SE536260C2 - Trådlös närhetsbrytare med målenhet innehållande inverterare - Google Patents

Trådlös närhetsbrytare med målenhet innehållande inverterare Download PDF

Info

Publication number
SE536260C2
SE536260C2 SE1100926A SE1100926A SE536260C2 SE 536260 C2 SE536260 C2 SE 536260C2 SE 1100926 A SE1100926 A SE 1100926A SE 1100926 A SE1100926 A SE 1100926A SE 536260 C2 SE536260 C2 SE 536260C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
signal
unit
switch
pulsating
target
Prior art date
Application number
SE1100926A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1100926A1 (sv
Inventor
Kawa Amin
Original Assignee
Kawa Amin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawa Amin filed Critical Kawa Amin
Priority to SE1100926A priority Critical patent/SE536260C2/sv
Priority to EP12858437.2A priority patent/EP2792074B1/en
Priority to US14/362,463 priority patent/US9882559B2/en
Priority to CA2857483A priority patent/CA2857483A1/en
Priority to PCT/SE2012/000200 priority patent/WO2013089609A1/en
Publication of SE1100926A1 publication Critical patent/SE1100926A1/sv
Publication of SE536260C2 publication Critical patent/SE536260C2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches
    • H03K17/95Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/952Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
    • H03K17/9537Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/75Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
    • G01S13/751Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal
    • G01S13/758Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal using a signal generator powered by the interrogation signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/765Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted with exchange of information between interrogator and responder
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/767Responders; Transponders
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches
    • H03K17/95Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/952Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
    • H03K17/9537Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit
    • H03K17/954Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit controlled by an oscillatory signal
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/945Proximity switches
    • H03K2217/95Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K2217/958Proximity switches using a magnetic detector involving transponders
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/14Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the signals are sent back to the transmitter to be checked ; echo systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

En målenhet för användning med en brytarenhet i ennärhetsbrytare, har ett trådlöst mottagarorgan (6) för att detekteraoch ta emot en första pulserande signal (A) med en förstabärfrekvens (fl) från ett i närheten beläget brytarsändarorgan (5)för att senare demodulera (6, 7) och beroende och Ql) den mottagna signalen,om ett pulserande pulståg existerar, (10) invertera (9, 10, C4,pulståget eller föra vidare energin vid frånvaron av dito.Målenheten har även ett trådlöst sändarorgan (12) (12) för att moduleraoch sända det inverterade pulståget om detta existerar via den(13). innefattar målet funktionaliteten att sända bärfrekvensen andra bärfrekvensen (f2) till brytarmottagarorgan Dessutom (f2)omodulerad och kontinuerlig vid existensen av en kontinuerlig ochomodulerad bärfrekvens (fl). Dock vid existensen av pulseradepulståget endast en av mottagaren och sändaren tar emot respektive sänder en signal vid ett givet tillfälle.

Description

20 25 30 35 536 260 närhetsbrytare bygger på invertering av det inkomna pulserande pulstàget med en inverterare som ligger i brytardelen.
Närhetsbrytaren som beskrivs i SE520l54 har klassats som att den klarar av de högsta säkerhetskategorikraven, men har en allvarlig nackdel i att inverteringen ligger i brytarenheten och inte i målenheten. Detta gör att vid ett fel i brytarmottagarorganet kan sändningen av det modulerade pulståget från det egna brytarsändarorganet plockas upp av brytarens mottagarorgan och felaktigt tolkas av brytaren som en indikation på att målet är närvarande, även om så inte är fallet. Med andra ord föreligger det risk för överhörning mellan dessa moduler. Följaktligen demoduleras den ”egna” sända signalen ”felaktigt” och det inkomna pulstàget inverteras i brytarenhetsdelen och skickas därefter vidare till styrenheten utan upptäckt av fel.
Ett fel av detta slag, som kan vara ett jordfel i brytarens mottagarfilterenhet, ändrar mottagarfiltrets egenskaper och släpper in de frekvenser som borde ha spärrats.
Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med uppfinningen är att mildra eller lösa ovanstående problem.
Enligt en första aspekt av uppfinningen tillhandahålls en Màlenhet för användning med en brytarenhet i en närhetsbrytare.
Mâlenheten innefattar en mottagare för mottagning av en första pulserande signal från brytarenheten, en inverterare anordnad för alstring av en inverterad signal genom invertering av den första pulserande signalen, och en sändare för utsändning av en andra pulserande signal till brytarenheten, varvid sändaren drivs av den inverterade signalen, varigenom endast en av mottagaren och sändaren tar emot respektive sänder en signal vid ett givet tillfälle.
Igenom att inverteringen äger rum i målenheten reduceras problematiken med överhörning mellan en sändare och mottagare i brytarenheten.
Den första pulserande signalen kan ha en första bärfrekvens och målenheten kan vidare innefatta en demodulator anordnad för omvandling av den första pulserande signalen till en 10 15 20 25 30 35 536 250 basbandssignal, varvid inverteraren är anordnad för alstring av den inverterade signalen genom invertering av basbandssignalen.
Inverteraren kan vidare innefatta en kondensator anordnad för uppladdning eller urladdning beroende på ett värde hos den första pulserande signalen.
Den första pulserande signalen kan innefatta en puls med en förutbestämd pulsbredd. Vidare, kan màlenheten innefatta en processorenhet som har en förutbestämd kod, vilken processorenhet är anordnad att detektera en puls i den inverterade signalen som svarar mot nämnda puls med en förutbestämd pulsbredd, och att, baserat pà den förutbestämda koden, alstra och lägga till en kodad signal i den inverterade signalen under den detekterade pulsen.
Enligt en andra aspekt av uppfinningen tillhandahålls en närhetsbrytare innefattande en brytarenhet och en målenhet enligt den första aspekten, varvid brytarenheten är anordnad för utsändning av den första pulserande signalen till målenheten och för mottagning av den andra pulserande signalen från màlenheten. Översiktlig beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas i närmare detalj i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig. 1 är ett översiktligt blockschema över en målenhet tillsammans med en brytarenhet enligt en utföringsform av uppfinningen.
Fig. 2 är ett översiktligt kretsschema över màlenheten som visas i Fig. 1, där pilförsedda streckade linjer illustrerar uppladdningsförlopp vid statiskt låg eller hög insignal.
Fig. 3 är ett översiktligt kretsschema över målenheten som visas i Fig. 1, där pilförsedda streckade linjer illustrerar urladdningsförlopp vid dynamiskt låg insignal.
Fig. 4 är ett översiktligt kretsschema över målenheten som visas i Fig. 1, där pilförsedda streckade linjer illustrerar uppladdningsförlopp vid dynamiskt hög insignal. 10 15 20 25 30 35 536 250 Fig. 5 är en följd av diagram som illustrerar utseendet hos pulserande signaler vid valda punkter i màlenheten och brytarenheten som visas i Fig. 1.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen Fig. 1 syftar till att illustrera den grundläggande funktionen hos en målenhet 2 för användning med en brytarenhet 1, 3 i en säker närhetsbrytare enligt uppfinningen. Närhetsbrytaren använder sig av dynamiska signaler, och invertering av den dynamiska signalen i närhetsbrytaren vilket medför att denna brytare kategoriseras som en säker närhetsbrytare.
En närhetsbrytare används för att trådlöst detektera huruvida ett rörligt föremål finns närvarande inom ett förutbestämt avstånd fràn en närhetsbrytare eller ej. För att kunnauppnå detta förses det rörliga föremålet (en dörr, ett fönster, en grind, en lucka eller liknande)med ett mål, som inte behöver anslutas elektriskt till en strömkälla.
En föredragen utföringsform av uppfinningen(màlenheten 2) tillsammans med dess brytarenhet 1, 3 illustreras schematiskt i Fig. 1. Närhetsbrytaren ansluts elektriskt till en/två yttre strömkällor 15 och 16 via ett par poler (+ och -) för likspänning.
Här används tvá skilda matningsspänningar också av säkerhetsskäl, men med en lämplig separationsteknik kan en matningsspänníng användas.
Närhetsbrytaren 1, 3 har en ingång In och en utgång Ut. En dynamisk styrmodul 4 och 4a, där 4a kan vara intern är ansluten till ingången In och är anordnad att ta emot en digital eller pulserande insignal, som enligt följande beskrivning kommer att användas för att driva en sändare 5, så att denna sänder den digitala signalen, efter att ha modulerats pà en högfrekvent bärvàg, till målet 2.
Målet 2 kommer att ta emot den högfrekventa signalen och beroende därav returnera en annan högfrekvent signal, innehållande samma digitala signal fast inverterad, varigenom målet 2 bekräftar sin närvaro i närheten av brytarenheten 1, 3.
Den pulserande eller digitala insignalen kan antingen vara som växlar mellan symmetrisk, eller en asymmetrisk digital signal, 10 15 20 25 30 35 536 2GB låga och höga värden, representerande de digitala värdena 0 respektive 1. Om den pulserande insignalen är asymmetrisk, kommer följaktligen dess innehåll att representera en uppsättning digital information, som kommer att överföras via brytarenheten 1 till målet 2, inverteras där och därefter returneras från målet 2 till brytarenheten 3 för att slutligen anlända till utgången på brytarenheten 3. Därigenom kan man ansluta en yttre anordning, exempelvis ett kommersiellt tillgängligt säkerhetsrelä, till ingången In och utgången Ut för att övervaka, att en genom ingången In inmatad digital insignal säkert returneras vid utgången Ut, varigenom det indikeras att målet 2 finns närvarande i närheten av närhetsbrytaren l, 3.
En anordning av en Oscillator-/styrsändarmodul 5 är vid sin ingång ansluten till den dynamiska styrmodulen 4, 4a. Oscillator- /styrsändarmodulen 5 innefattar förutom styrkretsar en resonanskrets (LC-krets), som är avstämd till en resonansfrekvens med ett förutbestämt värde. Denna resonansfrekvens, som kommer att utgöra bärfrekvensen för den högfrekventa signalen, som sänds från Oscillator-/styrsändarmodulen 5 till målet, betecknas hädanefter fl.
Resonanskretsen i sändarmodulen 5 stoppar, när den dynamiska styrmodulen 4, 4a antar ett dynamiskt lågt värde, och när denna signal blir dynamiskt hög, kommer resonanskretsen i sändarmodulen 5 att starta på motsvarande sätt. När den dynamiska styrmodulen 4, 4a är statiskt hög eller låg, kommer oscillatorn att fortsätta oscillera. På detta vis kommer den pulserande digitala signalen att moduleras på bärvågen på amplitudskiftkodat vis (ASK).
Målet 2, som i en verklig tillämpning kan monteras på ett avstånd av mellan O och exempelvis 15 mm från närhetsbrytaren 1, 3, innefattar en mottagar-/likriktarmodul 6, 7, som är avstämd till frekvensen fl hos Oscillator-/styrsändarmodulen 5 och som därför kan ta emot en från sändarmodulen 5 utsänd signal. Mottagar- /likriktarmodulen 6, 7 innefattar dessutom kretsarrangemang för att likrikta den mottagna signalen.
Mottagar-/likriktarmodulen 6, 7 efterföljs via en kondensator C4 av en likriktar/demodulator-modul 9 och en inverterar-/bypassmodul 10, se Fig. l. Kondensatorn C4 är en dynamisk filterkondensator som släpper igenom den pulserande 10 15 20 25 30 536 250 signalen till likriktar/demodulator-modulen 9, som enligt Fig. 2 innefattar kretsarrangemang för omvandling av den pulserande signalen till en basbandssignal. Basbandssignalen används för drivning av en bipolär transistor Q1 som i sin tur är ansluten till inverterar-/bypassmodulen 10, där Q1 används som indikation på den pulserade signalens närvaro.
Inverterar-/bypassmodulen 10 innefattar kretslogik för upp- och urladdning av en kondensator med vilken invertering av den inkommande pulserande signalen sker, samt kretsarrangemang for att likrikta den mottagna signalen och mata densamma som driv-energi till en Oscillator-/styrsändarmodul 12 i målet 2.
Oscillator-/styrsändarmodulen 12 som drivs av inverterar- /bypassmodulen 10 innefattar förutom styrkretsar en resonanskrets (LC-krets), som är avstämd till en resonansfrekvens f2. Oscillatorn i Oscillator-/styrsändarmodulen 12 startar vid mottagning av denna energi och stannar följaktligen, när tillförseln av sådan energi upphör.
Den från mottagar-/likriktarmodulen 6, 7 tillförda driv- energin kommer därför att vara synkron med men i motsatt riktning mot den digitala signal, som modulerats på bärvàgen från oscillator- /styrsändarmodulen 12 i målet 2. Åter till Fig. 1, där närhetsbrytaren 1, 3 vidare innefattar en mottagar-/likriktarmodul 13, 14 med en mottagarkrets, som är avstämd till samma frekvens f2 som sändarkretsen i màlets 2 Oscillator-/styrsändarmodul 12. Mottagar-/1ikriktarmodulen 13, 14 innefattar även likriktande kretsarrangemang för att likrikta och förstärka den från màlets Oscillator-/styrsändarmodul 12 mottagna signalen. Utsignalen från mottagar-/likriktarmodulen 13, 14 går därefter vidare till brytarens 3 utgång.
Fig. 1 uppvisar ett flertal signalnoder, som är betecknade med A till I. Signalvärdena vid dessa signalnoder illustreras i Fig. 5 för en exemplifierande digital insignal, medan ett översiktligt kretsschema för närhetsbrytaren 1, 3 och màlenheten 2 ges i Fig. 1-4.
Av tydlighetsskäl illustreras inte Oscillator- /styrsändarmodulen 5 och mottagar-/likriktarmodulen 13, 14 i detalj. 10 15 20 25 30 35 536 260 Arbetsprincipen för närhetsbrytaren 1, 3 och målet 2 enligt den föredragna utföringsformen kommer nu att beskrivas närmare med hänvisning till Fig. 1-5.
En pulserande digital insignal tas emot vid ingången In på narhetsbrytaren 1 (nod A) och därefter in på Oscillator-/ styrsändarmodulen 5. I det första diagrammet i Fig. 5 illustreras ett exempel på en kort del av den pulserande insignalen vid noden A.
Som visas i Fig. 1 innefattar Oscillator-/styrsändarmodulen 5, förutom anpassningskretsarrangemang också själva oscillatordelen som tillsammans med en spole L1 är avstämd till en resonansfrekvens fl.
Oscillatorn kan väljas bland välkända oscillatorer som Hartley- oscillator eller Colpitts eller oscillatorer som passar just den applikation som väljas. Spolen Ll spelar en aktiv roll i resonanskretsen och fungerar även som ett sändarorgan för att överföra en induktiv signal B till målet 2. Som illustreras i det andra diagrammet i Fig. 5, kommer resonanskretsen i Oscillator- /styrsändarmodulen 5 att börja oscillera och sända vid en hög frekvens fl när oscillatorkretsens insignal antingen är dynamiskt hög eller statiskt låg eller hög. Resonanskretsens självsvängning och sändning upphör när insignalen går dynamiskt låg. Därför kommer sändarspolen Ll i Oscillator-/styrsändarmodulen 5 att starta och stoppa synkroniserat med en dynamisk insignal och kommer att sända konstant när insignalen är statisk. I praktiken kommer den vid ingången In på närhetsbrytaren 1 mottagna pulserande signalen att moduleras eller kodas på den högfrekventa signal som alstras av resonanskretsen i oscillator-/styrsändarmodulen 5, varvid en modulerad signal bildas, genom amplitudskiftkodning (ASK), med en bärfrekvens fl, som visas vid en nod B.
Den av nämnda resonanskrets utsända induktiva signal tas emot vid målet 2 som en signal C av mottagar-/likriktarmodulen 6, 7. Som visas i Fig. 2, innefattar målets 2 mottagar-/likriktarmodul 6, 7 en avstämd resonanskrets med en mottagarspole L2 och en med densamma parallellkopplad första kondensator Cl. Resonanskretsen med L2 och Cl är avstämd till resonansfrekvensen fl hos oscillator- /styrsändarmodulen 5 i närhetsbrytaren.
Mottagar-/likriktarmodulen 6, 7 innefattar vidare en dynamisk styrkondensator C2 samt en likriktarkrets, bestående av två dioder 10 15 20 25 30 35 535 260 Dl, D2, en filterkondensator C3, och en resistor Rl. Mottagarspolen L2 kommer att ta emot den av oscillatorsändarmodulen avgivna induktiva energin samt likrikta denna energi i likriktarkretsen Dl, D2. Vid utgången på mottagar-/likriktarmodulen 6, 7, dvs signalen D (nod D), kommer den av modulen 6, 7 mottagna energin att variera på pulserande vis synkront med den pulserande insignalen A.
Energin vid nod D matas dels till ingången pà inverterar- /bypassmodulen 10, dels via den dynamiska styrkondensatorn C4 till ingången på likriktar/demodulator-modulen 9 som innefattar två dioder D3, D4 och en filterkondensator C5 samt ett första och andra motstånd R2, R3. Likriktar/demodulator-modulen 9 anordnad för omvandling av den första pulserande signalen till en basbandssignal, då den första pulserande signalen från nod D kommer via den dynamiska styrkondensatorn C4. Denna pulserande signalen kommer att tas emot av likriktar/demodulator-modulen 9 för att likrikta denna energi i likriktarkretsen D3, D4 och C5. Denna energi kommer att bestå så länge den mottagna dynamiska pulserande signalen existerar.
Denna energi leder också till att via lásmotstånd R2, R3 driva den i Fig. l-4 efterföljande bipolära transistorn Ql (NPN) till bottnat läge.
Som visas i Fig. 2-4, innefattar inverterar-/bypassmodulen 10 ett första motstånd R4 och två andra dioder D6, D7 som tillsammans med basen på en första bipolära PNP-transistor Q3 alla bildar en gemensam nod och därmed utgör ingången till modulen. Vidare innefattar inverterar-/bypassmodulen 10 en tredje diod D5 vars anod ansluten till basen på en andra bipolär NPN-transistor Q2 som tillsammans med den andra änden på motståndet R4 bildar en andra gemensam nod. En tredje gemensam nod bildas mellan katoden på D7, katoden på en första zener-diod D8, plus-polen pá en första kondensator C6, och emittern på den bipolära PNP-transistorn Q3. En fjärde och sista gemensam nod (nod E) som också utgör utgången till modulen bildas mellan emittern på Q2, katoden på en andra zener-diod D9, och Kollektorn på Q3. Återigen till nod D, där arbetsprincipen för invertering och arbetsmekanismen mellan modulerna och kretsarna enligt den föredragna utföringsformen nu kommer att beskrivas närmare med hänvisning till Fig. 1-5. 10 15 20 25 30 35 536 250 Som framgår av ovanstående kommer resonanskretsen i Oscillator-/styrsändarmodulen 5 att börja oscillera och sända vid en hög frekvens på fl till målet 2 när signalen från den dynamiska styrmodulen 4, 4a antingen är dynamiskt hög eller statiskt låg eller hög.
Vid frånvaron av de dynamiska pulserna under en längre tid (en tid som är större än den maximala pulsbredd som signalen innehåller) eller när signalen från den dynamiska styrmodulen 4, 4a är statiskt låg eller hög kommer nod D att vara statiskt hög, se Fig. 2. Då matas energin vid nod D bara till ingången på inverterar- /bypassmodulen 10 och spärras till likriktar/demodulator-modulen 9 av den dynamiska filterkondensatorn C4.
Energin från nod D som tas emot av inverterar-/bypassmodulen 10 kommer att delas på tre. Den första delen leds via R4 till att driva Q2 till bottnat läge. Följaktligen går andra energin via D6 och Q2(CE) till nod E och därmed till att mata Oscillator- /styrsändarmodulen 12. Detta leder till att resonanskretsen i Oscillator-/styrsändarmodulen 12 börja oscillera och sända vid en hög frekvens f2 till brytarmottagarenheten 13, och vidare via likriktarmodulen 14 till ut pà brytarens 3 utgång som en statisk hög signal, vilken också är en indikation på màlets 2 närvaro.
Den tredje energin från nod D leds nu som en uppladdningsström via D7 ner till den positiva sidan av kondensatorn C6. Den negativa sidan av C6 är förbunden med màlets 2 nolledningen (GND2). Därigenom uppstår en sluten strömväg, varför kondensatorn C6 laddas upp. Denna uppladdning begränsas dock av zener-dioden D8. Det kan också påpekas att den bipolära PNP-transistorn Q3 är anordnad att fungera som en ventil för styrning av uppladdnings- respektive urladdningsvägarna.
I uppladdningstillstàndet är PNP-transistorn Q3 strypt, varför ingen ström leds genom densamma. De ovan beskrivna strömenergivägarna indikeras i Fig. 2 med pilförsedda streckade linjer.
I Fig. 3 illustreras det andra fallet då signalen från den dynamiska styrmodulen 4, 4a är dynamiskt låg. Följaktligen är också signalen i nod D dynamiskt låg (nod D följer dynamiskt nod A).
Enligt Fig. 3-4 är kollektorn pà den bipolära transistorn Q1 ansluten till katoden på D5, och som har beskrivits ovan, när den första pulserande signalen existerar går Q1 i bottnat läge vilket 10 15 20 25 30 35 536 260 10 också leder till att basen på den bipolära PNP-transistorn Q3 hamnar på lägre potential än dess emitter, vilket leder till att Q3 går i bottnat läge. Därefter öppnas urladdningsvägen från kondensatorn C6 av Q3 och urladdningsströmmen som indikeras med pilförsedda streckade linjer går till att mata (nod E) Oscillator- /styrsändarmodulen 12, vilket också leder till att resonanskretsen i Oscillator-/styrsändarmodulen 12 börja oscillera och sända vid en hög frekvens f2 (nod G) till brytarmottagarenheten 13 (nod H), och vidare via likriktarmodulen 14 till ut pà brytarens utgång som en dynamiskt hög signal (nod I).
Fig. 4 illustrerar det tredje och sista fallet, nämligen när den första pulserande signalen fortfarande existerar och signalen är dynamiskt hög strax efter att ha varit dynamiskt låg. Enligt vad som har beskrivits tidigare följer signalen i nod D dynamiskt signalen i nod A och därför är signalen i nod D är också dynamiskt hög. Här, återigen som i första fallet, kommer uppladdningen av kondensatorn C6 igång, men till skillnad från första fallet tillförs denna gång ingen energi till Oscillator-/styrsändarmodulen 12 (nod E år låg).
D5 och Ql(CE) till jord (GND2), ty Ql är fortsatt i bottnat läge, och Q2 är strypt (på grund Denna del av energin leds nämligen via R4, av lägre potential i noden mellan R4 och anoden på D5). Därmed spärras den andra strömenergivägen av Q2. D7 leder återigen den sista strömenergivägen till att ladda upp kondensatorn C6 på nytt.
Den bipolära PNP-transistorn Q3 tar återigen ventilrollen och spärrar urladdningen av kondensatorn C6 medan uppladdningsprocessen pågår. I uppladdningstillstàndet är PNP-transistorn Q3 strypt. Äter till Fig. 1, där Oscillator-/styrsändarmodulen 12 innefattar en Hartleyoscillator med första och andra motstånd R5, R6, en bipolär transistor Q4, en första kondensator C7 och en sändarresonanskrets, vilken utgörs av en andra kondensator C8 som är parallellkopplad med en sändarspole L3, vilken i mitten på sin lindning har en utgång som är förbunden med emittern på transistorn Q4. f2. Sändarresonanskretsen L3, C8 kommer att starta och stoppa Sändarresonanskretsen L3, C8 är avstämd till en resonansfrekvens synkront med nod E och i motfas mot den från mottagar- /likriktarmodulen 6, 7 mottagna energin (noden D). 10 15 20 25 30 35 536 2613 11 Den från målet 2 avgivna induktiva signalen G tas emot vid mottagar-/likriktarmodulen 13, 14 i närhetsbrytaren 3 som en signal H. Som visas i Fig. l innefattar mottagar-/likriktarmodulen 13, 14 en mottagarresonanskrets med en mottagarspole L4 och ett bandpassfilter innehållande en uppsättning av kondensatorer och drosslar som är stämd till det frekvensband som råder, nämligen f2.
Spolen L4 utgör en del av detta filter och är tillsammans med dess uppsättning avstämd till samma resonansfrekvens på f2 som Oscillator-/styrsändarmodulen 12.
Mottagarresonanskretsen 13 efterföljs av en likriktarkrets 14, som på samma sätt innehåller komponenter som målets 2 likriktarmodul 7. Utsignalen från mottager-/likriktarmodulen 13, 14 avges som en signal I som utgör inversen av A och också utgången på närhetsbrytaren 3. En sådan pulserande svarssignal är synkron med inversen av den pulserande insignalen till närhetsbrytaren.
Som en sammanfattning av ovanstående kommer en till närhetsbrytaren l sänd pulserande insignal A att moduleras på en högfrekvent bärvàg B, vilken utsänds i form av en induktiv signal av Oscillator-/styrsändarmodulen 5. Endast under förutsättning att målet 2 förekommer i närheten av närhetsbrytaren 1, kommer denna signal att återsändas, inverterad vid en annan bärfrekvens f2, till mottagar-/likriktarmodul 13 i närhetsbrytaren 3. Givet att målet 2 är närvarande, kommer följaktligen utgången Ut på närhetsbrytaren 3 att uppvisa en pulserande signal I, som har samma digitala innehåll som den pulserande insignalen A och är synkron fast inverterad i förhållande till densamma.
Eftersom resonanskretsarna i Oscillator-/styrsändarmodulen 5 och mottagar-/likriktarmodulen 13 är avstämda till olika frekvenser, föreligger inte någon risk för överhörning mellan dessa moduler. Om det ändå skulle inträffa ett fel i form av jordfel i mottagar- /likriktarmodulen 13 kommer felet att upptäckas eftersom inverteringen sker i målet 2 och inte i brytarenheten 1, 3. En pulserande signal kommer endast att överföras genom närhetsbrytaren 1, 3 från ingången In till utgången Ut i inverterad form, om målet 2 är närvarande. Eftersom utsignalen I vid utgången Ut utgör inversen av insignalen A vid ingången In, kommer en oavsiktlig kortslutning eller ett avbrott någonstans i närhetsbrytaren att detekteras, tack 10 15 20 25 30 536 260 12 vare att utsignalen då kommer att vara identisk med insignalen och inte utgöra dess invers.
Som visas i Fig. l, kan en mikroprocessormodul 8, ll med fördel integreras i målet. Då tilldelas målenheterna sina individuella koder, vilken är ännu en extra åtgärd för att bland annat minska risken för manipulationer med närhetsbrytarna, vilka är vanliga förekommande fenomen i industriella miljöer. Eftersom dessa kodningar som visas i Fig. 1, nod F, läggs (av mikroprocessorn som styrs av inkommande puls tågen (nod E)) i förutbestämda ”luckor” i pulstâget, hindras närhetsbrytarna inte från möjligheten för en så kallad kaskadkoppling av flera par i serie.
Avslutningsvis, finns det många uppfinningar på olika utformningar av närhetsbrytare/mål och inte minst olika kommunikationssätt mellan brytarenheter och málenheter, vilka var och en löser på sitt sätt ett visst problem, Uppfinningen här har riktats mot närhetsbrytare inom maskinsäkerhet som använder sig av dynamiska pulser och inverteringen av dessa dynamiska pulser i närhetsbrytaren som står som garant för säkerheten. Men denna uppfinning kan mycket väl användas i många andra liknande sammanhang som kan kräva denna invertering i málenheten. Uppfinningstekniken möjliggör en fast och en trådlös(utan fast ström) elektromagnetiskt nära enhet att kommunicera synkront, vilket också kan vara ännu ett nytt sätt pà hur en ”ny RFID” med fördel kan utformas i framtiden.
Därför ska uppfinningen inte begränsas till något annat än den uppfinningsidé, som definieras av bifogade självständiga patentkrav.
Andra utföringsformer än de ovan visade är lika möjliga inom ramen för uppfinningen.

Claims (5)

10 15 20 25 536 260 13 PATENTKRAV
1. Màlenhet (2) för användning med en brytarenhet (1, 3) i en närhetsbrytare, innefattande: en mottagare (6) för mottagning av en första pulserande signal från brytarenheten, en sändare (12) för utsändning av en andra pulserande signal till brytarenheten (l, 3), k ä n n e t e c k n a d av en inverterare (10) anordnad för alstring av en inverterad signal genom invertering av den första pulserande signalen, varvid sändaren (12) drivs av den inverterade signalen, varigenom endast en av mottagaren (6) och sändaren (12) tar emot respektive sänder en signal vid ett givet tillfälle.
2. Målenhet (2) enligt krav 1, varvid den första pulserande signalen har en första bärfrekvens och varvid màlenheten vidare innefattar en demodulator (9) anordnad för omvandling av den första pulserande signalen till en basbandssignal, och varvid inverteraren (10) inverterade signalen genom invertering av basbandssignalen. är anordnad för alstring av den
3. Målenhet (2) enligt krav l, varvid inverteraren (10) innefattar en kondensator (C6) anordnad för uppladdning eller urladdning beroende på ett värde hos den första pulserande signalen. 10 15 535 250 14
4. Målenhet (2) enligt krav 1, varvid den första pulserande signalen innefattar en puls med en förutbestämd pulsbredd, och varvid målenheten vidare innefattar en processorenhet (ll) processorenhet (ll) är anordnad att detektera en puls i den som har en förutbestämd kod, vilken inverterade signalen som svarar mot nämnda puls med en förutbestämd pulsbredd, och att, baserat på den förutbestämda koden, alstra och lägga till en kodad signal i den inverterade signalen under den detekterade pulsen.
5. Närhetsbrytare innefattande en brytarenhet (1, 3) och en màlenhet (2) enligt krav l, varvid brytarenheten (1, 3) är anordnad för utsändning av den första pulserande signalen till målenheten (2) och för mottagning av den andra pulserande signalen från målenheten (2).
SE1100926A 2011-12-16 2011-12-16 Trådlös närhetsbrytare med målenhet innehållande inverterare SE536260C2 (sv)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1100926A SE536260C2 (sv) 2011-12-16 2011-12-16 Trådlös närhetsbrytare med målenhet innehållande inverterare
EP12858437.2A EP2792074B1 (en) 2011-12-16 2012-12-12 Wireless proximity switch with a target device comprising an inverter
US14/362,463 US9882559B2 (en) 2011-12-16 2012-12-12 Wireless proximity sensor with a target device comprising an inverter
CA2857483A CA2857483A1 (en) 2011-12-16 2012-12-12 Wireless proximity switch with a target device comprising an inverter
PCT/SE2012/000200 WO2013089609A1 (en) 2011-12-16 2012-12-12 Wireless proximity switch with a target device comprising an inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1100926A SE536260C2 (sv) 2011-12-16 2011-12-16 Trådlös närhetsbrytare med målenhet innehållande inverterare

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1100926A1 SE1100926A1 (sv) 2013-06-17
SE536260C2 true SE536260C2 (sv) 2013-07-23

Family

ID=48612927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1100926A SE536260C2 (sv) 2011-12-16 2011-12-16 Trådlös närhetsbrytare med målenhet innehållande inverterare

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9882559B2 (sv)
EP (1) EP2792074B1 (sv)
CA (1) CA2857483A1 (sv)
SE (1) SE536260C2 (sv)
WO (1) WO2013089609A1 (sv)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170264141A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for adapting wireless power transfer between wireless power protocols
US11374438B2 (en) * 2017-11-16 2022-06-28 Quaze Technologies Inc. Apparatus and method for receiving wireless power at a first frequency and transmitting wireless power at a second frequency
US10977537B2 (en) 2019-02-14 2021-04-13 Kawa Amin Biometric smart card with power harvesting

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3689885A (en) * 1970-09-15 1972-09-05 Transitag Corp Inductively coupled passive responder and interrogator unit having multidimension electromagnetic field capabilities
DE3600979A1 (de) 1986-01-15 1987-07-16 Rheinmetall Gmbh Beruehrungsloser signalgeber
GB9017910D0 (en) 1990-08-15 1990-09-26 Vaseal Electronics Limited Improvements in and relating to proximity switches
JPH11313018A (ja) * 1998-04-24 1999-11-09 Nippon Steel Corp 送信回路及び送信方法
SE520154C2 (sv) 1999-04-19 2003-06-03 Jokab Safety Ab Närhetsbrytare, mål, system av sådana närhetsbrytare och mål samt metod för att bestämma ett måls närvaro medelst en närhetsbrytare
DE202006001266U1 (de) * 2006-01-25 2006-05-04 Sick Ag Vorrichtung zum Überwachen der Annäherung zweier relativ zueinander beweglicher Teile
US8710964B2 (en) * 2009-02-20 2014-04-29 Nec Corporation Reception circuit and signal reception method
JP5861059B2 (ja) * 2010-09-01 2016-02-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 レーダ装置
FR2974418B1 (fr) * 2011-04-20 2013-05-31 Commissariat Energie Atomique Detecteur d'oscillations
EP2645589B1 (en) * 2012-03-30 2015-05-27 Renesas Electronics Corporation Receiver and semiconductor integrated circuit having the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013089609A1 (en) 2013-06-20
EP2792074B1 (en) 2016-07-27
US9882559B2 (en) 2018-01-30
US20140340080A1 (en) 2014-11-20
EP2792074A1 (en) 2014-10-22
EP2792074A4 (en) 2015-09-23
SE1100926A1 (sv) 2013-06-17
CA2857483A1 (en) 2013-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE520154C2 (sv) Närhetsbrytare, mål, system av sådana närhetsbrytare och mål samt metod för att bestämma ett måls närvaro medelst en närhetsbrytare
KR100938356B1 (ko) 제어ㆍ감시 신호 전송 시스템
US20150256227A1 (en) Isolation for communication and power
US4525699A (en) Electronic monitoring system with malfunction indicator
US10069431B2 (en) Low-skew communication system
US20120319743A1 (en) Signal transmitting apparatus
KR20110045025A (ko) 전자 회로
SE536260C2 (sv) Trådlös närhetsbrytare med målenhet innehållande inverterare
KR101756757B1 (ko) 교류전원의 위상각 제어를 이용한 데이터 통신 방법 및 장치
US7554827B2 (en) Electromagnetic coupling galvanic isolated solid state relay with output feedback
JP2020120572A (ja) ゲートドライバにおける低電力のサイクル・トゥー・サイクルビット転送
KR101150409B1 (ko) 제어, 감시신호 전송 시스템
JP2015089253A (ja) 送電器
US20160218770A1 (en) Transmission circuit, reception circuit and communication system
JP2003287265A (ja) 空気調和機の運転制御装置及びマルチ式空気調和機の運転制御装置
JP6313902B2 (ja) データ通信可能な無線給電システム、データ通信方法、および、センサモジュール
EP0328569B1 (en) Data transmission using switched resonance
US9614555B2 (en) AC coupled transmission circuit and system
RU2437791C1 (ru) Устройство передачи информации на локомотив
JP2020031272A (ja) 半導体装置
WO2022264201A1 (ja) 制御・監視信号伝送システム
JPH09181655A (ja) データ伝送装置
US3360605A (en) Fsk transceiver with scr switching between transmit and receive modes
SU1662002A1 (ru) Формирователь бипол рных импульсов
SE447621B (sv) Elektronisk sendare for likstromstelegrafianleggningar