scambio di dati full duplex utilizzando un singolo accoppiamento capacitivo sia per la trasmissione sia per la ricezione dei dati.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate.

La Figura 1 è uno schema a blocchi di un sistema per trasferimento di energia e lo scambio di dati secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Le Figure 2A – 2D sono rappresentazioni schematiche degli elementi induttivi e di armature capacitive circoscritte dagli stessi secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

Le Figure 3A e 3B sono rappresentazioni schematiche degli elementi induttivi e di armature capacitive circoscritte dagli stessi secondo una differente forma di realizzazione della presente invenzione.

La Figura 4A è uno schema a blocchi di un circuito primario e di un circuito secondario del sistema secondo un’altra forma di realizzazione della presente invenzione.

La Figura 4B è una rappresentazione schematica di un elemento induttivo implementato nel circuito primario di Figura 4A

La Figura 5 è uno schema a blocchi di un di un circuito primario e di un circuito secondario alternativo rispetto alla Figura 4A

Le Figure 6A e 6B sono rispettivi schemi a blocchi di un circuito primario e di un circuito secondario in cui una porzione circuitale di un primo dispositivo e di un secondo dispositivo del sistema sono utilizzate come armature di accoppiamento secondo due forme di realizzazione aggiuntive della presente invenzione.

Le Figure 7A e 7B sono rispettivi schemi a blocchi di un circuito primario e di un circuito secondario in cui un elemento di schermatura è utilizzato come armatura di accoppiamento secondo due ulteriori forme di realizzazione della presente invenzione.

MODO MIGLIORE PER ATTUARE L’INVENZIONE

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 un sistema per il trasferimento di energia elettrica e dati secondo forme di realizzazione della presente invenzione.

Il sistema 1 comprende un circuito primario 10 e un circuito secondario 20. I circuiti 10 e 20 sono fisicamente separati e indipendenti tra loro. In particolare, il circuito primario 10 è adatto a trasferire energia elettrica e scambiare dati con il circuito secondario 20 senza una connessione elettrica diretta tra i due circuiti. Ad esempio, il circuito primario 10 può essere compreso in un primo dispositivo elettronico 30 stazionario, come una docking station, mentre il circuito secondario 20 può essere compreso in un secondo dispositivo elettronico 40 portatile come un telefono cellulare, uno smartphone, un tablet, un personal computer, una foto/videocamera, ecc.

Nel seguito gli aggettivi primario/i o primaria/e sono utilizzati per indicare l’appartenenza al circuito primario 10 dell’elemento cui sono riferiti. Analogamente, gli aggettivi secondario/i o secondaria/e sono utilizzati per indicare l’appartenenza al circuito secondario 20 dell’elemento cui sono riferiti.

In una prima forma di realizzazione, il circuito primario 10 comprende un modulo sorgente di energia elettrica – indicato come modulo sorgente 11 nel seguito –, un elemento induttivo primario 12 – ad esempio un induttore o bobina induttiva di trasmissione, un modulo ricetrasmettitore primario 13 e una coppia di armature di ricetrasmissione primarie, o più in breve armature primarie 14a e In una forma di realizzazione, il modulo sorgente 11 è connesso a un modulo di alimentazione 31 del primo dispositivo. Ad esempio, il modulo di alimentazione 31 comprende una batteria, un circuito di potenza e/o un cablaggio connesso a una rete di alimentazione, o ancora può prelevare l’energia a sua volta da un altro sistema di trasmissione senza connessioni elettriche. Preferibilmente, il modulo sorgente 11 comprende una circuiteria di conversione DC/AC o AC/AC – ad esempio, un circuito di conversione a commutazione anche detto switching.

Il modulo di ricetrasmissione primario 13 comprende una circuiteria adatta a convertire, o codificare, dati – ad esempio, in formato binario – in un segnale elettrico. Vantaggiosamente, la circuiteria del modulo di ricetrasmissione primario 13 è adatta a eseguire anche l’operazione inversa, ossia convertire, o decodificare, segnali elettrici in dati.

L’elemento induttivo primario 12, è connesso al modulo sorgente 11 attraverso una rispettiva coppia di terminali. Il modulo di ricetrasmissione primario 13 è connesso a entrambe le armature primarie 14a e 14b. Nell’esempio di Figura 1, la prima armatura primaria 14a è connessa a un primo terminale di uscita del modulo di ricetrasmissione primario 13, mentre la seconda armatura primaria 14b è connessa a un secondo terminale di uscita del modulo di ricetrasmissione primario 13, il quale è anche connesso a un terminale di riferimento del circuito primario 10. Vantaggiosamente, il modulo di ricetrasmissione primario 13 è connesso a un modulo elaboratore 33 e/o a un modulo di memoria 35 – volatile e/o non volatile – del primo dispositivo 30.

Il circuito secondario 20 comprende un modulo di conversione dell’energia elettrica – indicato come modulo di conversione 21 nel seguito –, un elemento induttivo secondario 22 – ad esempio un induttore o bobina induttiva di ricezione, un modulo ricetrasmettitore di secondario 23 e una coppia di armature di ricetrasmissione secondarie, o più in breve armature secondarie 24a e 24b.

Il modulo di conversione 21 comprende una circuiteria adatta a trasformare -un’onda di tensione elettrica variabile nel tempo (AC) in un’altra tensione, ad esempio continua (DC), per alimentare un carico 41 – ad esempio, una batteria 43, uno o più moduli di elaborazione 45, uno o più moduli di memoria 47, o qualunque altro carico elettrico, inclusi sensori, attuatori o altri apparati elettrici. In un’altra forma di realizzazione, il modulo di conversione 21 può convertire l’onda di tensione elettrica variabile nel tempo (AC) in un’altra onda variabile nel tempo (AC) con diverse caratteristiche di ampiezza o frequenza al fine di alimentare un qualsiasi tipo di carico elettrico che funzioni a corrente alternata, inclusi elementi resistivi, motori elettrici o altri apparati elettrici.

Il modulo di ricetrasmissione secondario 23 ha una struttura sostanzialmente corrispondente al modulo di ricetrasmissione primario 13 mutatis mutandis, e una descrizione del quale non sarà replicata per brevità.

L’elemento induttivo secondario 22 è connesso al modulo di conversione 21 attraverso una rispettiva coppia di terminali. Il modulo di ricetrasmissione secondario 23 è connesso ad entrambe le armature secondarie 24a e 24b.

Anche in questo caso, la prima armatura di ricetrasmissione secondaria, indicata come prima armatura secondaria 24a nel seguito, è connessa a un primo terminale di uscita del modulo di ricetrasmissione secondario 23, mentre la seconda armatura di ricetrasmissione secondaria, indicata come seconda armatura secondaria 24b nel seguito, è connessa a un secondo terminale di uscita del modulo di ricetrasmissione primario 23, il quale è anche connesso a un terminale di riferimento del circuito secondario 20.

Vantaggiosamente, il modulo di ricetrasmissione secondario 23 è connesso al modulo di elaborazione 45 e/o al modulo di memoria 47 del secondo dispositivo 40 per ricevere da/inviare a tali moduli dati, ad esempio in formato binario.

Nella soluzione in accordo con forme di realizzazione della presente invenzione, il circuito primario 10 è adatto a trasferire energia elettrica al circuito secondario 20 attraverso un accoppiamento induttivo. In aggiunta, il circuito primario 10 e il circuito secondario 20 sono adatti a scambiare dati tramite un accoppiamento capacitivo. Vantaggiosamente, il trasferimento di energia e lo scambio dati sono indipendenti tra loro e possono essere eseguiti in contemporanea o in istanti temporali differenti.

In uso, il trasferimento di energia elettrica è implementato nel seguente modo. Il modulo sorgente 11 è configurato per generare una onda elettrica primaria SE1 variabile nel tempo con una prima frequenza f1 predeterminata o compresa entro un intervallo predefinito, preferibilmente nell’ordine delle centinaia di KHz o dei MHz. L’onda elettrica primaria SE1 eccita l’elemento induttivo primario 12 il quale genera un corrispondente campo elettromagnetico variabile nel tempo. Questo campo elettromagnetico è, almeno parzialmente, raccolto dall’elemento induttivo secondario 22 che a sua volta genera una onda elettrica secondaria SE2. In altre parole, gli elementi induttivi primario 12 e secondario 22 sono accoppiati induttivamente tra loro – ossia, operano sostanzialmente come un trasformatore – e consentono il trasferimento di energia elettrica dal circuito primario 10 al circuito secondario 20. L’onda elettrica secondaria SE2 alimenta il modulo di conversione 21, il quale è adatto a convertire l’onda elettrica secondaria SE2 stessa e fornirla al carico 41 del secondo dispositivo 40 opportunamente condizionata, ad esempio convertita in una diversa tensione o in una opportuna corrente. In particolare, il modulo di conversione 21 è adatto a convertire l’onda di tensione secondaria SE2 in una coppia tensione di alimentazione VDD e corrente di alimentazione IDD adatta ad alimentare il carico 41 del secondo dispositivo 40 e fornire quindi energia elettrica al carico 41 tramite la coppia tensione e corrente di alimentazione VDD e IDD.

Diversamente, lo scambio dati tra il circuito primario 10 e il circuito secondario 20 è implementato nel seguente modo, dove si considera una trasmissione dati dal circuito primario 10 al circuito secondario 20. Il modulo di ricetrasmissione primario 13 riceve dati – ad esempio una stringa o una sequenza di stringhe di valori binari – dal modulo elaboratore 33 o dal modulo di memoria 35 del primo dispositivo 30 da inviare al secondo dispositivo 40. Di conseguenza, il modulo di ricetrasmissione primario 13 converte (codifica) i dati in un segnale elettrico primario SD1 variabile nel tempo con una seconda frequenza f2 predeterminata – ad esempio, compresa entro un intervallo predefinito, preferibilmente nell’ordine dei MHz o dei GHz. Preferibilmente, la seconda frequenza f2 è maggiore della prima frequenza f1; ad esempio, la seconda frequenza f2 è superiore di almeno un ordine grandezza, più preferibilmente due ordini di grandezza, della prima frequenza f1. E’ anche possibile che la seconda frequenza f2 sia variabile in un intervallo o banda passante di frequenze, ad esempio delimitata da un valore di frequenza minimo f2_min ed un valore di frequenza massimo f2_max, con il valore di frequenza minimo f2_min preferibilmente maggiore della prima frequenza f1.

Il segnale elettrico primario SD1 è adatto a variare la carica elettrica accumulata sulle armature primarie 14a e 14b generando un campo elettrico variabile che provoca un corrispondente accumulo di cariche di segno opposto sulle armature secondarie 24a e 24b, con ciò generando un segnale elettrico secondario SD2. In altre parole, ciascuna armatura primaria 14a e 14b si accoppia capacitivamente alla corrispondente armatura secondaria 24a e 24b a formare un corrispondente condensatore C1 e C2. In questo modo si forma un circuito che connette i due moduli di ricetrasmissione 13 e 23 e consente di trasferire un segnale elettrico dal circuito primario 10 al circuito secondario 20.

Secondo le necessità, una delle due armature primarie e una delle due armature secondarie, ad esempio l’armatura primaria 14b e l’armatura secondaria 24b, possono essere connesse al nodo di riferimento, e quindi al corrispondente potenziale di riferimento primario (GNDp), del circuito primario 10 e al corrispondente potenziale di riferimento secondario (GNDs), del circuito secondario 20 di fatto accoppiando i due potenziali di riferimento alla seconda frequenza f2 di trasmissione dei segnali dati.

Il secondo segnale elettrico secondario SD2 è ricevuto dal modulo di ricetrasmissione secondario 23 che lo converte (decodifica) nei dati inizialmente forniti al modulo di ricetrasmissione primario 13. Successivamente, il modulo di ricetrasmissione secondario 23 fornisce i dati al modulo di elaborazione 45 e/o a un modulo di memoria 47 –volatile e/o non volatile – del secondo dispositivo 40.

Sarà evidente a un tecnico del settore che l’operazione duale, ossia la trasmissione di dati dal circuito secondario 20 al circuito primario 10, avviene in modo sostanzialmente corrispondente mutatis mutandis.

In una forma di realizzazione alternativa, l’accoppiamento capacitivo tra le armature primarie 14a e 14b e le armature secondarie 24a e 24b può essere utilizzato come ‘ponte’ per accoppiare un canale di comunicazione primario con un canale di comunicazione secondario in modo da definire un canale di comunicazione (dati) continuo tra il circuito primario 10 e il circuito secondario 20.

Ad esempio, l’accoppiamento capacitivo può essere utilizzato come mezzo di comunicazione dati alternativo a quelli attualmente in uso per la identificazione dei dispositivi interconnessi e per il feedback necessario per la regolazione di potenza induttiva sul carico presente sul secondario.

In un altro esempio di applicazione, l’accoppiamento capacitivo può essere utilizzato per definire una canale di comunicazione continuo tra il circuito primario 10 e il circuito secondario 20 per scambiare dati mediante un canale di comunicazione selezionato tra una connessione cablata di tipo USB, PCI Express, HDMI, Display Port, Ethernet, CAN, LIN, Flexray o un qualsiasi altro standard noto. In particolare, l’accoppiamento capacitivo secondo le forme di realizzazione della presente invenzione crea un cablaggio virtuale che connette due porzioni di canale di comunicazione (ad esempio due porzioni di cavi USB) ciascuna compresa in un rispettivo dispositivo 30 o 40, e connessa a un rispettivo modulo di ricetrasmissione 13 o 23. In questo caso, i due moduli di ricetrasmissione 13 e 23 sono configurati per ricevere dati codificati secondo lo standard del canale di comunicazione selezionato, convertirli nel segnale elettrico primario SD1 e secondario SD2, rispettivamente, e decodificare il segnale elettrico secondario SD2 e primario SD1 ricevuto, rispettivamente, nuovamente in dati codificati secondo lo standard del canale di comunicazione selezionato.

Vantaggiosamente, tale variante permette una connessione dati sicura e affidabile tra il secondo dispositivo elettronico 40, il quale comprende il circuito secondario 20, e uno o più altri dispositivi connessi al primo dispositivo elettronico 30, comprendente il circuito primario 10, sia tramite un ulteriore accoppiamento capacitivo sia tramite un accoppiamento cablato. In altre parole, un primo dispositivo elettronico 30, comprendente il circuito primario 10 può essere configurato per operare da hub per lo scambio di dati tra due o più dispositivi (come il secondo dispositivo 40) ad esso connessi.

In forme di realizzazione della presente invenzione, è possibile gestire uno scambio dati di tipo full duplex come descritto di seguito. Entrambi i moduli di ricetrasmissione 13 e 23 sono configurati per la gestione di comunicazione di tipo full duplex – ossia, sono in grado di trasmettere e ricevere contemporaneamente ed indipendentemente flussi di dati.

Ad esempio, una forma di realizzazione (non illustrata) prevede una ulteriore armatura primaria e una ulteriore armatura secondaria accoppiabili tra loro in modo da definire un terzo condensatore. In questo modo è possibile definire un canale di scambio dati aggiuntivo e quindi effettuare una trasmissione dati in parallelo a una ricezione dati da circuito primario 10 a circuito secondario 20, e viceversa.

In alternativa, è possibile garantire il bit rate della comunicazione full duplex utilizzando solamente le due armature primarie 14a e 14b accoppiate alle due armature secondarie 24a e 24b nel circuito di Figura 1, semplicemente prevedendo un sistema di buffer opportunamente dimensionati e configurati per immagazzinare temporaneamente parte dei dati da trasmettere e dei meccanismi per l’arbitraggio della trasmissione dati nel canale capacitivo. Come sarà evidente al tecnico del ramo, questo risulta particolarmente utile nei casi in cui il sistema di Figura 1 funge da interfaccia tra due sistemi full duplex, in quanto garantisce la banda passante (e quindi il bit rate desiderato) del sistema full duplex seppur utilizzando un numero minimo di armature e uno schema di tipo half duplex.

Grazie a questa soluzione è possibile evitare di aumentare il numero di armature, cosa particolarmente vantaggiosa in implementazioni aventi dimensioni particolarmente ridotte e/o per contenere i costi di produzione e la complessità del sistema 1.

La richiedente ha trovato che è possibile implementare una comunicazione full duplex prevedendo moduli di ricetrasmissione 13 e 23 configurati per codificare i dati (binari) da trasmettere e i dati (binari) ricevuti in un determinato intervallo di tempo in un unico segnale multilivello M, in grado di assumere molteplici livelli o valori di tensione.

Il modulo di ricetrasmissione 13 codifica i dati (binari) da trasmettere tramite il segnale elettrico primario SD1 (fornito ad esempio dal modulo di elaborazione 33) e i dati (binari) contenuti nel segnale elettrico secondario SD2 ricevuto in un segnale multilivello M1.

Sarà evidente al tecnico del settore che l’operazione duale, ovvero la trasmissione e la ricezione dati nel secondario tramite il modulo di ricetrasmissione 23, avviene in maniera del tutto analoga mutatis mutandis.

In maggiore dettaglio, il modulo di ricetrasmissione primario 13 o, equivalentemente, secondario 23 è configurato per generare il corrispondente segnale multilivello primario M1 o secondario M2 ad un primo valore di tensione (nel corrispondente intervallo di tempo di comunicazione), ad esempio 0 V, per indicare che è da effettuare la trasmissione di uno 0 logico e, al contempo, è stato ricevuto dall’altro modulo di ricetrasmissione secondario 23, o primario 13, rispettivamente, uno 0 logico. Nel caso in cui sia da effettuare la trasmissione di un 1 logico e, al contempo, sia stato ricevuto uno 0 logico, o nel caso duale, in cui sia da effettuare la trasmissione di un 0 logico e, al contempo, sia stato ricevuto uno 1 logico, il modulo di ricetrasmissione primario 13 o, equivalentemente, secondario 23 è configurato per imporre al corrispondente segnale multilivello primario M1 o secondario M2 un secondo valore di tensione, ad esempio 3,3 V. Vantaggiosamente, nel caso considerato in cui uno solo tra il modulo di ricetrasmissione primario 13 o il modulo di ricetrasmissione secondario 23 trasmette un 1 logico, non è necessario distinguere quale ricetrasmettitore stia trasmettendo il valore 1 logico, in quanto ciascun modulo di ricetrasmissione 13 e 23 è consapevole di trasmettere o non trasmettere un 1 logico in un determinato intervallo di comunicazione. Infine, nel caso in cui sia da effettuare la trasmissione di un 1 logico e, al contempo, sia stato ricevuto un 1 logico il modulo di ricetrasmissione primario 13 o, equivalentemente, secondario 23 è configurato per generare il corrispondente segnale multilivello primario M1 o secondario M2 a un terzo valore di tensione, ad esempio 5 V.

Grazie alla configurazione appena descritta, è possibile aggirare la necessità di buffer per memorizzare i dati in trasmissione e ricezione, garantendo comunque la capacità di gestire una comunicazione di tipo full duplex tramite i moduli di ricetrasmissione 13 e 23, ancora senza aumentare il numero di armature necessarie, quindi implementando effettivamente uno scambio dati di tipo full duplex. Inoltre, la codifica segnale multilivello primario M1 e secondario M2 secondo la presente invenzione consente di rappresentare le quattro combinazioni possibili di dati binari inviati/ricevuti con soli tre livelli di tensione. Vantaggiosamente, questo numero ridotto di livelli o valori di tensione utilizzati permette di garantire una buona robustezza ai disturbi del sistema di trasmissione dati selezionando il primo valore di tensione (0 V), il secondo valore di tensione (3,3 V) e il terzo valore di tensione (5 V) il più possibile distanziati tra loro rispetto alla dinamica di alimentazione disponibile (come una tensione di alimentazione pari a 5 V nel caso degli esempi numerici sopra riportati).

In alternativa, per incrementare l’affidabilità della trasmissione dati, è possibile associare allo 0 logico un valore di tensione diverso da 0 V, ad esempio 1 V, in modo da identificare tramite la rilevazione di un valore di tensione pari a 0 V a errori o problematiche di trasmissione/ricezione.

In una forma di realizzazione alternativa, è possibile configurare i moduli di ricetrasmissione 13 e 23 per generare il corrispondente segnale multilivello primario M1 o secondario M2 in modo da associare l’informazione dei valori logici dei dati ricevuti e trasmessi alle transizioni da un valore di tensione a un altro valore di tensione anziché ai valori stessi. In altre parole, l’informazione dei valori logici dei dati ricevuti e trasmessi è contenuta nei fronti d’onda dei segnali di multilivello primario M1 o secondario M2 generati dai moduli di ricetrasmissione 13 e 23.

Ancora, è possibile prevedere la trasmissione di dati binari supplementari (ad esempio, bit di parità) e/o l’implementazione di algoritmi utili a verificare e garantire l’integrità dei dati scambiati dai moduli di ricetrasmissione 13 e 23.

La Richiedente ha trovato che è possibile formare una o entrambe le armature primarie 14a e 14b, e una o entrambe le armature secondarie 24a e 24b con soluzioni adatte a mantenere compatte le strutture del circuito primario 10 e del circuito secondario 20, al contempo mantenendo elevate efficienza ed efficacia sia del trasferimento energetico sia dello scambio dati, e mantenendo i costi paragonabili a quelli tipici del solo sistema di trasmissione di energia induttivo.

In una forma di realizzazione, le armature primarie 14a e 14b, e le armature secondarie 24a e 24b comprendono un elemento conduttivo avente due dimensioni predominanti rispetto alla terza dimensione – ad esempio planare. Preferibilmente, ciascuna armatura primaria 14a e 14b e ciascuna armatura secondaria 24a e 24b comprende una piazzola di materiale conduttivo – come rame – realizzata su una superficie di un supporto. La superficie di supporto può essere ad esempio materiale isolante – polimerico o ceramico, o anche un circuito stampato – indipendente o la scheda elettronica su cui sono montati i componenti del circuito primario 10 e secondario 20, rispettivamente.

Qualora lo spessore del materiale conduttivo sia sufficiente a conferire alle piazzola di materiale conduttivo sufficiente resistenza e rigidezza meccaniche, è possibile evitare l’uso di materiali di supporto. Ad esempio una piastra di rame o alluminio o un telaio metallico può essere vantaggiosamente utilizzata come materiale conduttivo atto a realizzare le armature primarie 14a e 14b, e secondarie 24a e 24b senza richiedere una superficie di supporto dedicata.

Vantaggiosamente, l’elemento conduttivo planare può essere realizzato tramite le medesime tecniche e materiali con cui sono formati gli elementi induttivi 12 e 22, qualora questi ultimi siano induttori disegnati su circuito stampato e non induttori tradizionali realizzati mediante fili avvolti.

Indifferentemente dalla tipologia specifica degli elementi induttivi 12 e 22, le armature primarie 14a e 14b, e secondarie 24a e 24b possono essere formate in prossimità o distanti dagli elementi induttivi 12 e 22, rispettivamente, secondo l’applicazione contingente. Tipicamente risulta opportuno e vantaggioso realizzare le armature primarie 14a e 14b, e secondarie 24a e 24b in prossimità degli elementi induttivi 12 e 22, o integrate negli stessi, al fine di ottenere il circuito primario 10 e secondario 20 con strutture particolarmente compatte.

Preferibilmente, le armature primarie 14a e 14b, e secondarie 24a e 24b e gli elementi induttivi 12 e 22 sono formati planari – sebbene nulla vieti di formare gli stessi con qualunque forma per adattarsi all’applicazione – ad esempio planare per smartphone, cilindrica per oggetti quali spazzolini elettrici, telecomandi o altri elettrodomestici, eccetera.

Come mostrato nell’esempio di Figura 2A, almeno una delle armature primarie 14a o 14b comprende un elemento conduttivo planare 50 posto all’interno di una regione delimitata dall’elemento induttivo primario 12. Analogamente, almeno una delle armature di ricetrasmissione di secondario 24a o 24b comprende un elemento conduttivo planare (non mostrato) posto all’interno di una regione delimitata dall’elemento induttivo secondario 22. Preferibilmente, le armature primarie 14a e di secondario 24a che, in uso, si accoppiano a formare il corrispondente condensatore C1 o l’armatura primaria 14b e l’armatura secondaria 24b che, in uso, si accoppiano a formare il corrispondente condensatore C2 comprendono l’elemento conduttivo planare formato nella regione delimitata dal rispettivo elemento induttivo 12 o 22. Più preferibilmente, tali elementi conduttivi sono formati con una medesima area. Vantaggiosamente, la disposizione degli elementi conduttivi planari 50 garantisce una libertà di allineamento rotazionale o traslazionale tra il circuito primario 10 e il circuito secondario 20. In altre parole le armature di primario 14a e secondario 24a formate come sopra descritto si accoppiano a formare il condensatore C1 a prescindere da un orientamento o da un posizionamento relativo del circuito primario 10 e del circuito secondario 20. Vantaggiosamente, anche la capacità del condensatore C1 risulta sostanzialmente uniforme – al limite entro un intervallo di valori predeterminato – a prescindere dall’orientamento o dal posizionamento relativo del circuito primario 10 e del circuito secondario 20.

In forme di realizzazione alternative, entrambe le armature primarie 14a e 14b possono comprendere rispettivi elementi conduttivi formati nella regione delimitata dall’elemento induttivo 12. Naturalmente, anche le armature secondarie 24a e 24b possono comprendere rispettivi elementi conduttivi formati, in modo analogo, nella regione delimitata dall’elemento induttivo 22. Nell’esempio di Figura 2B, ciascuna delle armature primarie 14a e 14b comprende rispettivi elementi conduttivi planari 51a e 51b formati concentrici l’uno all’altro nella regione delimitata dall’elemento induttivo 12. Analoga disposizione deve essere realizzata nelle corrispondenti armature secondarie 24a e 24b. In questo modo si garantisce libertà di posizionamento angolare dell’elemento secondario rispetto all’elemento primario. Nell’esempio di Figura 2C, ciascuna delle armature primarie 14a e 14b comprende una pluralità di elementi conduttivi planari 52a e 52b formati con una disposizione a scacchiera – ossia, disposti alternati lungo due assi tra loro perpendicolari – nella regione delimitata dall’elemento induttivo 12. Analoga disposizione deve essere realizzata nelle corrispondenti armature secondarie 24a e 24b. In questo modo si garantisce libertà di posizionamento traslazionale lungo due assi cartesiani dell’elemento secondario rispetto all’elemento primario. Nell’esempio di Figura 2D, ciascuna delle armature primarie 14a e 14b comprende una pluralità di elementi conduttivi planari 53a e 53b formati con una disposizione affiancata – ossia, disposti alternati lungo una direzione predeterminata e preferenziale – nella regione delimitata dall’elemento induttivo 12. Analoga disposizione deve essere realizzata nelle armature secondarie 24a e 24b. Come per il caso precedente, anche in questo modo si garantisce libertà di posizionamento traslazionale lungo due assi cartesiani dell’elemento secondario rispetto all’elemento primario. Vantaggiosamente, la disposizione degli elementi conduttivi planari 50, 51a e 51b, 52a e 52b, e 53a e 53b garantisce una libertà rotazionale o traslazionale tra il circuito primario 10 e il circuito secondario 20. In altre parole le armature di primario 14a e 14b e le armature 24a e 24b formate come sopra descritto si accoppiano a formare i condensatori C1 e C2, in modo sostanzialmente indipendente, da un orientamento relativo del circuito primario 10 e del circuito secondario 20. Vantaggiosamente, anche la capacità dei condensatori C1 e C2 risulta sostanzialmente uniforme – al limite entro un intervallo di valori predeterminato – a prescindere dall’orientamento relativo del circuito primario 10 e del circuito secondario 20.

Preferibilmente ma non necessariamente, ed in ogni caso non limitativamente, le aree totali degli elementi conduttivi planari 51a, 52a e 53a corrispondono alle aree totali degli elementi conduttivi planari 51b, 52b e 53b, rispettivamente, in modo da definire condensatori C1 e C2 con capacità sostanzialmente uguali tra loro quando le armature di primario 14a e 14b e le armature 24a e 24b sono accoppiate.

Tali strutture, o layout nel gergo, delle armature di primario 14a e 14b e delle armature 24a e 24b permettono di ottenere condensatori C1 e C2 con capacità di valore adatto al trasferimento dati capacitivo a una frequenza f2 di valore elevato – come compresa tra i MHz e i GHz. Ad esempio, è possibile ottenere condensatori C1 e C2 con capacità comprese dall’ordine dei pF a capacità comprese nell’ordine delle centinaia di pF o dei nF senza richiedere modifiche sostanziali alla struttura degli elementi induttivi 12 e 22 che circondano gli elementi conduttivi planari.

In aggiunta, gli elementi conduttivi planari possono essere realizzati con una struttura ad anello aperto o a pettine. Negli esempi considerati nelle Figure 3A e 3B, elementi conduttivi planari 54 e 55 sono realizzati secondo una struttura ‘multifingered’. In altre parole, ciascuno degli elementi conduttivi planari 54 e 55 comprendente pluralità di porzioni allungate 541 e 551 o ‘dita’, rispettivamente, le quali sono distanziate e separate tra loro in modo da non formare anelli. Questi elementi conduttivi planari multifingered 54 e 55 consentono di mantenere elevata l’area totale dell’armatura 14a, 14b, 24a o 24b così realizzata, massimizzando la capacità di accoppiamento, ed al contempo consentono di abbattere, eventualmente annullare, l’insorgere di correnti parassite – in particolare, le cosiddette correnti di eddy, anche dette correnti di Focault – generate nelle armature 14a, 14b, 24a o 24b dal campo magnetico variabile generato dagli elementi induttivi 12 e 22 attraversati dalla corrente per il trasferimento di energia. In questo modo si evita o si limita una riduzione di efficienza nel trasferimento di energia tra il circuito primario 10 e il circuito secondario 20 dovuta alla perdita di energia elettrica in trasferimento causata dalla generazione di tali correnti parassite ed eventuali interferenze del sistema di scambio di potenza rispetto al sistema di scambio dati. Inoltre, l’abbattimento delle correnti parassite indotte dal campo magnetico evita o abbassa la probabilità di una falsa rilevazione di un oggetto spurio – ossia un oggetto conduttivo diverso dal, o non comprendente il, circuito secondario 20 – da parte di una circuiteria di protezione/risparmio energetico – nota nella tecnica come Foreign Object Detection, FOD, e qui non descritta in dettaglio – la quale può essere integrata nel circuito primario 10 (o nel dispositivo 30).

Preferibilmente, ciascun elemento conduttivo – in particolare, elementi conduttivi multifingered 54 e 55 e elementi conduttivi 51a, 52a e 53a – è realizzato con una traccia in materiale elettricamente conduttivo di larghezza dell’ordine del mm o decine di mm. In questo modo le correnti parassite indotte negli elementi conduttivi risultano ridotte in modo sostanziale, abbattendo conflitti tra la trasmissione di energia elettrica per via induttiva e lo scambio dati per via capacitiva. Allo stesso tempo, tracce di tali dimensioni consentono di definire elementi conduttivi multifingered 54 e 55 adatti a formare condensatori C1 e C2 con capacità di valore adatto al trasferimento dati capacitivo a una frequenza f2 di valore elevato, preferibilmente con un valore di capacità dal pF al nF.

Vantaggiosamente, sebbene non limitativamente, ciascun elemento conduttivo 50, 51a, 52a e 53a, 54 e 55 può essere realizzato con una traccia in materiale conduttivo di spessore ridotto, ad esempio uguale o minore a 50 µm, preferibilmente inferiore a 1 µm. In aggiunta, anche gli elementi induttivi 12 e 22 possono essere realizzati con una traccia in materiale elettricamente conduttivo, eventualmente ma non necessariamente di spessore uguale o simile agli elementi conduttivi 50, 51a, 52a, 53a, 54 e 55. Queste dimensioni consentono di limitare ulteriormente l’entità delle correnti parassite, di realizzare con un unico supporto coil induttive e armature capacitive e di minimizzare altri effetti parassiti come l’effetto pelle.

In alternativa o in aggiunta, una o più delle armature primarie 14a e 14b e/o delle armature secondarie 24a e 24b possono essere implementate sfruttando porzioni circuitali del circuito primario 10 e del circuito secondario 20 – o porzioni del primo dispositivo 30 e del secondo dispositivo 40, rispettivamente – aventi un differente scopo principale. In altre parole, una o entrambe le armature primarie 14a o 14b del sistema 1 sono definite da una rispettiva porzione circuitale primaria e una o entrambe le corrispondenti armature secondarie sono definite da una rispettiva porzione circuitale secondaria. Ciascuna porzione circuitale primaria e ciascuna rispettiva porzione circuitale secondaria, pur avendo un differente scopo principale, sono adatte o sono rese adatte anche ad interagire tra loro definendo un condensatore C1 o C2 di capacità predeterminata.

In questo modo è possibile ottenere una struttura del circuito primario 10 e del circuito secondario 20 particolarmente compatta, che non necessita di armature o componenti addizionali per realizzare l’accoppiamento capacitivo utile allo scambio dati. Dunque, tale soluzione richiede in generale un numero ridotto di componenti circuitali.

Nell’esempio di Figura 4B, una prima porzione circuitale primaria 61a comprende una porzione dell’elemento induttivo primario 12 prossimale a un primo terminale di connessione 121 compreso nell’elemento induttivo primario 12, fornito – assieme a un secondo terminale 122 – per la connessione con altri componenti circuitali, come il modulo sorgente 11. Preferibilmente, sebbene non limitativamente, è sfruttata anche una seconda porzione circuitale primaria 61b, la quale comprende una porzione dell’elemento induttivo primario 12 prossimale al secondo terminale di connessione 122. L’estensione delle porzioni circuitali primarie 61a e 61b dipendono da una frequenza di lavoro dell’operazione di scambio dati, ossia la seconda frequenza f2, e dall’induttanza del rispettivo elemento induttivo 12 e 22. In dettaglio, una porzione centrale 63 dell’elemento induttivo 12 o 22 si comporta come un circuito aperto alla seconda frequenza f2 separando elettricamente tra loro le porzioni circuitale primarie 61.

Analogamente, anche nel circuito secondario 20 possono essere sfruttate una coppia di porzioni circuitali secondarie 62a e 62b ciascuna prossimale ad un rispettivo terminale di connessione (non mostrati) dell’elemento induttivo secondario 22. L’estensione delle porzioni circuitali secondarie 62a e 62b corrisponde sostanzialmente all’estensione delle porzioni circuitali primarie 61a e 61b dato il funzionamento accoppiato degli elementi induttivi 12 e 22.

Nell’esempio di Figura 4A, le porzioni circuitali primarie 61a e 61b sono collegate tra loro per mezzo di un condensatore ponte primario 71 e al terminale di riferimento per mezzo di un condensatore di coda primario 71. Analogamente, le porzioni circuitali secondarie 62a e 62b sono collegate tra loro per mezzo di un condensatore ponte secondario 73 e al terminale di riferimento per mezzo di un condensatore di coda secondario 74. Vantaggiosamente, i condensatori 71, 72, 73 e 74 sono dimensionati in modo da operare sostanzialmente come cortocircuiti alla seconda frequenza f2 e come circuiti aperti alla prima frequenza f1.

Grazie a questa configurazione, alla seconda frequenza f2 le porzioni primarie 61a e 61b definiscono la seconda armatura primaria 14b in serie al modulo di ricetrasmissione 13 tramite il rispettivo terminale di riferimento, e le porzioni circuitali secondarie 62a e 62b definiscono la seconda armatura secondaria 24b in serie al modulo di ricetrasmissione 23 tramite il rispettivo terminale di riferimento.

La capacità effettiva del condensatore C2 formato dall’accoppiamento tra le armature 14b e 24b dipende dall’estensione delle le porzioni circuitali primarie 61a e 62b e delle porzioni circuitali secondarie 62a e 62b, dalla loro distanza e dalle dimensioni del filamento conduttivo che compone gli elementi induttivi 12 e 22. Nel caso di Figura 4B, l’elemento induttivo 12 (così come, analogamente, l’elemento induttivo 22 non mostrato) ha un formato planare; pertanto, una larghezza w della traccia di materiale conduttivo che lo definisce concorre alla determinazione della capacità del condensatore C2. Ad ogni modo, gli elementi induttivi 12 e 22 formati con tecnologie note permettono di definire un condensatore C2 con capacità compresa tra l’ordine dei pF all’ordine dei nF secondo le necessità implementative senza richiedere particolari accorgimenti nella realizzazione del sistema 1.

Nella forma di realizzazione illustrata nella Figura 5, la separazione elettrica dato dalla parte centrale dell’induttore alla frequenza f2 consente di sfruttare come porzioni circuitali indipendenti ciascun tratto degli elementi induttivi 12 e 22 prossimale a un rispettivo terminale. In altre parole, le porzioni circuitali primarie 61a e 61b sono utilizzate indipendentemente tra loro e le corrispondenti due porzioni circuitali secondarie 62a e 62b sono utilizzate indipendentemente tra loro.

In dettaglio, la prima porzione primaria 61a è connessa al modulo di ricetrasmissione primario 13 attraverso un condensatore ponte 72, mentre la seconda porzione primaria 61b è connessa al terminale di riferimento tramite un condensatore di coda 71. Analogamente, la prima porzione secondaria 62a è connessa al modulo di ricetrasmissione secondario 23 attraverso un condensatore ponte 77, mentre la seconda porzione secondaria 62b è connessa al terminale di riferimento tramite un condensatore di coda 78. Vantaggiosamente, i condensatori 75, 76, 77 e 78 sono dimensionati in modo da operare sostanzialmente come corto-circuiti alla seconda frequenza f2 e come circuiti aperti alla prima frequenza f1.

In tale configurazione, la prima porzione primaria 61a definisce la prima armatura primaria 14a, mentre la seconda porzione primaria 61b definisce la seconda armatura primaria 14b. Analogamente, la prima porzione secondaria 62a definisce la prima armatura secondaria 24a, mentre la seconda porzione secondaria 62b definisce la seconda armatura secondaria 24b. Grazie a tale configurazione entrambi i condensatori C1 e C2 sono realizzati sfruttando la capacità parassita che si viene a formare tra gli elementi induttivi 12 e 22 durante il loro normale funzionamento. Questo permette di ottenere circuiti primario 10 e secondario 20 con una struttura più compatta e realizzabili con un minore numero di passi di processo in quanto non è necessario formare delle armature ad hoc per lo scambio dati. In particolare è possibile ottenere uno scambio dati ad alta velocità senza necessità di modificare la parte induttiva, che funge al contempo anche da armatura di accoppiamento capacitivo Anche in questo caso, gli elementi induttivi 12 e 22 formati con tecnologie note permettono di definire i condensatori C1 e C2 con rispettive capacità comprese tra l’ordine dei pF all’ordine dei nF secondo le necessità implementative senza richiedere particolari accorgimenti nella realizzazione del sistema 1.

Secondo una forma di realizzazione alternativa, una delle armature primarie 14a o 14b e la corrispondente armatura secondaria 24a o 24b, come la seconda armatura primaria 14b e la seconda armatura secondaria 24b nell’esempio di Figura 6A, sono formate sfruttando una parte 80 e 90 del primo dispositivo 30 e del secondo dispositivo 40, rispettivamente, in particolare una porzione in materiale conduttivo di un rispettivo involucro o telaio, di un elemento di schermatura EMI o un piano di massa del primo dispositivo 30 e del secondo dispositivo 40. In questo modo, è possibile ottenere il secondo condensatore C2 con capacità desiderata senza richiedere componenti aggiuntivi dedicati ai circuiti primario 10 e secondario 20. Nell’esempio di Figura 6A ciascuna parte 80 e 90 del primo dispositivo 30 e del secondo dispositivo 40 è connessa al rispettivo modulo ricetrasmettitore 13 e 23 tramite un corrispondente condensatore ponte 81 e 91, mentre le prime armature di primario 14a e secondario 14b sono formate come descritto in precedenza in particolare relazione alla Figura 2A in cui un elemento conduttivo planare 50 è formato nell’area delimitata dal corrispondente elemento induttivo 12 o 21; tuttavia, nulla vieta di formare le prime armature primaria 14a e secondaria 24a secondo tecniche differenti.

In alternativa, come mostrato nell’esempio di Figura 6B, la prima armatura primaria 14a e la prima armatura secondaria 24a possono essere realizzate sfruttando la porzione circuitale primaria 61, e la porzione circuitale secondarie 62 degli elementi induttivi 12 e 22, rispettivamente, come descritto in precedenza ad esempio in relazione alle Figure 4A e 4B, in modo da sfruttare l’accoppiamento capacitivo tra tali porzioni circuitali per ottenere un corrispondente primo condensatore C1 di capacità desiderata. In tale caso, le porzioni circuitali primarie 61a e 61b sono connesse tra loro e al modulo di ricetrasmissione primario 13 tramite rispettivi condensatori ponte 82 e 83. Analogamente, le porzioni circuitali secondarie 62a e 62b sono connesse tra loro e al modulo di ricetrasmissione secondario 23 tramite rispettivi condensatori ponte 92 e 93. Vantaggiosamente, i condensatori 81 – 83 e i condensatori 91 – 93 sono dimensionati in modo da operare sostanzialmente come corto-circuiti alla seconda frequenza f2 e come circuiti aperti alla prima frequenza f1.

In questo modo, entrambi i condensatori C1 e C2 di capacità desiderata sono implementati utilizzando porzioni circuitali differenti tra loro con una riduzione della complessità realizzativa semplicemente introducendo un numero esiguo di condensatori.

Si osserva che nulla vieta di sfruttare ad esempio un piano di alimentazione di ciascun circuito 10 e 20 come rispettiva prima armatura 14a e 14b, e ad esempio il piano di massa di ciascun circuito 10 e 20 come rispettiva seconda piazzola 24a e 24b in modo da ottenere un accoppiamento capacitivo adatto allo scambio di dati senza realizzare armature dedicate a tale scopo.

A tale riguardo, la richiedente ha osservato che è possibile ottimizzare le dimensioni delle parti 80 e 90 del primo dispositivo 30 e del secondo dispositivo 40, ad esempio dei piani di massa e/o di alimentazione, al fine di ottenere un’area di accoppiamento capacitivo adatta a permettere uno scambio dati affidabile ed efficiente tra il circuito primario 10 e il circuito secondario 20 senza compromettere lo scopo originale di tali parti 80 e 90.

In una differente forma di realizzazione mostrata in Figura 7A, un’armatura di primario, ad esempio la prima armatura di primario 14a, può essere realizzata sfruttando un elemento di schermatura 100 che può essere compreso nel circuito primario 10 disposta per attenuare il campo magnetico prodotto dagli elementi induttivi 12 e 22 nelle regioni dove tali elementi induttivi non sono spazialmente sovrapposti – al fine di abbattere, o almeno attenuare, fenomeni di interferenza.

Nell’esempio considerato nella Figura 7A, l’elemento di schermatura 100 è connesso al modulo di ricetrasmissione primario 13 tramite un condensatore ponte 101, mentre è connesso al nodo di riferimento tramite un induttore 102. In particolare, il condensatore 101 è dimensionato in modo da operare sostanzialmente come un corto-circuito alla seconda frequenza f2 e come un circuito aperto alla prima frequenza f1. Viceversa, l’induttore 102 è dimensionato in modo da operare sostanzialmente come un corto-circuito alla prima frequenza f1 ed a frequenze inferiori a f2, e come un circuito aperto alla seconda frequenza f2.

Come mostrato nella forma di realizzazione alternativa di Figura 7B, nel caso anche il circuito secondario 20 sia dotato di un elemento di schermatura 110, anche quest’ultimo può essere sfruttato per realizzare un’armatura di secondario, come la prima armatura di secondario 24a nell’esempio considerato, in modo analogo a quanto appena descritto. In dettaglio, l’elemento di schermatura 110 è connesso al modulo di ricetrasmissione secondario 23 tramite un condensatore ponte 111, mentre è connesso al nodo di riferimento tramite un induttore 112. In particolare, il condensatore 111 è dimensionato in modo da operare sostanzialmente come un corto-circuito alla seconda frequenza f2 e come un circuito aperto alla prima frequenza f1. Viceversa, l’induttore 112 è dimensionato in modo da operare sostanzialmente come un corto-circuito alla prima frequenza f1 ed a frequenze inferiori a f2, e come un circuito aperto alla seconda frequenza f2.

L’invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Ad esempio, le forme, le dimensioni, e il layout degli elementi induttivi – e, quindi, delle eventuali porzioni circuitali accoppiabili tra loro – possono variare secondo le specifiche di progetto e/o requisiti implementativi. Analogamente, anche le forme, le dimensioni, e il layout delle piazzole eventualmente formate circoscritte da tali elementi induttivi varieranno di pari passo secondo le specifiche di progetto e/o requisiti implementativi.

Inoltre, possono essere formate piazzole di armatura circonscriventi gli elementi induttivi in aggiunta o in alternativa alle piazzole circoscritte da tali elementi. Diversamente, nulla vieta di formare elementi induttivi e armature con strutture differenti da quelle planari come elementi induttivi comprendenti avvolgimenti filari e/o armature formate da piastre in materiale conduttivo.

Inoltre, è possibile prevedere armature di primario e secondario collegate in modo dinamico ai rispettivi moduli ricetrasmettitori, in modo da rendere il sistema robusto contemporaneamente rispetto a disallineamenti traslazionali e rotazionali. In altre parole, il sistema 1 comprende almeno una delle armature primarie formate da una pluralità di elementi conduttivi planari come mostrato in Figura 2C o in Figura 2D ed è configurato per effettuare una rilevazione, o sensing, degli elementi conduttivi planari implementando un opportuno metodo di distinzione degli stessi (ad esempio, mediante una disposizione configurata per fornire una misura di impedenza opportunamente tarata, o mediante uno scambio di informazioni tra circuito primario e circuito secondario, preferibilmente secondo un opportuno protocollo dedicato).

Una volta determinata la posizione reciproca degli elementi conduttivi planari del circuito primario e del circuito secondario, il sistema può configurare una parte, ad esempio metà, degli elementi conduttivi planari del circuito primario per eccitare la prima armatura di secondario, e un’altra parte, ad esempio la seconda metà, di elementi conduttivi planari del circuito primario per eccitare la seconda armatura di secondario con un segnale di fase opposta o semplicemente chiudendo il circuito dati al terminale di riferimento. E’ evidente che per realizzare questo tipo di architettura gli elementi conduttivi planari delle armature primarie devono essere in numero superiore gli elementi conduttivi planari delle armature secondarie; inoltre, gli elementi conduttivi planari delle armature primarie sono preferibilmente formati con una dimensione inferiore degli elementi conduttivi delle armature secondarie.

In aggiunta, le forme di realizzazione sopra descritte sono tutte combinabili senza fuoriuscire dall’ambito della presente invenzione. Ad esempio, un’armatura formata da un elemento di schermatura può essere accoppiata a un’armatura definita da una piazzola circoscritta da un elemento induttivo o da una o entrambe le porzioni circuitali associate all’elemento induttivo. Ancora, un condensatore accoppiato può essere formato da corrispondenti elementi dei dispositivi comprendenti il circuito primario e secondario e l’altro condensatore può comprendere un’armatura definita dall’elemento di schermatura.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un sistema (1) per il trasferimento di energia elettrica e dati comprendente un circuito primario (10) e un circuito secondario (20), in cui a) il circuito primario (10) comprende: i) un modulo sorgente di energia elettrica (11); ii) un elemento induttivo primario (12) connesso al modulo sorgente (11); iii) un modulo ricetrasmettitore primario (13) configurato per codificare dati in segnali elettromagnetici e decodificare segnali elettromagnetici in dati, e iv) una coppia di armature di ricetrasmissione primarie (14a, 14b) connesse al modulo ricetrasmettitore primario (13), b) in cui il circuito secondario (20) comprende: i) un modulo di conversione di energia elettrica (21); ii) un elemento induttivo secondario (22) connesso al modulo di conversione (21); iii) un modulo ricetrasmettitore secondario (23) configurato per codificare dati in segnali elettromagnetici e decodificare segnali elettromagnetici in dati, e iv) una coppia di armature di ricetrasmissione secondarie (24a, 24b) connesse al modulo ricetrasmettitore secondario (23), in cui l’elemento induttivo primario (12) e l’elemento induttivo secondario (22) sono configurati per accoppiarsi induttivamente tra loro, consentendo un trasferimento di energia elettrica dal modulo sorgente (11) al modulo di conversione (21), e in cui ciascuna armatura di ricetrasmissione primaria (14a, 14b) è configurata per accoppiarsi capacitivamente a una rispettiva armatura di ricetrasmissione secondaria (24a, 24b), consentendo uno scambio di dati tra il modulo ricetrasmettitore primario (13) e il modulo ricetrasmettitore secondario (23).
2. 2. Il sistema (1) secondo la rivendicazione 1, in cui almeno una prima armatura di ricetrasmissione primaria (14a) è definita da una porzione circuitale primaria (61a,61b; 80; 100), e almeno una corrispondente prima armatura di ricetrasmissione secondaria (24a) è definita da una porzione circuitale secondaria (62a,62b; 90; 110), e in cui detta porzione circuitale primaria (61a,61b; 80; 100) e detta porzione circuitale secondaria (62a,62b; 90; 110) sono configurate per accoppiarsi tra loro definendo un condensatore di predeterminata capacità.
3. 3. Il sistema (1) secondo la rivendicazione 2, in cui ciascuno di detti elemento induttivo primario (12) e un elemento induttivo secondario (22) comprende una coppia di terminali di connessione (121, 122), in cui detta porzione circuitale primaria (61a, 61b) comprende una porzione dell’elemento induttivo primario (12) prossimale a uno dei terminali di connessione (121, 122) di detto elemento induttivo primario (12), e in cui detta porzione circuitale secondaria (62a, 62b) comprende una porzione dell’elemento induttivo secondario (22) prossima a uno dei terminali di connessione di detto elemento induttivo secondario (22).
4. 4. Il sistema (1) secondo la rivendicazione 3, in cui il modulo ricetrasmettitore primario (13) è connesso a un terminale di connessione dell’elemento induttivo primario e il modulo ricetrasmettitore secondario (23) è connesso a un terminale di connessione dell’elemento induttivo secondario (22).
5. 5. Il sistema (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detta porzione circuitale primaria (80) comprende una porzione di un primo involucro che accoglie il circuito primario (10) e detta porzione circuitale secondaria (90) comprende una porzione di un secondo involucro che accoglie il circuito secondario (20), dette porzioni del primo e del secondo involucro essendo in materiale conduttivo.
6. 6. Il sistema (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detta porzione circuitale primaria (80) comprende un elemento di schermatura delle interferenze elettromagnetiche del circuito primario (10) e detta porzione circuitale secondaria (90) comprende un elemento di schermatura delle interferenze elettromagnetiche del circuito secondario (20).
7. 7. Il sistema (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detta porzione circuitale primaria (80) comprende un piano di massa del circuito primario (10) e la porzione circuitale secondaria (90) comprende un piano di massa del circuito secondario (20).
8. 8. Il sistema (1) secondo la rivendicazione 2, in cui una tra la porzione circuitale primaria (100) e la porzione circuitale secondaria (110) comprende una schermatura (100, 110) interposta tra l’elemento induttivo primario (12) e l’elemento induttivo secondario (12).
9. 9. Il sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 8, in cui una seconda armatura di ricetrasmissione primaria (14b) è definita da una ulteriore porzione circuitale primaria (61b), e in cui una seconda armatura di ricetrasmissione secondaria (24b) è definita da una ulteriore porzione circuitale secondaria (62b), e in cui detta ulteriore porzione circuitale primaria (61b) e detta ulteriore porzione circuitale secondaria (62b) sono configurate per interagire tra loro definendo un ulteriore condensatore di predeterminata capacità.
10. 10. Il sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 9, in cui almeno una armatura di ricetrasmissione primaria (14a, 14b) comprende un elemento conduttivo (50; 51a; 52a; 53a; 54; 55) posto all’interno di una regione delimitata dall’elemento induttivo primario (12) e almeno una armatura di ricetrasmissione secondaria (24b) comprende un elemento conduttivo posto all’interno di una regione delimitata dall’elemento induttivo secondario (22).
11. 11. Il sistema secondo la rivendicazione 10, in cui ciascuna armatura di ricetrasmissione primaria (14a, 14b) comprende un rispettivo elemento conduttivo (51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b) posizionato all’interno della regione delimitata dall’elemento induttivo primario (12) e ciascuna armatura di ricetrasmissione secondaria (24a, 24b) comprende un rispettivo elemento conduttivo posizionato all’interno della regione delimitata dall’elemento induttivo secondario (22).
12. 12. Il sistema (1) secondo la rivendicazione 11, in cui ciascuna armatura di ricetrasmissione primaria (14a, 14b) e secondaria (24a, 24b) comprende uno o più elementi conduttivi (51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b) posizionati secondo una disposizione selezionata tra: a) concentrica; b) a scacchiera c) affiancata,
13. 13. Il sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 12, in cui ciascun elemento conduttivo (54, 55) ha una forma ad anello aperto.
14. 14. Il sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 10 a 13, in cui ciascun elemento conduttivo (50; 51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b; 54; 55) è realizzato con una traccia in materiale conduttivo di spessore nell’ordine dei decimi o centesimi di millimetro.
15. 15. Il sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il circuito primario (10) è incorporato in un primo dispositivo elettronico (30) e il circuito secondario (20) è incorporato in un secondo dispositivo elettronico (40), e in cui il secondo dispositivo elettronico (40) e separato e muovibile rispetto al primo dispositivo elettronico (30).
16. 16. Il sistema (1) secondo la rivendicazione 15, in cui il primo dispositivo elettronico (30) comprende almeno un modulo di elaborazione (33) primario connesso al modulo ricetrasmettitore primario (13) e configurato per scambiare dati in formato binario con lo stesso, e in cui il secondo dispositivo elettronico (40) comprende un modulo di elaborazione (45) secondario connesso al modulo ricetrasmettitore secondario (23) e configurato per scambiare dati in formato binario con lo stesso.
17. 17. Il sistema (1) secondo la rivendicazione 15 o 16, in cui il primo dispositivo comprende un canale di comunicazione primario connesso al modulo ricetrasmettitore primario (13) per scambiare allo stesso dati codificati secondo lo standard del canale di comunicazione, e in cui il secondo dispositivo elettronico (40) comprende un canale di comunicazione secondario connesso al modulo ricetrasmettitore primario (13) per scambiare allo stesso dati codificati secondo lo standard del canale di comunicazione, il canale di comunicazione primario e il canale di comunicazione secondario appartenendo a una medesima tecnologia selezionata tra: USB, I2C, SPI, PCI Express, HDMI, Display Port, Ethernet, CAN, LIN, Flexray o altro bus di comunicazione standard.
18. 18. Metodo per lo scambio di dati full duplex attraverso il sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente: a) ricevere, al modulo di trasmissione primario (13) o al modulo di ricetrasmissione secondario (23), un primo dato binario da trasmettere al modulo di trasmissione secondario (23) o al modulo di ricetrasmissione primario (13), rispettivamente; b) ricevere, al modulo di trasmissione primario (13) o al modulo di ricetrasmissione secondario (23), un secondo dato binario trasmesso dal modulo di trasmissione secondario (23) o dal modulo di ricetrasmissione primario (23), rispettivamente, attraverso l’accoppiamento capacitivo tra le armature di ricetrasmissione primarie (14a, 14b) e le rispettive armature di ricetrasmissione secondarie (24a, 24b), e c) generare un segnale multilivello avente: i) un primo valore di tensione, nel caso entrambi il primo dato binario e il secondo dato binario rappresentino un valore logico 0, ii) un secondo valore di tensione, nel caso il primo dato binario e il secondo dato binario rappresentino valori logici differenti, o iii) un terzo valore di tensione, nel caso entrambi il primo dato binario e il secondo dato binario rappresentino un valore logico 1.