JPH04501200A - 光励起電子エネルギ管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光励起電子エネルギ管理システム 本発明は１９８８年９月２２日付米国特許出願フレクシプルにプログラム可能な 製部システムコントローラの一部継続出願である。

発明の背景 １．０　主ユ坐立立 本発明は自励湿部制御システム及びコントローラに関し、より詳細には時々光か ら動作エネルギを引き出す湛液システムに関する。

２．０　又里坐宜量 既存のほとんど全ての製部システムは交流給電である。交流電力を使用するとコ ントローラ自体及び湛液システムの水圧要素の設置コストが増大する。従来のコ ントローラは通常建物の内外壁上に取り付けられるかもしくは屋外において基礎 の上に載置される。壁付コントローラは交流電力を利用できる中央位置に配置さ れるという点で便利である。しかしながら、この中央コントローラ位置はしばし ばコントローラから弁へ所要の低圧配線を行うのにコストのかかる長距離配線を 必要とする。コントローラはバルブまでの配線コストを低減するような仕様とさ れていることが多いが、これらのコントローラに給電するための交流配管路の掘 削及び配管コストが高くなるという代償がつく。さらに、基礎自体も高価である 。いずれの場合にも、舗装や使用度の高い領域の下で多数の配線を施工、補修、 交換したり新しく別の土地へ増設したりすることは高くつく。

建物の建設を開始する前に、新たに作られた勾配を安定化させるために一時的な 潅液を行うことを要求している自治体条例が多い、しばしば実際の建造物の開発 が開始されるよりも轟かに以前に、単に湛液コントローラへ給電を行うために仮 説交流電力を相当のコストで設置しなければならない。

交流電力に依存することについては信鰭性の問題が生じる。

既存の温液コントロールシステムは給電中断及びラインスパークに感応すること が多い。代表的に給電停止により交流給電コントローラはデフォルト“バックア ンププログラムへ戻り、コントローラを再プログラムするには専門的な配慮を必 要とする。ラインスパーク及びサージもコントローラを中断させたり完全に破壊 させることがある。コントローラをラインスパークから保護するために、湿部コ ントローラの設計者は高価な電力調整装置の仕様とすることが多い、有効な保護 を行うにはコントローラ自体と同じぐらいのコストがかかる。湛液コントローラ は広範なランドスケープ領域にわたって分布され配線されることが多いため、雷 による電磁パルスや静電放電により生じるラインスパークの影響を頻繁に受ける 。

既存のコントローラ及び一般的な交流２４Ｖ弁のもう一つの問題は埋設された制 御線が“大地基準”とされていて、特に送電線の近くでは、大きな“大地電流” を拾いがちなことである。これらの誘起電流は基本的に交流ラインスパークと同 じ悪影響を及ぼす。

湿部制御交流配電の規制環境は強化されつつある。ナショナルエレクトリックコ ードでは交流幹線に接続され且つ水や配管と接触しそうな電気配線は全て１５Ｖ 以下に制限されている。現在、はとんど全てのソレノイド起動ダイアフラム弁は ２４Ｖで作動し、既存の装置はこの標準に合致しない。さらに、１２Ｖソレノイ ドに変えると弁を作動させるのに２倍以上の電流を要し、従って配線や他の要素 に対する要求は重くなりコストは高くなる。

製部システムのコントローラへの交流配線の労務及び材料費が全体システムコス トの重要な部分を占める。大規模複合住宅のための一体型マルチステーション湛 液コントロールシステムの例では、配線コストは湛液システムの総設置コストの およそ６３％に達する。

交流電力を必要としない自励湿部コントローラの場合、コントローラは弁近くに 配置することができ、分散された自動コントローラから弁までの低圧配線の長き は相当低減できる。

従って、同じ施設に対する請負者の配線コストは８５％まで低減できる。従って 、湿部コントロールシステムにおいて交流配線を省くことができれば、コストは 著しく節減される。

（必ずしもさたかではないが）コントローラと弁のコストが同じままであれば、 製部システムの全体設置コストは５４％（すなわち、６３％×８５％）まで低減 される。

２．１．１　のエネルギ　び　に　′°コン　ロー−び１は　・に　六ゞ　八　 る 潅瀧システムにおいて代表的に数十もしくは数百側が使用される代表的なソレノ イド起動ダイアフラム弁は交流２４Ｖにおいておよそ０．２５　Ａの電流をｍ続 的に引き出す、すなわちおよそ６Ｗを連続的に消散する。これらのソレノイド起 動弁は電子もしくは電気機械コントローラにより駆動される。

ソレノイドの電力消費が大きいため、これらのシステムは代表的に交流電力へ接 続される。

開閉時（ラッチング及びアンラッチング時）のみ短時間電流を引き出すラッチン グソレノイド起動ダイアフラム弁も使用できる。これらのラッチングソレノイド 弁は一般的により高価で、複雑で、故障しがちであるが、システムの総エネルギ 要求は低減される。しかしながら、ラッチングソレノイド弁を使用した湯漬シス テムであっても、弁が起動されるたびに代表的におよそ６Ｗの瞬時電力を必要と する。

代表的にいくつかの溜液ステーションすなわち弁をコントロールするために湯漬 システムで代表的に使用される電子潅漬コントローラは、代表的にＡＣ１２０Ｖ においておよそ０．５Ａ、すなわち６０Ｗを連続的に消散する。従って、コント ローラ及び８個の代表的ソレノイド弁を有する効率的で、モダンな、湯漬システ ムの電力要求は、弁作動時に６６Ｗ程度と考えられる。

６０〜６６Ｗの電力を２４時間／日、３６５日／年使用することは潅瀧システム の運転コストとしては微々たるものではないが、本発明で対処する主要問題は交 流給電対自励製部システムのイニシャル建設コストである。

代表的に交流である、遠隔給電に対するニーズを軽減する自励温液システムを実 現するのに技術的問題が存在する。これらの問題については次節で説明する。あ る程度までは、これらの問題は湯漬システムで消費される電力の関数である。

従って、エネルギ効率的となるように既存の技術により構成することができる製 部システムのエネルギ消費を評価することが有用となる０代表的な低エネルギラ フチングツレノイド弁は状態変化を行うのにおよそＤＣ２４Ｖ、２００ｍＡを１ ００ｍ５間必要とする。低電力相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）、中規模集 積（ＭＳＩ）及び大規模集積（ＬＳＩ）回路技術により構成された湿部コントロ ーラはおよそ２００チツプを使用することができる。このような低電力湛液コン トローラに０．ＯＩＷ、すなわち１日当り２４０ｍＷ）ｌ以下の消費電力となる ように組み立てることができる。この電力によりコントローラは、全ての弁につ いて１個もしくはそれ以上の湛液弁を合計およそ１２８回サイクルするのに充分 な計算を行い、且つ温液スケジュールを実行する。これらの弁サイクルの各々が およそ４８０ｍＷＳすなわち０．１３ｍＷＨを消費する。従って、１２Ｂの総弁 サイクルではおよそ１７ｍＷＨが消費される。従って、非常に低電力のカスタム 製部システムに対するエネルギ予算は２５７ｍＷＨ／日プラス損失となる。これ は、従来のコントローラが毎日使用する１４４０ＷＨよりも５０００倍程小さい 、この中程度のエネルギ予算を満足させることでさえいかに困難であるかを次節 で検討する。

２．１．２バ・・−１は゛′コントロールシスームの　びエネルギ　１　ことは 　る（　ｐ　＜　しるバッテリは潅瀧コントロールシステムの電力及びエネルギ 条件を共に満す、バッテリは内部抵抗が低く、ラッチングソレノイド弁が短時間 （およそ、１００ｍ５）必要とする２００ｍＡの電流を代表的に容易に供給する ことができる。エネルギ効率温源システムの総エネルギ消費もバッテリにより満 すことができる。少くとも一つのバッテリ給電濃液コントローラが１９８８年頃 市場に出廻っている。それは、４個の標準６ｖランターンバツテリを使用してい る。

ドライセルバッテリは製部コントロールの電力要求を満すのに信輔できないこと が判った。バッテリは屋外包囲体内に収納され、署、寒、湿度の極端な気象条件 にさらされる。一部層液弁のコントロールとスイッチングのための間欠電力流出 に基づく、バッテリの精密な寿命を計算するのは難しい。

代表的に、バッテリは１月おきもしくはそれよりも早期に交換する必要がある。

（相当のコストで）頻繁に交換した場合でも、バッテリは製部システムを給電す るのに不適当な状態であることを警告することなく劣化し易い、特に暑い気候の 時に、散水不足により植生は大きな損害を受け易いため、バッテリの停電による 製部システムの故障は橿めて有害な事故となる。

２．１．３ソー−アレイに　ｐ　なバー−１は゛コンロールシスーム　・　く　 。　・” ドライセルバッテリを使用して製部コントロールシステムに給電する際の高い費 用、頻繁な定期サービス条件及び低信鯨度に応えるべく、少くとも一つのソーラ 給電製部コントロールシステムが試作された。自動車バッテリとほぼ同じサイズ 及び蓄電能力を有するウェットセルバッテリがシステムに使用される。これらの バッテリは、製部コントロールシステムを給電するエネルギが引き出されない場 合でも、かなりの電荷漏洩、すなわち自己放電率を示す、バッテリは毎日計１２ ８サイクルまで集合的に励起される８個のラッチングソレノイド弁を制御する代 表的な湿部コントローラに給電しなければならない、漏洩及び消費エネルギ条件 を満すために、代表的には０．５５７ｎ（（６平方フイート）の、数平方フィー トのソーラアレイで適切なソーラ電力を集める必要がある。

このような大きなソーラアレイは高価で、設置及び物理的破損に対して保護する のが難しく、且つ見苦しい外観をしている。それは、大概の商業及び住居製部応 用に適さない。

ウェットセルバッテリは、ドライセルバッテリよりも寿命は長いが、数ケ月もし くは数年の比較的短い寿命である。それらは高価で交換するのが厄介である。電 解質の漏洩がプラントや動物の生命に害を及ぼすような応用では不安全なものル ギ　”る′　吃　る＜　日　に ることはで　ない コンデンサは電荷、すなわち電力を蓄える公知の手段である。カーボンペースト 電極に基いた比較的新しい高性能電解コンデンサは大きな電荷を蓄える。このよ うなコンデンサの一つが米国特許第３．５３６．９６３号の対象となっている。

これらの高性能、すなわち“スーパー”、コンデンサはバッテリと従来のコンデ ンサとの間の装置としてランク付けできる。これらのスーパーコンデンサをマイ クロコンピュータ及び／もしくはＣＭＯＳメモリを有するシステムのバックアッ プ電源として使用することが知られている。

残念ながら、スーパーコンデンサはコントローラ及び弁を含む従来の湿部システ ムを給電するのには役に立たない。代表的に適切な電力を蓄えるのに、各々がバ ッテリよりも高価な、数十もしくは数百個のスーパーコンデンサアレイが必要で ある。このような大きなアレイは漏洩も著しい。このような漏洩によりウェット セルバッテリの充電を維持するのに必要なアレイと類似の、比較的大型の、ソー ラエネルギ集成アレイが必要とされる。

最後に、スーパーコンデンサは等価直列抵抗（ＥＳＲ）が高く、従って各々が単 位時間当りに送出できる電力量が制限される。並列アレイ内の数十もしくは数百 個のスーパーコンデンサからかなりの総電力を抽出することができるが、低電力 ラッチングソレノイド弁を起動させるために代表的に数個のスーパーコンデンサ では適切な電流を供給することができない。

スーパーコンデンサのこれらのコスト及び電流の制限は従来の湿部システムの可 充電電源にそれらを使用する際にユニークなものではない。これらのスーパーコ ンデンサはユニークな特性を示すが、従来デジタル論理デバイスへの一時的バツ クアップ電源にそれらを応用するには、代表的に交流給電されるデバイス給電に よりそれらを初期充電する必要がある。

２．３　ｆｆｌ　シスームにい１なるエ　ルギ゛−・に　るニー゛；に′　・し 　９の′＝１“゛　のコマン′に　−の　ｒ工゛ ルギ　に　てエネルギ°にはい　つ）の口が生旦五− 自励湿部システム用エネルギ源は通常システムの全ての正規、静止エネルギ要求 に供給を行うように設計されている。

独立したエネルギ源がソーラ給電される場合、エネルギ集取及び蓄積容量は夜間 、連続する曇天等の期間中にもシステムの動作を維持するのに充分なものとしな ければならない。

自励湛液システムはシステムのユーザー保守員の昼夜ノ、非同時性の到来を黙認 しなければならない、ユーザー保守員は湛液コントローラとの通信を進め、製部 弁をサイクルさせ、且つ／もしくはさまざまな既時弁サイクリングを要求する湛 液スケジュールを開始することができる。これらの各アクティビティを個別に予 算立てして所要のエネルギで満すのは困難である。溜部コントローラもしくはシ ステム内の独立エネルギ源がシステムの通信に給電しなければならない場合には 、静止動作に必要なエネルギよりも多くのエネルギを蓄えなければならない、し かもユーザー保守員により潅概システム上に非同期的に生じる通信要求は完全に ルーチンであり、予期されるものである。これらの要求は大きな、本質的に量化 できずに制御されない、要求を任意の自励湿部システムのエネルギ源へ課すこと になる。バッテリの場合に通常そうであるように、システムエネルギ源がこれら の要求を一時的に満すのに適切な容量であれば、ユーザー保守員のシステムとの 通信によりシステムの蓄電が著しく枯渇するのは極めて当然である。

これは、ユーザー保守員が製部弁をサイクリングすることによりシステムを作動 させる場合特にそうである、自励溜液システムのこのような作動及びチェックア ウトはシステムの蓄電を枯渇させて、作動及びチェックアウト直後もしくはしば らく後に給電停止及びシステム故障を引き起すことは極めて一般的なことである 。

また、ユーザー保守員が新たな潅概コントロールスケジュールを設定する場合に 別の問題が生じる。ソーラ電力により充電可能なバッテリ等の、可充電独立エネ ルギ源は湿部コントロールを実施するのに１日のエネルギ予算を使い切り製部の 同じ１日のサイクルを再びコントロールする前に充電を待つようなことがある。

ユーザー保守員は、エネルギ源が枯渇している間、既座にエネルギ流出を要求す る新しい湛液スケジュールを設定することがある。このエネルギ流出は、いずれ 、エネルギ源が充電される前に生じる。従って、保守員−ユーザとの通信もしく は保守員−ユーザによる作動中に自動湿温システムが予算化されないエネルギ損 失を避けるだけでは充分ではない。むしろシステムのエネルギ源は、あるシナリ オに対して、通信後には以前よりも多くのエネルギ蓄積を残さなければならない 。

従って、湿部システムがいかにエネルギ効率的であっても、そのエネルギ蓄積容 量がいかに置火に過剰設計されていても、かなりの大きさの予定外エネルギ流出 が潅概の運営に対する正規のシステム電力流出と非同期的に生じることができる ようにするのに充分なエネルギ蓄積できそうな事故給電製部システムは無い。

発明の要約 本発明は多数の給電から電気システムへ給電しようとするものであり、電源の選 択は異なる時間にシステムが実施する仕事の性質による。代表的に、システムは 電子湿部コントローラ及び電気起動弁を含む湿部システムである。コントローラ は、異なる時間に、（ｉ）湿部コントロールを実施し且つ（ｉｉ）湿部システム のユーザ／プログラマと、直接もしくはインターフェイスを介して間接的に、通 信を行う。

第１の光励起給電が湛液システムへその湛液機能に必要な全てのエネルギを供給 する。この第１の給電は光を電気へ変換する光電池装置及び暗照間中にエネルギ を蓄積する高性能コンデンサを含んでいる。

第２の給電が湿部システムの製部コントローラへその通信機能に必要な全エネル ギを供給する。この第２の給電は可搬型であり、代表的にはバッテリである。バ ッテリは潅漬コントローラへ運ばれ、給電だけではなく、コントローラとユーザ ／プログラマとの通信を開始するためにそこへ電気的に接続される。この通信は 手元コントロールパネルによりマン／マシンインターフェイスを介して直接行わ れるか、もしくはカスタムデザインＩ１０ボートによる通信リンクを介して間接 的に行われる。

第１の光励起電源により給電される潅概コントロールは代表的に第２の可搬型電 源により給電されるユーザ通信よりも単位時間当り電力要求は少い、これはユー ザ通信がメツセージのディスプレイ及びスイッチ起動の受信によりマン／マシン インターフェイスを介して起るか、あるいは電気信号の通信によりＩ１０チャネ ルを介して起るかどうかにかかわらない。各々がエネルギを要するディスプレイ の駆動や電気信号の送信条件だけでなく、後記する本発明の別の局面に従って、 潅概のコントロールには僅かな電力及びエネルギしか必要としないため、代表的 に通信には多くの電力及びエネルギが取られる。

従って、本発明は、最大電力が要求される時に、第２の可搬型電源から給電して コントローラ“アップ”及び通信を維持し、他の時には第１の光励起電源から給 電しようとするものである。従って、電力蓄積が限定されている、湿部コントロ ーラ等の、電力割当電気システムと日中もしくは夜間に非同期通信を行う必要が あるというジレンマが解決される。これは、本質的に通信を開始するとそれと共 に通信を行うのに必要な電力が送られるためである。

さらに、本発明に従って、第１の給電のエネルギ蓄積コンデンサは第２の電源の パンテリにより充電される。これは、たとえ夜間もしくはシステムが予め非使用 及び放電期間とされた後に開始しなければならない溜部コントロールであっても 、湿部コントローラにより行われる各通信により第１の電源は完全充電され引き 続く濃液コントロールに給電することができることを意味する。第２の給電は通 信のための電力条件を満すだけでなく、常に製部システムがその第１の電源蓄積 容量の極限まで機能するように準備する。

本発明はさらに、光から引き出されるエネルギをコンデンサ、特に高性能コンデ ンサ上に電荷として蓄積する新しいタイプの電源をももくろんでいる。光電池電 源は光エネルギが存在する時に電圧を発生する。コンデンサは光電池光源の両端 間にダイオード接続されている。コンデンサは光電池電源が発生する電圧から電 荷を蓄積する。コンデンサ上の電荷が所定の基準値を越える時に、コンデンサ両 端間に接続された電圧センサがコントロール信号を発生する。遅延回路がコント ロール信号を受信し、それを時間遅延させて遅延コントロール信号を発生する。

光電池電源の両端間に接続された可制御電気分路回路は遅延コントロール信号の 受信中に光電池電源により選択的に発生される電圧を短絡させる。

第１の電源のコンデンサは代表的に利用可能な２相間の電界によりインターフェ イスに電荷を蓄える電気的二重層型である０代表的に１相は活性化カーボンであ り、他方の相は代表的に硫酸溶液であるイオン導電電解質である。この種のコン デンサは一般的に高性能、すなわち“スーパー”コンデンサと呼ばれ、大エネル ギを貯えることができる。各々が１フアラツド容量の４個のこのようなスーパー コンデンサが第１の電源の実施例に使用されている。コンデンサを組み合せると およそ２３ジュール−２３Ｗ秒＝６．５ｍＷＨの電気的エネルギを貯えることが できる。

また、代表的に光電池電源は、１１６ｃｍ”（１８平方インチ）の極めて妥当な サイズのコレクタ領域からの日光レベルにおいて、ＤＣＩＯＶにおいて３５ｍＡ 、すなわち３５０ｍＷを発生する。この電力発生は曇天もしくは日没による薄光 、北緯、汚なくなりがちな透明カバーによる伝達損失、及び暗い時間中に対して 著しく軽減される。光レベル及び日没状態が最悪の場合には、光電池電源は毎日 ７．６　ｍ　Ｗ　Ｈのエネルギしか発生しない。

第１の電源実施例のエネルギ貯蔵及び発生能力は湛液システムの静止、非通信コ ントロールに対してさえも極端に挑戦的なエネルギ及び電力予算しか提供しない 。

本発明に従って、この挑戦に対抗することができる。本発明に従って、潅概コン トローラは分もしくは時程度の代表的に長い時間間隔において、１秒の数分の１ 程度の非常に短い時間だけ完全に“目ざめて”潅概ステーションをコントロール するように作動する０代表的に、コントローラは毎秒１０ｍ５だけ目ざめている 。コントローラ内の経過時間は定周波源から継続的に更新される。主としてマイ クロプロセッサからなるコントローラ論理の残りは完全に“死んでいる”すなわ ち静止しており非作動状態にある。この状態では論理はほとんど電力を消費しな い、経過時間の計時は０Ｍ０３回路内で行われる。それは電力消費が極端に少く 、代表的にディスプレイをも駆動しなければならないデジタルウォッチよりも温 かに少い、好ましくは、マイクロプロセッサ及び付随する論理回路も、好ましく は２個の応用指定集積回路（ＡＳＩＣ）として、０ＭＯ３論理内で実施される。

このように実施されると、全体コントローラは２４時間ベース（コントローラは その日のうちの微小時間しか目ざめていない）で、６．４ｍＷＨ以上のエネルギ を消費することはない、このエネルギ予算に基いて、コントローラは全ての弁の 中の１個以上の超低電力湛液弁のサイクリングを合計１２８サイクルまで制御す ることができる潅概スケジュールを計算して実行する。

通信を行うために、湿部コントローラはアップして作動する、すなわち“目ざめ て”いなければならない。これは、マイクロプロセッサベース製部コントローラ の場合に、マイクロプロセッサは通信を管理する計算能力と釣り合った許容可能 なデユーティサイクル及びクロックレートで作動しなければならないことを意味 する。湿部スケジュール及びコントロールタスクは比較上些細な計算となる。

好ましくは本発明を使用する温源システムは超低電力弁アクチユエータにより実 施される。このようなアクチュエータを使用する場合、１２８程度の起動サイク ルを実施するのに毎日９．４μＷＨ／サイクルすなわち１．２ｍＷＨ程度を消費 する。このようなアクチュエータを使用する場合、全体濯瀧システムのエネルギ 消費は１日当り７．６ｍＷＨ程度となる。これは光電池モジュールからの最小電 力出力である。

第１の電力源実施例のエネルギ貯蔵能力に従って、自励湿部コントローラは充電 に干渉することなく１２８の湛液弁サイクルをコントロールするのに充分なエネ ルギを貯えることができる。第１の電源実施例のエネルギ集取能力に従って、曇 天時の北緯（例えばカナダ）においてもおよそ１１６Ｃ１”（１８平方インチ） に入射する光を集めることにより動作を持続させるのに充分なエネルギを集める ことができる。第１の光励起電源は明るい月光によってさえ湿温コントローラを 給電する。

従って、本発明に従った光励起潅酒コントローラは交流電力、大型バッテリ、及 び／もしくは大型ソーラコレクタを必要とする従来の製部コントローラ及びシス テムとは著しく異なる。この光励起静止動作は一部、単位時間当りに引き出す電 力が大きい、コントローラの通信動作が可搬型の第２のバッテリ電源により励起 されるために可能とされる。この光励起静止動作はさらに一部は、コントローラ のほとんど全ての電力消費部がほとんど全時間完全非給電状態にとどまって、絶 対必要な期間だけコントローラアクティブオン”期間が生じるために可能とされ る。

図面の簡単な説明 第１図は本発明に従った温源コントローラの絵画図、第２図は第１図に示す温源 コントローラを含む本発明に従った潅概システムのブロック図、 第３図は本発明の湛液コントローラ用第１の光電池及び第２のバッテリ電源のブ ロック図、 第４図は装置及び／もしくはシステムを給電する、特に湿温コントローラ及び溜 部システムを給電する、本発明に従った第１の光励起電源の第１の実施例の電気 回路図、第５ａ図は第１の光励起電源の第１の実施例内の“スーパー”コンデン サ上の電圧充電波形図、 第５ｂ図は第１の電源の第１の実施例により供給される電流対電圧のグラフ、 第６ａ図〜第６ｈ図からなる第６図は、第１の電源の第２の実施例を含む、本発 明に従った湿温コントローラの実施例の略図、 第７図は本発明に従った湿部コントローラ内の第１の電源の第２の実施例に使用 される第１の、Ｕｌ、応用指定集積回路（ＡＳＩＣ）のブロック図、 第８ａ図はＡＳＩＣＵｌに使用されるサンプリングコンデンサアレイ及びスイッ チの簡単化された電気回路図、第８ｂ図はＡＳＩＣＵｌに使用されるサンプリン グコンデンサの簡単化された電気回路図、 第８ｃ図はＡＳＩＣＵｌのスイッチングレギュレータに使用されるステップアッ プＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータの簡単化された電気回路図、 第９ａ図〜第９ｂ図からなる第９図は、本発明に従って製部コントローラの実施 例に使用される第２の、Ｕ２、応用指定集積回路（ＡＳＩＣ）のブロック図であ る。

実施例の説明 １．０　の　は　パ′　コン　ロー−にｉ。

本発明は８−ステーション光励起湿部コントローラに実施される。湿部コントロ ーラは゛光励起”であり（それが制御する湛液弁と共に）“光励起湿部技術”　 （ＬＥＩＴ）を実施する。極端に小領域の光（ソーラ）コレクタを使用するため 、本説明は、例えば、コントローラを“ソーラ給電”されるものとして説明する 替りとなる。小さなエネルギが集取される結果、コントローラは８個までの弁を 含む全ての湿部機能に対して極端に小さなエネルギを使用する。湿部コントロー ラに適用する頭文字ＬＥＩＴは（本発明の譲受人である）ソーラトロール社のト レードマークである、すなわちＬＥＩＴ”温源コントローラである。

１．１　に　たパコント口一一〇　の 電力入力を必要としない、所要の光エネルギは最小７時間／日の０．４　ｍＷ／ ａｍ”入射光線である。これは冬の曇天時における北緯５５°　（例えばカナダ ）の光量の１７１０に等しい。

ｌ起された場合の）コントローラのディスプレイに対する電力は（ソーラトロー ル社のトレードマークである）ＰＯＷＥＲＫＥＹ”電源から引き出される。ＰＯ ＷＥＲＫＥＹＴ踵電源には設置及びプログラミング中にコントローラの液晶ディ スプレイ（ＬＣＤ）を励起するのに使用される９■アルカリバツテリーがパッケ ージされている。

コントローラの被制御弁への信号出力はＤ　Ｃ１５Ｖ、０．０４Ａである。遮断 器や変圧器は必要ではない。

（４個までのマスター弁を含む）８個までの弁を各コントローラに接続すること ができる。８個までの電子土壌湿気センサもしくはオブシ５ンとして他の電子悪 知装置も各コントローラに接続することができる。

光遮断の延長によるメモリ損失の場合にユーザ定義非常バックアッププログラム 及びクリティカルシステムパラメータが持久型メモリに記憶され、バッテリを必 要としない。

１．２　セ　１　るＬＥＩＴ”　’　コン　ロー−イン　−フェイスの 本発明に従ったＬＥＩＴ！ｆｉコントローラの実施例はある種のオブシテナルア クセサリ及び装置とインターフニスする。

ＰＯＷＥＲＫＥＹ”（ソーラトロール社のトレードマーク）電源はプログラミン グ及び／もしくはインタラクティブ動作中にディスプレイに給電する組合せキー リング及びキーホブケースバッテリである。

光Ｍｕｌｔｉｐｒｏｇｒａｍａ＋ｅｒ”が６４個までのコントローラマテニ対し て撒水プログラムをアップロード及びダウンロードするコントローラのデジタル インターフェイスへプラグインされる。

（ソーラトロール社のトレードマークである）オブシジナルＷｒＲＥＳＣＯＰＥ ’Ｎユニットは各ステージタンワイヤの弁ステーション端からの適切なコントロ ーラ及び弁動作をチェックするハンドベルト診断ユニットであり、ステーション 及びコントローラによる弁及びセンサ番号の識別読取りをオプションとして行う ことができる。

８個までのオプション土壌湿気センサユニットをコントローラに接続し、使用可 能な土壌湿気応力もしくは、オプションとして、パーセンテージ土壌飽和度の読 取値に基いて精密な潅瀧システム制御を行うことができる。

オプショナル遠隔テストコマンド組立体は弁もしくはセンサ位置からの弁及びセ ンサのワイヤレス遠隔“手動”動作を行うためにハンドベルトトランシーバから 信号を受信する交換コントローラフェイスプレートである。

オブシヲナル無線リンク中央モジュールがコントローラの下に永久載置され、コ ントローラと無線リンク中央システム間のワイヤレス通信のためのトランシーバ として作用する。

ＰＯＷＥＲＫＥＹ”７４ｆｉはコントローラへ給電して最初の使用のプリチャー ジを行うため、またコントローラ動作のプログラミング／パラメタリングの発生 及び／もしくはコントローラメモリ内のデータを調べる間、手動でコントローラ へプラグインされる。後の２つの場合、ＰＯＷＥＲＫＥＹ”電源はコントローラ のディスプレイ及びコントロールスイッチの組込照明をも提供する。まだプラグ 可能に取りつけられている場合（異常状態）、コントローラの湛液コントロール 動作中の電源はＰＯＷＥＲＫＥＹＴＭ電源とすることができるが（月光のような 極端な薄明りであっても）通常はコントローラ上にそそぐ光である。

１．３　に　たＬＥＩＴゝ“コン　ロー−〇　の詩１」αε比包 本発明に従った製部コントローラの実施例は組込み入射光コレクタにより光励起 される。それは３２Ｋ　ＲＡＭメモリを有するカスタムＣＭＯ３超低電力マイク ロコンピュータを駆動し８個までの超低電力湿部弁を２４時間当り１６回までサ イクルするのに充分なエネルギ貯蔵を示す、これにより、交流電力の必要性が完 全になくなり、エネルギ及び設置コストが節減されコントローラを弁近くに配置 することができる。

２−０　’ＡＭＬ 本発明に従った湛液コントローラの実施例は光励起湛液技１　（ＬＥ　Ｉ　ＴＴ ＋′’）を使用する。それは従来のコントローラに必要なバッテリ、外部ソーラ パネル、もしくは交流電力接続のいずれも必要とせずに、最悪の場合に冬の曇天 の日に北緯の土地で利用できる入射光量で作動できる。それは動作が極めて柔軟 で万能的である。

コントローラの実施例の線図を、カバープレートを外しオペレータのパネル領域 を露呈させて、第１図に示す、コントローラ１は代表的にボスト２に取りつけら れる。（図示せぬ）光電池装置アレイ１０がケース１２の透明蓋１１の下に設置 されている。

さまざまな電気的コネクタが設けられている。弁コネクタブロック１３により（ 図示せぬ）電線を介して電気的に励起された８個までの弁へ電気的接続を行うこ とができる。コントロールキーソケット１４は、ソケット１４ヘプラグインする ように適切にパッケージされたＤＣ９Ｖバッテリである、（図示せぬ）プラグ可 能なＰＯＷＥＲＫＥＹＴ’電源を受け入れる。デジタルアクセサリコネクタ１５ により（コントローラ１をプログラミングする他の方法の中で）コントローラ１ ヘプログラムをアップロード及びダウンロードすることができる（図示せぬ）マ ルチプログラミングユニットと通信接続を行うことができる。コネクタ１５は標 準型であり、コントローラ１内のファームウェアコントロールの元の他の装置と インターフェイスすることができる。センサコネクタブロック１６によりオプシ ョンとして８個までの土壌湿気センサや他の恩知装置と接続することができる。

これらの土壌湿気センサ、及びそこから進行するコントロール、については本発 明にとって重要でないため本明細書には記載しない。

コントロールパネル２０は情報、質問、及び指令を示す液晶ディスプレイ（ＬＣ Ｄ）２１を含んでいる。コントロールパネル２０は押釦スイッチ２２〜２５も含 んでいる。５ＴＯＰスイツチ２２は現在のコントローラ１の動作を停止させ予め オンとされている任意の弁をオフとする。ＨＥＬＰスイッチ２３によりコントロ ーラ１は、現在の動作もしくはディスプレイされた質問にキイされた、多（の情 報及び／もしくは命令をＬＣＤ２１内にディスプレイする。ＮＯスイッチ２４及 びＯＫスイッチ２５は湿部の設置及びパラメータに関してコントローラが提示す る質問（例えば、撒水スケジュール）に答え且つコントローラに記憶されたデー タを選択的に読取可能とするのに使用される。

コントローラ１はマイクロプロセンサを含む、特殊な応用指定集積回路（ＡＳ　 Ｉ　Ｃ）のファームウェアランニングによりその動作が制御される。コントロー ラｌのハードウェアの説明は本明細書の第３−５節に記載されている。コントロ ーラ１が実行するファームウェアは付録Ａとして本明細書に添付されている。第 ２章はコントローラｌのユーザインターフェイスに関し、本発明に従った多（の ユニークな局面を示している。

本明細書で使用する“プログラミングという用語はコントローラ１をパラメータ 化してそのプログラムされた動作を指令する一必ずしもそうではないが、通常現 場で実施される一コントローラ１とオペレータとのインターフェイスで実施され るアクションを含んでいる。もちろん、ファームウェア自体も“プログラムされ る”、場合によっては、オペレータのパネルにおける“プログラミングのアクシ ョンにより、使用するパラメータだけでなく、ファームウェア内のフローが変り 、こうしてプロセスコントロールレベルにおける一形式の“プログラミングが構 成される。“プログラミングという言葉は潅瀧コントローラ１とのオペレータ／ プログラマのインターフェイス、及びそのコントロール、の大要を示すのに使用 される。この言葉には（代表的に工場もしくはデボ−で行われる）より厳密には コーディングと考えられるアクションだけでなく、（代表的には現場で行われる ）より厳密にはパラメータ化と考えられるアクションが含まれている。

２．１　ｊＬ　シスームの　の 本発明に従った潅瀧コントロールシステムの実施例を第２図に示す、（第１図に 示す）製部コントローラ１はＲＯＭＵ４．ＲＡＭＵ３及びＥＥＵ９型メモリ内に 常駐するプログラムされたファームウェアを実行するマイクロプロセッサＵ２（ 一部）の制御の元で作動する。マイクロプロセッサＵ２（一部）は（第１図に示 す）手動作動キイ２２〜２５と通信してデータ及びコントロールを受信する。そ れは（第１図に示す）ディスプレイ２１とインターフェイスして（第２．０節で 前記したように）人間ユーザ／プログラマに対して質問、パラメータ、及びヘル プメツセージをディスプレイする。

湿部コントローラ１のマイクロプロセッサＵ２（一部）はオプションとして（第 １図に示す）プラグジャック１６のセンサインターフェイス２６を介して、（点 線で示す）８個までの湿気感知ユニット（オプション）２７ａ〜２７ｈと通信す る。このオブロシッン通信は８つまでの位置における土壌湿気を感知するために 行われる。マイクロプロセッサＵ２（一部）は（第１図に示す）プラグジャック １３の弁インターフェイス２８を介して（破線で示す）８個までの電磁起動コン トロール弁２９ａ〜２９ｈと通信する。この通信は任意の時点において選定され た１個のコントロール弁２９ａ〜２９ｈを介して（破線で示す）対応する一つの 撒水ヘッド３１ａ〜３１ｈへ給水３０から加圧水流をゲートするために行われる 。

ファームウェアプログラム、パラメータ及び／もしくはコマンドのダウンロード を受信するために、マイクロプロセッサＵ２（一部）はオプションとして（第１ 図に示す）プラグジャック１５を介して（点線で示す）他の装置３２と通信する ことができる。このインターフェイスは製部コントローラ１を作動させる必要は なく、それは実施例では本明細書に添付されたコントロールプログラムをそのＲ ＯＭメモリＵ４及びＥＥメモリＵ９内に介して工場から送られ、且つ実施例にお いて必要な全てのパラメータ及びコントロールを手動作動キー２２〜２５を介し て入力してお（ことができる、事実、所望によりファームウェアはその手動作動 キー２２〜２５を介してコントローラ１へ入力することができる。他の装置３２ とのデジタルインターフェイスはより冗長な通信法を表わすにすぎない。

コントローラ１の実施例では、日中及び夜間共静止動作中に、その全ての電力及 び湿気感知ユニット２７ａ〜２７ｈとコントロール弁２９ａ〜２９ｈの全ての電 力は通常ＰＶＭＩ。

Ｕｌ、及び関連回路からなる放射エネルギ変換ユニッｌ−（ＡＳＩＣＵＩを含む ）に入射する放射光エネルギから引き出される。”ＰＶＭ”は光電池モジュール を表わし”ＡＳ　Ｉ　Ｃ”は応用指定集積回路を表わす、“Ｕ”は全て（後記す る）第３図で参照とする集積回路チップを表わす。

コントローラ１の実施例は作動中に給電されて放射エネルギ変換ユニッ）ＰＶＭ Ｉ、Ｕｌ及び関連回路ではなく（第１図に示す）プラグジャックを介したＰＯＷ ＥＲＫＥＹ”プラグ可能バッテリエネルギ源３３への電気的接続によりユーザプ ログラミングを受け入れる。静止動作中は通常製部コントローラ１の一部ではな いこのエネルギ源３３はオプションとしてシャドウ線で示したり本発明のコント ローラ１に関連するものとして破線で示すのではなく、その一部ではないものと して示されている。むしろ、本発明に従ってコントローラをプログラミングする 目的で存在しなければならないことを示すために、ＰＯＷＥＲＫＥＹＴＭプラグ 可能パンテリエネル可能パンテリエネルギーる。

存在が必要なのは、スケジュールに従って間欠的且つ一時的に湛液コントロール を行う優勢に５ｏｓｕｌｅｎｔ　（イナクティブ）な状態をマイクロプロセッサ Ｕ２（一部）がエグジットして動作時に高いデューティサイクをとるのに必要な 大電力をエネルギ源３３が供給するためである。エネルギ源３３はまたユーザプ ログラミング中に手動作動キイ２２〜２５及びディスプレイ２１の電力要求にも 応える。放射エネルギ変換ユニット内のエネルギ蓄積により充分ユーザプログラ ミングを行うことができるが、特にエネルギ回復が不可能な夜間及びコントロー ラが温浸サイクルのコントロールを即座に開始するようにプログラムされている 時は、このエネルギ蓄積を（ユーザプログラムの長さと内容に依存する）未定量 まで枯渇させるのは賢明ではない。替りに、エネルギ源３３は実際上放射エネル ギ変換ユニット内のエネルギ蓄積手段を充電して常にコントローラ１を完全給電 しユーザプログラミングシーケンスの終りの湛液コントロールを行えるようにす る。

２．２　工′ルギのコンー°ンサ　−バイス　の工°ルギ　のための　・　は　 には た　の工′ルギ 本発明の基本原理を実施した電気回路を第３図にブロック図で示す。（第２図に 示した）放射エネルギ変換回路ＰＶＭ。

ｖｌは光電池電源、エネルギ蓄積コントロール、及びエネルギ蓄積部からなって いる。ＰＯＷＥＲＫＥＹプラグ可能パフテリエネルギ源は回路ＰＶＭ、ＵｌのＴ ｌ、Ｔ２端子に接続することができる。接続すると、それは２つの直列接続光電 池モジュールＰＶＭＩ、ＰＶＭ２からなる光電池電源と電気的に並列となる。モ ジュールＰＶＭＩ、ＰＶＭ２は入射光エネルギから電圧を発生する。ＰＯＷＥＲ ＫＥＹプラグ可能バッテリエネルギ源及び光電池電源は共に電源として作用する 。

他の電気エネルギ源により光電池電源を補ったり、所望によりＰＯＷＥＲＫＥＹ プラグ可能バッテリエネルギ源形式のバッテリ以外の付加電力を製部コントロー ラ１１へ供給することもできる。利用可能であれば、エンジンもしくは交流壁電 力から給電される直流給電にコントローラ１を一時的に接続することができる。

直流発電機が湿部水流から発電することもできる。このようにして、コントロー ラはそれ自体の補足エネルギ供給の周期的発生をコントロールする。

光電池電源もしくはＰＯＷＥＲＫＥＹプラグ可能パフテリエネルギ源から引き出 されるエネルギはエネルギ蓄積コントロールによりゲートされてエネルギ蓄積に 蓄積される。エネルギ蓄積両端間のＴ３．Ｔ４端子は濃液コントローラｌの残り へ給ｔする。エネルギ蓄積部はコンデンサ、より詳細には、一般的に“スーパー ”コンデンサと呼ばれる、カーボンペースト電極を有する高性能電解コンデンサ に基いている。

スーパーコンデンサＳＣＩ、ＳＣ２は限界量へ充電維持し、過充電や過電圧とし てはならない、スーパーコンデンサＳＣＩ。

ＳＣ２の充電制御はエネルギ蓄積コントロール部の機能である。各スーパーコン デンサＳＣＩ、ＳＣ２の電圧はそれぞれ’Ｘｆ圧感知及ヒ監視回路ＵＰＰＥＲＶ モータ１．ＵＰＰＥＲＶモニタ２により監視される。関連するスーパーコンデン サＳＣＩ、ＳＣ２の電荷が所定の基準値、通常はＤ　Ｃ５，４Ｖを越える場合に は、これらの回路はコントロール信号を発生す；６．ＵＰＰＥＲＶ＋−ニタ１及 びＵＰＰＥＲＶモニタ２回路の各々からのコントロール信号はそれぞれシャント オンディレィｌ及びシャントオンディレィ２へ通され、各信号が遅延される。次 に遅延されたコントロール信号を使用してそれぞれシャント１及び／もしくはシ ャント２回路を閉成し、光電池電源ＰＶＭ１．ＰＶＭ２から発生する電圧を短絡 して各スーパーコンデンサＳＣＩ、ＳＣ２をこれ以上充電しないようにする。

スーパーコンデンサＳＣＩ、ＳＣ２の同時充電のための電流径路を第３図に番号 １で示す、スーパーコンデンサＳ０１が完全充電（すなわち、ＤＣ５，４Ｖ）さ れると、遅延時間後にシャント１が閉成して番号２に示すような電流径路となる 。

逆に、スーパーコンデンサＳＣ２が完全充電されている唯一のスーパーコンデン サであれば、遅延後に、番号３で示すような電流径路となる。スーパーコンデン サＳＣＩ、ＳＣ１＋＜共に（所定の閾値まで）完全充電されると、シャント１及 びシャント２は共に導通して光電池モジュールＰＶＭＩ、ＰＶＭ２により生じる 電流は径路４を介して分路回路の短絡抵抗へ退かれる。

第３図にブロック図で示す第１の電源電気回路の第１の実施例の詳細を第４図に 示す、実際には４個のスーパーコンデンサが使用され、直列な２個が直列な残り の２個と並列に配置されている０個別要素で実施された、第４図の回路の動作は 第３図を参照すればお判りいただけると思う。

スーパーコンデンサの充電電圧波形を第５ａ図に示す、各スーパーコンデンサに 対して通常５．４Ｖ（直列接続対に対しては１０．８　Ｖ　）であるＶアッパー （Ｖｕ）を越えるまで、電圧は上昇する。遅延時間後に分路回路が閉じてスーパ ーコンデンサ両端間の電圧は半速に降下し、電圧レベルＶ　ｕ　−Ｖヒステリシ スに急速に到達することを意味する０分路回路が開いて充電開始される。Ｖｕを 越えても、この充電は遅延時間に対して維持される。この所定の遅延時間は代表 的に１０■Ｓである。充電及び分路が交互に継続される。スーパーコンデンサの 電圧は一層ゆるやかにＶｕ−Ｖヒステリシスへ減衰する。終局的に、（光の存在 により充電電圧が利用可能な場合には）短い、代表的に１０ｍＳ間隔の充電が時 折生じる。スーパーコンデンサが放電してその電圧が降下すると、入射光エネル ギにより生じる充電電圧の存在の元で即座に再充電が開始される。

第４図に示す電源１の実施例もしくは第６図及び第７図に示す実施例の電流対電 圧応答曲線を第５ｂ図に示す、各スーパーコンデンサはおよそ７Ωの内部等化直 列抵抗（ＥＳＲ）を示す。４個の集合スーパーコンデンサが供給できる最大電流 （ｍＡ）を、１０倍の目盛で、集合供給電圧に対して示す。

供給電圧は（２個の直列コンデンサから引き出される）　１０．８■に維持され 、それは第５ｂ図の曲線上の最大電力点である。

この電圧において、第１の４個の電源集合スーパーコンデンサはおよそ０．３９ ｍＡをソースすることができる。

３．０　に　た　′　コントロー−の　の　−゛■本発明に従った潅瀧コントロ ールシステムの実施例を第２図に示す。（第１図に示す）製部コントローラ１は ＲＯＭＵ４、ＲＡＭＵ３、及びＥＥＵ９型メモリ内に常駐するプログラムされた ファームウェアを実行するマイクロプロセッサＴＪ２（一部）の制御の元で作動 する。マイクロプロセッサＵ２（一部）は（第１図に示す）手動作動キー２２〜 ２５と通信してデータ及びコントロールを受信する。それは（第２１図に示す） ディスプレイ２１とインターフェイスして質問、パラメータ、及び（第２．０節 に詳記した）人間ユーザ／プログラマへのヘルプメツセージをディスプレイする 。

濃液コントローラｌのマイクロプロセッサＵ２（一部）はオプションとして（第 １図に示す）プラグジャック１６のセンサインターフェイス２６を介して（点線 で示す）８個までの湿気感知ユニット（オブシシン）と通信する。このオプショ ン通信は８つまでの位置における土壌湿気と感知するために行われる。マイクロ プロセッサＵ２（一部）は（第１図に示す）プラグジャック（１３）の弁インタ ーフェイス２８を介して（破線で示す）８個までの電磁起動コントロール弁２９ ａ〜２９ｈと通信する。この通信は任意の時点において選定された１個のコント ロール弁２９ａ〜２９ｈを介して給水３０から（破線で示す）対応する１個の撒 水ヘッド３１ａ〜３１ｈへ加圧水流をゲートするために行われる。

マイクロプロセッサＵ２（一部）は、オプションとして、ファームウェアプログ ラムのダウンロード、パラメータ、及び／もしくはコマンドを受信するために、 （第１図に示す）プラグジャック１５を介して（点線で示す）他の装置３２と通 信することができる。このインターフェイスは濃液コントローラ１を作動できる 必要はなく、実施例においてそれは明細書に添付されたコントロールプログラム をそのＲＯＭメモリＵ４及びＥＥメモリＵ９内に有して工場から送り出され、且 つ実施例において必要な全てのパラメータ及びコントロールは手動作動キー２２ 〜２５を介して入力させることができる。事実、所望によりファームウェアはそ の手動作動キー２２〜２５を介してコントローラ１へ入力することができる。

他の装置３２とのデジタルインターフェイスはより冗長な通信法を表わすにすぎ ない。

コントローラ１の実施例は静止動作中は日中及び夜間共その全ての電力、及び湿 気感知ユニット２７ａ〜２７ｈ及びコントロール弁２９ａ〜２９ｈの全ての電力 をＰＶＭＩ、Ｕｌ、及び関連回路からなる放射エネルギ変換ユニット（ＡＳＩＣ Ｕｌを含む）に入射する放射光エネルギから引き出す、“ＰＶＭ”は光電池モジ ュールを表わし、“ＡＳ　Ｉ　Ｃ”は応用指定集積回路を表わす、全ての“Ｕ” は（後記）第３図を参照とする集積回路チップを表わす。

コントローラ１の実施例はその動作中に放射エネルギ変換ユニットＰＶＭＩ、Ｕ ｌ及び関連回路ではなく（第１図に示す）プラグジャック１４を介したＰＯＶＥ ＲＫＥＹ”’プラグ可能バッテリエネルギ源３３との電気的接続により給電され る。静止動作中は通常湿部コントローラ１の一部ではないこのエネルギ源３３は オプションとしてシャドウ線で示したり本発明のコントローラ１に関連するもの として破線で示されてはおらず、その一部ではないものとして示されている０本 発明に従ってコントローラをプログラムする目的で存在しなければならないこと を示すために、ＰＯＷＥＲＫＥ￥”プラグ可能バッテリエネルギ源は実線で示さ れている。

存在する必要があるのは、スケジュールに従って間欠時且つ一時的にのみ湿部コ ントロールを行う優勢なｓｏｍｕｌｅｎｔ　（イナクティブ）状態をマイクロプ ロセッサＵ２（一部）がエグジットして動作時に高いデユーティサイクルをとる のに必要な大電力をエネルギ！３３が供給するためである。エネルギＢ３３はま たユーザプログラミング中に手動作動キー２２〜２５及びディスプレイ２１の電 力要求にも応える。放射エネルギ変換ユニット内のエネルギ蓄積はユーザプログ ラミングを行うのに充分ではあるが、特にエネルギ回復が不可能な夜間及び潅液 サイクルのコントロールを即座に開始するようにコントローラがプログラムされ ている時は、（ユーザプログラムの長さと内容に依存する）未定量までこのエネ ルギ蓄積を枯渇させるのは賢明ではない、替りに、エネルギ源３３は放射エネル ギ変換ユニット内のエネルギ蓄積手段を実際に充電してコントローラｌを常に完 全給電しニーザブログラミングシーケンスの終りの溜液コントロールを準備完了 させる。

３．１　に　た゛コントローラ〇　のパードウ五ヱΩ脱ユ 図示する回路の実質的機能は２つの応用指定集積回路（ＡＳＩＣ）Ｕｌ（第４図 ）及びＵ２（第５図）に収納されているため実質的にはブロック図として示す第 ３ａ図〜第３ｈ図の線図は、本発明に従った（第１図及び第２図に示した）製部 コントローラ１の実施例を示す。

第３ａ図及び第３ｃ図から開始して、本発明に従って光電池モジｚ−ルＰＶＭ１ もしくはＰＯＷＥＲＫＥＹ”ｌｉｔ源ニヨり湛液コントローラへ主電力が供給さ れる。ＰＯＷＥＲＫＥＹＴＭ電源は端子ＢＡＴ十及びＢＡＴ−間に接続されたバ ッテリである。製部コントローラｌのプログラミング中に、（図示せぬ）ＰＯＷ ＥＲＫＥＹ”電源が常に接続される。従って、バッテリはディスプレイＬＣＤＩ を励起するのに必要なかなりの電力を供給し、さらに重要なことであるが、オペ レータと通信を行うのに必要な高いデユーティサイクルで全体コントローラ１を 作動させる。バッテリはまた（第１図及び第２図に示す）そのコンセントへＰＯ ＷＥＲＫＥＹ”バッテリ電源を再プラグするたびに（ある限流率で）コンデンサ 電力蓄積を初期充電する。これにより、ユーザインターフェイス通信が終るたび に、コントローラは常に完全充電状態となることが保証される。

正規の静止動作中は、全ての低電力ＣＭＯ３回路及び低電力弁はスーパーコンデ ンサ（ＳＵＰＥＲＣＡＰＳ）ＣＩ、Ｃ２に蓄えられたエネルギにより励起される 。製部コントローラの電圧及び電力レベルを管理し、とりわけＰＶＭＩ及びＰＯ ＷＥＲＫＥＹ”電源による５ＵＰＥＲＣＡＰＳ　Ｃ１，Ｃ２の充電をコントロー ルするのは第１のＡＳＩＣＵＩの機能である。５ＵＰＥＲＣＡＰＳ　Ｃ１，Ｃ２ はＰＯＷＥＲＫＥＹＴＭ電源の接続により自動的に充電される。ＡＳＩＣＵＩは トランジスタＱ３．Ｑ４及び抵抗器Ｒ２により実施される定電流源を介してこの 充電をコントロールするように作動する。この定電流源は、全てＡＳＩＣＵＩの 制御下にあるトランジスタＱ２、インダクタンスＬｌ、ダイオードＤ４及びコン デンサＣ３，Ｃ４からなるスイッチングレギュレータによりコントロールされる 。スイッチングレギュレータ及び定電流源は、明るい日射やＰＯＷＥＲＫＥＹ” 電源が存在する場合に、−緒に作用して６３ｍＡまでをステアリングダイオード Ｄ３へ通して５ＵＰＥＲＣＡＰ　Ｃ１，Ｃ２を充電する。ダイオードＤｉ、Ｄ２ は充電された５ＵＰＥＲＣＡＰ　Ｃ１，Ｃ２の放電を防止する。

第２ａ図に続いて、電力管理及びコントロールに使用するＡＳＴＣＵｌへ（７） 接続はＶＤＤ２を含んでいる。ｖＤＤ２は製部コントローラｌ及び製部システム を形成するために取り付けられている（第２図に示すコントロール弁２９ａ〜２ ９ｈもしくは湿気感知ユニット２７ａ°〜２７ｈ等の）の他の要素のための主Ｄ 　Ｃ＋　５　Ｖ電力である。信号ＢＡ、ＤＸはスイッチングレギュレータ及び定 電流源の手元制御を行う、略字ＮＳＬはシステムロー電圧を表わし、Ｎ５ＶＬは システムベリーロー電圧を表わし、Ｎ５ＨＩはアッパー５ＵＰＥＲＣＡＰからの 第１の分路を表わし、Ｎ５Ｈ２はローア５ＵＰＥＲＣＡＰからの第２の分路を表 わし、ＮＢＰはバッテリプレゼントコントロール信号を発生する。出力パルスは １　／　２　ｍ　Ｓごとに生じる３０μｓの持続時間のリアルタイムクロックイ ンターラブドである。

製部コントローラ１の論理コントロール機能は第３ｂ図、第３ｄ図、第３ｆ図及 び第３ｈ図の各々に延長して示す、デジタルＡＳＩＣＵ２により実質的に実施さ れる。製部コントローラ２のオペレータプログラミングに使用する、ＡＳＩＣＵ ２の主スイツチコントロール入力５ｌ−３６は第３ａ図に示す対応するスイッチ ５Ｌ−３６から到来する。スイッチ５Ｌ−３６はそれぞれＡＳＩＣＵ２への停止 、非使用、非使用、ヘルプ、ノー、及びオーケースインチコントロール入力を与 える。これらのスイッチ５Ｌ−３６は第２図において手動作動キー２２〜２５と 呼ばれる。

第３ｂ図及び第３ｄ図を参照として、ターミナルブロックＪ３に接続可能な８個 までの土壌温気センサが信号を発生し、それはＡＳ　Ｉ　Ｃｕ２の対応する８個 のアナログ／デジタルコンバータチャネル、ＡＤＣＨＩ−ＡＤＣＨ８、へ受信さ れる。

同様に、ターミナルブロックＪ２上の８つの弁チャネルにフックされた８個まで の弁の各コイルドライバは、残りの８つのアナログ／デジタルコンバータチャネ ルの中の一つの信号入力としてＡＳＩＣＵ２内で内部接続されている。このよう にして、ＡＳ　Ｊ　Ｃｕ２は合計１６のＡ／Ｄチャネルを与え、その中の８つは 内部チャネルであり８つは外部チャネルである。ＡＳＩＣＵ２から出される湛液 弁コントロール、すなわちドライブ、信号はターミナルブロックＪ２へ送られる 。このターミナルブロックＪ２は第１図及び第２図に示すようにプラグジャック １３へ引き出される。

第２ｆ図及び第２ｈ図を参照として、ＡＳＩＣＵ２は読取専用メモリＲＯＭＵ４ 及びランダムアクセスメモリＲＡＭＵ３内に記憶されたファームウェア命令及び パラメータにより作動する。ＡＳＩＣＵ２はこれらのメモリをアドレスデコーダ Ｕ７を介してアドレスする。連部コントローラ１はパラメータ化できるだけでな く、−ｉ的に万能プログラマブルである。このようにしてＡＳ　Ｉ　Ｃｕ２が実 行する多くのファームウェア命令がＲＡＭＵＳ内に存在しユーザの要求に従って そこえロードされる。他のファームウェアはＲＯＭＵＪ内に常駐している。

第３ｇ図を参照として、本発明に従った製部コントローラｌは（第３ｈ図に示す ）ＲＡＭＵ５以外のもう１個のプログラマグルメそりと接続される。これは電気 的にイレーザブル（ＥＥ）な１０２４ビツトシリアルメモリＵ９である。このＥ Ｅメモリは（ＲＡＭＵ５とは異なり）電力が完全に存在しない場合にその情報内 容を保持するという特徴がある。しかも、それは持久型ＲＯＭＵ４とは異なり、 その内容を変更することができる。１０２４ピントシリアルメモリＵ９により（ ＲＯＭＩＪ４の工場でプログラムされた情報内容とは異なり）、シークリントコ ード、パイタルセットアツプ情報及び他のユーザ指定情報の現場プログラミング が可能となり、この情報はコントローラの電源遮断時に失われることはない。

メモリＵ４．Ｕ５及びＵ９内に常駐しＡＳＩＣＵ２に含まれるマイクロプロセッ サにより実行される完全なファームウェアプログラムが本明細書に付録Ａとして 添付されている。

（第３ｃ図に示す一つの非使用スペアゲートを除（）回路Ｕ６．Ｕ７．Ｕ８はＡ ｓ　Ｉ　Ｃｕ２から１０２４ピントシリアルＥＥメモリＵ９への標準型コントロ ールインターフェイスを形成する。ＡＳＩＣＵ２とコントロールインターフェイ ス回路０８間のアドレスバスにおいて、アドレス線ＡＤＯはパワーアップし、ア ドレス線ＡＤＩはセレクトし、アドレス線ＡＤ２はＡＤ３線上のシリアルデータ を１０２４ビツトメモ１ＪＵ９ヘクロツクする。１０２４ビツトメモリＵ９の一 つの、シリアル、データ出力ビン）ＤＯが非反転素子ＵＩＯ内で増幅され、その アドレスバスを介してＡＤＯビットとしてＡＳＩ　Ｃｕ２と通信される。

実質的にＡＳＩＣＵＩ及びＵ２内に含まれ、湿部コントロールを管理する湿部コ ントローラ１の回路の機能は第４章及び第５章のＡＳＩＣＵＩ及びＵ２の詳細検 討、及び本明細書に付録Ａとして添付された完全なファームウェアプログラムを 参照すれば次第に明確になる。

４、ＯＵ　ＡＳＴＣの 第４図のブロック図は本発明に従った連部コントローラの実施例内で使用される 第１のＵｌ、応用指定集積回路（ＡｓＩＣ）の全体アーキテクチュアを示す。Ａ ＳＩＣＵＩの詳細機能は本発明の目的にとって本質的に重要であり、本明細書に は完全にする目的でのみ含まれている。光電池モジュール（第３ａ図のＰＶＭ） 　、５ＵＰＥＲＣＡＰＳＣＩおよびＣ２（第３ａ図）及びＡＳＩＣＵＩ　（第３ ａ図）は単に特殊形式の光励起給電で実施されるものと考えることができる。も ちろん、交流もしくはバッテリ給電の一般的な実施例も電気技術で良く知られて いる。

ｔＪＩＡｓＩｃデバイスは光電池モジュールもしくはバッテリからの電力を使用 して５ｖ給電を発生するのに使用される。

電力は非常に大きなスーパーコンデンサ（５ＵＰＥＲＣＡＰＳ”）を１０．８　 Ｖに充電して蓄積される０次に、蓄積されたエネルギは晴朗間中の動作に使用さ れる。５ＵＰＥＲＣＡＰＳに蓄えられるエネルギは１／２ＣＶ”ｃａｐであるた め、暗状態中のコントローラのラン時間は、最大充電電圧を５ＵＰＥＲＣＡＰ要 素の最大許容電圧にどれだけ近くすることができるかによって著しく影響される 。従って、暗ラン時間を長くするには、“５ＵＰＥＲＣＡＰＳ”を慎重に監視し て過充電することなく最大値へ充電できるようにしなければならない。

ＵＩＡＳＩＣデバイスは５つの機能を提供しながら最小電力を使用するように設 計されている。

第１に、それは５ＵＰＥＲＣＡＰ電圧を監視して、それが過充電されておれば充 ｉｆｆ流を分路する。監視により、二の電圧は＋／−１．７５％以内に保持され る。

第２に、それは他の電子装置を給電するための５Ｖ＋／−２，５％、０〜６５ｍ Ａ出力電圧を与える。

第３に、それは給電状態を示す状態信号を与える。

第４に、それはタイムベースとして使用する２ｋＨｚ、３０μｓパルスを与える 。

第５に、それは９ｖバツテリを１７Ｖヘステツプアツプして５ＵＰＥＲＣＡＰＳ を充電し、他の電子装置のプログラミング中に電流を与える。（電力消費はこの モードではあまり重要ではない）。

さまざまなコンデンサ及び給電電圧を監視し１個のみのコンパレタで電流を保持 できるようにサンプリングコンデンサが使用される。アナログ電流を最小とする ためにＣｒＳｉ　１００にΩ／抵抗器が使用される。

電圧基準はオンチップメタルフユーズを使用してトリミングされる。

可能な３つの“モストポジティブ電圧と可能な２つの“モストネガティブ電圧が あって、基板接続を困難にしている。これは絶縁されたｎ　９Ｍ域を独立ＣＭＯ ３基板として使用するバイポーラ接合絶縁により処理される。これにより、ＣＭ Ｏ３回路はいくつかの給電により作動することができ、そのいずれかは異なる時 間において最高電位にあることができる。

論理は一般的にＶＳＳＩ　（ＯＶ）からＶＤＤ２　（０〜５Ｖ）ヘランして、所 望ならばレベルをシフトする。アナログ基準はｖｓｓｉからＶＤＤｌ（ｏ〜１１ ｖ）ヘランする。スイッチングレギュレータ要素はｖＳＳ２　（−０，７〜＋５ ．５Ｖ）　がらＶＢＡＴ　（０〜１５■）ヘランする。アッパー分路トランジス タはＯ〜ＶＤＤＩ＋０．ＴＶの範囲とすることができる電圧に接続されている。

４、Ｉ　ＶＲＥＦＩ ＶＲＥＦ　１回路Ｘ４は５ｕｐｅｒＣａｐ５％　システムロー・及びシステムベ リーローを監視する電圧基準である０回路はオペアンプを必要とせず、オフセン トエラーが低減される。非バンドギャップトランジスタのコレクタにおけるＮＭ Ｏ３）ランジスタは早期電圧効果を無くすために使用される。回路はバンドギャ ップ電圧を増大させ１．５■ヘトリミングされるバッファされた出力を有してい る。このトリミングはオンチップメタルフユーズにより行われる。トリム範囲は ３ｍＶの最小ステツプでおよそ１．５　＋／−０，Ｉ　Ｖである。元のトリムが 不正確な場合にはさらに＋／−ＩＬＳＢが与えられる。回路温度係数は代表的に ６０　ｐｐｍ　／　’Ｃであり、最悪の場合１５０ｐｐｍ／”Ｃである。

４．２　１ＢＩＡＳ＆ＸＴＡＬパイ　ス　ＩＢ　ＩＡＳ＆ＸＴＡＬバイアス回路 Ｘ１は他のセルに対する２０ｎＡバイアス電流、及びｘｔａｌオシレータに対す る１００ｎＳバイアス（電圧）を発生する。それはｘｔａｌオシレータ及び高次 デバイバを低電流でランするのに使用されるバッファされた２ｖｔｈ電圧“Ｖ　 Ｌ　ＯＷ”を発生する。　ＣｒＳｉ及びＰ−抵抗器はＶｂｅのＴＣと一致するよ うに組み合される。バイアスは全てのパラメータに対しておよそ＋／−２８％変 動する。

４．３　ＸＴＡＬＯ３Ｃ’　−バイ　゛ＸＴＡＬ＆２ｋＨｚデバイダ回路Ｘ２は コンデンサスイッチシーケンスのためのクロックを発生する。それはＶＬＯＷと 呼ばれる第２のｖｔｂ給電からランされる低電流オシレータ（ＴＣＪからのＣＡ Ｓ　Ｃ１）を使用している。内部トリムコンデンサがクリスタルピンに付加され ており、メタルマスクトリマブルとされている。２ｋＨｚへのデバイダはＶＬＯ Ｗでランサレ、次に■Ｓ８１．■ＤＤ２（ｏ〜５ｖ）へレベルシフトされる。こ れにより３２ｋＨｚにおけるレベルシフトが避けられ、電流が節約される。

回路入力パルスはオンオフチップタイミングに使用される２ｋＨｚ３０ｕＳパル スを受信する。＠路人力Ｎ５ＴＲＯＢＥはパルスの６０μｓ後に生じオンチップ タイミングに使用される２ｋＨｚ、１５μｓネガテイブパルスを受信する。レベ ルシフタは２ｋＨｚごとにおよそ３０ｎＡを使用する。

４．４　サンプ１ングスイ・　−゛コードＳＳデコード回路Ｘ３は入力パルスに よりクロックされる。

スイッチ出力信号に対する非重畳クロックを有効に発生するためにワンショット が使用される。全てのスイッチは各クロックの後で０．６〜４μｓだけ（Ｅ及び ＮＥ大入力より）ディセーブルされる。

スイッチシーケンスはアッパー５ｕｐｅｒｃａｐ、ローア５ｕｐｅｒｃａｐ。

システムロー、及びシステムベリーローをこの順でサンプルする。Ｎ５ＣＩ、Ｎ ＳＣ２，Ｎ５ＳＬ、Ｎ５ＳＶＬ入力はどの電圧がサンプルされているかを明確に する。各電圧は７．８ｍｓごとにサンプルされる。

ＮＣＭＰ−ＣＬＫ入力はコンパレタクロンクである。ＮＣＭＰ−ＯＮ入力は非使 用期間中にコンバレタをパワーダウンする。

４．５　ン　１　ン　ＣＡＰ　レイ　スイ・・ＣＡＰアレイ＆スイッチ回路Ｘ５ は基本的にユニットサイズであるサンプリングコンデンサを含んでいる。サンプ ルされる電圧の多様性により、ユニットの端数が必要とされる。

ポリエッチ公差によりおよそ０．２％の比率エラーが生じる。

Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３．Ｓ８．３９人力はＶＳＳ２より上ユニットされた信号レベル を必要とする（正規の論理レベルとはＶＳＳＩ、ＶＤＤ２である）、　ＳＬ、　 ３２．　Ｓ３．　Ｓ８．　Ｓ９人力はＶＳＳｌ＆ＶＤＤＩと結びついたボディを セーブしなければならない、他の全てのスイッチはＶＳＳＩ、ＶＤＤ２と結びつ けることができる。このプロセスにおいて基板から絶縁されているため、これに はｐ−チャネルボディが含まれることをお判り願いたい。

サンプルされた電圧がその正確なトリップ点にある場合ノードＯＵＴは基準電圧 レベルにとどまらなければならないようにサンプリングが行われる。これにより 、この高インピーダンスノードにおける寄生容量効果が避けられる。

２つの幾分具なるコンデンサ値間でスイッチングすることにより、ヒステリシス の１００ｍＶがＳＬ及びＳＶＬへ付加される。

その機能を示すＣＡＰアレイ＆スイッチ回路Ｘ５の簡単化された電気回路図を第 ５ａ図に示す、動作上、Ｖ□、ｐ、、・Ｃ１””ＶＩＥＦ　−Ｃ２テあれば、■ 。□−ｖ、ｌＥＦテアル。

４．６　サンプｌングコンパレタ ＳＣＯＭＰ回路Ｘ７はコンデンサアレイの出力を基準電圧と比較する。それは固 有のオフセット補償がなされる。その応答時間は２５μｓよりも短い。

その機能を示す５ｃｏｐ回路Ｘ７の簡単化された電気回路図を第５ｂ図に示す。

フェーズ１はｎ−チャネルを短絡させて、そのゲート電圧がまさに電流源電流を 運ぶ電圧へ移るようにする。入力コンデンサはＶＲＥＦに短絡されこのゲート電 圧とＶＲＥＦとの差を記憶する。フェーズ２はｎ−チャネルを開いてコンデンサ を入力電圧へ接続する。入力電圧が基準とは異なる場合には、ゲートは強制的に 高められるかもしくは低められ、電流源出力を引き下げるかもしくは電流源を引 き上げられるようにする。

４．７　コンバレ　−゛−−・チ ＣＯＭＰ　ＤＬ回路Ｘｌｌはテストされる電圧に対してラッチ内のコンパレタの 出力を記憶する。それはＮ５ＴＲＯＢＥ入力によりクロックされる。

４．８　立五盃上え土ヱ ＷＴタイマ回路Ｘ１２は５ＵＰＥＲＣＡＰ電圧がサンプルされる時に“タイムド 　ヒステリシス”として使用される。

トリップ電圧付近において、コンデンサは充電している時ると即座にトリップ電 圧以下に降下する。これは５ＵＰＥＲＣＡＰＳ内のおよそ７Ωの内部抵抗による 。

５ＵＰＥＲＣＡＰは７．８　ｍ　Ｓごとにサンプルされ、前記状態の元で５０％ のデユーティサイクルで充放電を交互に行う。

２０ｍＡの代表的充電電流の平均は１０ｍＡであり、代表的負荷電流は連続１２ ｍＡであり、正味のエネルギ損失を生じる。このため、内部Ｉ−Ｒ降下によりコ ンデンサはその最大値よりも低く充電される。

この状況を避けるために、コンバレタデークラッチは分路モードから出た後３　 Ｘ　７．８　ｍ　Ｓだけディセーブルされる。これにより、３：１の充電対分路 比率となり、正味の充電電流が正となることが保証される。

４．９　公路上立Ｚグム久 分路トランジスタＸＩＯは最大電圧を越えると５ＵＰＥＲＣＡＰから７０ｍＡま でを分路させる。分路トランジスタＸ１０はおよそ３．５Ωの抵抗値を有してい る。

４．１０　スイーチンダレギュレー スイッチングレギュレータ回路Ｘ９は９■バツテリから１７Ｖを供給する０回路 のインダクタ短絡トランジスタはオフチップである（１７■を処理するのにＩＣ は不要である）。

ＢＡＴ、ＶＳＳ２端子にバッテリが取りつけられている時はＶＤＤ２．ＶＳＳＩ ＳＳへＮＢＰ出力信号が出される。

スイッチングレギュレータ回路Ｘ９内で使用されその機能を示す設定Ｄ　Ｃ７０ Ｃコンバータ回路の筒車化された電気回路図を第５Ｃ図に示す。スイッチＳが閉 成すると、インダクタＬの両端間にバッテリ電圧が印加される。充電電流がイン ダクタを流れ、磁界を確立し、スイッチが閉成されたままであると増大する。ス イッチが閉成すると、ダイオードＤは逆バイアスされ（開路）コンデンサＣによ り負荷へ電流が供給される。スイッチが開放されるまでインダクタ電流はバッテ リ電圧、インダクタ値、及びスイッチが閉成されている時間により決定される最 大値まで線型に増大する（　Ｉｒｔａｍ＝Ｖｍａｔ／　Ｌ　Ｘ　ＴＯＮ）。スイ ッチが開（と、磁界が崩壊し、磁界に蓄えられたエネルギは放電電流に変換され 、それはインダクタ中を充電電流と同方向に流れる。スイッチを流れる電流径路 がないため、電流はダイオードを流れて負荷に給電し出力コンデンサを充電しな ければならない。

スイッチが、出力ＲＣの時定数よりも遥かに大きいレートで、繰返し開閉される と、出力には直流定電圧が生じる。

４．１０．１　スイーチングレギュレー　バイアススイッチングレギュレータ回 路Ｘ９の内部バイアスはスイッチングレギュレータ要素をバイアスするためにの み使用される。バイアスはＡ３４０２０型標準５μＡバイアスセルにより与えら れる。その絶対値は重要ではない。

４．１０．２　Ｖ　ＲＥ　Ｆ　２ スイツチングレギユレ一タ回路Ｘ９はスイッチングレギュレータ出力電圧を監視 するための内部基準を有している。基準はＣｒＳｉを使用するように修正された Ａ　５３０００型標準セルにより与えられる。

基準回路はどのコレクタをも正電圧に維持しないように選択される。（スイッチ ングレギュレータは基板電圧ＶＳＳ　１よりも低い電圧を有することができる） 。

回路の値と温度係数は重要ではなく、トリムを必要としない。

４．１０．３　ＲＣＯＳ　Ｃ スイッチングレギュレータ回路Ｘ９はおよそ２５ｋＨｚでレギュレータをスイッ チングする内部クロックを有している。

クロックは５０ｋＨｚから分割されて５０％デユーティサイクルが与えられる。

それはＣｒＳｉに対して修正されたＡ３５０１０型標準セル基準を使用している 。およそ１５０にΩの内部抵抗が必要である。

４．１０．４　スイ・・チングレギュレー　コンパレスイツチングレギュレータ 回路Ｘ９は最大３．５μｓの向上された応答時間に対する正帰還を使用するコン パレタを有し５■レギユレ一タ回路Ｘ６は内部論理に対するＶＤＤ２だけでなく 外部電子装置に対する５Ｖ＋／−２，５％の調整された出力を与える。外部ＮＰ ＮはＩＣに対する熱効果を避けるのに使用される。

４．１２　侃１上己駈ＬＬド ローリセット回路Ｘ８はＵＩＡＳＩＣ全体をリセットする。

（さまざまな光状態の元で）給電はバワーア・ンプに数分から数時間を要し、そ れにより正規のパワーオンリセット回路が省かれる。この回路はアナログ回路が 作動するまで全出力が妥当であることを保証しなければならない。

バイアス、基準、及びレギュレータ回路が全て許容作動レベルで作動するまで、 出力は全ラッチをリセットに保持する。

４．１３　ＵＩＡＳＩＣの　しい　′ ＵＩＡＳＩＣはいくつかの半導体工場で利用できるバイポーラＣＭＯＳ技術によ り適切に実施される０代表的に、それはアリシナ州８５２８１、テンペ、２３４ ３Ｗ、Ｌｏｔｈプレースのマイクロレルディビジョンオブメドトロニクス社のＢ Ｉ−ＣＭＯＳプロセスにより実施される。

５、ＯＵ２ＡＳＴＣ−バイスの　−゛ 第６ａ図〜第６ｆ図からなる第６図のブロック図は本発明に従った製部コントロ ーラの実施例に使用される第２のＵ２、応用指定集積回路（ＡＳＩＣ）の全体ア ーキテクチュアを示す。

Ｕ２ＡＳ　Ｉ　Ｃデバイスは計算、コマンド、及びコントロールに関る。その動 作は主にデジタルであり、デジタルたけでなく実質的にアナログのＩ１０ケーバ ビリテイを有する特殊化マイクロプロセッサと考えることができる。Ｕ２ＡＳＩ Ｃデバイスの線図はさまざまな機能ブロックの詳細な相互接続を示している。

５、Ｉ　Ｕ２ＡＳＩＣ−パイスアーキークチュア５．１．１ヱ／」乙ニブｏ−１ ム土− Ｕ２ＡＳＩＣデバイスの中央マイクロプロセッサＹ３１はＮＣＲ６５ＣＸＯ２マ クロセルである。それは８ビツト命令を使用して内部プログラマブル論理アレイ （ＰＬＡ）によりコントロールされ且つ１６ビツトアドレツシングケーバビリテ イを有する８ビツトデータバス構造を使用している０重要なのは、マイクロプロ セッサ内部の全ての回路が完全にスタティック且つ相補的であり、クロック信号 は凍結させて漏洩電流のみが消費されることである。それは４５５ｋＨｚのクロ ック速度と２．２μｓのサイクルタイムを有している。

マイクロプロセッサＹ３１は市販の６５０２型マイクロプロセツサの命令レパー トリを実行する。本明細書に付録Ａとして添付されているファームウェアプログ ラムリストに記載されている二二一モニックコードのような、このレパートリの 命令に対するニューモニックコードは一般的にニューモニックとして認識され、 ６５０２型マイクロプロセツサの完全な説明は、カリフォルニア州、９４７１０ 、バークレイ、６３０バンクロフトウエイのオズボーン／マクグロウヒル社が１ ９７９年に発刊したランス、エイ、リーベンサルの本”６５０２アセンブリ語プ ロゲラミンク”のさまざまな所に記載されいる。湛液コントローラの適切な計算 条件と一致して、比較的簡単な６５０２マイクロプロセツサマクロセルは使用で きる唯一のタイプではなく、ＡＳＩＣ内に一般的に組み入れられているタイプも 含めて多くのマイクロプロセッサが本発明に従った製部コントローラ内で使用す るのに通していることをお判り願いたい。

マイクロプロセッサＹ３１により実行されるファームウェア命令は次のメモリマ ツプテーブルに従ったメモリアドレスを占有する。

０Ｏ−３Ｆ　−１１０部 ４Ｏ−７ＦＦＦ　ＲＡＭメモリＵ５（第３ｈ図）８０００−ＦＦＦＦ　ＲＯＭメ モリＵ４（第３ｆ図）ファームウェア命令のオペランドフィールドは次のメモリ マツプに従って解釈できる。

０００　マイクロプロセッサパワーオフ０１　ＲＴＣカウンタクリア ０２　Ａ／Ｄ　パワー、１＝オン、０＝オフ０３　Ａ／Ｄ　インターフェイス、 １＝イネーブル、０＝デイセーブル ０４０ＬＣＤパワー、１＝オン、０−オフＱ５０ＬＣＤインターフェイス、１− イネーブル、０＝デイセーブル ０６０　弁セレクトバイト ０−２ビット−弁＃、＋側 ３−５ビット−弁＃、−側 ６ビット−極性、０＝正規 １・保存された０７　０弁イネーブル、１−オン、Ｏ−オフ０８０　タイマ　ハ イ　バイト　ラッチ０９０　タイマ　ロー　バイト　ラッチＯＡ　Ｏタイマ　コ ントロール、１；オン、Ｏ；オフＯＢ　ＯＲＴＣ，１−１０秒、０−１分ＯＣＯ シリアルクロック ＯＤ　Ｏタイマ　ロード ＯＨＯシリアルデータ書き出し ｏｐ　ｏ　シリアル出力レディ １０　工　ＲＴＣカウンタ　ハイ　バイト１１１ＲＴＣカウンタ　ロー　バイト １２　１　状態レジスタ１ ０−０ビット−外部バッテリ存在 １−１ビツト≠ウオツチドツクタイムアウト２−０ビット＝システムパワーロー ３−０ピント＝システムパワーベリーロー４−０ビツト＝ＲＴＣパルス ５−１ビット−バッテリローもしくはｃａｐｓ充電６−１ビット−シリアルデー タリンク存在７−０ビット−シリアルデータリンクレディＩ　状態レジスタ２ ０ビット−スイッチ１．１＝押圧した停止３ピント−スイッチ４ヘルプ ４ビ、トースイッチ５　ノー ５ビット−スイッチ６　０に ６ビントー ７ビツトーＡ／Ｄ変換の終り １４　１　シリアルデータ読み込み １５ＩＡ／Ｄコンバータ読み取り １６　１　シリアルシフトレジスタロード１７　Ｉ　入力レディラッチクリア １８１ＬＣＤビジイフラグ＆アドレスカウンタ（ＲＳ＝０）７ビツトー１−ビジ ィ ＯＬＣＤ命令レジスタ（ＲＳ＝Ｏ） １９１ＬＣＤデータ読み取り（ＲＳ＝１）ＯＬＣＤデータ書き込み（ＲＳ＝１） ＩＡＯＬＣＤコントラストセレクト（０−７）ＩＢ　Ｏウォッチドッグタイマク リア ＩＣ０ＲＴＣカウンタクロツク １０　Ｉｌｏ　Ｅ　Ｅ　Ｐ　ＲＯＭ ＩＥＯコイルテストドライバ ＩＦ　Ｏセンサテストドライバ ２００Ａ／Ｄチヤネル０１センサ１開始２１０Ａ／Ｄチヤネル１、センサ２開始 ２２ＯＡ／Ｄチヤネル２、センサ３開始２３０Ａ／Ｄチヤネル３、センサ４開始 ２４０Ａ／Ｄチヤネル４、センサ５開始２５０Ａ／Ｄチヤネル５、センサ６開始 ２６０Ａ／Ｄチヤネル６、センサ７開始２７０Ａ／Ｄチヤネル７、センサ８開始 ２８０Ａ／Ｄチヤネル８、弁１開始 ２９０Ａ／Ｄチャネル９、弁２開始 ２ＡＯＡ／Ｄチャネル１０、弁３開始 ２ＢＯＡ／Ｄチャネル１１、弁４開始 ２ＣＯＡ／Ｄチャネル１２、弁５開始 ２ＤＯＡ／Ｄチヤネル１３、弁６開始 ２ＥＯＡ／Ｄチャネル１４、弁７開始 ２ＰＯＡ／Ｄチャネル１５、弁８開始 ０−３Ｆ ４０−ＦＦ　ゼロページ変数、ポインタ、及びテーブル１００−ＩＦＦ　スタッ ク ２００−３ＦＦ　プログラム変数 ８０００　ＲＯＭ開始 ＦＦＦＡ−ＦＦＦＢ　Ｎ　Ｍ　ＩベクトルＦＰＦＣ−ＰＦＦＤ　リセットベクト ルＦＦＦＥ−ＦＦＦＦ　Ｔ　ＲＱベクトル５．１．２　王立エバ コイルドライバＹ２０は対として作動して電磁起動弁を作動させる比較的大きな 双方向電流パルスを供給する。データバスの内容で指定される一対のコイルドラ イバだけが一時にアクティブとなる。さらに、出力（コイル）ドラバはテスト及 びプログラミングの目的で調整された電流を弱めるケーバビリティを有している 。

５．１．３　え不ヱ タイマＹ２６はデータバス上の２個の８ビツトラツチ及び２ｋＨｚでクロックさ れた１６ビツトダウンカウンタからなっている。カウンタ及びラッチのローディ ングはプロセッサの制御下にある。カウンタがゼロに達すると、プロセッサイン クラブドが発生する。

５．１．４　ＡＤＣ アナログ／デジタルコンバータＹ４３は外部センサ及び弁から、全部で１６チヤ ネルの、信号を受信し、それらはデジタル情報へ変換されデータバス上に出され る。デジタル化されるチャネルの選定はアドレスバスの内容に基いて行われる。

変換されたデータは８ビツト少数として表わされる。センサで始まる８チヤネル 及びコイルで始まる８チヤネルに対して、この少数は入力電圧と全給電との比で ある。１６のＡＤＣ入力の全てを一緒に公称３３０Ωの抵抗を構成するポリ抵抗 器及びｎ−チャネルスイッチを介して大地へ引き入れることができる。センサで 始まる８チヤネルを付随する抵抗器はプロセッサのコマンドにより（データバス の内容で決定されるように）個別にイネーブルされる。アナログ／デジタル（Ａ ／Ｄ）コンバータの性能仕様は次のようである。

ａ０分解能／精度−ＶＩＮ−１（Ｖｄ）に対して８ビツト±１！４ＬＳＢ −Ｖ　Ｉ　Ｎ−’Ａ　（Ｖｄ　）　ニ対して８ビツトここで、変換がフルスケー ルであるか 半スケールであるかによってｎ＝＝８もしくは９ Ｃ０作動電流　−最大３ｍＡ ｄ、アナログ基準−デジタル供給電圧（Ｖｄ　）ｅ、アナログ人カー各入力電圧 はデジタル供給電圧（Ｖｄ　）とレイショメトリックであり、ここに フルスケールに対するＶｉｎ＝Ａ／Ｄチャネル１〜８に対して′Ａ（Ｖｄ） フルスケールに対するＶｉｎ＝Ａ／Ｄチャネル９〜１Ｇに対して１（Ｖｄ） ５．１．５　クロ・・り　カレン゛ このクロックカレンダＹ２２はいくつかのタイミング機能を与える。それは１０ 秒もしくは１分間隔で２秒のタイミングチックを発生する。

２つの°’５ｕｐｅｒｃａｐシャント”信号のいずれもプログラミングアクティ ビティ中に６４秒以上存在しない場合は、“バッテリロー”状態を発生してプロ グラマバッテリの状態をウォッチし続ける。

プロセッサが低電圧遮断モードにある時に６５５３５チツクまでカウントアツプ してカレンダメモリを提供する。カレンダの内容はデータバス上に出すことがで きる。

それはプロセッサ故障時にハードウェアリセットを発生することができる１２８ 秒デッドマンタイマを維持する。

５．１．６　スイッチレジス スイッチレジスタＹ２は６個の外部構成スイッチとデータバス間のインターフェ イスとして作用する。もう−フの入力はアナログ／デジタルコンバータからの変 換の終り信号である。

５．１．７　訣Ｉし弓と友久 状態レジスタＹ３は次の内部フラグをデータバス上のデータとしてプロセッサが 利用できるようにする。バッテリ存在、デツトマンタイムアウト、システムロー 、システムベリーロー、リアルタイムクロックチック、パンテリロー、シリアル データリンク存在、及び外部レディ。

５．１．８　シ１アル−゛−１ンク シリアルデータリンクＹ１はデバイスと遠隔データトランシーバ間の高速同期２ 方向通信を提供する。データはプロセッサの制御の元でデータバスを介してロー ドもしくは検索される。シリアルデータの送信もプロセッサにより直接コントロ ールされる。

５．１．９　−にデコー これらの回路Ｙ２３は状態レジスタ及びデータバスを介してプロセッサと（シリ アルデータリンク等の）外部デバイス間のハンドシェーキングを行う。

５．１．１０　立五二しヱＬ１ ウェークアップ回路Ｙ２７は、シリアルデータリンクプレゼントもしくはクロッ ク／カレンダタイムチックもしくはバッテリプレゼント信号により刺激されると 主システムオシレータを開始させ次に５００ＵＳ遅延後に、システムリセットを 取り除く。システムベリーロー信号もしくはプロセッサより刺激されると、ウェ ークアンプ回路は即座にシステムをリセットする。プントマンタイムアウト信号 により、プロセッサがリセットするまで２秒間隔で３０μｓリセツトパルスが生 しる。

主オシレータＹ２５は外部コンデンサ及び充放電スキームを使用してプロセッサ のための高速クロックを発生する。このオシレータは遮断して電力を節約するこ とができる。コマンドが出されると即座に再開始される。オシレータの周波数は 外部コンデンサのサイズにより決定される０作動環境の変化に対する周波数安定 度だけでなく、コンデンササイズと周波数間の関係は潅渣コントローラを使用す る動作環境を考慮して調整される。

５．１．１２　Ｌ　ＣＤイン　−　エイスＬＣＤインターフェイスＹ２９はデー タバス上のラッチと外部液晶ディスプレイ及びＤＡＣを作動させるのに必要なコ ントロール回路からなる。ＬＣＤインターフェイスは６５０２データＩ１０ポー トとして機能するように構成することができる。インターフェイスは特殊テスト モード中のみこのような構成とされる。プロセッサ制御の元で、フリップフロッ プがセットされそれによりＬＣＤバスが６５０２データＩ１０ポートとして構成 されるように内部論理バスが変えられる。この特殊テストフィーチュアにより６ ５０２は周辺論理とは独立して４ビツトデジタル・−アナログコンバータＹ３２ は、データバスの内容により指定される、電圧をＬＣＤインターフェイスを介し て与え外部液晶ディスプレイのコントラストコントロールを行う。

ＤＡＣの性能仕様は次の通りである。

３０分解能：４ビツト ｂ、精度：全電圧ステップに対し±１／２ＬＳＢｃ、Ｖｏｕｔ　：　ｎ　（０， １４７）、ここに０≦ｎ≦１５ｄ、Ｉｏ　（ｓｉｎ）　＝５００　ｕＡシンク、 Ｖｏｕｔ　＝ＯＶ＋５０ｍＶニ対し。

ｅ、Ｖｏ　（ｗａｘ）　＝±５０１１Ｖ、　Ｄ３　＝Ｄｚ　＝Ｄ＋　＝Ｄｏ　＝ 　ＯのＤＡＣ設定に対するＩｏ　−５００ｕＡｋ：対し。

５−１．１４　１上上スｉユニヱエ”ｙｆアドレスデコーダ回路Ｙ３８は全ての 内部機能をプロセッサのメモリスペースの０頁へユニークにマツプする。デコー ダは外部メモリの読み書きだけでなくこれらの内部回路に対するタイミング及び コントロール信号を発生する。

５．１．１５　バ　−スイ・チング パワースイッチ回路Ｙ２８は電力を節約して湛液コントローラが“スリーブ”モ ードに入れるような内部アナログ機能だけでなく外部ＲＯＭ及びディスプレイに 対する電力を制御する。

５．１．１６　玉五１ヒしニド巳ユ上 抵抗器コントロール回路Ｕ４２はセンサとコイルのインターフェイスを再構成し て各Ａ／Ｄチャネル線を介した通信を可能とし、弁コイルと湿気素子の両方の完 全性を自己テストできるようにする。これは低い値の抵抗器をチャネル信号線を 大地間で選択的にスイッチングして行われる。

５．２　Ｕ２　ＡＳＴＣのｉ゛ 電磁起動弁のコイルを駆動する時、これらのビンは対となって、一時に一対ずつ 作動する。双方向電流を与えるために対の中の一方のビンはハイとなり他方はロ ーとなる。イナクティブなコイルドライバ対はハイインピーダンス状態をとる。

コイルが消勢されると、ドライバ回路は崩壊する磁界のエネルギを吸収しなけれ ばならない。ＣＤ８〜ＣＤ１５はＡＤＣのアナログ入力としても機能する。これ らのビンはまたテスト及びプログラミングの目的で調整された電流を減衰させる 付加能力を有している。

５．２．２　ＡＤＣのＡＤＣＯ−ＡＤＣ１５アナログこれらのビンはプロセッサ がその完全性を評価しなければならないコイル及びセンサから情報を提供する。

ＡＤＣ８〜ＡＤＣ１５は８個の弁線ＣＤ８〜ＣＤ１５により共有されている。Ａ ＤＣＯ〜ＡＤＣ７は８本のセンサ線により共有されている。１６６本のこれら全 ての線はテストの目的で調整されたｔ流を減衰させる能力を有している。

５．２．３　Ｓ１二」≦ＬＬ紀ジニ アクティブロー人力はこれ以上の動作が間もなく不可能となるような給電状態を 示す。プロセッサはこの信号を受信すると遮断の接近を予期して全ての弁を即座 にオフとする。

５．２．４　５ＶＬ−シスームベ１−ローアクティブロー信号はこれ以上の動作 が不可能であるような給電状態を示す。この信号を受信すると、プロセッサは即 座に不活発状態となる。およそ１００ｍ５後に、プロセッサとは無関係にハード ウェアシステムリセットが生じる。

５．２．５　ＳＨＯ５ＨＩ−スーパーキ　、ブ　＝４これらの信号のいずれかが ６４秒以上ハイ状態をとろうとすると、バッテリロー状態が発生される。

５．２．ε　ＢＰＲ−バ・・−１ブレゼンアクテイブロ一信号はプロセッサが連 続的にランできるようにバッテリが給電に接続されたことを示す。

５．２．７　５ｌ−３−スイ・・ 内部プルダウンを有するアクティブハイ入力が直接スイッ外部ＲＡＭ及びＲＯＭ はこれらのビンによりアドレスされる。ＡＯ−Ａ７はＡＬＥと共にＤｏ−Ｄ７と しても機能する。

５．２．９　Ｄｏ−Ｄ７−　ロー゛−バス外部ＲＡＭ及びＲＯＭはこれらの回線 を使用してデバイスに対するデータの転送を行う。ローアアドレスビットはＡＬ Ｅ信号と共にこれらの回線上のデータにより多重化される。

５．２．１０　Ａ上上二１」」≦鷺汗ｔし仁も二Ａ止この信号がハイであると、 データ転送はＤｏ−０７ピンで行われる。この信号がローであると、これらのビ ンはＡＯ−Ａ７出力として使用される。

５．２．１１　ＲＤＹＩＮ−レー゛イ この信号は状態レジスタのビットの一つとして現れる。ＲＤＹＩＮは遠方シリア ルデータリンクからのハンドシェーキングプロトコルを与える。この信号のロー がらハイへの遷移によりシリアルデータリンクプレゼント状態ビットはローにセ ットされる。信号には内部プルダウンが与えられる。

５．２．１２　ＲＹＹＯＵＴ−レー゛イこの信号はプロセンサの制御の元でデバ イスからデータバスビットゼロの内容を通し遠方シリアルデータリンクとのハン ドシェーキングプロトコルを提供する。

５．２．１３　Ｃヱ」」υ渇二旦」）シ凱ムズイ」ニゴＬ止この信号は外部ＲＯ Ｍの出力をＤＯ−Ｄ７ビン上へイネーブルするのに使用される。

５．２．１４　ＬＣＤ０−ＬＣＤ７−’　目−−これらの双方向信号は外部液晶 ディスプレイに対してデータを転送する。これらには内部プルダウンが与えられ る。

５．２．１５　ＬＣＤＥＮ−ＬＣＤイネーブルこの出力信号により外部液晶ディ スプレイがイネーブルされる。この出力信号は内部プルダウンを有する高インピ ーダンスを示すようにすることができる。

５．２．１６　Ｌ　ＣＤ　ＲＳ　−Ｌ　ＣＤレジス　セレクトこの出力信号によ りデータもしくはコマンドがデータ入力上に生じることが外部ＬＣＤモジュール に知らされる。この出力信号は内部プルダウンを有する高インピーダンスにする ことができる。

５．２．１７　ＬＣＤＲＤ−ＬＣＤ櫨 この出力信号は外部液晶ディスプレイに対するデータ流の方間をコントロールす る。この出力信号は内部プルダウンを有する高インピーダンスを示すようにする ことができる。

このアナログ出力信号はディスプレイコントラストのコントロールに使用される 。

５．２．１９　ＶＬ−’　−゛イスプレイへのスイッチオフ　−この信号がスイ ッチオンされると、デバイスの電力人力ＶＤＤから電流が供給される。スイッチ オフされると、デバイス電力リターンｖＳＳへ電流が戻される。

５．２．２０　Ｖ　Ａ−センサへのスイッチドバワーこの信号がスイッチオンさ れると、デバイス電力入カシＤＤから電流が供給される。スイッチオフされると 、デバイス電力リターンへ電流が戻される。

５．２．２１　ＶＰ　−ＲＯＭへ（７）Ｘイー　ｆトハ−この信号がスイッチオ ンされると、デバイス電力入力から電流が供給される。スイッチオフされると、 デバイス電力リターンＶＳＳへ電流が戻される。

外向データ送信を行うようにデバイスにより駆動されると、この信号は交互に低 インピーダンスハイ状態及び低インピーダンスロー状態をとる。２０〜４０μｓ 以上ロー状態が続けば、信号は内部プルダウンを有する高インピーダンスにとど まる。この最終状態において、このビンは外部の内向データ転送Ｃ受信）源によ り駆動することができる。このビンにより発生するクロックは３２．０００Ｈｚ までのレートを有することができる。このビンには３００ｐＰまでの容量をロー ドすること外向データ送信装置により駆動されると、この信号はシリアルクロン クがハイであれば常に低インピーダンス状態をとり、次に２０〜４０ｎＳ以上ク ロシクロー状態が続くと、内部プルダウンを有する高インピーダンス状態をとる 。この最終状態において、ビンは外部の内向データ転送（受信）源により駆動す ることができる。このビンにより発生するデータは３２．０００ビット／秒まで のレートをとることができる。このビンには３ｏｏｐｐまでロードすることがで きる。

５．２．２４　ＣＯＩ　ＣＯ２−コンー゛ンサその値が主オシレータの周波数を 決定するコンデンサの接続を行う。

５．２．２５１ｆ　−イ　ノ・　−プロセ・す１′のＲＷ■ メモリリードもしくはメモリライトサイクルが進行中かどプロセンサ動作のアク ティブ部分中この信号はハイである。

ローであれば、プロセッサはその内部バスをプリチャージしている。この信号は リード及び適切なアドレスデコードと論理的に結合して外部メモリへ与えるコン トロール信号を生成する。

５．２．２７　ｌ１ｊ」二」七［已且皇Ｍｆシじ６ＬヒＬ１この信号はリード及 びＰＨ１２と共に外部ＥＥＰＲＯＭ動作に使用される。

５．２．２８　ＲＳＴＢ−プロセ・す１セ・・ユこのアクティブロー信号はプロ セッサが遮断されていることを示し、外部回路をプロセッサ始動のための正しい 状態へイニシャライズするのに使用することができる。

５．２．２９　Ｐ　Ａ　Ｇ　Ｅ　Ｏ−ページゼロアドレスバスがアドレスエリア ００４０Ｈ〜７ＦＦＦ）Ｉにある時にこのビンはハイとなる。

５．２．３０　Ｖ　Ｄ　Ｄ−デバイス正給電５．２．３１　Ｖ　Ｓ　Ｓ−デバイ ス負給電周波数は３０μｓのハイとなるパルスを有する公称２ｋＨｚＳＰＳＥＬ −１であれば、チップはＣＫ大入力３２ｋＨｚタイムベースを要する。５ＰＳＥ Ｌ＝０であれば、チップはＣＫ大入力２ｋＨｚタイムベースを要する。

給ｉ１　ＶＤＤＡ　４．５　５．５　Ｖ給電　ＶＤＤＢ　２．００５．５　Ｖ リアルタイムクロック、インクラブド、及びバフテリロー検出回路が作動中、他 の全ての回路はスタティックな規定論理レベルにある（従って、クロックされて いない）。

アクティブ供給電流　１ａ　６．ＯｍＡＶ　Ｄ　Ｄ　＝　５．５　Ｖ、２ｋＨｚ リアルタイムクロック作動中、主オシレータ作動中、プロセッサ、ＡＤＣ，ＬＣ Ｄインタフェイス論理作動中、ＤＡＣ作動中、コイルドライバは高インピーダン ス状態、ＥＥＦＲＯＭ、ＲＯＭ及びＲＡＭへの外部インターフェイス回路はアク ティブ、しかしながらＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ及びＲＡＭのアクティブ電流は含ま 静止供給電流　１ｑ　１．５　μへ Ｖ　Ｄ　Ｄ　＝　５．５　Ｖ、リアルタイムクロック作動中、主オシレータ停止 、プロセッサ停止、コイルドライバは高インピーダンス状態、ＡＤＣ，ＬＣＤ、 ＤＡＣは全てパワーオフ。

外部ＥＥＦＲＯＭ及びＲＯＭはパワーオフ。外部ＲＡＭはスタティックな規定論 理レベルにある（従って、クロックされていない）、ＲＡＭの静止電流はＴｑに は含まれない。

５．４　ＡＳＩＣＵ　ｔ”ビン 特記なき限り、前記応用可能な作動給電範囲に対して次の特性が適用される。全 てのビンは静電放電に対して保護される。

バ立り二叉　社号　１小　量大　巣位 人力容量　Ｃｉ　１０　ｐＦ 出力容量　Ｃｏ　１０　ｐＦ トリステート容量　Ｃｔ　１０　ｐＦ 入力漏洩電流　ｆｉｌ　１　＋１　ｕＡトリステート漏洩電流　１ｔｌ　−１＋ １　ｕＡパッシブプルダウン電流　１ｐｄ　１　３０　ｕＡ（◎Ｖｉｈ＝ＶＤＤ ） アクティブブルダウシ電　流　Ｉｒｐｄ　−４１２ｄ（◎Ｖｉ−２，５Ｖ） 出力ハイ電圧　Ｖ　ｏｈ　ＶＤＤ−０，３ＶＤＤ＋０．３　Ｖ出力ロー電圧　Ｖ ｏｌ　−０，３＋０．４　Ｖ出力ハイ電流　Ｉｏｈ　−６，０ｍＡ （◎Ｖｏｈ−ＶＤＤ−０．３　Ｖ） 出力ロー電流　夏ｏ１　６．ＯｒａＡ 出力電圧範囲　Ｖｏｌｃｄ　Ｏ，０２，２Ｖ出力電流　Ｉ　ｏｌｅｄ　＋０．５ 　ｍＡ（◎Ｖｏｌ−０，０５Ｖ） 入力電圧範囲　下記ＡＤＣ８−ＡＤＣ１５参照出力対降下　Ｖｄｒ　Ｏ，０１， ＯＶ （◎Ｔ　＝　４５ａ＋Ａ、Ｖｄｄ＝４．５　Ｖ）入力抵抗　Ｒｉｎ　１０Ｍｅｇ 　Ω 入力電圧範囲　Ｖｉｎａ　−０，ＯＶＤＤ　Ｖ出力ハイ電圧　Ｖ　ｏｈ　Ｏ，５ ＶＤＤ＋０．３　Ｖ出力ロー電圧Ｖｏｌ　−０，３０，４Ｖ出力ハイ電流　１　 ｏｈ　−４，０−１２，０＋ｏＡ（◎Ｖｏｈ＝２．５Ｖ） 出力ロー電流　１ｏ１　４．ＯｍＡ （◎Ｖｏｌ＝０．４Ｖ） 血勿金工皇旦ｌ べ１人二叉　■号　ｌ小　量大　皇位 人力ハイ電圧　Ｖｉｈ　２．ＯＶＤＤ＋０．３　Ｖ入力ロー電圧　Ｖｉｌ　−０ ，３０，８Ｖ出力ハイ電圧Ｖｏｈ　ＶＤＤ−０，５ＶＤＤ＋０．３　Ｖ出力ロー 電圧　Ｖｏｌ　−０，３＋０．４　Ｖ出力ハイ電流　１ｏｈ　−２，０ｍＡ （◎Ｖｏｈ−ＶＤＤ−０．５　Ｖ） 出力ロー電流　１ｏ１　４．Ｏｍ＾ （◎Ｖｏｌ＝０．４Ｖ） ５．５　ＡＳＩＣＵ２　’・。

５．５．１　パ！］＝コ乙糺住 デバイスは８４ピンプラスチクリートチツプキヤリア内にパッケージされている 。パッケージの寿命は２０年を越える。

５．５．２　Ｉｔ境条且 下記限界は通常デバイスがさらされる環境条件を表わす。

、Ｌｌ　ｉ　車−位 貯蔵温度　−４０〜＋８５　℃ 動作温度　−１Ｏ〜＋７０　°Ｃ リード温度　２５０　°Ｃ （４分ハンダ付け） 湿度　’　８５／８５　°Ｃ／％ ５．６　υ２　ＡＳＩＣるための　”しい　′好ましくは、ＡＳ　Ｉ　Ｃｕ２の 実施例はオハイオ州、ディトン、ＮＣＲ社のＣＭＯ３技術により実施される。

この技術、デザインルール及びその中の標準セルは１９８７年１月の“ＮＣＲＡ ＳＩＣデータブック”で検討されている。

他のメーカの同等な技術も同じように適切である。第２図の温源システムは付録 Ａに対応するコントロールプログラムと組み合せて、標準集積回路及びマイクロ プロセッサ要素を使用して実施することもできる。このようなシステムは本方法 を実施する替りに使用することができる。

６．０　のバ１ニージョン　び゛　・ 主としてデジタルＡｓ　Ｉ　Ｃ（ＡＳ　Ｔ　Ｃｕ２）を使用したかなり精巧な電 気回路に関連して本発明を教示してきたが、本発明に従った湿部コントローラの 実施例の機能はさまざまな別のデザインで容易に実現することができる。

特に、本発明の実施例のコアマイクロプロセッサは産業標準６５０２型と１００ ％互換性がある。本明細書の付録に示す全てのファームウェアは６５０２マイク ロプロセツサで実行され、別のマイクロプロセッサで実行される別のマイクロ命 令レパートリへ容易に変換可能である。データをマイクロプロセッサへ手動入力 して表示する回路、及び製部弁の制御は、本発明の実施例において、極めてユニ ークな方法で給電され且つアクティビティ状態ヘシーケンスされる。それにもか かわらず、特に高い電力を消費し且つ／もしくはより高いもしくは連続的なデユ ーティサイクルで作動する、これらの回路の別の実施例も電気設計技術に従事し ている人であれば容易に実現できることをお判り願いたい。従って、本発明は、 それが実施する機能により考察すべきであって、単にこれらの機能を実現する任 意特定の実施例により考察すべきものではない。

特に、システムのエネルギ発生、貯蔵及び消費のバランスは発明の精神を逸脱す ることなく変更することができる。光電池モジュールを大きくしてより多くの光 エネルギを集めることもできる。スーパコンデンサ内のエネルギ蓄積は特異なサ イズとすることができる。最後に、コントローラを特に日照の良い気候で使用す る場合には、エネルギ消費を高く設定することができる。

本発明のこれら及び他の局面及び特質に従って、本発明は単に本発明を教示した これら特定実施例に従ってのみ決定されるべきではな（、特許請求の範囲に従っ て決定されるべきである。

ＦＩＧ、５ａ ＦＩＧ、５ｂ 、ｔ／ｌ　蝦、ダ ℃ 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．時には比較的電力消費の少い通信以外の機能を実施し、時には比較的多くの 電力を消費する通信機能を実施するシステムの給電装置において、該装置は、 該装置へ入射する放射エネルギから電気的エネルギを引き出す手段と、 引出し手段から受け入れる電気的エネルギを貯えてシステムの通信以外の機能に 対する給電を行う手段と、システムがその通信機能を実施する時間中は全て該装 置に電気的に接続されて、エネルギ貯蔵手段に蓄えられたエネルギを実質的に減 少させることなくシステムに給電する可搬型給電手段、 を具備する給電装置。
2. ２．請求項１記載の装置において、貯蔵手段は、コンデンサ からなる給電装置。
3. ３．請求項２記載の装置において、コンデンサは少くとも１個のカーボンペース ト電極を有する電解コンデンサ、からなる給電装置。
4. ４．請求項２記載の装置において、コンデンサは励起されたカーボン粒子からな る１相と硫酸からなる第２相間の電界によるインターフェイスと電荷を蓄積する 大容量電気二重層コンデンサ、 からなる給電装置。
5. ５．請求項１記載の装置において、可搬型電源は、バフテリ からなる給電装置。
6. ６．時には比較的電力消費の少い灌漑コントロール機能を実施し時にはユーザ／ プログラマがシステムの灌漑制御を指令できるように灌漑コントロールシステム のユーザ／プログラマとの通信機能を実施する灌漑コントロールシステムの給電 に応用した請求項１記載の装置において、請求項１に従った応用装置の引出し手 段は、 光エネルギから電気的エネルギを引き出す光電池装置、を具備し、 貯蔵手段は コンデンサ、を具備し、 可搬型電源手段は バッテリ、を具備する、 給電装置。
7. ７．請求項１記載の装置において、可搬型電源手段は貯蔵手段に貯えられた電力 を実質的に減少させることなくシステムの給電を行うだけでなく貯蔵手段に貯え られた電力を実際に補充する、給電装置。
8. ８．請求項１記載の装置において、引出し手段は光エネルギが存在する時に電圧 を発生する光電池電源、を具備し、 貯蔵手段は、 光電池電源から発生する電圧に応答して電荷を蓄積するコンデンサ、を具備する 給電装置。
9. ９．請求項１記載の装置において、引出し手段及び貯蔵手段は通信以外の機能に 対してシステムへ連続的に給電する能力が助長され、それはシステムが連続的に 給電はされるが微々たる電力しか使用されない期間が相当あるためである、給電 装置。
10. １０．請求項９記載の装置において、さらに時間を告げるクロック、を具備し 微々たる電力しか使用されないシステムの相当の期間はクロックにより定められ る、給電装置。