MX2011003064A - Metodo y aparato para conectar interruptores, sensores de corriente y dispositivos de control accionados por corriente alterna via infrarrojo bidireccional, cables de fibra optica y de guia de luz. - Google Patents

Metodo y aparato para conectar interruptores, sensores de corriente y dispositivos de control accionados por corriente alterna via infrarrojo bidireccional, cables de fibra optica y de guia de luz.

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Abstract

Un método para conectar un dispositivo accionado por corriente alterna, que tiene un receptor óptico, con un circuito de control, que tiene un transmisor óptico, usando al menos un cable de medio óptico incluye los pasos de terminar el cable en ambos de sus extremos, introducir el cable procesado entre el receptor y transmisor, fijar y asegurar un extremo del cable procesado al transmisor y el otro extremo del cable procesado al receptor, y propagar una señal óptica unidireccional que incluye instrucciones de control del circuito de control al dispositivo accionado.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA CONECTAR INTERRUPTORES, SENSORES DE CORRIENTE Y DISPOSITIVOS DE CONTROL ACCIONADOS POR CORRIENTE ALTERNA VÍA INFRARROJO BIDIRECCIONAL. CABLES DE FIBRA ÓPTICA Y DE GUÍA DE LUZ CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a control de automatización doméstica incluyendo sistema de video interfono para operar a distancia interruptores, dispositivos y aparatos eléctricos de energía de CA vía control remoto IR bidireccional, cables de fibra óptica y de guía de luz.
DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR Dispositivos de control remoto alámbricos o inalámbricos incluyendo transmisor infrarrojo (IR) o de RF para operar a distancia aparatos eléctricos que funcionan con CA tales como receptores de televisión, calentadores domésticos, equipos de aire acondicionado, cortinas motorizadas, aparatos de iluminación y otros aparatos eléctricos en casas, departamentos, oficinas y edificios en general encienden-apagan los aparatos, y la persona que opera el dispositivo de control remoto verifica el estado de encendido o apagado del dispositivo operado por medio de medios visuales, tales como si el televisor está encendido, o las luces están apagadas, o la unidad de aire condicionado está activada o no, estando en el lugar del aparato operado. La mayoría de los dispositivos de control remoto, incluyendo dispositivos de control remoto IR o inalámbricos usan la misma tecla interruptora para encender y apagar el aparato, por lo tanto, sin la verificación en el lugar por parte de la persona que lo opera, con la mayoría de los dispositivos de control remoto disponibles actualmente es imposible verificar de manera positiva el estado de encendido-apagado sin estar en el lugar del aparato.
Por otra parte, dispositivos de relé de automatización doméstica, operados vía señales de comunicación bidireccionales pueden actualizar el controlador del sistema con el estado del relé mediante una señal de estado devuelta. El problema que dicho sistema representa es el costo por personalizar el cableado eléctrico de CA, lo cual es costoso y requiere de experiencia para configurar, instalar y ajustar. Una razón es que los sistemas de cableado que se usan para los interruptores de encendido - apagado de la luz (u otros aparatos) no requieren y no incluyen el cable neutro de la red de CA.
Los sistemas eléctricos cableados comúnmente proveen solamente dos cables para los interruptores, el cable vivo o con corriente de CA y el cable de carga que conduce a la lámpara u otro aparato. Dos cables solamente viajeras similares se usan para conectar diversos interruptores que están unidos para encender - apagar la misma lámpara o aparato. Los "dos cables solamente de CA" sin cable neutro en la caja eléctrica del interruptor requieren cambios al cableado eléctrico usado comúnmente y por ende impiden la introducción simple de la automatización doméstica.
Además, los dispositivos de energía de CA que están directamente conectados a líneas de energía de CA vivas dentro de los edificios deben ser sometidos a prueba para cumplir con leyes, normas y reglamentos de seguridad eléctrica y obtener aprobación y certificación por parte de organizaciones tales como la UL en los Estados Unidos, VDE o TUV en Europa, BS en el Reino Unido y organizaciones similares en otros países. Más aún, muchos de los reglamentos de cableado de CA conocidos prohiben la conexión de cables de CA y sistemas de control cableados de bajo voltaje dentro de la misma caja eléctrica y/o las conexiones de cables de energía de CA y cables de control de bajo voltaje al mismo relé, interruptor remoto y/o dispositivos de energía eléctrica tales como graduadores de luz. Por esta razón los circuitos de control remoto de dichos dispositivos interruptores de corriente deben ser estructurados dentro del interruptor y accionados por la energía de CA.
La importancia con el control remoto de los sistemas de automatización doméstica es la capacidad de encender y apagar aparatos eléctricos a distancia vía PCs a través de la Internet, vía teléfonos móviles y/o vía otros dispositivos PDA. Sin embargo, el problema para dicho control remoto es la necesidad de un estado de encendido - apagado verificado de los aparatos que son operados y/o la disponibilidad de un reporte de estado que cubra todos los aparatos controlados a distancia de una casa, oficina, departamento o un edificios dados.
Tales dispositivos para detectar el estado de encendido-apagado o un estado de reserva se describen en la solicitud de patente de US 11/874,309 con fecha del 10.18.2007, y dispositivos IR para comunicar dichos estados de encendido-apagado o de reserva vía un sistema de control remoto IR junto con dispositivos de control remoto IR para operar interruptores de energía de CA y aparatos operados con CA se describen en la solicitud de patente de US 11/939,785 con fecha del 11.14.2007, el contenido tanto de la solicitud 11/874,309 como de la solicitud 11/939,785 se incorpora en la presente como referencia.
De manera similar, dichos método y aparatos para integrar dispositivos de control remoto con sistemas de video interfono y terminales de compras se describen también en la solicitud de US 11/024,233 con fecha del 12.28.2004 y solicitud de US 11/509,315 con fecha del 08.24.2006.
Para todos los dispositivos interruptores de corriente y dispositivos de control descritos y conocidos existe la necesidad de acceder a los dispositivos para alimentar señales de control y recuperar una señal de estado de conmutación. Pero debido a los reglamentos de seguridad eléctrica en muchos países incluyendo los Estados Unidos, está prohibido conectar una línea de comunicación de bajo voltaje a un interruptor de energía de CA o un graduador dentro de la misma caja eléctrica.
Los dispositivos de control remoto inalámbricos e IR se pueden usar para las comunicaciones bidireccionales; sin embargo, para el control remoto IR se necesita una visibilidad directa, y en el caso del inalámbrico, la señal puede no llegar a dispositivos en otras habitaciones dentro de la residencia. Esto presenta una incertidumbre al ordenar el encendido-apagado y la verificación del estado del aparato y se necesita una comunicación verificable sólida vía interconexiones entre un dispositivo de control accionado con voltaje bajo y un interruptor de energía de CA o un graduador.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proveer un método y aparato para interconectar relés de energía de CA, graduadores de luz y otros dispositivos de energía de CA incluyendo un dispositivo de detección de encendido-apagado de corriente de CA descrito en las solicitudes de patente de US 11/874,309 y 11/939,785 vía un cable de guía de luz de fibra o cable de fibra óptica con un dispositivo de control IR de bajo voltaje cableado que se instala por separado en una caja eléctrica designada.
Otro objeto de la presente invención es operar y monitorear el estado de los aparatos eléctricos a través de video interfonos y/o "terminales de compras" y/o vía una red de comunicación que incluye la generación de los códigos de control y señales de los video interfonos y terminales de compras a los diferentes aparatos a través de un circuito de accionamiento como se describe en las solicitudes antes mencionadas 11/024,233 y 11/509,315. "Terminales de compras" se describen en la solicitud de US 10/864,311 con fecha del 6.8.2004 y solicitud internacional PCT PCT/US05/19564 con fecha del 6.3.2005 para método y aparato para compras de comercio electrónico simplificadas vía terminales de compras domésticas. Sistemas de video interfono se describen en las patentes de US 5,923,363, 6,603,842 y 6,940,957.
En la siguiente descripción el término CA viva se refiere a la "linea con corriente" de la energía o red de CA, a diferencia de la línea neutra de la energía o red de CA. El término carga se refiere a un aparato tal como una lámpara que está conectada entre la línea neutra y la línea de CA viva vía un interruptor de encendido-apagado o un graduador.
En la siguiente descripción el término transmisor se refiere a un LED, láser u otros dispositivos de emisión ópticos que transforman señales eléctricas en señales IR o de luz visible.
El término transmitir se refiere a emisión de IR o luz visible desde un transmisor, en aire tal como desde un control remoto manual o en cables de fibra óptica o de guía de luz.
El término receptor se refiere a fotodiodo, diodo Pin, fototransistor u otros fotodetectores para recibir señales IR o de luz visible y convertirlas en señales eléctricas.
El término recibir se refiere a la recepción de IR o luz visible, en aire en visibilidad directa, tal como desde un control remoto IR manual, o vía cables de fibra óptica o de guía de luz.
El término transceptor se refiere a un transmisor y receptor combinados unidos a un prisma óptico para propagar señales ópticas bidireccionales a través de un solo cable de medio óptico desviando una señal óptica recibida al receptor y permitiendo que la señal óptica transmitida pase al cable de medio óptico, o a un transmisor y receptor combinados para propagar señales ópticas bidireccionales vía dos cables de medio óptico.
El término señal óptica se refiere a señales radiadas electromagnéticas dentro del espectro visible y el espectro IR.
El término dispositivo interruptor de CA IR o dispositivos de CA o dispositivos accionados por CA se refiere a un dispositivo de energía de CA controlado a distancia para encender-apagar aparatos de CA, incluyendo relés de contactos mecánicos, relés de semiconductor, relés triac, triacs para graduación de luz y para controlar motores, sensores de corriente y contactos de CA y combinaciones de los mismos, caracterizados porque están accionados mediante una energía de CA o en serie con la línea de CA viva controlada y operados a distancia mediante señales IR o de luz visible.
Aunque solamente IR o solamente luz visible se puede mencionar en las siguientes descripciones, tales como dispositivos de CA IR, el término IR y el término luz visible se pueden referir a ambos. El término IR o luz visible se usa en forma alterna y no se debe limitar a uno o al otro.
El término dispositivo de control IR o de luz visible de bajo voltaje se refiere a un dispositivo de control accionado por voltaje directo o voltaje alterno bajo tal como 12V CD o 24V CA, para controlar los dispositivos interruptores de CA IR o de luz visible, incluyendo circuitos de comunicación IR unidireccional o bidireccional y elementos de fijación para fijar y asegurar cables de guía de luz o de fibra óptica para conexión con el dispositivo interruptor de CA.
El término sensor de corriente de CA IR o de luz visible se refiere a un dispositivo de control IR de bajo voltaje o circuito de sensor de corriente que funciona con CA para detectar mediante inducción la corriente de CA drenada a través del cable de energía de CA, tal como se describe en las solicitudes de patente de US antes mencionadas 11/874,309 y 11/939,785 y para generar un estado de consumo de corriente vía circuitos de comunicación IR o de luz visible unidireccional o bidireccional, incluyendo elementos de sujeción para sujetar y asegurar cables de guía de luz o de fibra óptica para conexión con los dispositivos interruptores de CA.
El término solicitudes de US pendientes se refiere a las solicitudes de patente de US 11/874,309 y 11/939,785 realizadas el 10.18.2007 y 11.14.2007 respectivamente.
El aparato para operar a distancia aparatos accionados por CA y otros objetos de la presente invención se obtienen conectando un cable de guía de luz o de fibra óptica entre el dispositivo interruptor de CA IR y un dispositivo de control IR de bajo voltaje cableado para comunicar señales IR unidireccionales o bidireccionales incluyendo instrucciones para operar los aparatos eléctricos y el dispositivo interruptor de CA IR, y confirmación de instrucción incluyendo los estados de corriente de CA de los aparatos eléctricos conectados, generando así señales de estado de encendido-apagado desde los aparatos, en respuesta a la instrucción de operación recibida o en respuesta a una instrucción de solicitud de información (una solicitud de datos de estado) sobre la base de la salida del sensor de corriente, proveyendo así un control remoto libre de errores de los aparatos eléctricos domésticos.
La solución ofrecida por la presente invención, similar a la solicitud de US pendiente, es instalar un dispositivo de CA operado con IR o luz visible complementario que incluye relés, triacs y sensores de corriente, empacados o encapsulados con un receptor y transmisor inalámbricos en una cubierta de tamaño estándar de un interruptor o contacto de CA, accionado mediante la línea de CA viva, y usando dicho dispositivo empacado para ampliar cualquier tipo de interruptor de encendido-apagado estándar para aparatos eléctricos o iluminación y no reemplazando los interruptores y cableado eléctricos existentes completos.
El receptor y transmisor IR del dispositivo de CA IR complementario se proveen con elementos de sujeción para conectar el cable de guía de luz o de fibra óptica para propagar las señales de comunicación IR unidireccional o bidireccional entre el dispositivo interruptor de CA IR, el sensor de corriente de CA IR y un dispositivo de propagación IR de bajo voltaje, incluyendo una versión modificada del repetidor IR descrito en las solicitudes de US pendientes, de modo tal que el repetidor IR se provee también con una fijación de cable de guía de luz o de fibra óptica recíproca. Debido a que el cable de guía de luz y/o el cable de fibra óptica son un aislador, se pueden fijar en el dispositivo interruptor de CA IR o el sensor de corriente de CA IR dentro de la misma caja eléctrica. Por medio de esta disposición es posible accionar el circuito de control del dispositivo interruptor de CA IR a partir de la energía de CA y propagar la señal de comunicación IR via la guía de luz para operar el dispositivo interruptor de CA IR y el sensor de corriente de CA IR.
El método de adición de dispositivos interruptores de CA IR empacados y/o los dispositivos de sensor de corriente IR a interruptores eléctricos y contactos estándar existentes en lugar de remplazarlos, introduce varias ventajas importantes; una es la reducción del costo total de los interruptores y contactos, porque se pueden usar interruptores y contactos producidos a gran escala, de bajo costo estándar. La segunda ventaja es que los "dispositivos de CA IR" proveen operación dual, operación manual vía los interruptores y contactos usados comúnmente por una parte y operación remota, simultáneamente con operación manual, vía los dispositivos interruptores de CA IR. Estas ventajas son los otros objetos de la presente invención, obtenidas en total armonía y sin conflicto entre la operación de conmutación manual y remota como se describe en las solicitudes de US pendientes.
Las solicitudes de US pendientes enseñan el uso de dos tipos de interruptores para aparatos y lámpara de CA, es decir un interruptor de un polo y dos tiros (SPDT) para encender-apagar un aparato dado tal como se usa para conmutar la lámpara desde dos posiciones separadas. En casos donde se necesitan tres o más interruptores para encender-apagar la misma lámpara, otro tipo de interruptor de dos polos y dos tiros (DPDT) conectado en una configuración recta-cruzada dada entre los dos interruptores SPDT antes descritos. Los interruptores DPDT y los relés DPDT son conocidos también como interruptores o relés "de inversión" o de 4 vías.
Por consiguiente, uno de los objetos de la presente invención es fijar una guía de luz a un relé SPDT controlado por IR conectado a un interruptor de luz SPDT para operar una lámpara u otro aparato eléctrico, manteniendo así la operación vía un interruptor manual "comúnmente usado" y proveer conmutación remota vía el relé SPDT controlado por IR conectado al interruptor en una configuración dada.
Otro objeto de la presente invención es fijar una guía de luz para propagar instrucciones IR y para operar a distancia un relé DPDT para encender-apagar una lámpara u otro aparato eléctrico en un sistema conectado a un interruptor SPDT manual y a un ajuste de conmutación más completo que incluye dos interruptores SPDT y uno o más interruptores DPDT.
Como se explica en las solicitudes de US pendientes, el uso de relés SPDT y DPDT como los "dispositivos complementarios" de la presente invención, o en otros relés, interruptores y contactos eléctricos de automatización doméstica conocidos, no será posible identificar el estado de encendido-apagado del aparato, a menos que los datos de los estados de todos los interruptores y relés de un circuito dado sean transmitidos al controlador. Esto exige la alimentación y registro de todos los datos de interruptores y relés al controlador durante la instalación, lo cual es complicado, difícil y propenso a errores. Esto puede causar también un manejo de datos complicado y complicaciones de operación resultantes, requiriendo la transmisión de todos los datos cada vez que un interruptor o relé manual sea activado en el sistema, y esto introduce a cambio más tráfico y procesamiento de datos sustancial.
Dispositivos interruptores de CA IR que incorporan contactos de relé mecánico requieren un tamaño físico grande, porque la irrupción de corriente inicial puede ser tan alta como 10 veces la corriente nominal de un foco. Por ejemplo, el consumo de corriente de una lámpara de 600 W, que drena 5A, puede causar una irrupción de 50A cuando está encendida. Dicha corriente intensa requiere contactos de relé grandes y una corriente de activación para la bobina del relé, lo cual es costoso y voluminoso.
Por esta razón otro objeto de la presente invención es el uso de un circuito de doble triac, llamado también triac SPDT por su conmutación SPDT, porque el triac puede absorber 10 veces la corriente de irrupción. Más aún, el uso del triac permite limitar la energía alimentada al aparato a, por ejemplo, 95% del voltaje especificado, permitiendo el uso del 5% de voltaje alterno residual para accionar el CPU para controlar los triacs incluyendo el receptor y transmisor IR, proveyendo así una fijación de una guía de luz de bajo costo y simple, y el uso del cableado eléctrico existente tal cual, conectando el dispositivo de energía de CA IR al cable de CA viva y el cable de carga, sin requerir cable neutro y sin cambios en el cableado estándar del sistema eléctrico.
Otro objeto importante de la presente invención es la introducción de un sensor de corriente de CA IR para identificar cuando el aparato está encendido. La conexión de la línea de energía de CA viva a un circuito eléctrico exige el cumplimiento con las leyes, normas y reglamentos de segundad eléctrica tales como la UL y no puede estar conectada a una línea de comunicación de bajo voltaje dentro de la misma caja eléctrica. Por lo tanto, el sensor de corriente de CA IR de la modalidad preferida de la presente invención no está conectado a la línea de CA, más bien la corriente es detectada por inducción de CA, igual que como se describe en las solicitudes de US pendientes.
El sensor de corriente de CA IR descrito incluye un receptor y transmisor IR para recibir instrucciones para operar un aparato y para transmitir de vuelta los datos referentes al estado de encendido o apagado del aparato. No obstante, si dicho aparato es un televisor y el contacto de CA eléctrico al cual está conectado el televisor está escondido detrás del televisor, el estado de encendido-apagado del televisor no puede ser propagado por el transmisor IR descrito en las solicitudes de US pendientes, porque no estará en visibilidad directa con el repetidor IR descrito. Por esta razón el sensor de corriente de CA IR está unido a una guía de luz para propagar las señales IR al repetidor IR descrito en las solicitudes de US pendientes.
Por ejemplo, un receptor de televisión puede ser accionado vía un contacto de CA estándar, donde el cable de CA viva se conecta al contacto de CA para que el receptor de televisión pase a través de dicho sensor de corriente de CA IR. Aunque la instrucción de encendido al televisor puede ser transmitida vía un control remoto IR manual o vía un repetidor IR descrito en las solicitudes de US pendientes y/o a través del video interfono descrito en las patentes de US 6,603,842 y 6,940,957 y/o la terminal de compras descrita en la solicitud de US 10/864,311.
El receptor y transmisor IR del dispositivo interruptor de CA IR, incluyendo el sensor de corriente de CA IR a través del cual la energía de CA es alimentada, por ejemplo, al receptor de televisión, transmite al controlador de automatización doméstica, el video interfono o la terminal de compras, vía la guía de luz de fibra de la presente invención y a través del repetidor IR descrito, de vuelta a una instrucción de encendido al receptor de televisor, una respuesta de que un encendido es detectado, actualizando así el controlador de automatización doméstica, o el video interfono o la terminal de compras con el "estado de encendido" o "estado de apagado" del televisor si la instrucción fue apagar el televisor.
La referencia a un controlador de automatización doméstica de aquí en adelante es a un dispositivo de panel con teclas de control o pantalla táctil y circuitos similares al video interfono y/o la terminal de compras descritos en las solicitudes de US pendientes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los objetos y características anteriores y otros de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción de las modalidades preferidas de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: la Figura 1 es un diagrama eléctrico de bloques de un circuito de conmutación SPDT de doble triac, controlado vía control remoto IR bidireccional del sistema de automatización doméstica de la presente invención; la Figura 2 es un diagrama eléctrico de bloques del circuito de conmutación SPDT de doble triac de la Figura 1 , controlado vía dos cables de guía de luz o de fibra óptica o de la modalidad preferida del presente sistema; la Figura 3 es otro diagrama eléctrico de bloques del circuito de conmutación SPDT de doble triac con un solo cable de guía de luz o fibra óptica bidireccional de la modalidad preferida de la presente invención; las Figuras 4A-4D son dibujos, conexiones e ilustraciones eléctricos de los interruptores y los relés SPDT y DPDT eléctricos comunes conocidos descritos en las solicitudes de US pendientes para usar con aparatos domésticos; las Figuras 5A-5C son dibujos, conexiones e ilustraciones eléctricos de interruptores SPDT y DPDT comunes incluyendo los circuitos de triac doble mostrados en las Figuras 2 y 3 con comunicaciones bidireccionales vía un solo cable de guía de luz o fibra óptica o cable de guía de luz o fibra óptica doble de la modalidad preferida de la presente invención; las Figuras 6A-6F son un dibujo, diagrama de bloques e ilustraciones eléctricos de las bobinas sensoras de corriente y estructuras de la modalidad preferida de los sensores de corriente, incluyendo un contacto de CA de la presente invención; las Figuras 7A-7G son ilustraciones de los conjuntos de triac de las Figuras 1-2 del sensor de corriente de la Figura 6F incluyendo la estructura de las cabezas TX y RX IR bidireccional ajustables y la estructura de instalación y fijación de los cables de guía de luz o fibra óptica dobles de la modalidad preferida de la presente invención; las Figuras 8A-8F son ilustraciones que muestran los convertidores de instrucciones y otros ejemplos de la instalación y fijación de un solo cable de guía de luz o de fibra óptica o cables de guía de luz o fibra óptica dobles de las modalidades preferidas; las Figuras 9A-9C son una ilustración y diagrama de bloques del distribuidor de comunicaciones y suministro de alimentación, incluyendo los circuitos de cable de guía de luz o fibra óptica, conexiones y soporte; la Figura 10 es una ilustración del sistema, que resume la interconexión del sistema de automatización doméstica de la presente invención; y la Figura 11 es una ilustración que muestra la configuración y operación de la automatización doméstica de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS En la Figura 4A se muestra un circuito de conmutación encendido-apagado básico conocido, para conmutar aparatos de CA, incluyendo aparatos tales como lámparas, desde dos interruptores independientes S1 y S2. Los interruptores de encendido-apagado estándar S1 y S2 son conocidos como interruptores de un polo y dos tiros (SPDT) que incluyen contactos de resorte accionados por palanca para cerrar o romper el circuito eléctrico que lleva corriente de CA al aparato. El interruptor operado a distancia usado para automatización doméstica descrito en las solicitudes de US pendientes es de hecho un contacto de relé SPDT para cerrar o romper la corriente de CA alimentada a un aparato de CA, tal como el conjunto de relé 6 de las Figuras 4B y 4D.
El circuito de conmutación básico de la Figura 4A conecta los dos interruptores vía dos líneas viajeras y el circuito mostrado del conjunto de relé SPDT 6, descrito en las solicitudes de US pendientes, es conectado vía líneas viajeras dobles a un interruptor de CA SPDT usado comúnmente B ilustrado en un circuito correspondiente mostrado en la Figura 4B para proveer dos conmutaciones de encendido-apagado independientes de un aparato de CA, a distancia vía el conjunto de relé 6 y manualmente vía el interruptor B. Los circuitos de conmutación de la Figura 4C y los circuitos de conmutación correspondientes ilustrados en la Figura 4D explican cómo es posible encender-apagar un aparato dado a distancia vía el conjunto de relé 6 y vía un interruptor de encendido-apagado manual 1 B y n número de interruptores DPDT 1C. El interruptor S3-1/S3-2 de la Figura 4C, que es el interruptor ilustrado 1C de la Figura 4D es un interruptor de dos polos y dos tiros (DPDT) conocido para conectar las líneas viajeras rectas o cruzadas. Como se explica en las solicitudes de US pendientes la conmutación recta-cruzada permite que n número de interruptores 1C sean conectados en un circuito en tándem para encender-apagar manualmente el aparato eléctrico, independientemente vía cualquiera de los interruptores.
Para conmutación de un aparato a distancia libre de errores es necesario conocer el estado de encendido o apagado del aparato. Es posible saber el estado de encendido o apagado al usar un relé de un polo y un tiro (SPST) operado a distancia, sobre la base de las instrucciones alimentadas al circuito de accionamiento de relé, pero es más confiable proveer datos de confirmación devueltos desde el aparato detectando el consumo de corriente del aparato de CA. Las solicitudes de US pendientes describen comunicaciones IR bidireccionales para operar a distancia aparatos incluyendo la recepción de datos devueltos; sin embargo, debido a que movimientos dentro de una habitación pueden obstruir la visibilidad directa de una instrucción de encendido-apagado remota IR a un aparato dado, incluyendo una instrucción desde un repetidor de control remoto IR 70 o 90 mostrado en la Figura 10, la confirmación devuelta y/o la instrucción de encendido o apagado en sí puede ser obstruida y ser poco confiable. El repetidor IR se describe también en las solicitudes de US pendientes.
Otro problema son las conexiones vía las líneas viajeras 1 y 2 mostradas en las Figuras 4B y 4D que hacen el estado de encendido o apagado ya sea de la palanca de interruptor 5 o 5C incierto e indefinido. Esto es por lo que las posiciones de las palancas 5 y 5C mostradas en las Figuras 4B y 4D no son llamadas encendido o apagado, sino posición 1 (Pos. 1) y posición 2 (Pos. 2). La incapacidad de tener un estado de encendido-apagado definido ya sea del interruptor SPDT o el interruptor DPDT y/o el relé SPDT mostrados en las Figuras 4B y 4D presenta un problema de confiabilidad del sistema. La razón de esto es la imposibilidad de que el relé identifique las posiciones del interruptor o interruptores manuales. Proveer un estado de encendido-apagado confiable al video ¡nterfono o la terminal de compras, que están controlando los sistemas eléctricos de la automatización doméstica descrita en las solicitudes de US pendientes, requiere el uso del sensor de corriente mostrado en las Figuras 6A-6F y a través de los circuitos de graduador 6MIR, 6M-2 y 6M de la presente invención mostrados en las Figuras 1-3.
En la Figura 1 se muestra un circuito de conmutación de un polo y dos tiros 6MIR que incluye los triacs dobles 223 y 224 para reemplazar el conjunto de relé SPDT 6 mostrado en las Figuras 4B y 4D. La razón principal de reemplazar el relé 6 con los triacs es la gran corriente de irrupción necesaria para conmutar lámparas incandescentes. La irrupción de corriente para lámparas incandescentes, por ejemplo, puede ser 10 veces la potencia nominal, con lo cual una lámpara de 600 W que drena 5A (120V) a la potencia nominal, tendrá una corriente de irrupción de hasta 50A cuando su luz sea encendida. Los relés SPDT que soportan irrupciones de corriente de 50A son grandes, usan una bobina magnética de gran potencia, son muy costosos y no son prácticos para un sistema de automatización doméstica residencial.
Los circuitos de conmutación de triac soportan altas irrupciones de corriente, tales como las irrupciones de corriente cuando se encienden lámparas incandescentes. Los dispositivos de triac bien conocidos 223 y 224 proveen altas irrupciones de corriente de más de 10 veces la corriente nominal y pueden controlar el flujo de corriente a través de ellos, ofreciendo la función agregada tal como graduar las luces, retardando los impulsos disparadores, temporizado contra el paso por cero de la energía de CA. Hacer que los triacs sean totalmente conductores (estado encendido completo) requiere activar los triacs en cada tiempo de paso por cero consecutivo.
El circuito de conmutación y graduación de doble triac 6MIR de la modalidad preferida de la presente invención mostrado en la Figura 1 se puede encender o apagar vía un control remoto IR o a través de un repetidor/accionador IR 70 o 90 mostrado en la Figura 10, colocado en una visibilidad directa. El circuito de graduador 6MIR puede reemplazar el conjunto de relé SPDT descrito en las solicitudes de US pendientes, aunque un dispositivo de control remoto IR puede controlar también la función de graduación de los triacs 223 y 224.
El circuito de graduador SPDT 6MIR mostrado está conectado a una carga (aparato) vía dos terminales viajeras 1 y 2 y vía el polo del interruptor L del interruptor SPDT S1. La línea de CA viva está conectada al plano de tierra G del circuito 6MIR a través de una bobina de cuña toroidal u otra bobina de cuña L1. La energía de CD para operar el CPU 210 y otros dispositivos y circuitos internos es drenada de la línea de energía de CA conectada entre una de las líneas viajeras a la cual el interruptor SPDT S1 está conectado y el plano de tierra (la línea de CA viva) del circuito. La CA es drenada vía dos líneas rectificadoras independientes R1 , C1 y D3 o vía R2, C2 y D4 para alimentar la energía rectificada al diodo zener D5 y el regulador VCC 227.
La primera línea rectificadora independiente que comprende R1 , C1 y D1 se muestra conectada entre la terminal 1 vía la línea viajera 1 (a la carga) y el plano de tierra G, es decir, en paralelo a triac 1. El diodo rectificador D3 alimenta la corriente de CA rectificada al diodo zener D5 y el regulador VCC 227. El diodo zener D5 asegura una alimentación de voltaje estable al regulador VCC 227, y el capacitor C3 es un capacitor electrolítico de bajo voltaje grande para filtrar la ondulación de 50 o 60 Hz y para almacenar la corriente de CD rectificada para alimentar el regulador de voltaje 227 con corrientes de CD máximas necesarias para operar todos los circuitos y dispositivos internos del 6MIR.
Cuando el interruptor SPDT S1 es conmutado (apagando el aparato) conecta la línea viajera 2 a la carga. Esto conmuta la energía al segundo circuito rectificador que comprende R2, C2 y D2, conectado entre la terminal 2 (a la carga) vía la línea viajera 2 y el plano de tierra G, es decir, en paralelo al triac 2. El diodo rectificador D4 alimenta la corriente de CA rectificada al diodo zener D5 y al regulador VCC 227. Esta conexión de conmutación vía las líneas viajeras, entre el graduador SPDT 6MIR y el interruptor SPDT S1 , y los circuitos rectificadores dobles asegura que la energía de CA rectificada sea alimentada a los circuitos internos de 6MIR sin importar la posición del polo del interruptor SPDT.
D1 y D2 son diodos de polaridad invertida para activar la corriente durante el ciclo negativo de la corriente de CA, mientras que C1 y C2 son capacitores de baja impedancia aprobados por los cuerpos de autorización respectivos tales como la UL (EE.UU.) o VDE (Alemania) para ser conectados al circuito de energía de CA viva. Los capacitores con una capacidad de 0.1 microfaradios y hasta 0.82 microfaradios, tienen una impedancia seleccionada, para los 50 Hz o 60 Hz de la línea de energía, para conducir una pequeña corriente de CA de varios miliamperios, suficiente para accionar todos los circuitos internos del circuito de graduador SPDT 6MIR.
Debido a que los circuitos rectificadores 1 y 2 están conectados en paralelo a los triacs respectivos 1 y 2, el voltaje en el triac será el voltaje de linea de energía de CA completo, tal como 120V en los Estados Unidos o 230V en Europa, cuando el triac está en estado apagado. Cuando el triac está en estado encendido completo, es decir, el triac es disparado a un estado conductor completo, el voltaje residual en el triac será un cero práctico, retirando así la fuente de energía de la línea rectificadora conectada al mismo en paralelo y cortando la energía (VCC) a los circuitos de graduador.
Por esta razón la modalidad preferida de la presente invención limita la corriente de estado encendido de los triacs 1 y 2 de modo tal que un mínimo de 7 V - 10 V de voltaje residual de CA permanece en el triac. Dichos límites proveen voltajes de, por ejemplo, 113V CA para aparatos accionados con energía eléctrica de Estados Unidos y 220V para aparatos accionados con energía eléctrica europeos, lo cual representa 94% y 96% de eficiencia respectivamente. Aún estas deficiencias menores son simples de superar introduciendo una línea de CA neutra a los circuitos de graduador 6MIR, 6M-2 y 6M de las Figuras 1-3.
Como se explica anteriormente y en las solicitudes de US pendientes la razón por la cual no se provee una línea neutra es el propósito de conectar el circuito de graduador 6MIR, 6M-2 y 6M en la misma manera en que un interruptor de CA mecánico, usado comúnmente es conectado. Debido a que el cableado de iluminación estándar usa solamente líneas de CA viva y de CA de carga, es decir, solamente dos cables se encuentran comúnmente en los conductos y las cajas posteriores, el propósito de la presente invención es usar solamente los dos cables que existen comúnmente del sistema de iluminación, sin cambios.
Sin embargo, las normas y reglamentos existentes del cableado y códigos eléctricos conocidos no impiden la introducción de una línea neutra de CA al conducto y cualquiera de las cajas posteriores eléctricas de CA, y las conexiones de dicha línea neutra de CA a los circuitos de graduador 6MIR, 6M-2 y 6 están permitidas.
Por consiguiente, los circuitos de graduador 6MIR, 6M-2 y 6M se pueden proveer con la terminal neutra N, mostrada en las Figuras 1-3 en líneas punteadas, para alimentar corriente de CA a una línea rectificadora que comprende R6, C6, D6 y D7. Este circuito rectificador que es alimentado por una energía de CA completa (120V o 230V, etc.) puede usar un capacitor de CA más pequeño C6, tal como 0.1 µ? y eliminar así los dos capacitores más grandes C1 y C2 y todos los componentes de las dos líneas rectificadoras incluyendo R1 , R2, D1, D2, D3 y D4 y proveer suficiente corriente de CD a los circuitos para conmutar los triacs 223 y 224 a un encendido completo-apagado completo, es decir, corriente cero para el estado apagado y 100% de corriente para el estado encendido por cualquiera de los dos triacs 223 y 224.
Volviendo a la modalidad preferida de la presente invención, los circuitos de graduador 6MIR, 6M-2 y 6M de las Figuras 1-3, que se muestran conectados entre la línea de CA viva vía una de las líneas viajeras conmutadas a la carga, tienen la corriente a través de los triacs 223 y 224 limitada a una corriente que causa un descenso de voltaje residual en el triac a 7V-10V CA. Este descenso de voltaje residual se convierte en la fuente de energía de CA para las líneas rectificadoras 1 o 2. Los niveles de voltaje alterno bajos exigen el uso de capacitores más grandes, es decir, con impedancia más baja, tal como 0.68 µ? (microfaradio) a fin de alimentar suficiente corriente rectificada al regulador VCC 227. Por lo tanto, los capacitores C1 y C2 son seleccionados en forma diferente para los diferentes graduadores usados en los diferentes países, proveyendo una corriente máxima a través de los triacs 123 o 124 y programando el CPU 30 para operar los triacs tan cerca de 100% de eficiencia como sea posible. La eficiencia se obtiene también mediante el uso de componentes, dispositivos y circuitos internos que consumen baja corriente, tales como los circuitos mostrados en las Figuras 1-3.
A partir de la descripción anterior resulta claro que los circuitos de graduador SPDT 6MIR, 6M-2 y 6M pueden ser instalados en las cajas de CA eléctricas estándar y cableados en un cableado eléctrico estándar, usado comúnmente sin hacer cambio alguno a los sistemas eléctricos cableados básicos, y que los triacs pueden ser encendidos para accionar los aparatos, tales como lámparas con 94%-96% de eficiencia dependiendo del estándar de voltaje alterno especificado de un país, estado o región dados.
Por otra parte la introducción de una línea de CA neutra a los circuitos de graduador 6MIR, 6M-2 y 6M provee a los graduadores un circuito rectificador que permite a los triacs 223 y 224 encender la energía eléctrica a su 100% de eficiencia.
Como se explica anteriormente el triac 223 o 224 bien conocido se enciende alimentando un impulso disparador T1 o T2 a la terminal de disparador de triac. El disparador enciende el triac por una duración hasta el siguiente paso por cero de la línea de energía de CA. Para un periodo 100% de encendido completo el triac se debe volver a disparar en cada paso por cero sin retardo.
Para graduar la luz el triac es alimentado con un disparador retardado. El retardo de tiempo se puede calcular sobre la base de la frecuencia de línea de CA tal como los 60 Hz en los Estados Unidos y 50 Hz en Europa u otros países. La duración de tiempo entre dos pasos por cero para los 60 Hz de los Estados Unidos es 8.33 milisegundos (la mitad de un ciclo sinusoidal de 16.66 m seg) y para los 50 Hz de la EC es 10 milisegundos (la mitad de un ciclo sinusoidal de 20 m seg) respectivamente, de la frecuencia de energía de CA.
El retardo (como se selecciona) al disparar el triac enciende el triac con un tiempo de elevación o caída definido que causa corriente de conmutación definida y ruido. Dicho ruido es reducido o eliminado mediante el uso de la bobina de cuña grande L1 , usando cuñas de CA toroidales y otras cuñas de CA bien conocidas y una variedad de capacitores de CA, ferritas y otros filtros de ruido (no se muestran).
En las Figuras 1-3 se muestran los detectores de paso por cero 225 y 226, cada uno comprende un circuito de comparador conectado a un resistor R1L y R2L respectivamente para alimentar cada comparador con una señal de CA de cada linea viajera 1 o 2. Los comparadores de los detectores de paso por cero 225 y 226 son alimentados con un nivel de CD de referencia, usando el divisor de los resistores R3 y R4 para introducir una referencia de CD predefinida entre el nivel de plano de tierra (de la CA viva) y el VCC, para detectar el paso por cero de la línea de CA y más aún, detectar cuál de las dos lineas viajeras está conectada a la carga vía el interruptor SPDT S1.
Los valores de los resistores R3 y R4 están previamente configurados de modo tal que el circuito de comparador 225 o 226 invierta su estado siempre que el nivel de voltaje alterno, ya sea en la curva sinusoidal positiva o negativa, intersecte el punto de paso por cero. Sin importar cuándo el comparador invierta su estado de positivo a negativo o viceversa, de negativo a positivo, dicho cambio de estado se vuelve el punto de referencia de paso por cero alimentado al CPU 30. El potencial de la otra línea viajera 1 o 2 no conectada (línea abierta) es esencialmente el mismo potencial que el potencial del plano de tierra, y, por ende, no causará que el circuito de comparador 225 o 226 invierta su estado. Por consiguiente, el CPU es alimentado con datos de paso por cero solamente desde el comparador asociado con la línea viajera 1 o 2 que está conectada vía el interruptor SPDT S1 a la carga.
Por lo tanto, es claro que el CPU es restaurado con el tiempo de paso por cero y es actualizado con la identificación de qué línea viajera está conectada a la carga. El CPU puede, por ende, generar un impulso disparador T1 o T2 sobre la base del tiempo de paso por cero, la línea viajera 1 o 2 conectada y la instrucción recibida encendido o apagado o un nivel de graduador dado que es alimentado al CPU 30 a través del receptor de control remoto IR 32 vía el fototransistor o fotodiodo IR 12.
El impulso disparador T 1 o T2 es alimentado a la entrada de disparador del triac 223 o 224 respectivamente sin retardo para instrucción de encendido y con un retardo programado, de acuerdo con una instrucción de nivel de ajuste de graduador recibida desde un dispositivo de control remoto IR. Cuando una instrucción de apagado es recibida el CPU 30 dejará de alimentar el impulso disparador T1 o T2 al triac que está conectado a través de una línea viajera 1 o 2, con la carga (aparato) vía el interruptor SPDT S1. En cambio el CPU alimentará impulsos disparadores no retardados, es decir, de encendido completo al otro, el triac "no conectado". Esto permite al usuario encender el aparato de vía el interruptor SPDT manual S1 conmutando la palanca del interruptor de la pos.1 a la pos. 2 o viceversa. Esto puede también encender el aparato vía el control remoto IR mediante una instrucción para disparar el triac apagado. Dicha capacidad de conmutar libremente el aparato vía el interruptor manual comúnmente instalado y vía una instrucción IR a través de la red de automatización doméstica es similar al encendido-apagado descrito en las solicitudes de US pendientes.
Más aún, el CPU 3D es capaz de confirmar si la carga está conectada a un triac encendido, triac apagado o triac en estado "graduado", con lo cual el CPU puede identificar de manera positiva el estado de encendido, apagado o graduado del aparato y alimentar dichos datos vía el accionador IR 33 y el transmisor IR 13 al controlador del sistema, a una terminal de compras o al video interfono descrito en las solicitudes de US pendientes.
Cuando el usuario apaga el aparato vía el interruptor SPDT S1 , el CPU recibe los datos de paso por cero a través de la línea viajera 1 o 2 recién conectada, pero el CPU memorizará vía su memoria 30A el último tiempo de disparador introducido (conmutar el interruptor mecánico S1 no cambia la última instrucción recibida memorizada en la memoria 30A), por lo tanto, el CPU continuará alimentando repetidamente la instrucción de encendido o una instrucción de nivel de graduador al triac 223 o 224 que ya no está conectado, sobre la base de los datos de paso por cero alimentados desde la otra línea viajera que fue conmutada de manera manual. Esto permite el uso de circuitos de doble triac 6MIR, 6M-2 y 6M en combinación con los interruptores SPDT o DPDT manuales para proveer un encendido-apagado tanto manual como remoto, completamente compatible y un reemplazo a los relés descritos en las solicitudes de US pendientes.
El disparador T1 o T2 alimentado por el CPU es separado vía los separadores 220 o 221 respectivamente para alimentar un nivel de impulso y corriente necesarios para disparar los triacs 223 y 224. El separador es un amplificador separador bien conocido, tal como un transistor o IC¡ sin embargo, dependiendo del nivel y la capacidad de corriente de los puertos E/S del CPU 30, los separadores 220 y 221 pueden no ser necesarios y pueden no ser usados, en cuyo caso los impulsos disparadores T1 y T2 son alimentados desde el CPU 30 directamente a las entradas de disparador de los triaos 223 y 224.
El receptor IR 32, el fototransistor o fotodiodo 12, el accionador IR 33 y el transmisor IR o LED 13 son circuitos y dispositivos bien conocidos, comúnmente disponibles en diferentes paquetes IC o discretos, encapsulados con filtro paso IR y/o filtros paso bajo. Los circuitos de receptor y transmisor IR 32 y 33 se describen también en las solicitudes de US pendientes, para comunicar señales IR en aire y en visibilidad directa, tal como son usadas por control remoto manual y vía accionador IR.
Los interruptores digitales rotatorios 34-1 y 34-n mostrados son interruptores de ajuste de dirección para identificar la habitación o zona en la cual se localizan los aparatos y el tipo de aparato y se describen también en las solicitudes de US pendientes. El interruptor 235 es un interruptor de selección tal como un interruptor táctil o una tecla para operar manualmente el graduador pulsando el nivel de graduador, un paso a la vez y un paso después de otro en rotación, arriba-abajo o tal como encendido-abajo-apagado o apagado-arriba-encendido y similar. Aunque la tecla o interruptor 235 se muestra como una sola tecla o interruptor, se puede usar una pluralidad o serie de teclas, tales como teclas de encendido, apagado y de nivel de graduador preajustado, interruptores o potenciómetros, proveyendo conmutación y selección de graduación directas a través de un selector, tecla o botón dados.
La Figura 2 muestra un circuito de graduador SPDT 6M-2, que tiene circuitos y dispositivos idénticos o similares empleados en el graduador SPDT 6MIR, con la excepción del RX IR y LPF 32, el fototransistor 12, el TX IR 33 y el transmisor IR o LED 13. Como se explicará más adelante, la modalidad preferida de la estructura mecánica del graduador 6MIR es, sin embargo, también diferente de la estructura del graduador 6M-2 mostrada en la Figura 2.
La comunicación remota bidireccional entre el convertidor de instrucciones 259P y/o los accionadores TX/RX 33A y 32A del sistema de automatización doméstica y el graduador 6M-2 de la Figura 2 está estructurada para comunicar vía cables de guia de luz o fibra óptica dobles 252. Los cables de fibra óptica pueden propagar en forma eficiente las señales IR usadas comúnmente en la banda o espectro de longitud de onda de 850 nm o 940 nm. Por lo tanto, el accionador TX 33A, el transmisor 13A, el circuito RX y LPF 32A y el fototransistor o fotodiodo 12A mostrados en la Figura 2 pueden ser idénticos o similares al accionador TX IR 33, el transmisor IR 13, el circuito RX IR y LPF 32 y el fototransistor o fotodiodo 12. La diferencia será en la estructura física/mecánica del transmisor 13A y el fototransistor o diodo 12A que son alimentados vía dichos cables de fibra óptica, contra el transmisor 13 y el fototransistor o diodo 12 que se comunican en forma abierta en visibilidad directa.
En contraste cuando se usa cable de guía de luz en lugar del cable de fibra óptica, el uso de la banda de espectro visible es mucho más eficiente. La guía de luz es fabricada, por ejemplo, por Toray Industry. Los cables de guía de luz son eficientes en la longitud de onda del rojo, en particular la longitud de onda menos atenuada es el color rojo en la banda 650 nm. Las ventajas de los cables de guía de luz contra los cables de fibra óptica, dentro del contexto de las comunicaciones de automatización doméstica son muchas.
• La guía de luz se puede usar con atenuación aceptable para hasta 50 metros. La guía de luz se puede doblar en radios tan pequeños como 5 mm. Es blanda y puede ser alimentada a un conducto y no es inflamable, y, por lo tanto, puede ser alimentada en forma suelta sobre techos colgantes o detrás de paredes con paneles. La guía de luz no requiere el procesamiento de terminación de los cables de fibra óptica, puede ser cortada por una cuchilla afilada y no requiere procedimientos de pulido y lapeado. Los extremos de las superficies cortadas de los cables de guía de luz pueden ser literalmente unidos a la superficie emisora de un LED rojo de bajo costo 13A y a la superficie receptora de un fototransistor o fotodiodo de espectro visible de bajo costo 12A. El extremo del cable de guía de luz puede ser pegado o doblado sobre un tapón de plástico de autosujeción (no se muestra), o de otro modo unido al LED 13 y al fototransistor o diodo 12 como se muestra en las Figuras 7E-7G y 8A-8F, sin el uso de los conectores de alta precisión de los cables de fibra óptica usados comúnmente. Los cables de guía de luz se pueden fijar en su posición por medio de tornillos, sujetadores moldeados de plástico simples o autosujecion en posición, tal como los ejemplos mostrados en las Figuras 7F, 7G, 8A-8F y 9A-9B.
El protocolo propagado vía los cables de guía de luz o de fibra óptica puede usar los mismos protocolos usados por el protocolo remoto IR al graduador 6 IR y la respuesta de confirmación desde el graduador 6MIR. De manera alternativa un protocolo modificado o diferentes protocolos, estructura y velocidad para comunicarse con los graduadores 6M-2 y 6M de las Figuras 2 y 3 se pueden emplear. Las modalidades de graduadores preferidas mostradas en la Figura 1 , Figura 2, y Figura 3 usan protocolos idénticos, con comunicación símplex (a un índice de baudios lento tal como 1200 baudios) para los intercambios de instrucción y confirmación entre dispositivos de control y aparatos en la misma habitación o zona.
El accionador/receptor TX-RX bidireccional combinado 33A y 32A, que es llamado también un transceptor, del convertidor de instrucciones 259P alimenta y recibe los protocolos vía el LED 13A y fototransistor o diodo 2A, recíproco al LED 3A y el fotodiodo 12A del circuito de graduador 6M-2. El convertidor de instrucciones 259P intercambia además los protocolos de comunicación con el distribuidor del sistema de automatización doméstica 60 (mostrado en las Figuras 9A y 9C) vía la línea ante comunicación de par trenzado 10P, que alimenta también la energía de CD para operar el convertidor de instrucciones 259P. Un convertidor de instrucciones 259P puede ser incorporado, por ejemplo, dentro del accionador de pared IR 70 o accionador de techo IR 90 para comunicarse con el relé descrito en las solicitudes de US pendientes, los graduadores de la presente invención o los sensores de corriente vía guías ópticas o cables de fibra óptica 252 además de vía IR en visibilidad directa. Los dispositivos de accionador de pared o techo se muestran en la Figura 10 y se explican completamente en la solicitud de US pendiente. La diferencia entre los dispositivos de accionador de las solicitudes de US pendientes y los accionadores de la presente invención es el uso de comunicaciones de espectro visible tal como luz roja en la longitud de onda de 650 nm, y la conexión vía los cables de guía de luz o de fibra óptica además de, o en lugar de la comunicación IR, en visibilidad directa.
El circuito de graduador 6M mostrado en la Figura 3 es electrónicamente idéntico con los circuitos 6M-2 y también lo son el convertidor de instrucciones 258 y el accionador/receptor TX-RX bidireccional 33A y 32A, que son idénticos con el convertidor de instrucciones 259 P y el accionador/receptor TX-RX bidireccional 33A y 32A o transceptor de la Figura 2. La diferencia entre los dos graduadores y los circuitos de control es la introducción en el graduador 6M y el convertidor de instrucciones 258 de un prisma óptico de medio de espejo 255 para comunicar las señales bidireccionales vía un solo cable de guía de luz 252.
El prisma 255 mostrado en la Figura 3 dentro del circuito de graduador 6M y el convertidor de instrucciones 258 es un prisma óptico bien conocido, conocido también como prisma de medio espejo. El prisma 255 desvía la luz recibida o señales IR a la superficie del fototransistor o diodo 12 vía el medio espejo creado por el revestimiento de superficie de medio espejo del prisma combinado y pasa a través de la luz transmitida, dentro del espectro visible o las señales IR, desde la superficie del LED 13A transmisor. El prisma mostrado se puede construir de dos piezas de diferentes materiales de vidrio, revestir y unir, o pueden ser dos piezas inyectadas de material plástico claro y transparente. Se pueden aplicar muchas técnicas diferentes para construir el prisma 255, mostrado en la Figura 3 como un prisma grande, mucho más grande que el LED, el fototransistor y la guía de luz, pero en la práctica una estructura moldeada de plástico pequeña con un revestimiento polarizado bien conocido en un extremo se puede usar, y dicho prisma estructurado de plástico revestido se usa en la modalidad preferida de la presente invención.
En lo siguiente el término "transceptor" se puede referir a circuitos TX-RX 33A y 32A incluyendo el LED 13A, el fotodiodo 12A con o sin el prisma 255. Debido a que las comunicaciones bidireccionales vía el prisma son conducidas en una comunicación símplex que permite un estado de solamente recepción, o estado de solamente transmisión, la interferencia o fuga de señales de luz del transmisor 13A al receptor 12A o viceversa, en donde una parte de la señal recibida llega a la superficie del transmisor 13A o fuga de una luz transmitida llega a la superficie del fototransistor 12A, se vuelven sin importancia e insustancial. La importancia es que la dirección deseada no es atenuada severamente por el prisma 255. Dicha estructura de prisma se obtiene mediante el método de plástico inyectado con buenos resultados y a bajo costo. No obstante, prismas bien conocidos 255 con baja interferencia se pueden usar para comunicar señales dúplex bidireccionales, cuando se necesitan comunicaciones dúplex.
La Figura 5A ilustra el graduador 6M-2 siendo conectado a un interruptor SPDT 1B para encender-apagar un aparato o para graduar una lámpara, en donde el graduador 6M-2 se puede instalar en una caja posterior eléctrica (no se muestra) cerca del interruptor 1 B e interconectar vía las líneas viajeras 1 y 2 y a la CA viva dentro de las cajas eléctricas. Se muestra que el graduador 6M-2 soporta la comunicación bidireccional con un circuito de control (no se muestra) vía las líneas de guía de luz o fibra óptica dobles 252, alimentadas con confirmaciones y estados vía el TX 13A, accionadas por el accionador TX 33 y recibe las instrucciones de encendido-apagado y de nivel de graduador a través del fototransistor o diodo 12A y vía el circuito RX 32.
La Figura 5B ilustra el graduador 6M que tiene el mismo circuito eléctrico mostrado las Figuras 2 y 5A, la diferencia es solamente en la comunicación bidireccional propagada vía un solo cable de guía de luz o fibra óptica 252 usando el prisma 255 mostrado también en la Figura 3. El prisma 255 dirige las instrucciones recibidas al fototransistor o diodo 12A y la confirmación o estados devueltos a través del LED 13A. Aparte de esta adición del prisma 255, el circuito de graduador 6M opera de la misma manera que el graduador 6M-2 y 6MIR antes explicados.
La Figura 5C ilustra un circuito de conmutación que incorpora un interruptor DPDT 1C para proveer interruptor o interruptores manuales adicionales al interruptor SPDT 1 B. Aunque no se muestra, n número de interruptores DPDT 1C se pueden disponer en cascada a través de las líneas viajeras 1 y 2, donde cada interruptor puede de manera independiente, sin importar otros interruptores o la posición del graduador, encender-apagar el aparato. Esto es porque el interruptor DPDT invierte la conexión de las líneas viajeras de recta a cruzada o viceversa de cruzada a recta.
Aparte de la adición del interruptor DPDT el graduador 6M-2 es idéntico en cada aspecto al graduador 6M-2 mostrado en la Figura 5A. Se vuelve obvio a partir de la explicación anterior y la ilustración de las Figuras 5A-5C que los graduadores 6M-2 y 6M se pueden instalar dentro de cajas eléctricas y se pueden conectar vía dos líneas viajeras, línea de CA viva o línea de carga de CA y procesar comunicaciones de control bidireccionales vía cables de guía de luz o fibra óptica. Asimismo es obvio que dichos graduadores cumplen con los códigos eléctricos y pueden ser operados a distancia vía los circuitos de control de automatización doméstica o manualmente vía los interruptores SPDT o DPDT usados comúnmente.
En las Figuras 6A y 6B se muestran dos bobinas sensoras de corriente, una bobina toroidal 31 y un conjunto de bobina que incluye la bobina 31B y un núcleo de ferrita 31A. Las bobinas sensoras de corriente de las Figuras 6A y 6B se usan para detectar la corriente de CA alimentada a través del cable de CA 8 mediante inducción. La Figura 6C muestra un transformador de corriente 31T que produce una señal correspondiente a una corriente de CA alimentada a través de su bobina primaria y a través del cable de CA intersectado 8A y 8B. Las bobinas 31 y 31 B y el transformador de corriente 31T se describen en las solicitudes de US pendientes y se explican anteriormente sólo brevemente. Las solicitudes de US pendientes describen los diferentes conjuntos de sensores de corriente que son accionados por una CD de bajo voltaje, alimentada junto con señales de comunicación propagadas bidireccionales, vía un cable de par trenzado.
Los conjuntos de sensores de corriente que usan las bobinas 31 y 31 B que se describen en las solicitudes de US pendientes no están conectados a la línea de energía de CA y, por lo tanto, pueden ser montados en cajas eléctricas que alojan cables de bajo voltaje. Sin embargo, nada se menciona en los códigos y normas eléctricos y de seguridad, tales como aquellos publicados por la UL, sobre sensores de corriente como se describe en las solicitudes de US pendientes, porque dichos conjuntos de sensores de corriente no existieron nunca antes. Esto representa un territorio desconocido complejo de los códigos, normas y reglamentos eléctricos. Por consiguiente, la presente invención cubre los sensores de corriente de CA mostrados en las Figuras 6D, 6E y 6F y combinaciones de sensores de corriente similares que son accionadas por la línea de energía de CA. Los dispositivos accionados por CA son el tema de los códigos eléctricos y pueden ser procesados para aprobación de seguridad y usados en casas, residencias y oficinas y ser montados en cajas eléctricas estándar lado a lado con interruptores, contactos de CA y otros dispositivos de CA.
La Figura 6D muestra el diagrama de bloques de los conjuntos de sensores de corriente de CA 4M, 4M-2 y 4MIR de la modalidad preferida de la presente invención. El dispositivo sensor de corriente mostrado es el transformador de corriente de CA 31T; sin embargo, el dispositivo sensor de corriente mostrado en la Figura 6E es una bobina toroidal 31 que se puede usar en lugar del transformador de corriente de CA 31T. De manera similar cualquier otra estructura de bobina sensora de corriente tal como el conjunto de bobina 31 A/31 B de la Figura 6B o cualquier otro circuito o dispositivo que genera salida de señal correspondiente al consumo de corriente de CA por el aparato se puede usar.
Los sensores de corriente 4M, 4M-2 y 4 IR pueden ser similares a los sensores de corriente descritos en las solicitudes de US pendientes o un rango de sensores de corriente que son construidos dentro o son un aditamento de un contacto o receptáculo de CA, o son una parte integral de un contacto o receptáculo de energía de CA, tal como el conjunto de receptáculo/sensor 4SM integrado. Los sensores de corriente de CA integrados incluyendo 4S que está conectado vía un solo cable de fibra óptica o guía de luz (no se muestra), el 4SM-2 conectado vía dos cables de fibra óptica o guía de luz que se muestra en la Figura 6F y el 4SMIR que comunica señales IR en visibilidad directa mostrado en la Figura 6D. Los sensores de corriente de la presente invención ofrecen un bajo costo y como se explica más adelante, son fáciles de ajusfar y operar. Asimismo ofrecen la capacidad de monitorear todos los aparatos y dispositivos que consumen corriente en la residencia, oficina o fábricas y control centralizado de ajuste para reducir consumo de corriente innecesario operando en forma innecesaria aparatos eléctricos.
La Figura 6D muestra el circuito rectificador para alimentar CD regulada al CPU 30 y a los circuitos asociados de los sensores de corriente mostrados 4M, 4M-2 y 4MIR, y para los sensores de corriente integrados 4SM, 4SM-2 y 4-SMIR que no se muestran en la Figura 6D. Un ejemplo del 4SM-2, que combina un sensor de corriente y receptáculo de contacto de CA S en una unidad integrada, se muestra en la Figura 6F. Este sensor de corriente integrado 4SM-2 similar a todos los demás sensores de corriente de la modalidad preferida de la presente invención emplea un circuito rectificador y de regulación de energía similar mostrado en la Figura 6D. El circuito rectificador que comprende R6, C6, D6, D7 y el circuito de regulación que comprende C3, D5 y el regulador VCC 227 se explican completamente con anterioridad y se muestran en líneas punteadas en los circuitos de graduador 6MIR, 6M-2 y 6M de las Figuras 1 , 2 y 3.
El transformador de corriente 31T mostrado en la Figura 6D puede ser reemplazado por la bobina toroidal 31 mostrada en el sensor de corriente 4M de la Figura 6E. El sensor de corriente 4M es similar a los sensores de corriente descritos en las solicitudes de US pendientes, con la excepción del circuito de accionamiento de CD antes discutido y el control bidireccional y propagación de señales de datos, que se muestran en la Figura 6E como propagada vía un solo cable de fibra óptica o guía de luz 252. Los sensores de corriente descritos en las solicitudes de US pendientes propagan las señales bidireccionales vía IR en visibilidad directa, vía RF inalámbrica y vía una red cableada de un cable de par trenzado.
La Figura 6D muestra los circuitos de comunicación IR bidireccional que comprende en RX IR con el fotodiodo o fototransistor 12 y TX IR a 33 con LED IR 13. También muestra las comunicaciones de espectro visible bidireccionales vía guías de luz 252, que comprende RX 32A con el fotodiodo o fototransistor 32A y TX 33A con el LED de espectro visible 13A. Las comunicaciones IR bidireccionales mostradas son propagadas en forma abierta y en visibilidad directa, mientras que las comunicaciones de espectro visible son propagadas vía los dos cables de guía de luz 252.
Aunque la Figura 6D no cubre todas las opciones de comunicación, la presentación combinada por las Figuras 6D, 6E y 6F demuestra claramente que cualesquier combinaciones de propagaciones IR o de luz visible son posibles. Esto incluye el uso de un solo cable de fibra óptica o cable de fibra óptica doble 252 y/o el uso de un solo cable de guía de luz o cable de guía de luz doble 252, proveyendo los circuitos TX y RX 32 y 33 correspondientes, o 32A y 33A, junto con el fotodiodo fototransistor 12 o 12A y LED 13 o 13A correspondientes. La inclusión del prisma 255 mostrado en la Figura 6E que se explica totalmente con anterioridad y se muestra en las Figuras 3 y 5B, hace obvio que se puede usar un solo cable de fibra óptica o de guía de luz o cable de fibra óptica o de guía de luz doble 252.
La diferencia entre los accionadores IR y de espectro visible bidireccionales y circuitos receptores, que comprenden RX IR 32 y TX IR 33 contra los circuitos de espectro visible bidireccionales que comprenden RX 32A y TX 33A, se refiere principalmente a la frecuencia portadora. La frecuencia portadora comúnmente usada para dispositivos de control remoto IR es 38.5 KHz. No obstante, otras frecuencias portadoras tales como 40 KHz - 60 KHz, o cualquier otra frecuencia en hasta el rango de 100 KHz o más alta, se usan y se pueden usar con la presente invención. Es importante observar que la portadora es codificada o sometida a modulación de amplitud por el accionador TX IR 33 usando instrucciones y protocolos de datos que están almacenados en la memoria 30A del CPU 30 de la Figura 6D. Por otra parte, el receptor IR 32 incluye un decodificador o detector para decodificar la envolvente de las instrucciones o datos recibidos, o para detectar la instrucción desmodulada para producir la envolvente de la instrucción o datos comunicados.
Cuando señales de índice de baudios lento son propagadas para encender-apagar LEDs (visible o IR) y cuando dichas señales de luz o IR son propagadas de punto a punto vía cables de guía de luz o de fibra óptica, es más simple generar solamente las envolventes de las instrucciones de control y estados. Los circuitos de comunicación son más simples porque no hay necesidad de generar señal portadora o modular la señal portadora, ni desmodular la señal recibida. Por consiguiente, un generador de frecuencia portadora así como circuitos de codificación o modulación y decodificación o desmodulación no son necesarios y no se usan. En cambio, el CPU 30 puede generar y alimentar directamente al LED 13A o vía un accionador simplificado 33A impulsos IR o de luz, es decir, las envolventes de los protocolos. De manera similar el fotodiodo 12A puede ser directamente conectado al CPU 30 o vía un RX simplificado 32A, proveyendo intercambio bidireccional de instrucciones, estados, confirmaciones y otros datos. Dichos circuitos de procesamiento sustancialmente simplificados están incorporados en el CPU 30 y los circuitos de TX y RX 32A y 33A, cortando así de manera sustancial el hardware de la cadena de procesamiento de señal, reduciendo los componentes necesarios y el costo total de los conjuntos de sensor de corriente, los relés de CA y los circuitos de graduador, proveyendo productos de costo más bajo con una precisión, rendimiento y contabilidad considerablemente mejorados.
El CPU 30, la memoria 30A, el receptor y transmisores IR 32 y 33 y los interruptores 34-1 y 34-n que se usan para establecer una dirección de habitación o zona e identificar el aparato conectado, los sensores de corriente 31T, 31 y el conjunto de bobina 31A/31 B junto con los procedimientos de detección de corriente se describen totalmente en la solicitud de US pendiente y se incorporan en la presente como referencia.
Cuando señales IR son comunicadas en visibilidad directa, los circuitos y dispositivos de espectro visible 32A, 33A, 12A y 13A mostrados en la Figura 6D no son necesarios y no se usan, de manera alternativa cuando se usan cables de fibra óptica o de guía de luz, los circuitos y dispositivos de receptor y transmisor IR 32, 33, 12 y 13 no se necesitan y no se usan. Por otra parte, los conjuntos de sensor de corriente 4M, 4M-2, 4MIR, 4SM, 4SM-2 y 4SMIR junto con los circuitos de graduador 6M, 6M-2 y 6MIR y los relés descritos en las solicitudes de US pendientes comparten programas comunes, incluidos en el CPU 30 y/o en la memoria 30A. Todos los dispositivos antes mencionados comunican y operan usando los mismos protocolos, haciendo el sistema fácil de usar y operar; no obstante, se pueden hacer diferentes programas, que tengan diversos protocolos según la necesidad.
Al propagar las señales IR bidireccionales a través de un enlace IR, en visibilidad directa, en lugar de los cables de fibra óptica o guías de luz, el enlace entre los componentes IR o la visibilidad directa se vuelve un elemento importante que debe ser contemplado. Los accionadores IR descritos en las solicitudes de US pendientes muestran una estructura ajustable simple, una estructura similar para perfeccionar el enlace IR ajusfando la dirección de la visibilidad directa del fotodiodo o fototransistor 12 y el LED 13 se implementa con la presente invención. Es preferible, desde luego, proveer una estructura ajustable similar a los conjuntos de sensor de corriente de CA 4MIR (no se muestra) y 4SMIR mostrados en la Figura 7C y al conjunto de graduador 6MIR como se muestra en las Figuras 7A-7B.
El LED IR 13 y el fotodiodo o fototransistor 12 mostrados en las Figuras 7A-7C están encapsulados en un sujetador en forma de bola truncada 12H que está soportado por un corte redondo o en círculo, que comprende el lado inferior 12B y lado superior 12T de la Figura 7B. Los cortes mostrados están estructurados para proveer ajustes hacia arriba y lateral del LED 13 y el fotodiodo 12 hacia el accionador IR de techo 70 y/o el accionador IR de pared 90 mostrado en la Figura 10 y descrito en las solicitudes de US pendientes, pero los cortes se pueden hacer para ajuste hacia abajo según la necesidad. Los cortes están dimensionados para proveer una fijación apretada del sujetador de bola truncada u otro sujetador de forma redonda 12H, de modo tal que el LED IR 13 o fotodiodo 12 requiera fuerza de los dedos para superar la fijación y no estar suelto. Un ajuste mediante presión de dedos humanos sin una herramienta especial permite al usuario reajustar la "visibilidad de directa" en cualquier momento según surja la necesidad.
La estructura mostrada en las Figuras 7A-7C o cualquier otra estructura para proveer ajuste simple, incluyendo ajuste mediante una herramienta tal como un destornillador (no se muestra), es claramente favorable, porque interruptores de CA, conjuntos de graduadores, receptáculos y contactos de CA que son montados en la pared son obstruidos comúnmente o en forma aleatoria por aparatos, muebles y similares. Por lo tanto, es preferible que su LED y/o el fototransistor sean fácilmente ajustados para dirigir las señales IR en una visibilidad directa.
Las Figuras 7D y 7E muestran una estructura de los conjuntos de graduador 6M/6M-2 de las Figuras 2 y 3, usando el cable de guia de luz o de fibra óptica 252 para comunicar instrucciones, estados y datos. La Figura 7D muestra la parte anterior del graduador 6M/6M-2 incluyendo los interruptores de ajuste 34-1 y 34-n para establecer una dirección de zona o habitación y/o dirección de aparato y la tecla de selección 235. La Figura 7E muestra también que la estructura interna incluye los triacs dobles 223 y 224, la bobina de cuña L1 , la tecla de selección 235 y los interruptores de ajuste 34-1/34-n, los cuales se explican y discuten anteriormente.
La Figura 7E muestra los dos cables de guía de luz o fibra óptica 252 instalados en el graduador 6M-2. Aunque un prisma no se muestra en la Figura 7E, es obvio que el prisma 255 mostrado en las Figuras 6E, 8E u 8B se puede incluir en cualquiera de los graduadores o los sensores de corriente para conectarse a y comunicarse con el graduador o el sensor de corriente vía un solo cable de guía de luz o fibra óptica 252, tal como se muestra en el graduador 6M de la Figura 3.
Los graduadores 6MIR de la Figura 7B y 6M-2 de la Figura 7E se muestran con una terminal de CA neutra N. Como se explica anteriormente la modalidad preferida de los graduadores de la presente invención se puede conectar entre la línea viva de CA y las dos líneas viajeras 1 y 2 solamente, o se puede conectar también a la línea neutra cuando dicha línea se extiende en la caja eléctrica destinada para el graduador. Dicho cable neutro permite un circuito rectificador más simple dentro del graduador, y provee un encendido completo (100%). Por otra parte, la estructura y las aplicaciones de todos los graduadores mostrados en las Figuras 1-3 y en 7A, 7B, 7D y 7E son las mismas, y se pueden operar vía instrucciones IR en visibilidad directa, vía los cables de guía de luz o fibra óptica sencillos/dobles 252.
Las ventajas ofrecidas al conectar un solo cable 252 contra dos cables 252 a los graduadores (para graduar lámparas y para encender-apagar diferentes aparatos eléctricos), así como para conectar los sensores de corriente de la presente mención, incluyendo sensores de corriente integrados con receptáculo o contacto de CA S tal como se muestra en la Figura 7C, son muchas. La ventaja más obvia es el costo, proveer e instalar un solo cable de guía de luz o fibra óptica 252 contra dos, ofrece la mitad del costo literal en materiales y ahorros adicionales sustanciales en costos de instalación.
La instalación de un solo cable 252 es un procedimiento simple que se explica más adelante, aunque la instalación de dos cables 252 requiere la identificación de la línea de recepción y la línea de transmisión. Desde luego es posible tener las fundas de los cables de guía de luz o fibra óptica 252 en diferentes colores o marcas, pero como cada uno de los cables está conectado en un extremo a un transmisor (LED) 13A y en el otro extremo a un receptor (fotodiodo) 12A, el instalador o el electricista que conecte los dos cables de guía de luz o fibra óptica 252, tal como se muestra en la Figura 7E, debe conocer e identificar la línea receptora y la línea transmisora antes de conectarlas realmente.
La modalidad preferida de la presente invención incluye un programa de identificación de cables incluido en el controlador del sistema, incluyendo el monitor de video interfono o terminal de compras antes mencionado, de modo tal que todos los LEDs transmisores 13A se enciendan, proveyendo así al instalador o el electricista la capacidad de ver e identificar visualmente la luz propagada a través de la guía de luz 252 (luz visible tal como roja, amarilla o verde) y/o detectar una radiación IR vía un detector de IR. Una vez que un cable de guía de luz o fibra óptica 252 es identificado como aquel que propaga una luz o IR, es claro que el otro extremo del cable se debe instalar en el receptáculo de recepción 252B-RX del cuerpo 6MB mostrado en la Figura 7F. Al mismo tiempo es preferible que el LED 13A de la Figura 7F sea encendido para indicar un receptáculo transmisor y así identificar claramente que el otro receptáculo es el receptor para conectar el cable 252 que porta la señal de luz o IR. Mediante dicho ejemplo simple, fue claro que dos cables de guía de luz o fibra óptica pueden ser identificados e instalados en forma eficiente en sus receptáculos respectivos 252B-RX y 252B-TX. La Figura 7F ilustra también un sujetador de cable o un tapón óptico 252H, que tiene mordazas 252J para fijar y asegurar los cables 252 en su lugar cuando son insertados vía el sujetador 252H en los receptáculos respectivos 252B-RX y 252B-TX.
Las mordazas mostradas en la Figura 7G, con los cables 252 instalados, son presionadas contra las partes ahusadas 252D para forzar las mordazas en forma apretada contra los cables 252, fijando o sujetando así los cables en su posición a medida que el tornillo 252S es apretado y soportando el sujetador de cable 252H al cuerpo 6MB de un dispositivo, tal como un graduador, sensor de corriente, sensor de corriente con receptáculo de CA o convertidor de protocolos. Sujetadores de cable 252H similares para un solo cable o cable doble se muestran también en las Figuras 9A, 9B y 10. De manera alternativa el sujetador 252H se puede proveer con uno o dos collares 252CL mostrados en la Figura 9B para unir o doblar los cables. Dicho sujetador 252H es de hecho un tapón de guía óptica, esto es porque los tapones de fibra óptica o guía de luz están basados en un collar de cable que es unido o doblado alrededor del cable. Por esta razón el término sujetador en la siguiente descripción incluye tapones de fibra óptica o guía de luz. El cable de guía de luz y de fibra óptica pueden ser terminados o configurados en uno o ambos extremos, de modo tal que los extremos del cable quepan en los receptáculos 252B-RX o 252B-TX o en el sujetador o tapón 252H.
Las Figuras 8By 8E muestran los convertidores de protocolo 258 de la Figura 3 y las Figuras 8C y 8F muestran los convertidores de protocolo 259 de la Figura 2. La diferencia entre el convertidor 258 y 258L de las Figuras 8B y 8E es en la instalación del cable 252 y su disposición de fijación/aseguramiento. Lo mismo aplica a los convertidores de protocolo 259 y 259L de las Figuras 8C y 8F. Los convertidores mostrados en las Figuras 8A-8F como una caja se pueden construir en un caso similar a la estructura de relé 6 de la Figura 4B o a la estructura de graduador 6M o 6M-2 mostrada en las Figuras 5A, 5B o 7D o se pueden encapsular en cualesquier otras formas convenientes para instalación en cajas eléctricas o gabinetes eléctricos. Por ejemplo, los convertidores de instrucciones se pueden construir para incorporación en accionadores de pared o techo IR, usando un solo CPU 30 para operar múltiples accionadores/receptores TX/RX, o dentro del controlador de automatización doméstica incluyendo el monitor de video interfono o la terminal de compras.
Los convertidores pueden incluir los interruptores de ajuste 34-1 - 34-n para establecer la dirección de la habitación, zona y/o aparato, o pueden ser dispositivos no inteligentes tales como recibir señales eléctricas vía la red cableada 10 o 10P y convertirlas en señales de luz vía los cables de guía de luz o fibra óptica 252 y/o recibir señales de luz vía el cable de guía de luz o fibra óptica 252 y convertirlas en señal eléctrica vía la red cableada 10 o 10P. Además del accionador/receptor TX/RX 33A y 32A los circuitos de los convertidores pueden comprender, por ejemplo, el CPU 30, la memoria 30A y el circuito rectificador de CA mostrados en la Figura 6D y explicados antes, o pueden usar la red cableada 10P para alimentar instrucciones de control y estados como se detalla en las solicitudes de US pendientes.
Los convertidores pueden usar un suministro de energía de CD de bajo voltaje para accionar los convertidores de un sistema y comunicarse vía una red cableada 10 con el distribuidor y suministro de alimentación 60M mostrado en las Figuras 9A y 9C. Debe ser obvio que cualquiera de los accionamientos discutidos, vía un circuito rectificador de CA, o vía un suministro de la alimentación separado, tal como el suministro de alimentación 68 mostrado en la Figura 9C, o vía el accionamiento mediante la red cableada 10P descrita en las solicitudes de US pendientes se puede usar. De manera similar es posible conectar los convertidores de instrucciones con dos cables de guía de luz o fibra óptica 252 o incluir el prisma 255 y conectarlos con un solo cable de guía de luz. También es claro que los convertidores pueden incluir el CPU 30 y la memoria 30A junto con los interruptores de ajuste 34-1 -34-n para ajustar las direcciones y proveer identidad e inteligencia al convertidor, o el convertidor se puede programar para ser un convertidor no inteligente para convertir cualesquiera de y todas las señales eléctricas recibidas en señales de luz y viceversa, señales de luz en señales eléctricas.
Los convertidores de instrucciones 257 y 257L mostrados en las Figuras 8A y 8D son convertidores unidireccionales, ya sea para recibir señal eléctrica y generar señal de luz o para recibir señales de luz y transmitir señales eléctricas a la red 10 o 10P. Dichos convertidores unidireccionales se usan con aparatos que son operados vía interruptor manual o vía un controlador automático dedicado (que no es parte de la automatización doméstica), tal como operar el calentador de agua vía un temporizador automático y usar el sensor de corriente para actualizar el sistema con el estado de encendido o apagado de corriente. > El sensor de corriente para dicha aplicación se puede programar para generar datos de estado de corriente siempre que un cambio en la corriente de CA sea detectado al azar, causado ya sea por un interruptor mecánico o por un interruptor de autotemporizador, como se explica anteriormente. Desde luego dichos convertidores de instrucciones unidireccionales sencillos tendrán solamente el circuito TX 33A y LED 13A para operar aparatos, o solamente el circuito RX 32A y el fotodiodo o fototransistor 12A para recibir estados o datos desde un aparato, y están conectados a su red cableada a través de las terminales mostradas en la Figura 8A. Los convertidores de instrucciones unidireccionales 257 pueden ser accionados vía las muchas opciones de suministro de alimentación, similares a las opciones de energía explicadas para los otros convertidores de instrucciones 258 y 259 anteriores.
En las Figuras 8A-8F se muestran las muchas sujeciones y soporte diferentes para los cables de guía de luz y fibra óptica 252 que la presente invención ofrece. Estos incluyen la inserción de los cables 252 en el sujetador de cable 252H y en los receptáculos de cable 252B-RX y 252B-TX mostrados en la Figura 7F y las inserciones y fijación/aseguramiento de cable simples mostrados en las Figuras 8A-8D, usando un solo tornillo o tornillos dobles 252S, o las orejetas moldeadas 256. Las Figuras 8A-8D ilustran claramente la simplicidad de la instalación/conexiones de la modalidad preferida de la presente invención. Los cables de guía de luz o fibra óptica son simplemente cortados, insertados en los receptáculos dobles 252B-RX y 252B-TX o el receptáculo sencillo 252B, doblados en la ranura 252G y sujetados/asegurados en su lugar por los tornillos sencillos o dobles 252S, o por las orejetas moldeadas 256 de las ranuras sencillas o dobles 252G.
Existen posibilidades infinitas para proveer sujetadores moldeados con incontables formas de ganchos de auto sujeción. Además, el receptáculo 252B-TX y RX pueden ser parte de las ranuras 252G, en cuyo caso el LED 13A, el fotodiodo o fototransistor 12A y/o el prisma 255 estarán colocados en el extremo de la ranuras. En lugar de los dos tornillos 252S mostrados en la Figura 8C, se puede usar un solo tornillo, entre las dos ranuras 252G. Es obvio que existen infinitas variaciones y posibilidades para conectar, insertar, sujetar y asegurar los cables de guía de luz o fibra óptica 252 en su lugar. La simplicidad de esto es claramente demostrada por las ilustraciones de las modalidades preferidas de la presente invención.
En las Figuras 9A y 9C se muestra el distribuidor del sistema de automatización doméstica y suministro de alimentación 60M. Un distribuidor y suministro de alimentación similares se describen también en las solicitudes de US pendientes. La diferencia entre la presente invención y las solicitudes de US pendientes son las conexiones de los cables de guía de luz o fibra óptica 252 y los cambios del receptor RX IR 32 con el fotodiodo 12 y el accionador TX IR 33 con el LED IR 13 descritos en la solicitud de US pendiente contra el RX 32A con el fotodiodo fototransistor 12A y el TX 33A con el LED 13A de la presente invención. El diagrama de bloques del distribuidor del sistema 60M de la Figura 9C muestra las comunicaciones bidireccionales entre el monitor de video interfono 82 vía el procesador de datos bidireccional 80, el cual procesa audio, video, alarma, automatización doméstica y datos en forma bidireccional para permitir, entre otras cosas, comunicarse entre una PC 66 vía el accionador USB 64 y a través de la Internet 67 con el dueño de la casa en, por ejemplo, su oficina o desde otros lugares.
Además del audio, video, alarma y datos que son alimentados al dueño de la casa a través de su sistema de video interfono, el dueño de la casa puede revisar también el estado de la automatización doméstica y los aparatos eléctricos. Además puede ordenar y operar o apagar cualquiera o todos los aparatos a voluntad. El distribuidor y suministro de alimentación 60M proveen además conexión de la cámara de video o la salida de un selector de sistema de video CCTV en la entrada 67, proveyendo así al dueño de la casa una revisión en video del interior y/o exterior de la casa, particularmente durante la alarma.
El accionador de datos cableado 69 mostrado y el accionador de datos cableado y energía 69P se explican en forma completa en la solicitud de US pendiente y se muestran aquí para ¡lustrar cómo conectar los convertidores de protocolo 259, 258, 259P y 258P en el sistema. El convertidor de instrucciones 259P es alimentado con comunicación y energía vía la terminal 10P, mientras que los convertidores de protocolo 258 se muestran accionados individualmente vía la terminal de energía de CD 68-11 del suministro de alimentación 68.
El diagrama de bloques de la Figura 9C muestra seis transceptores 251 o circuitos RX-TX 12A, 32A, 13A y 33A para alimentar instrucciones y recibir estados y datos vía cables de guía de luz o fibra óptica 252. Cuatro circuitos (#1 - #4) se muestran para conexión con guías de luz dobles 252, mientras se muestra que dos (#5 y #6) incluyen el prisma 255 para conexión con un solo cable de guía de luz o fibra óptica 252. La ilustración del distribuidor del sistema y suministro de alimentación 60M de la Figura 9A muestra una disposición similar en donde las conexiones #1 - #4 se usan para dos guías de luz 252 mientras que #5 y #6 se usan para una sola guía de luz 252, pero se pueden aplicar cualesquier combinaciones, incluyendo, por ejemplo, para una conexión de cable de guía de luz sencillo 252 solamente.
La Figura 10 muestra las conexiones del sistema vía pares trenzados 10P, 10, los cables de guía de luz o fibra óptica sencillos y dobles 252 y la comunicación IR en visibilidad directa. El distribuidor del sistema 60M está conectado en cascada al accionador IR de techo 70 y un accionador IR de pared 90 para recibir estados y datos IR vía los fotodiodos o fototransistores 12 ajustables para propagar instrucciones IR vía los LEDs IR 13 ajustables. Los accionadores IR 70 y 90 se describen en las solicitudes de US pendientes. El teclado 40 se muestra también conectado vía un par trenzado 10P, que porta comunicaciones bidireccionales y alimentación de energía al teclado 40, similar a la alimentación de energía al accionador IR 70 y 90. El teclado 40 para controlar a distancia aparatos se describe también en las solicitudes de US pendientes, incluyendo teclados IR para comunicarse en visibilidad directa con relés, sensores de corriente y contactos de CA.
El sensor de corriente mostrado con el contacto de CA 4SMIR no está conectado vía un par trenzado ni vía una guía de los, es controlado y operado vía las señales IR bidireccionales, ajustable a visibilidad directa, entre el sensor de corriente 4SMIR y los accionadores IR 70 o 90. Lo mismo aplica al graduador 6MIR que incluye LED ajustable y fotodiodo o transistor para comunicarse en visibilidad directa con los accionadores IR 70 o 90.
El convertidor de instrucciones 259P se muestra conectado vía el par trenzado 10P para comunicar en forma bidireccional y alimentar la energía para operar el convertidor de instrucciones. El convertidor de instrucciones 259P se puede instalar en una caja eléctrica dada sin conexiones de cable de energía de CA y conectar como se muestra en la Figura 10 a un graduador 6M-2 instalado en otra caja eléctrica vía cables de guía de luz o fibra óptica dobles 252, proveyendo así comunicaciones bidireccionales entre el graduador 6M-2 y el distribuidor del sistema y suministro de alimentación 60M.
El convertidor de instrucciones 258 de la Figura 10 se muestra conectado al distribuidor del sistema y suministro de alimentación 60M vía una línea de comunicación 10 (par trenzado), mientras que su energía de CD de operación es alimentada por separado desde la terminal 68-11. El convertidor de instrucciones 258 está conectado a un graduador 6M vía un solo cable de guía de luz o fibra óptica 252. En esta disposición, similar al convertidor de instrucciones 259P explicado antes, el convertidor de instrucciones 258 está montado en una caja eléctrica, sin conexiones de energía de CA y la conexión entre la caja del convertidor de instrucciones 258 y la caja del graduador 6M es vía un solo cable de guía de luz o fibra óptica que ofrece un alto nivel de aislamiento y es retardador de llamas, sin presentar riesgo eléctrico o de incendio alguno.
En la Figura 10 se muestra también un convertidor de instrucciones 258 IR para comunicarse en forma bidireccional con los accionadores IR 70 o 90 y completar la comunicación bidireccional con el graduador 6M vía un solo cable de guía de luz o fibra óptica 252. El convertidor de instrucciones 258 IR incluye los circuitos mostrados en la Figura 6D con la excepción del sensor de corriente 31T y la terminal 8B. La Figura 6D muestra dos circuitos 33A y 32A, uno para comunicarse vía guías de luz dobles 252 y el otro para comunicarse en forma bidireccional vía el prisma 255 y una sola guía de luz 252. El convertidor de instrucciones mostrado 258 IR de la Figura 10 incluye solamente los circuitos con el prisma 255 para comunicarse vía un solo cable de guía de luz o fibra óptica 252. Otro convertidor de instrucciones, por ejemplo, 258IR-2 (no se muestra) se puede construir sin el prisma 255 y usar con cables de guía de luz o fibra óptica dobles 252.
Los circuitos RX y TX IR 32 y 33, el LED 13 y el fotodiodo 12 están incluidos en ambas versiones de los convertidores de instrucciones 258IR y 258IR-2 que se muestran en la Figura 11, donde el LED y el fotodiodo están instalados en un sujetador en forma de bola y están hechos ajustables para ajustar la visibilidad directa como se explica anteriormente. Esto permite operar el graduador 6M de la Figura 10 que está conectado al convertidor de instrucciones 258IR vía el cable de guia de luz único 252 o a 6M-2 de la Figura 11 que está conectado vía cables de guía dobles 252. La ventaja para esta disposición es la capacidad de instalar comunicación IR en visibilidad directa en aquellos casos en los cuales el graduador está instalado en corredores y áreas que son obstruidas y no se pueden ajustar a la visibilidad directa con los accionadores 70 o 90. En dicho ejemplo el convertidor de instrucciones 258IR o 258IR-2 se convierte en una estación de relé entre el accionador IR 70 o 90 y el graduador 6M o 6M-2.
Los interruptores de ajuste de dirección 34-1 y 34-n mostrados en la Figura 6D se pueden incorporar en el convertidor de instrucciones 258IR o 258IR-2, dando al convertidor una dirección e inteligencia en sus capacidades de procesamiento, o se pueden eliminar y el convertidor simplemente transmitirá en forma bidireccional las comunicaciones entre los accionadores 70 o 90 y el graduador 6M tal cual.
La Figura 11 ilustra la funcionalidad de los dispositivos de la presente invención, todos los cuales pueden ser operados vía el dispositivo de control remoto 200 directamente o vía el accionador IR 70 descrito en la solicitud de US pendiente, junto con las instrucciones y datos de confirmación propagados vía los cables de guía de luz o fibra óptica 252. El accionador de techo IR mostrado provee comunicaciones IR en visibilidad directa, tal como dar instrucciones al televisor 100 a través de su receptor IR 101 o el equipo de aire acondicionado 120 vía su receptor IR 121. El televisor es accionado vía el sensor de corriente con el contacto de CA 4SM para alimentar un estado de encendido-apagado de corriente vía la guía de luz 252 al accionador de techo 70 y desde ahí al controlador principal o el video interfono (no se muestra). El equipo de aire acondicionado es accionado vía el receptáculo de CA 3; sin embargo, su línea viva de CA pasa a través del sensor de corriente 4M, de nuevo para alimentar un estado de encendido o apagado devuelto vía la guía de luz 252.
El interruptor de luz SPDT mecánico 1 B se muestra lado a lado con el graduador 6MIR que es directamente operado por el control remoto IR 200, sin requerir mayor interconexión vía cables de guía de luz o fibra óptica 252. Otro interruptor 1B está conectado a un graduador 6M-2, el cual recibe instrucciones desde y transmite estados al accionador de techo IR 70.
Resulta claro que las interconexiones en combinación con líneas de control de bajo voltaje 10P y 10 con o sin energía de CD portadora, cables de guía de luz o fibra óptica e IR en visibilidad directa, se pueden armonizar para implementar una automatización doméstica de bajo costo y sumamente eficiente incluyendo los muchos aparatos usados en casas, oficinas o negocios. De manera similar el convertidor de instrucciones 258IR-2 mostrado conectado al graduador 6M-2 con ambos dispositivos accionados por la línea de CA. La configuración cumple totalmente con los requerimientos de los códigos eléctricos y los dispositivos 258IR-2 y 6M-2 se pueden montar en cajas eléctricas e interconectar mediante guías de luz 252 que son eléctricamente seguras. Los cables de guía de luz o fibra óptica cumplen totalmente con los códigos contra incendios para dichas instalaciones, ofrecen una solución a bajo costo a otros que son complejos, costosos y restringidos por los códigos, normas y reglamentos de riesgos eléctricos y de incendio. Esta interconexión armonizada y las instrucciones bidireccionales en visibilidad directa o vía guias de luz pueden solucionar la complejidad que ha retenido seriamente la entrada de la automatización doméstica, incluyendo edificios de múltiples departamentos.
Se debe entender, por supuesto, que la descripción anterior se refiere únicamente a una modalidad preferida de la invención y que se pretende cubrir todos los cambios y modificaciones del ejemplo de la invención elegido en la presente para el propósito de la descripción, cuyas modificaciones no constituyen desviaciones del espíritu y alcance de la invención.

Claims (19)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES
1.- Un método para conectar al menos un dispositivo de energía de CA seleccionado de un grupo que comprende un relé, un relé de semiconductor, un interruptor, un interruptor de semiconductor, un contacto de CA, un sensor de corriente de CA y combinaciones de los mismos con al menos una estación de control seleccionada de un grupo que comprende un controlador de automatización doméstica, un distribuidor de control de automatización doméstica, un monitor de video ¡nterfono, una terminal de compras, un accionador óptico, un repetidor óptico, un convertidor de instrucciones, un receptor de datos de consumo de corriente, un teclado y combinaciones de los mismos vía una rejilla óptica que comprende al menos uno de un enlace óptico ajustable en aire y cable óptico seleccionado de un grupo que comprende una fibra óptica, una guía de luz y una combinación de los mismos; dicha estación de control incluye al menos uno de un primer transmisor óptico y un primer receptor óptico, dicho dispositivo incluye al menos uno de un segundo receptor óptico y un segundo transmisor óptico para propagar al menos una señal óptica unidireccional, el método comprende los pasos de: a. terminar el cable óptico en ambos de sus extremos mediante un procedimiento seleccionado de un grupo que comprende cortar, configurar, pulir, lapear, ajusfar un tapón y combinaciones de los mismos; b. fijar y asegurar un extremo del cable procesado al acceso óptico del primer transmisor óptico y el otro extremo del cable procesado al acceso óptico del segundo receptor óptico; y c. propagar la señal óptica unidireccional que comprende instrucciones de control de la estación de control al dispositivo.
2.- El método para conectar al menos un dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque un extremo del cable procesado es fijado y asegurado al acceso óptico del segundo transmisor óptico y el otro extremo del cable procesado al acceso óptico del primer receptor óptico, el método comprende el paso de: propagar dicha señal óptica unidireccional seleccionada de un grupo que comprende confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos de dicho dispositivo a la estación de control.
3.- El método para conectar al menos un dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la estación de control incluye tanto el primer transmisor óptico como el primer receptor óptico y dicho dispositivo incluye tanto el segundo receptor óptico como el segundo transmisor óptico para propagar la señal óptica en forma bidireccional, el método comprende los pasos adicionales de: a. terminar un segundo cable óptico en ambos de sus extremos mediante dicho procedimiento; b. fijar y asegurar un extremo del segundo cable procesado a los accesos ópticos del primer receptor óptico y el otro extremo del segundo cable procesado a los accesos ópticos del segundo transmisor óptico; y c. propagar las señales ópticas en forma bidireccional seleccionadas de un grupo que comprende instrucciones de control, confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos entre la estación de control y el dispositivo.
4. - El método para conectar al menos un dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la estación de control adicionalmente incluye un primer prisma para combinar el primer transmisor óptico y el primer receptor óptico en el primer transceptor y el dispositivo adicionalmente incluye un segundo prisma para combinar el segundo receptor óptico y el segundo transmisor óptico en el segundo transceptor para propagar dichas señales ópticas en forma bidireccional vía un solo cable de medio óptico, el método comprende los pasos de: a. terminar el cable de medio óptico único en ambos de sus extremos mediante dicho procedimiento; b. fijar y asegurar cada extremo del cable óptico único procesado a los accesos ópticos del primer prisma y el segundo prisma; c. propagar señales ópticas bidireccionales seleccionadas de un grupo que comprende instrucciones de control, confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos entre la estación de control y el dispositivo.
5. - El método para conectar al menos un dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el primer transmisor óptico es un primer transmisor IR y el segundo receptor óptico es un segundo receptor IR y en donde la placa anterior del dispositivo está estructurada para sostener un sujetador ajustable para ajustar y fijar el segundo receptor IR en visibilidad directa con el primer transmisor IR, el método comprende los pasos de: a. conectar dicho dispositivo a un sistema eléctrico e instalarlo sobre una superficie que tiene acceso visual al primer transmisor IR; b. ajusfar el sujetador hasta que el receptor IR esté sujetado en la visibilidad directa; y c. propagar una señal IR unidireccional que comprende instrucciones de control de la estación de control al dispositivo.
6.- El método para conectar al menos un dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el primer receptor óptico es un primer receptor IR y el segundo transmisor óptico es un segundo transmisor IR y en donde la placa anterior del dispositivo está estructurada para sostener un sujetador ajustable para ajusfar y fijar el segundo transmisor IR en una visibilidad directa con el primer receptor IR, el método comprende los pasos de: a. conectar el dispositivo a un sistema eléctrico e instalarlo sobre una superficie que tiene acceso visual al primer receptor IR; b. ajusfar el sujetador hasta que el segundo transmisor IR sea sujetado en dicha visibilidad directa; y c. propagar una señal IR unidireccional seleccionada de un grupo que comprende confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos del dispositivo a la estación de control.
7.- El método para conectar al menos un dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el primer transmisor óptico es un primer transmisor IR, el primer receptor óptico es un primer receptor IR, el segundo receptor óptico es un segundo receptor IR, el segundo transmisor óptico es un segundo transmisor IR y la placa anterior del dispositivo está estructurada para soportar y sostener dos sujetadores ajustables, cada uno para ajustar y fijar el segundo transmisor IR y el segundo receptor IR en visibilidad directa para intercambiar la señal IR en forma bidireccional con el primer receptor IR y el primer transmisor IR respectivamente, el método comprende los pasos adicionales de: a. ajustar los sujetadores hasta que el segundo transmisor IR y el segundo receptor IR estén sujetados en visibilidad directa; y b. propagar señales IR bidireccionales seleccionadas de un grupo que comprende instrucciones de control, confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos entre la estación de control y el dispositivo.
8.- El método para conectar al menos un dispositivo de energía de CA de conformidad con las reivindicaciones 1 , 2, 3 o 4, caracterizado además porque el dispositivo es uno de interruptor de semiconductor SPDT y relé SPDT para integrar un aparato de CA en un circuito de energía eléctrica que incluye un interruptor SPDT manual y en la rejilla óptica de una automatización doméstica, cada interruptor de semiconductor SPDT y el interruptor SPDT manual incluye una terminal de polo y terminales viajeras dobles; uno del interruptor de semiconductor SPDT y el relé SPDT tiene una forma y un tamaño adecuados para instalación en una caja eléctrica estándar y comprende un CPU, al menos uno de un interruptor de ajuste y una memoria para ajustar una dirección e identificación de aparato para al menos uno de recibir las instrucciones de control y transmitir el estado del aparato vía al menos uno del segundo receptor óptico y el segundo transmisor óptico a través de la rejilla óptica, el método comprende los pasos adicionales de: a. conectar las terminales viajeras dobles de uno del interruptor de semiconductor SPDT y el relé a las terminales viajeras dobles del interruptor SPDT manual; b. conectar una terminal de polo a CA viva del circuito de energía y la otra terminal de polo al aparato; c. establecer una dirección a través del interruptor o interruptores de ajuste y la memoria; d. operar el aparato vía al menos uno del interruptor SPDT manual y la instrucción propagada al segundo receptor óptico a través de la rejilla óptica; y e. propagar señales ópticas seleccionadas de un grupo que comprende confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos del segundo transmisor óptico al primer receptor óptico de la estación de control vía la rejilla óptica.
9.- El método para conectar al menos un dispositivo de energía de CA de conformidad con las reivindicaciones 5, 6 o 7, caracterizado además porque el dispositivo es uno de interruptor de semiconductor SPDT y relé SPDT para integrar un aparato de CA en un circuito de energía eléctrica que incluye un interruptor SPDT manual y en la rejilla óptica de una automatización doméstica, cada interruptor de semiconductor SPDT y el interruptor SPDT manual incluye una terminal de polo y terminales viajeras dobles; uno del interruptor de semiconductor SPDT y el relé SPDT tiene una forma y un tamaño adecuados para instalación en una caja eléctrica estándar y comprende un CPU, y al menos uno de un interruptor de ajuste y una memoria para ajustar una dirección e identificación de aparato para al menos uno de recibir las instrucciones de control y transmitir el estado del aparato vía al menos uno del segundo receptor IR y el segundo transmisor IR a través de la rejilla óptica, el método comprende los pasos adicionales de: a. conectar las terminales viajeras dobles del interruptor de semiconductor SPDT a las terminales viajeras dobles del interruptor SPDT manual; b. conectar una terminal de polo a CA viva del circuito de energía y la otra terminal de polo al aparato; c. establecer una dirección a través del interruptor o interruptores de ajuste y la memoria; d. operar el aparato vía al menos uno del interruptor SPDT manual y la instrucción propagada en forma unidireccional al segundo receptor IR a través de la rejilla óptica; y e. propagar señales ópticas seleccionadas de un grupo que comprende confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos del segundo transmisor IR al primer receptor IR de la estación de control vía la rejilla óptica.
10.- El método para conectar al menos un dispositivo de energía de CA de conformidad con las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado además porque el CPU está programado para al menos uno de incrementar y reducir al menos uno del nivel de voltaje alterno y el consumo de corriente de CA alimentado del interruptor de semiconductor al aparato mediante al menos uno de transiciones lineales y pasos programados.
11.- Un dispositivo de energía de CA seleccionado de un grupo que comprende un relé, un relé de semiconductor, un interruptor, un interruptor de semiconductor, un contacto de CA, un sensor de corriente de CA y combinaciones de los mismos, el dispositivo incluye al menos uno de un segundo receptor óptico y un segundo transmisor óptico para propagar señales ópticas vía una rejilla óptica que comprende al menos uno de un enlace óptico ajustable en aire y un cable óptico seleccionado de un grupo que comprende fibra óptica, guía de luz y una combinación de los mismos con una estación de control seleccionada de un grupo que comprende un control de automatización doméstica, un distribuidor de control de automatización doméstica, un monitor de video interfono, una terminal de compras, un accionador óptico, un repetidor óptico, un convertidor de instrucciones, un receptor de datos de consumo de corriente, un teclado y combinaciones de los mismos, la estación de control incluye al menos uno de un primer transmisor óptico y un primer receptor óptico; al menos un cable óptico terminado en ambos de sus extremos mediante un procedimiento seleccionado de un grupo que comprende cortar, configurar, pulir, lapear, ajusfar un tapón y combinaciones de los mismos conecta el dispositivo a la estación de control; y cada estación de control y el dispositivo incluye al menos un acceso óptico y un sujetador para fijar y asegurar los extremos terminados del cable o cables ópticos para propagar al menos señales ópticas unidireccionales que comprenden al menos uno de instrucciones de control del primer transmisor óptico al segundo receptor óptico y confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos del segundo transmisor óptico al primer receptor óptico.
12. - El dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque cada estación de control y dispositivo incluye dos accesos ópticos y sujetadores para fijar y asegurar dos cables ópticos terminados para propagar en forma bidireccional las señales ópticas que comprenden las instrucciones de control del primer transmisor óptico al segundo receptor óptico y confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos del segundo transmisor óptico al primer receptor óptico.
13. - El dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque la estación de control adicionalmente incluye un primer prisma para combinar el primer transmisor óptico y el primer receptor óptico en un primer transceptor y el dispositivo adicionalmente incluye un segundo prisma para combinar el segundo receptor óptico y el segundo transmisor óptico en un segundo transceptor, cada acceso y sujetador se usa para fijar y asegurar cada extremo terminado de un solo cable óptico a los accesos ópticos del primer prisma y el- segundo prisma para propagar señales ópticas bidireccionales seleccionadas de un grupo que comprende instrucciones de control, confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos entre la estación de control y el dispositivo.
14. - El dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el primer transmisor óptico es un primer transmisor IR y el segundo receptor óptico es un segundo receptor IR y en donde la placa anterior del dispositivo está estructurada para sostener un sujetador ajustable para ajustar y fijar el segundo receptor IR en una visibilidad directa con el primer transmisor IR para propagar una señal IR unidireccional que comprende instrucciones de control de la estación de control al dispositivo.
15.- El dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el primer receptor óptico es un primer receptor IR y el segundo transmisor óptico es un segundo transmisor IR y en donde la placa anterior del dispositivo está estructurada para sostener un sujetador ajustable para ajustar y fijar el segundo transmisor IR en una visibilidad directa con el primer receptor IR para propagar una señal IR unidireccional seleccionada de un grupo que comprende confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos del dispositivo a la estación de control.
16.- El dispositivo de energía de CA de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el primer transmisor óptico es un primer transmisor IR, el primer receptor óptico es un primer receptor IR, el segundo receptor óptico es un segundo receptor IR, el segundo transmisor óptico es un segundo transmisor IR y en donde la placa anterior del dispositivo está estructurada para soportar y sostener dos sujetadores ajustables, cada uno para ajustar y fijar el segundo transmisor IR y el segundo receptor IR en visibilidad directa para intercambiar la señal IR en forma bidireccional con el primer receptor IR y el primer transmisor IR respectivamente para propagar señales IR bidireccionales seleccionadas de un grupo que comprende instrucciones de control, confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos entre la estación de control y el dispositivo.
17.- El dispositivo de energía de CA de conformidad con las reivindicaciones 11 , 12 o 13, caracterizado además porque el dispositivo es uno de interruptor de semiconductor SPDT y relé SPDT para integrar un aparato de CA en un circuito de energía eléctrica que incluye un interruptor SPDT manual y en la rejilla óptica de una automatización doméstica, cada interruptor SPDT manual y uno de interruptor de semiconductor SPDT y relé SPDT incluye una terminal de polo y terminales viajeras dobles; uno de interruptor de semiconductor SPDT y relé SPDT tiene una forma y un tamaño adecuados para instalación en una caja eléctrica estándar y comprende un CPU, al menos uno de un interruptor de ajuste y una memoria para ajustar una dirección e identificación de aparato para al menos uno de recibir las instrucciones de control y transmitir el estado del aparato vía al menos uno del segundo receptor óptico y el segundo transmisor óptico a través de la rejilla óptica; las terminales viajeras dobles del interruptor de semiconductor SPDT y el relé están conectadas a las terminales viajeras dobles del interruptor SPDT manual, una terminal de polo está conectada a CA viva del circuito de energía y la otra terminal de polo está conectada al aparato para operar dicho aparato vía uno del interruptor SPDT manual y la instrucción propagada en forma unidireccional al segundo receptor óptico a través de la rejilla óptica; y propagar señales ópticas seleccionadas de un grupo que comprende confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos del segundo transmisor óptico al primer receptor óptico de la estación de control vía la rejilla óptica.
18.- El dispositivo de energía de CA de conformidad con las reivindicaciones 14, 15 o 16 caracterizado además porque el dispositivo es uno de interruptor de semiconductor SPDT y relé SPDT para integrar un aparato de CA en un circuito de energía eléctrica incluyendo un interruptor SPDT manual y en la rejilla óptica de una automatización doméstica, cada interruptor de semiconductor SPDT y el interruptor SPDT manual incluye una terminal de polo y terminales viajeras dobles; uno de interruptor de semiconductor SPDT y relé SPDT tiene una forma y tamaño adecuados para instalación en una caja eléctrica estándar y comprende un CPU y al menos uno de un interruptor de ajuste y una memoria para ajustar una dirección e identificación de aparato para al menos uno de recibir las instrucciones de control y transmitir el estado del aparato vía al menos uno del segundo receptor IR y el segundo transmisor IR respectivamente a través de la rejilla óptica; las terminales viajeras dobles de uno de interruptor de semiconductor SPDT y relé SPDT están conectadas a las terminales viajeras dobles del interruptor SPDT manual, una terminal de polo está conectada a CA viva del circuito de energía y la otra terminal de polo al aparato para operar dicho aparato vía uno de interruptor SPDT manual y la instrucción propagada en forma unidireccional al segundo receptor IR a través de la rejilla óptica; y propagar señales ópticas seleccionadas de un grupo que comprende confirmaciones, estados, consumo de corriente, datos y combinaciones de los mismos desde el segundo transmisor IR al primer transmisor IR de la estación de control vía la rejilla óptica.
19.- El dispositivo de energía de CA de conformidad con las reivindicaciones 17 o 18, caracterizado además porque el CPU está programado para al menos uno de incrementar y reducir al menos uno del nivel de voltaje alterno y el consumo de corriente de CA alimentado desde el interruptor de semiconductor al aparato mediante al menos uno de transiciones lineales y pasos programados.
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