PL236641B1 - Układ komunikacji pomiędzy drzwiami a korpusem piekarnika - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ komunikacji pomiędzy drzwiami a korpusem piekarnika, przeznaczony do dwukierunkowego przesyłania informacji pomiędzy elektronicznym modułem sterującym pracą urządzenia, umieszczonym w jego korpusie, a elektronicznymi modułami znajdującymi się w drzwiach lub uchwycie drzwi piekarnika, odbierającymi sygnały od użytkownika urządzenia i przekazujące je do elektronicznego modułu sterującego, a także pozwalający przekazywać sygnały pochodzące od elektronicznego modułu sterującego, informujące użytkownika o stanie urządzenia.

W znanych rozwiązaniach, stosowanych w urządzeniach gospodarstwa domowego, do komunikacji pomiędzy drzwiami i korpusem urządzenia wykorzystuje się moduły transmisji bezprzewodowej zamontowane w komunikujących się elementach urządzenia, bądź przesyła się dane za pośrednictwem dedykowanej wiązki przewodów. W zgłoszeniu międzynarodowym WO2016105312A, opisana jest zmywarka do naczyń, która posiada dotykowy czujnik pojemnościowy na pokrywie drzwi. Po dotknięciu przez użytkownika pokrywy drzwi, czujnik przekazuje sygnał do układu sterującego, a ten z kolei uruchamia mechanizm otwierania drzwi. Dotykowy czujnik pojemnościowy oraz moduł sterujący znajdują się w drzwiach urządzenia. W opisie rozwiązania nie wskazano sposobu połączenia czujnika z układem zasilającym wewnątrz korpusu zmywarki więc należy domniemać, że są one połączone za pośrednictwem dedykowanej wiązki przewodów elektrycznych.

W europejskim opisie zgłoszeniowym EP3136002 znajdujemy opis piekarnika, w którym do transmisji danych pomiędzy drzwiami a korpusem urządzenia wykorzystywana jest łączność bezprzewodowa WiFi, Bluetooth lub ZigBee. Zasilanie do modułu zamontowanego w drzwiach jest przekazywane poprzez listwę stykową, która łączy drzwi piekarnika z korpusem gdy drzwi są zamknięte. Po otwarciu drzwi nie ma żadnego połączenia elektrycznego pomiędzy drzwiami a korpusem urządzenia.

Przesyłanie informacji pomiędzy korpusem, a drzwiami za pośrednictwem dedykowanej wiązki przewodów komplikuje budowę piekarnika, uniemożliwia zdemontowanie drzwi na przykład w celu wyczyszczenia urządzenia. Poza tym wiązka przewodów łącząca drzwi i korpus urządzenia jest poddawana wielokrotnemu zginaniu podczas otwierania i zamykania drzwi, co istotnie skraca żywotność przewodów łączących.

Wykorzystanie komunikacji bezprzewodowej wymaga wyposażenia modułów elektronicznych w układy umożliwiające komunikację bezprzewodową, co komplikuje ich budowę. W celu zasilenia modułu elektronicznego w drzwiach piekarnika, wymagane jest ponadto umieszczenie w nich dodatkowego źródła zasilania, na przykład baterii lub akumulatora. Ponadto komunikacja bezprzewodowa jest bardziej podatna na zakłócenia i podnosi zajętość pasm ISM, wykorzystywanych przez WiFi, Bluetooth czy ZigBee.

Celem rozwiązania według wynalazku jest opracowanie układu do komunikowania się modułów elektronicznych, z których jeden znajduje się w korpusie, a drugi w drzwiach piekarnika, wykorzystującego istniejące elementy konstrukcyjne i połączenia elektryczne piekarnika.

Cel ten osiągnięto wykorzystując do przesyłania informacji między korpusem i drzwiami piekarnika istniejący obwód elektryczny, połączony ze źródłem zasilania w korpusie piekarnika i doprowadzający zasilanie do odbiorników elektrycznych w drzwiach piekarnika opisany w polskim opisie patentowym PL 227417.

Układ komunikacji pomiędzy drzwiami a korpusem piekarnika, według wynalazku, zawiera elektroniczny moduł sterujący pracą urządzenia, znajdujący się w korpusie piekarnika i elektroniczny moduł użytkownika, odbierający sygnały od użytkownika oraz prezentujący użytkownikowi stany urządzenia, który znajduje się w drzwiach piekarnika i przekazuje sygnały do modułu sterującego oraz je od niego odbiera. Moduł sterujący jest zasilany napięciem przemiennym 230 VAC, pobieranym z sieci, przetworzonym na napięcie stałe 12 VDC, które przesyła przewodowo do odizolowanych od obudowy piekarnika obsad zawiasów, zamocowanych wewnątrz korpusu piekarnika, połączonych zawiasowo z drzwiami piekarnika, a dalej za pośrednictwem przewodzącego elementu łączącego obsady zawiasów do metalowych elementów konstrukcyjnych drzwi, połączonych elektrycznie z modułem elektronicznym użytkownika. Układ komunikacji pomiędzy drzwiami a korpusem piekarnika charakteryzuje się tym, że elektroniczny moduł sterujący jest połączony elektrycznie z co najmniej jednym modułem elektronicznym użytkownika, który może odbierać sygnały od użytkownika oraz prezentować mu stan urządzenia, przy czym pomiędzy moduł sterujący i moduł użytkownika są włączone moduły przetwarzania sygnałów, połączone ze sobą elektrycznie poprzez dwuprzewodową linię zasilającą odbiorniki w drzwiach piekarnika, wykorzystującą istniejące elementy konstrukcyjne piekarnika takie jak odizolowane od korpusu

PL 236 641 B1 obsady zawiasów, przewodzące elementy łączące obsady zawiasów z metalowymi elementami konstrukcyjnymi drzwi. Połączone ze sobą moduły przetwarzania sygnałów tworzą tor komunikacyjny pomiędzy modułami sterującym, a modułem elektronicznym użytkownika w drzwiach piekarnika.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala wykorzystać do przesyłania informacji istniejące elementy konstrukcyjne i połączenia elektryczne piekarnika. Dzięki temu uzyskano poprawę funkcjonalności urządzenia po dokonaniu minimalnych zmian w konstrukcji drzwi piekarnika.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok piekarnika od frontu z zaznaczonymi schematycznie elementami układu komunikacji pomiędzy drzwiami a korpusem piekarnika, figura 2 przedstawia schemat blokowy układu komunikacji pomiędzy drzwiami, a korpusem piekarnika, a fig. 3 przedstawia uproszczony schemat ideowy toru transmisji danych.

Piekarnik 1 jest wyposażony w elektroniczny moduł sterujący pracą urządzenia MS znajdujący się korpusie piekarnika 2 oraz elektroniczny moduł MU, który znajduje się w drzwiach 3 zamykających komorę piekarnika, odbierający sygnały od użytkownika i przekazujący je do modułu sterującego MS, a jednocześnie pozwalający na prezentację na module MU stanów urządzenia wysyłanych przez moduł MS. Napięcie zasilające piekarnik jest pobierane z sieci 230 VAC i dostarczane do modułu sterującego MS, w którym jest przetwarzane na napięcie stałe 12 VDC i przesyłane za pośrednictwem przewodów elektrycznych 4 i 5 do odizolowanych od obudowy piekarnika 1 obsad zawiasów 6, zamocowanych wewnątrz obudowy piekarnika 1, po obydwu stronach drzwi 3 zamykających komorę piekarnika. Obsady zawiasów są połączone zawiasowo z drzwiami piekarnika 3. Napięcie z obsad zawiasów 6 jest dalej przesyłane za pośrednictwem przewodzącego elementu łączącego obsady zawiasów 6 z metalowymi elementami konstrukcyjnymi drzwi 7, połączonych elektrycznie poprzez elementy łączące 8 z modułem elektronicznym MU, zamontowanym w drzwiach piekarnika. W obwód zasilający elektroniczny moduł sterujący pracą urządzenia MS, znajdujący się w korpusie 2 piekarnika 1 i elektroniczny moduł MU, znajdujący się w drzwiach 3 piekarnika, włączono moduły przetwarzania sygnałów MPE1 i MPE2. Moduły elektroniczne MPE1 i MPE2 są ze sobą połączone elektrycznie, poprzez linię dwuprzewodową A B, wykorzystującą istniejące elementy konstrukcyjne piekarnika 1 takie jak: obsady zawiasów 6, przewodzące listwy boczne drzwi piekarnika 7 i łączące je elementy przewodzące i stanowią tor komunikacyjny pomiędzy modułami sterującym MS, a modułem użytkownika MU. Linie A i B umożliwiają przekazanie zarówno zasilania z modułu sterującego MS do modułu użytkownika MU jak i sygnałów będących nośnikami informacji, dwukierunkowo z modułu MS do modułu MU i odwrotnie. Przekazywanie zasilania oraz informacji poprzez to samo łącze elektryczne, linie A i B, jest realizowane przez nałożenie na napięcie zasilanie 12 VDC, napięcia przemiennego VAC, będącego wynikiem modulacji sygnału nośnego przez sygnał TX stanowiący przesyłane dane.

Zasilanie pochodzące z modułu sterującego MS poprzez układ filtrujący L2, C4 trafia na linię (połączenie) A. Linia B jest na stałe połączona do potencjału 0 V. W ten sposób pomiędzy liniami A i B utrzymywana jest stała różnica potencjałów co dla prądu stałego daje napięcie linii A względem linii B wynoszące 12 VDC. Jednocześnie elementy L2 i C4 blokują sygnały o przebiegu zmiennym, modulowany sygnał transmisji, w celu uniknięcia przedostawania się tego sygnału w stronę źródła zasilania i uniemożliwienia powstawania w ten sposób zakłóceń w układzie zasilającym. Po stronie układu MPE1 elementy L1, C1 odfiltrowują składową zmienną przebiegu nałożonego na sygnał zasilający tak więc po przejściu przez te elementy uzyskiwane jest napięcie zasilające o wartości 12 VDC, które następnie zasila moduł użytkownika MU.

Dane cyfrowe nadawane z modułu sterującego MS trafiają na wejście TX bufora 3-stanowego U2. Pojawienie się stanu wysokiego, stan logicznej '1' powoduje odblokowanie bufora i przekazanie na jego wyjście sygnału nośnego o zdefiniowanej częstotliwości. W sytuacji gdy na wejściu pojawia się stan niski, logiczne '0' bufor 3-stanowy zostaje zablokowany i sygnał nośny nie zostaje przekazany na wyjście bufora. Wyjście bufora jest podłączone za pomocą elementów R2, C5 z linią A toru transmisyjnego, poprzez którą sygnał informacyjny nałożony na stałe napięcie zasilania trafia na wejście modułu MPE1. Na wejściu modułu MPE1 sygnał ten, za pomocą elementu C3, zostaje odfiltrowany od składowej stałej przebiegu i tak przetworzony sygnał trafia dalej na wejście układu MU, który na podstawie tego sygnału odtwarza nadawany przez moduł sterujący MS binarny sygnał danych.

W przypadku nadawania danych przez moduł użytkowy MU sytuacja jest analogiczna, przy czym dane z modułu MU trafiają na wejście bufora 3-stanowego U1 gdzie dokonywana jest modulacja tym sygnałem powodująca wygenerowanie sygnału przemiennego o zdefiniowanej częstotliwości, który dalej za pośrednictwem elementów R1, C2 jest podawany na linię A toru transmisyjnego. Analogicznie

PL 236 641 B1 sygnał ten na wejściu modułu MPE2 jest odfiltrowywany poprzez element C6 i dalej trafia na wejście modułu MS gdzie zostaje ponownie przetworzony w sygnał binarny, niosący w sobie dane nadawane przez moduł MU.

Oba moduły sterujący MS oraz użytkownika MU realizują detekcje kolizji w transmisji celem umożliwienia komunikacji dwukierunkowej z trybie pół-dupleks.

Wykaz oznaczeń na rysunku:

1	—	piekarnik,
2	—	korpus piekarnika,
3	—	drzwi piekarnika,
4	—	połączenie elektryczne łączące zawias z modułem elektronicznym w linii A na fig. 3,
5	—	połączenie elektryczne łączące zawias z modułem elektronicznym w linii B na fig. 3,
6	—	obsada zawiasu drzwi,
7	—	metalowy element konstrukcyjny drzwi,
8	—	połączenie elektryczne pomiędzy metalowy element konstrukcyjny drzwi a modułem elektronicznym MU,
MS	—	Moduł elektroniczny sterujący pracą urządzenia,
MU	—	Moduł elektroniczny odbierający sygnały od użytkownika i/lub prezentujący dane o stanach urządzenia, dostarczane przez moduł MS,
MPE1 i MPE2	—	Moduły przetwarzania sygnałów,
A, B	—	Dwuprzewodowa linia elektryczna, łącząca moduły przetwarzania sygnałów MPE1 i MPE2.

Zastrzeżenie patentowe

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Układ komunikacji pomiędzy drzwiami a korpusem piekarnika, zawierający elektroniczny moduł sterujący pracą urządzenia, znajdujący się w korpusie piekarnika oraz elektroniczny moduł użytkownika, w którym moduł sterujący pobiera z sieci napięcie przemiennym 230 VAC i po przetworzeniu na napięcie stałe 12 VDC, przesyła je do odizolowanych od obudowy piekarnika obsad zawiasów, zamocowanych wewnątrz korpusu piekarnika, połączonych zawiasowo z drzwiami piekarnika, a dalej za pośrednictwem przewodzącego elementu łączącego obsady zawiasów do metalowych elementów konstrukcyjnych drzwi, które są połączone elektrycznie z modułem elektronicznym użytkownika, znamienny tym, że elektroniczny moduł sterujący (MS) jest połączony elektrycznie z co najmniej jednym modułem elektronicznym użytkownika (MU) w drzwiach (3) piekarnika (1), przy czym pomiędzy moduł sterujący (MS) i moduł użytkownika (MU) są włączone moduły przetwarzania sygnałów (MPE1 i MPE2), połączone ze sobą elektrycznie poprzez dwuprzewodową linię (A, B), przesyłającą napięcie zasilające i nałożone na nie sygnały niosące w sobie transmitowane dane, tworząca wraz z modułami przetwarzania sygnałów (MPE1 i MPE2) tor komunikacji pomiędzy modułem sterującym (MS) a modułem użytkownika (MU), przy czym dwuprzewodowa linia (A, B) zawiera, połączone elektrycznie, odizolowane od korpusu (2) piekarnika (1) obsady zawiasów (6) oraz metalowe elementy konstrukcyjne drzwi (7).