ITMI981244A1 - Circuito monolitico computerizzato con funzioni programmabili in remoto collegabile ad attuatori e visualizzatori elettrici oppure a - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE
Avente titolo:
CIRCUITO MONOLITICO COMPUTERIZZATO CON FUNZIONI PROGRAMMABILI IN REMOTO, COLLEGABILE AD ATTUATORI E VISUALIZZATORI ELETTRICI OPPURE A RELE'
SFONDO DELL'INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un Circuito Monolitico Computerizzato CMC, collegabile a attuatori (pulsanti/interruttori) ed a visualizzatori di comando eseguito (microlampadine), oppure a relè elettromeccanici o statici, con funzioni programmabili e riprogrammabili in remoto; il circuito può essere corredato di un cavetto a tre conduttori AWG26 per impiantistica elettrica civile e industriale a bassissima tensione (SELV Security Extra Low Voltage), con il quale è possibile introdurre nuovi livelli di funzionalità, di praticità d'uso e di gestione di un impianto elettrico, non conseguibili con l'impiantistica convenzionale.
Il circuito CMC secondo l'invenzione, oltre ad introdurre nuovi livelli di funzionalità, di praticità d'uso e di gestione di un impianto elettrico, rende altresì possibile l'utilizzo combinato con una componentìstica elettrica convenzionale.
Il circuito CMC secondo la presente invenzione, si presenta particolarmente adatto per l'impiego nella ristrutturazione di ambienti, ovvero nella progettazione di immobili mediante tecniche costruttive tradizionali o di prefabbricazione; esso consente inoltre di ridurre sensibilmente le opere murarie sinora indispensabili per la posa di un impianto, ovvero nella ristrutturazione di ambienti consente di riutilizzare le opere murarie già esistenti, con le convenzionali scatole di incasso e relativi frutti elettrici, per svolgere un maggiore numero di funzioni di comando e/o di azionamento variamente programmabili, a seconda delle esigenze, mediante la stesura di soli tre fili.
Il circuito CMC secondo la presente invenzione è reso completamente impermeabile da un rivestimento in resina epossidica o in materiale termoindurente, risultando quindi adatto per un impiego anche in ambienti umidi o all'esterno. Inoltre, come già riferito, può essere collegato ad attuatori elettrici (pulsanti/interruttori) e visualizzatori di comando eseguito (microlampadine), anche di tipo convenzionale, alloggiati in normali scatole da incasso, e a una cella di rilevazione all'infrarosso o a luce nera per il comando a distanza degli attuatori.
Le funzioni degli attuatori elettrici o dei relè, tramite memorie (EEPROM) contenute nel microprocessore, possono essere programmate e riprogrammate singolarmente in remoto, sia per un elevato numero di indirizzamenti a azionamenti, che per modifica delle funzioni di ogni loro singolo attuatore o relè, a seconda delle esigenze dì impiego .
Tutti i circuiti CMC che fanno parte integrante di un impianto elettrico, sono collegati in parallelo mediante tre fili, due dei quali servono per la loro alimentazione a bassissima tensione, e il terzo per la rice-trasmissione dei loro dati.
La programmazione e riprogrammazìone delle funzioni di ogni singolo attuatore o di ogni singolo relè, per la predisposizione delle funzioni di Comando (TX) e di Azionamento (RX), possono essere effettuate con un semplice dispositivo di programmazione ad interruttori collegabile agli stessi tre fili di collegamento tra circuiti CMC, oppure tramite interfaccia mediante personal computer.
Il circuito CMC secondo la presente invenzione può essere realizzato sia con la tecnica dei circuiti stampati, con componentistica tradizionale o in 3MD, oppure con la tecnica del film spesso, oppure ancora con quella dei circuiti integrati, risultando particolarmente adatto per impiantistica elettrica civile e industriale con comandi a bassissima tensione (SELV Security Extra Low Voltage) .
Un numero illimitato di circuiti CMC programmati con funzioni di comando (TX) sono collegabili in parallelo tra loro, fino a 256 circuiti CMC programmabili per funzioni di azionamento (RX) di 8 relè, per un totale complessivo di 2048 azionamenti e/o funzioni.
BREVE DESCRIZIONE DELL·'INVENZIONE
Secondo un primo aspetto dell'invenzione si è fornito un circuito CMC con funzioni di comando o di azionamento programmabili e riprogrammabili in remoto, per impianti elettrici, comprendente:
- un involucro stagno di forma sostanzialmente piana e di ridotto spessore, avente una base di appoggio posteriore;
- una pluralità di terminali di collegamento sotto forma di connettori o di fili disposti lungo il bordo periferico;
- un microprocessore con memoria EEPROM cancellabile e programmabile incorporata, avente gli I/O operativamente connessi ai vari terminali, detta memoria del microprocessore essendo programmabile anche con funzioni di comando (TX) o di azionamento (RX);
- un mezzo per la composizione di un numero seriale dì identificazione del circuito CMC, ad esempio costituito da una serie di piste elettriche collegate a rispettivi ingressi I/O del microprocessore, le quali possono essere interrotte per effettuare una composizione binaria del numero di identificazione, nel caso che il circuito CMC sia a circuito stampato o a film spesso, mentre nel caso sia a circuito integrato la composizione binaria è effettuata mediante il collegamento a massa di uno o più dei suoi 8 piedini di connessione;
- il circuito CMC comprende inoltre tre terminali di collegamento ad un cavetto a tre conduttori, per l'alimentazione dei componenti elettrici interni allo stesso circuito CMC, nonché per la rice-trasmissione seriale di dati tra vari circuiti CMC tutti collegati in parallelo su uno stesso impianto elettrico e ad un dispositivo di programmazione a interruttori o ad un personal computer e viceversa, relativi alla sua identificazione, oppure ai vari indirizzamenti, oppure ancora alla variazione delle funzioni di ogni singolo relè.
Secondo un altro aspetto dell'invenzione, dei mezzi di visualizzazione della funzione di comando eseguito, possono essere collegati a tutti o a parte dei terminali di comando.
Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, il circuito CMC può essere dotato di una coppia di terminali per il collegamento ad una cella di rilevamento all'infrarosso o a luce nera per un comando a distanza dei suoi attuatori.
Il circuito CMC secondo l'invenzione può presentare una qualsiasi configurazione piana; preferibilmente presenta una forma rettangolare di dimensioni variabili in funzione del numero di fili o di terminali, con dimensioni relativamente ridotte, ad esempio una lunghezza compresa tra 25 e 60 mm, una larghezza compresa tra 15 e 35 mm, ed uno spessore estremamente ridotto compreso tra i 4 e 15 mm che rendono il circuito CMC di ingombro estremamente ridotto.
Il circuito CMC secondo l'invenzione può dunque essere alloggiato sul fondo di scatole ad incasso di un impianto elettrico associato ad azionatori elettrici convenzionali, se è di tipo con terminali o fili oppure, se è di tipo a circuito integrato, direttamente montato su zoccolo a bordo dei dispositivi di comando e di azionamento.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Queste ed ulteriori caratteristiche del circuito CMC, secondo l'invenzione, risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni allegati, in cui:
Fig. 1 è una vista prospettica di un circuito CMC secondo l'invenzione, realizzato con la tecnica del circuito stampato o del film spesso, con la parte inferiore tratteggiata inglobata in resina, con connettori rigidi di collegamento sostituibili con fili; sul disegno sono stati schematicamente indicati alcuni componenti fondamentali inglobati totalmente nella resina;
Fig. 2 è una vista prospettica di un circuito CMC secondo l'invenzione realizzato con la tecnica del circuito integrato innestabile su zoccolo;
Fig. 3 mostra lo schema elettrico di collegamento dei principali componenti del circuito CMC di figura 1 e di figura 2.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
Viene ora descritta una prima forma di realizzazione di un circuito monolitico computerizzato (CMC) secondo l'invenzione; questa rappresentazione viene data a puro titolo esplicativo, senza che ciò costituisca una limitazione per quanto riguardi forma, dimensioni e tipo di circuito CMC impiegato, nonché delle caratteristiche dei vari attuatori (pulsanti/interruttori) e visualizzatori di comando eseguito (microlampadine), oppure relè elettromeccanici o statici collegabili al circuito CMC qui descritto.
Come mostrato in figura 1, il circuito CMC complessivamente indicato con 10, sostanzialmente è costituito da un circuito stampato di tipo convenzionale o a film spesso, formato con le necessarie piste di collegamento dei vari componenti elettrici, secondo l'esempio di figura 3.
Più precisamente, come mostrano le tre figure, nel caso in considerazione il circuito CMC 10 comprende un microprocessore 11, ad esempio un microprocessore 68HC8C5K3 costruito da Motorola, provvisto di memorie integrate (EEPROM) cancellabili elettricamente e ripetutamente programmabili con due modalità di funzionamento comando (TX) e azionamento (RX), selezionabili mediante una coppia di connettori Cl, per fornire 2048 modalità di indirizzamento, 6 modalità di funzionamento relè (monostabile, passo-passo, set/reset, temporizzatore, interruttore e invertitore) e 256 modalità di programmazione di un numero di identificazione dello stesso circuito CMC.
Quest'ultimo caso è solamente per circuiti CMC realizzati con tecnologia dei circuiti integrati e film spesso; in particolare nell'esempio rappresentato, l'uscita seriale 11' e 11" del microprocessore 11, nonché un blocco di alimentazione 12, sono collegati tramite un'opportuna interfaccia 28, a tre terminali 13, 14 e 15 (in alternativa a tre fili pre-cablati) per l'alimentazione del circuito CMC, rispettivamente per la rice-trasmissione di segnali di funzione e/o di dati di programmazione .
Dalle stesse figure si nota inoltre che gli I/O del microprocessore 11 sono collegati a due serie di coppie di terminali (in alternativa di trentadue fili precablati), complessivamente indicate dai gruppi da Al ad A8 e da B1 a B8 disposti lungo i bordi del circuito stampato; ciascuna coppia di terminali del gruppo A, può essere collegata a corrispondenti attuatori (pulsanti/interruttori) 16, mentre ciascuna coppia di terminali del gruppo B può essere collegata a corrispondenti visualizzatori di comando eseguito (microlampadina) se il circuito CMC è predisposto come encoder per un comando (TX), mentre se è predisposto come decoder per un azionamento (RX), solo le coppie dei terminali del gruppo B sono abilitate al comando di corrispondenti relè elettromeccanici o statici 17; l'abilitazione all'azionamento RX o al comando TX si effettua tramite la coppia di terminali Cl.
Più precisamente, nell'esempio di figura 3 gli I/O del microprocessore 11, programmato con modalità di funzionamento TX, sono collegati, tramite un multiplexer 19 al gruppo di terminali Al - A8 a loro volta connessi, tramite appositi connettori (non mostrati), fino a 8 attuatori elettrici 16, esterni al circuito CMC 10, ad esempio alloggiati in una scatola da incasso di tipo tradizionale .
Gli stessi I/O del microprocessore 11, sempre programmato con modalità di funzionamento TX, sono collegati attraverso un multiplexer 21 ad una interfaccia 22, al gruppo di terminali B1 - B8, a loro volta connessi, tramite appositi connettori (non mostrati) fino a 8 visualizzatori elettrici di comando eseguito, esterni al circuito CMC 10, ad esempio alloggiati negli stessi frutti di attuazione (pulsanti/interruttori), o diversamente collocati.
Gli stessi I/O del microprocessore 11 programmato invece con modalità dì funzionamento RX, sempre collegati attraverso multiplexer 21 e l'interfaccia 22 al gruppo di terminali B1 - B8, a loro volta possono essere collegati tramite connettori (non mostrati) fino a 8 relè esterni 17, elettromeccanici o statici variamente disposti e/o collegati in un impianto elettrico civile o di tipo industriale.
Infine nell'esempio di figura 3, si nota che gli I/O del microprocessore 11 sono collegati, attraverso un multiplexer 23 ad otto tracce interrompibili 24, per l'attribuzione al circuito CMC 10, di un numero seriale di identificazione che viene immagazzinato in una zona di memoria del microprocessore.
La programmazione del numero di identificazione viene effettuata nel caso di circuito CMC 10 realizzato con tecnologia del circuito stampato o del film spesso, mediante il taglio di una o più delle otto piste 24 circoscritte nel riquadro 25 presente sulla parte di un involucro piano del circuito CMC 10.
Poiché il circuito computerizzato secondo l'invenzione può essere realizzato con qualsiasi tecnologia, ad esempio con la tecnologia dei circuiti stampati o del film spesso secondo l'esempio illustrato, ovvero con la tecnologia dei circuiti integrati, in quest'ultimo caso le uscite del multiplexer 23 sono riportate su otto piedini del circuito CMC realizzato con tecnologia del circuito integrato, e rappresentato a titolo di esempio in figura 2.
In una forma alternativa, i singoli terminali possono essere sotto forma di fili elettrici direttamente o indirettamente collegabili agli attuatori elettrici, relè e/o visualizzatore.
Il circuito CMC, con funzioni programmabili, così realizzato, presenta dimensioni estremamente ridotte, atte al suo alloggiamento in normali scatole da incasso per frutti elettrici o simili, che possono essere ulteriormente ridotte se realizzato con le tecnologie del film spesso o del circuito integrato. A titolo puramente esemplificativo e non limitativo, un circuito stampato del tipo descritto può presentare dimensioni di 25 X 60 X 4 mm circa ovvero minori o maggiori in funzione del numero di terminali di ciascun gruppo; gli stesi terminali possono essere differentemente formati e/o posizionati, rispetto a quanto scritto.
Da ultimo, sempre con riferimento all'esempio di figura 3, il microprocessore 11 può essere collegato ad una coppia di terminali C2 per una cella 27 di rilevamento all'infrarosso o a luce nera atta a ricevere un comando a distanza, per l'esecuzione delle funzioni dei vari attuatori.
Si intende comunque che quanto detto e mostrato con riferimento ai disegni allegati è stato dato a puro titolo esemplificativo e non limitativo dei principi generali del circuito CMC con funzioni programmabili secondo l'invenzione, e che altre modifiche o varianti possono essere apportate, al tipo di circuito e/o ai vari componenti, senza con ciò allontanarsi da quanto rivendicato.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Circuito monolitico computerizzato CMC, a tenuta stagna, con ingombro e spessore ridotti, adatto per svolgere funzioni di comando e/o di azionamento per impianti elettrici civili e/o industriali comprendente: - un involucro stagno di forma sostanzialmente piana, di ridotto spessore, avente una base di appoggio posteriore; - una pluralità di terminali di collegamento disposti lungo il bordo periferico; - un microprocessore con memoria incorporata EEPROM cancellabile e programmabile, avente gli I/O operativamente connessi ai vari terminali di collegamento ad attuatori o relè esterni, detta memoria del microprocessore essendo selettivamente programmabile con funzioni di comando (TX) o di azionamento (RX); - un numero per la composizione di un numero seriale di identificazione del circuito CMC, comprendente una serie di piste atte ad essere interrotte, o una serie di connettori,addizionali collegati a rispettivi I/O del microprocessore; - il circuito CMC comprende altresì tre ulteriori terminali collegabili ad un cavetto a tre conduttori per l'alimentazione dei componenti elettrici interni, nonché per il collegamento in parallelo ad altri circuiti simili per la rice-trasmissione di dati ed a dispostivi di programmazione.
  2. 2. Circuito monolitico computerizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti terminali di collegamento sono costituiti da connettori di tipo rigido o da fili pre-cablati.
  3. 3. Circuito monolitico computerizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un'ulteriore coppia di terminali di collegamento del microprocessore ad una cella di rilevamento per un comando a distanza.
  4. 4. Circuito monolitico computerizzato secondo la rivendicazione 1, ulteriormente caratterizzato dal fatto di comprendere un mezzo per la composizione e la memorizzazione di un numero seriale di identificazione del circuito .
  5. 5. Circuito monolitico computerizzato secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto di essere realizzato mediante la tecnologia dei circuiti stampati.
  6. 6. Circuito monolitico computerizzato secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto di essere realizzato con la tecnologia dei circuiti a film spesso.
  7. 7. Circuito monolitico computerizzato secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto di essere realizzato con la tecnologia dei circuiti integrati.
  8. 8. Circuito monolitico computerizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una prima serie ed una seconda serie di coppie di terminali di collegamento, e dal fatto che, nel caso in cui il microprocessore è programmato con modalità di comando (TX) detta prima serie di coppie di terminali è collegabile ad attuatori elettrici esterni, rispettivamente detta seconda serie di coppie di terminali è collegabile a visualizzatori elettrici di comando eseguito.
  9. 9. Circuito monolitico computerizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una prima serie ed una seconda serie di coppie di terminali di collegamento, e dal fatto che nel caso in cui il microprocessore è programmato con modalità di azionamento, almeno una di dette serie di terminali è collegabile a relè meccanici e/o statici esterni.
  10. 10. Circuito monolitico computerizzato secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il microprocessore è programmabile per fornire differenti modalità di funzionamento dei relè comprese nel gruppo: monostabile, passo-passo, set/reset, temporizzatore, interruttore, invertitore.
  11. 11. Circuito monolitico computerizzato secondo la rivendicazione 4 in cui il circuito è realizzato con la tecnologia dei circuiti stampati o a film spesso, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di composizione del numero seriale di identificazione, comprendono una serie di piste interrompibili, collegate a rispettivi I/O del microprocessore .
  12. 12. Circuito monolitico computerizzato secondo la rivendicazione 4, in cui il circuito è realizzato con la tecnologia dei circuiti integrati, caratterizzato dal fatto che i mezzi per la composizione del numero seriale di identificazione sono costituiti da una serie di connettori supplementari, collegati agli I/O del microprocessore, rispettivamente collegabili a massa in funzione della modalità di composizione binaria del numero di identificazione da comporre.
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