WO1998017984A1 - Elektronisches gerät - Google Patents

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WO1998017984A1
WO1998017984A1 PCT/EP1997/005029 EP9705029W WO9817984A1 WO 1998017984 A1 WO1998017984 A1 WO 1998017984A1 EP 9705029 W EP9705029 W EP 9705029W WO 9817984 A1 WO9817984 A1 WO 9817984A1
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WO
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signal source
receiving unit
signal
input
switch
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Application number
PCT/EP1997/005029
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English (en)
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Inventor
Horst Ziegler
Original Assignee
Horst Ziegler
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.)
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Publication date
Application filed by Horst Ziegler filed Critical Horst Ziegler
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
    • G08C23/04—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems using light waves, e.g. infrared

Definitions

  • the invention relates to an electronic device which has an electronic working circuit for controlling, monitoring or measuring at least one physical variable and a receiving unit which can be connected to a signal source.
  • Examples of such electronic devices are e.g. Consumption meter for electricity, water and heat, but also control devices, e.g. Ignition control devices for motor vehicles and the like, and also monitoring devices which e.g. be used in building management.
  • control devices e.g. Ignition control devices for motor vehicles and the like
  • monitoring devices which e.g. be used in building management.
  • Such devices have to be fed with programs and / or data during installation or use, which they need as a basis for work.
  • this is e.g. the size of the radiator to which the heat consumption device is coupled.
  • Such devices often have different working states, which should be adjustable by the consumer.
  • the display of the heat consumption or the display of the temperature is given for a heat consumption meter attached to a radiator.
  • the display of the heat consumption or the display of the temperature is given for a heat consumption meter attached to a radiator.
  • ignition control it can involve switching between different characteristic curve fields, for example when traveling abroad, in which only fuel of reduced quality is available. If an additional input field were provided for such a device, the costs would increase significantly, which is not justified in view of the rarely necessary manual inputs.
  • the present invention is therefore intended to further develop an electronic device according to the preamble of claim 1 such that the receiving unit (interface) provided for connecting the signal source can also be used for occasional manual entries.
  • the working circuit contained in the electronic device is informed via the signal source detection means whether the receiving unit of the device is connected to a first signal source (usually a digital signal source with a high baud rate) or to a second signal source (usually an input switch, which provides signals with a low baud rate). On the basis of this information, the working circuit can then process the output signals of the receiving unit in an appropriate, different manner.
  • a first signal source usually a digital signal source with a high baud rate
  • a second signal source usually an input switch, which provides signals with a low baud rate
  • the signal source detection means activate a signal generator and cause it to output signals which, like the output signals, are passed to the input of the working circuit.
  • the output signals of the signal generator differ from the signals normally given to the input of the working circuit, so that the working circuit knows in this way from which signal source the signals just received originate, so that these signals in turn in the appropriate manner are processed.
  • a corresponding signal source identification signal is generated automatically when a connection is established between the first or the second signal source and the receiving unit.
  • This signal can be generated in accordance with claim 3 simply by plugging together the connector parts of a plug connection via which the receiving unit can be connected to the first signal source.
  • the signal source detection circuit checks the type of incoming signals (in particular their frequency, pulse shape and amplitude (claim 5)), and recognizes from this whether the received signals come from the first or second signal source.
  • the device according to claim 6 can distinguish between signals that come from different digital signal sources. len come from.
  • the development of the invention according to claim 7 enables a signal source to log on to the signal source detection circuit by means of a predetermined bit sequence or to log off the signal source detection circuit by means of a logout command specified by another predetermined bit sequence. In this way it is ensured that the output signals of this signal source, which is primarily to be taken into account, are always processed correctly, for example output signals of the other signal source which are simultaneously output after logging on are not taken into account.
  • Claims 12 to 14 indicate alternatives for the movable arrangement of the switch actuating part. It is in the development of the invention according to claim
  • one has a substantially constant position of the rotatable actuating part on the device housing, so that the movable actuating part can be an equally good mechanical cover for a connector part in all actuation points, through which the receiving unit can be connected to the first signal source can.
  • the movable part of the switch also forms a dirt cover for a connector part, via which the receiving unit can be connected to the first signal source.
  • the receiving unit can be connected to the first signal source.
  • it is at the same time inevitably ensured that no manual entries can be made when the receiver unit is open to insert the mating connector part.
  • no guide for the movable switch part need be provided on the device housing.
  • the development of the invention according to claim 19 allows the receiving unit and the signal source detection circuit to be operated with only a small current. It is therefore particularly important since electronic devices of the type mentioned above are largely powered by long-term batteries, which should be maintenance-free over the calibration period of measuring devices (typically 7 to 10 years), since these devices do not work for most of the time With the first signal source operating at a high baud rate, it is particularly important that only little power is used in these time periods.
  • the development of the invention according to claim 20 has the advantage that the working circuit inevitably falls back into a signal processing mode which is preferably to be set after a predetermined period of time.
  • the signal source detection circuit can also be used after time-consuming let terien work, but it is still guaranteed that no data is not processed or incorrectly.
  • the signal delay corresponding to the required test time can be programmed easily and precisely within wide limits.
  • manual entry can be carried out simply by placing a finger surface on the boundary surface of the device housing at the intersection of the working area of the transmitting unit and receiving unit, or by moving an actuating element in this boundary surface.
  • Figure 1 a partially broken supervision of one Hot water meter that can be read and programmed using a portable device
  • Figure 2 is a plan view of a connecting head, via which the hot water meter shown in Figure 1 can be connected to a readout and programming device;
  • FIG. 3 an enlarged horizontal section through the plug connection between the hot water meter and the readout head along its horizontal central plane;
  • Figure 4 a view similar to Figure 3, but in which the connection head of the readout and
  • Figures 5 and 6 views similar to Figure 4, but in which modified manually operable input elements are shown;
  • Figure 7 is a front view of a modified device-side connection head
  • Figure 8 is a plan view of the inside of a locking and actuating disc for insertion in the connecting head shown in Figure 7;
  • Figure 9 is a side view of the locking and actuating disc shown in Figure 8.
  • Figure 10 an axial section through a modified electrical connector for connecting a readout and programming device to the hot water meter according to Figure 1;
  • FIG. 11 a view similar to FIG. 10, but in which the one connector part is replaced by an input element that is largely of the same shape;
  • Figure 12 is a block diagram of the water meter shown in Figure 1 together with a suitable readout and programming device;
  • Figures 13 to 15 block diagrams of modified electronic devices, which on the one hand with a readout or. Programming device can be connected, on the other hand enable manual data entry via the same interface.
  • a hot water meter which has an inlet port 10, an outlet port 12 and an intermediate measuring chamber 14.
  • An impeller 16 rotates in the latter.
  • a magnetic increment sensor 18 which responds to changes in the magnetic flux and which cooperates with the vanes of the impeller 16.
  • a temperature sensor 20 is also thermally coupled to the inlet connector.
  • the increment sensor 18 and the temperature sensor 20 are connected to inputs of an electronic working circuit 22, which roughly speaking works as follows: From the time intervals in which the pulses emitted by the increment sensor 18 follow one another, the water elementals passing through the counter are olumina determined. These are multiplied by the output signal of the temperature sensor 20, whereby the heat increment supplied is obtained, and the water consumption is determined by integrating the elementary volumes, and the total heat consumption is determined by integrating the heat increment. These consumption values and additionally the temperature of the water supplied can optionally be displayed on an LCD display panel 24 which is placed on the front of an appliance housing 26.
  • the working circuit 22 is connected to an optical connection head 28 which is designed as a socket and is arranged on the front of the device housing 26.
  • a long-term battery 30 housed in the device housing 26 serves as the power supply for the various electronic components of the hot water meter.
  • the connection head 28 comprises a light-emitting diode unit 32 and a phototransistor unit 34. These are (compare in particular FIG. 3) at the edge of the bottom surface of a stepped depression 36 which is provided in the front of the device.
  • the light-emitting diode unit 32 and the phototransistor unit 34 each have a working axis 38, along which they emit light or receive light.
  • the work axes 38 and 40 are adjusted so that they intersect essentially in the front of the device housing 26 in the vertical center plane of the recess 36.
  • a central vertical rib 42 is carried from the bottom of the recess 36 for optical separation between the transmitted light and the received light.
  • a guide 44 is formed which extends over the recess 36 and on which a cover 46 runs. This is shown in Figure 1 by solid lines in a position in which the recess 36 is exposed.
  • a counter-connection head 48 as shown in FIG. 2, can thus be inserted into the recess 36 in order to be able to connect the hot water meter to an external readout / programming device, which is denoted overall by 50 in FIG.
  • the counter-connection head 48 has in its front side a recess 52 aligned with the recess 36, at the bottom edge of which a light-emitting diode unit 54 and a photo transistor unit 56 are provided. These are inclined so that their working axes coincide with the working axes 38, 40.
  • the light-emitting diode unit 32 and the phototransistor unit 36 thus form a data transmission channel leading from the hot water meter to the readout / programming device 50
  • the light-emitting diode unit 54 and the phototransistor unit 34 form a data transmission channel leading from the readout / programming device 50 to the hot water meter.
  • a vertical rib 58 serving in the center of the depression 52 again serves to decouple the transmitted and received light, this time in the counter-connection head 48.
  • the front side of the counter-connection head 48 carries an annular projection 60 which fits into a complementary extension 62 of the recess 36.
  • a ring 64 made of magnetizable material, which forms a magnetic coupling with a ring magnet 66, which is embedded in the projection 60, through which the connecting head 28 and the counter-connecting head 48 are held together.
  • a nose 68 is provided on the peripheral wall of the extension 62, which cooperates with a complementary recess 70 in the peripheral wall of the projection 60.
  • the recess 36 is closed by moving the cover 46, the cover 46 being pushed only slightly against a movable stop 74 biased by a spring 72, so that this does not yet yield.
  • a reflection mark 76 provided on its inside lies laterally next to the intersection of the working axes 38 and 40. Since the back of the cover 46 is otherwise light-absorbing (eg painted black), light emitted by the LED unit 32 does not come out by reflection or scattering on the phototransistor unit 34.
  • the lid 46 is now overcoming the force of the
  • the reflection mark 76 comes to lie at the intersection of the working axes 38, 40 and light emitted by the light-emitting diode unit 32 is reflected onto the phototransistor unit 34.
  • a pulse can be generated at the output of the phototransistor unit 34, which is received by the working circuit 22 and by the latter to be carried out by the user more desired Tasks can be used.
  • the user can e.g. Select whether the temperature of the supplied water, the water consumption or the heat consumption should be displayed on the LCD display panel 24, or whether the display should be switched off at all.
  • a predetermined period of time e.g. 3 seconds
  • the working circuit 26 can differentiate output pulses of the phototransistor unit 34 which are generated by the light-emitting diode unit 54 from those output pulses of the phototransistor unit 34 which are obtained by light from the light-emitting diode unit 32 reflected by the reflection mark 76 become.
  • FIG. 4 shows the cover 46 in the position in which it was moved fully to the left against the force of the spring 72, so that the reflection mark 76 stands at the intersection of the working axes 38, 40.
  • FIG. 1 shows the position of the cover 46 fully releasing the connecting head 28, and in the rest-closed position assumed by the spring 72 (indicated by dashed lines) the cover 46 is positioned so that the reflection mark 76 to the right of the intersection of the working axes 38 , 40 lies.
  • a thin diaphragm tube 78 is placed on the phototransistor unit 34, so that the phototransistor unit 34 receives a sharp directional characteristic.
  • the reflection mark 76 is now carried by a cut-out key section 80 of the cover 46, which is still connected to the main part of the cover 46 via a vertical bending section 82, but is separated by cuts from the material of the cover at the other edges.
  • the stop 74 preloaded by the spring 72 is therefore omitted.
  • the cover 46 In the closed state, the cover 46 is pushed against a fixed stop edge of the device housing.
  • buttons section 80 When the button section 80 is not actuated, light emitted by the light-emitting diode unit 32 is reflected onto the phototransistor unit 34. If the button section 80 is pressed, the light beam reflected by the reflection mark 76 is tilted such that it no longer passes through the diaphragm tube 78. You get a descending when you press the button section 80
  • the cover 46 has a central opening 84, into which a corrugated membrane 86 is inserted, the flat central surface of which also represents a mirror surface. This can be moved away from the intersection of the working axes 38, 40 by pressing the membrane in the depth direction of the device housing, which likewise results in a decrease in the light received by the phototransistor unit 34.
  • the extension 62 is the recess 36 eccentric.
  • the reflection mark 76 is correspondingly eccentric on the now designed as a circular disc and in the Extension 62 rotatably mounted cover 46 attached. By rotating the cover 46, the reflection mark 76 can thus either be placed at the intersection of the working axes 38, 40 or moved away from it.
  • a thread 88 can be provided on the peripheral surface of the cover 46, which thread cooperates with a corresponding mating thread in the peripheral wall of the extension 62, as a result of which the cover 46 can be attached in the extension 62 in a simple manner and at the same time captively.
  • the various exemplary embodiments described above have in common that part of the data transmission path which is used to exchange data between the hot water meter and the readout programming device can also be used for manual input of commands.
  • the receiving unit of the bidirectional optoelectronic data transmission link (the phototransistor unit 34) also served as an input sensor.
  • the light-emitting diode unit 32 is used to reduce the power consumption by an associated control circuit at intervals of e.g. 0.2 s for a short period of e.g. 10 ms is energized to check whether the
  • Reflection mark 76 is at the intersection of the working axes or not.
  • connection head 28 is configured similarly to a normal electrical socket: in the material of the connection head 28, contact sleeves 90 are embedded, which work together with contact pins 92 embedded in the material of the counter-connection head 48.
  • contact sleeves 90 are embedded, which work together with contact pins 92 embedded in the material of the counter-connection head 48.
  • two contact sleeves and two contact pins are provided in each case.
  • an input head 94 can be inserted into the connection head 28.
  • This has essentially the same outer geometry as the counter-connection head 48 with the only exception that its end face essentially coincides with the end face of the connection head 28.
  • the contact pins 92 embedded in the input head 94 have resilient curved end sections 96 which protrude slightly beyond the end face of the input head 94 and engage in a shallow recess 98 in the end face of the input head.
  • the contact pins 92 can optionally be short-circuited by moving the cover 46. This can in turn be detected by the working circuit 22.
  • a microswitch 100 is also embedded in the shoulder surface of the extension 62. This is operated when the mating connector head 48 is inserted into the connector head 28.
  • the input head 94 has a recess 102 in the area of the microswitch 100, so that the microswitch is not actuated in this case.
  • the working circuit 22, which is additionally connected to the microswitch 100, can thus easily recognize whether larger amounts of data are to be input from the readout / programming device 50 or whether manual inputs from the input head 94 are to be waited for.
  • a small push button can also be installed in the input head 94, the actuating element of which lies in the end face of the input head 94.
  • the contact pins 92 can be connected to electrodes embedded in the end face of the input head 94, and the signal source detection circuit, which in this case has an input which speaks well, can then check whether these electrodes are bridged by a user's finger or not.
  • capacitive methods can be used to determine whether a user is pressing his finger on the face of the input head 94.
  • connection head 28 which contains the light-emitting diode unit 32 and the phototransistor 34, which are not shown in detail in FIG. 12, can be seen in FIG. 12, as can the displaceable cover 46 and the counter-connection head 48.
  • the light-emitting diode unit 54 and the phototransistor unit 56 are also not shown in this case. These units are connected via a transmitting circuit 104 or a receiving circuit 106 to interfaces of a working circuit 108 of the Readout / programming device 50 connected, which in practice represents a microprocessor with conventional peripherals (mass storage, input keyboard, display).
  • the connecting head 28 is in turn connected to a transmitting circuit 110 and a receiving circuit 112.
  • the transmitting circuit 110 is in turn connected to the output of a microprocessor 114, which is further connected on the input side to the incremental sensor 18 and the temperature sensor 20 and controls the LCD display panel 24.
  • a mass storage device 116 assigned to the microprocessor contains one or more work programs for the microprocessor 114 as well as data which are required for program execution. These data include in particular an identification number for the hot water meter and information about the type of temperature sensor used and the flow meter formed by measuring chamber 14 and impeller 16.
  • the microprocessor 14 clocks a shift register III, which is inserted as a delay path between the output of the receiving circuit 106 and a read-in interface of the microprocessor 114.
  • the output signal of the receiving circuit 112 is also fed to the input of a signal source detection circuit 120.
  • This can, for example, evaluate the impulses given to it with regard to height and / or length.
  • a large number of short pulses indicate to the signal source detection circuit 120 that digital data with a high baud rate are provided by the readout / programming device 50. If the signal source detection circuit 120 receives low-frequency level changes (pulse interval 1/10 seconds and longer), this indicates that the corresponding output pulses of the phototransistor unit 34 were generated by moving the cover 46. In the latter case, the signal source detection circuit generates an output signal which indicates to the microprocessor 114 that there is a manual input. If the microprocessor 114 does not receive such a signal, it interprets incoming data as data provided by the readout / programming device 50.
  • the manual input output signal of the signal source detection circuit 120 triggers a monostable multivibrator 122 so that the microprocessor 114 is only put into the receive mode, which assumes manual input, for a predetermined period of time.
  • the period of the flip-flop 122 is chosen in view of the delay time which the shift register 118 provides.
  • the flip-flop 122 is triggered via an AND gate 124, one input of which is connected to the output of the signal source detection circuit 120 and the other input of which receives a control signal from the microprocessor 114 if the microprocessor 114 itself does not output data via the Sending circle 104 concerned.
  • This signal can also be used at the same time by varying the working voltage of the light-emitting diode unit 32 and the phototransistor unit 34.
  • connection head 28 and counter-connection head 48 essentially corresponds to that according to FIG. 12, only the data transmission between connection head 28 and counter-connection head 48 takes place purely electrically, as already explained above with reference to FIGS. 10 and 11. That by an electrically conductive marking 76 of the cover 46 and the end sections 96 of the input head 94 formed switch is shown schematically.
  • connection head 48 contains only a single optoelectronic component, namely a light-emitting diode unit 32.
  • This is assigned a programmable control circuit 126 which, roughly speaking, operates the light-emitting diode unit 32 in one of three different operating modes depending on a control signal received from the microprocessor 114 : Transmission (current in the forward direction), normal data reception (reverse bias, measurement of the current generated by light incidence), voltage generator (high-resistance termination, detection of the voltage generated by incident light).
  • Transmission current in the forward direction
  • normal data reception reverse bias, measurement of the current generated by light incidence
  • voltage generator high-resistance termination, detection of the voltage generated by incident light.
  • the connection head 28 In the latter operating state, which is set over most of the time, namely when no counter-connection head 48 is inserted, the connection head 28 thus operates practically without energy and reacts to shadows from ambient light.
  • the cover 46 is now made of transparent material, so that the light-emitting diode in generator mode generates a voltage signal corresponding to the ambient light falling on it, which disappears when a finger is placed on the cover 46 in front of the light-emitting diode.
  • this third operating mode of the light-emitting diode unit 32 (generator operation) its output signal is amplified by an amplifier 128, and its output signal is applied to an amplitude discriminator 130 which is supplied with one or more reference voltages V. If the amplitude discriminator 130 detects a predetermined percentage drop in the signal given to it, it triggers a signal generator 132, which generates a signal outputs the observed drop in amplitude associated digital signal.
  • the signal generator 132 and the amplitude discriminator 130 can be designed such that they only respond to a light / dark difference. But they can also be designed so that they respond to different light / dark differences, which can be generated, for example, by moving a grayscale filter in front of the open end of the connecting head 28.
  • Such a light-modulating element is indicated schematically at 134 in FIG.
  • the digital signals output by the signal generator 132 are selected such that they differ from the bit sequences output by the readout / programming device 50.
  • the signals emitted by the signal generator 132 can in practice not otherwise contain ASCII character strings such as "%%" or "!?" correspond. In this way too, the microprocessor 114 recognizes that a manually entered data input is present at its input.
  • the embodiment of Figure 15 relates to a simplified application in connection with the control of the ignition timing of internal combustion engines.
  • the microprocessor 14 works together with a temperature sensor 136 and controls an ignition angle actuator 138 and an injection quantity actuator 140.
  • the connection head 28 only comprises a data-receiving phototransistor unit 34, so that new data are read into the mass memory 116 by a programming device 50 and the data output on a display panel 24 or the special work to be carried out by the microprocessor 14 can be set via a simple input head 94.
  • the invention has been described above with reference to two areas of application, namely the measurement of hot water consumption and the control of an internal combustion engine. It is understood that the invention is equally applicable in other fields.
  • consumption measurements for example the heat consumption on radiators in a building
  • cold water consumption for example the cold water consumption
  • electricity consumption for example the electricity consumption
  • monitoring tasks such as those that occur in building complexes, for example the monitoring of temperatures in different rooms, access controls, etc.
  • the invention can also be used in the case of small controls for machine tools or other devices, for example program controls for cameras, which can be reprogrammed are and have an interface for this.
  • the counter-connection head 48 cannot be connected to the readout / programming device via cables. This connection can also be made via a radio link or via a telephone line.
  • the work program for the microprocessor 114 can then be selected in such a way that, at certain intervals, it transmits only short pulse sequences which correspond to the increase in consumption or the change in a monitored property.
  • the central read-out device then carries out an integration itself, so that the integrated values are present there continuously, without the need for extensive data exchange which is stressful for the device's battery.
  • the counter update in the central read-out device is only compared with the binding state of the peripheral device at larger intervals by a full data record is transmitted from the peripheral device to the readout / programming device, which corresponds to the binding total value integrated in the device itself. This means that one always has up-to-date information in a control center, but requires little data transmission time and little energy for data transmission.

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Abstract

Es wird ein elektronisches Gerät, z.B. ein Wärmeverbrauchsmesser oder ein Wasserzähler oder dergleichen angegeben, bei welchem eine zum Datenaustausch vorgesehene Schnittstelle zusätzlich für manuelle Dateneingabe genutzt wird. Bei einer optischen Datenübertragungsstrecke umfaßt das als Deckel (46) ausgebildete manuell betätigbare Eingabeelement eine Reflexionsmarke (76), die mit dem Strahlengang in einem geräteseitigen der Verbindungsköpfe der optischen Datenübertragungsstrecke zusammenarbeitet.

Description

Elektronisches Gerät
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät, welches eine elektronische Arbeitsschaltung zur Steuerung, Überwachung oder Messung mindestens einer physikalischen Größe und eine Empfangseinheit aufweist, die mit einer Signalquelle verbindbar ist .
Beispiele für derartige elektronische Geräte sind z.B. Verbrauchsmesser für Strom, Wasser und Wärme, aber auch Steuergeräte, z.B. Zündsteuergeräte für Kraftfahrzeuge und ähnliches, und auch Überwachungsgeräte, die z.B. im Gebäudemanagement eingesetzt werden.
Derartige Geräte müssen bei der Installation oder auch im Einsatz mit Programmen und/oder Daten gefüttert werden, welche sie als Arbeitsgrundlage benötigen. Bei an Heizkörpern angebrachten Wärmeverbrauchsmessern ist dies z.B. die Größe des Heizkörpers an welchen das Wärmeverbrauchs - gerät angekoppelt ist.
Oft haben derartige Geräte unterschiedliche Arbeitszu- stände, die vom Verbraucher einstellbar sein sollen. Als Beispiel hierfür sei für einen an einem Heizkörper angebrachten Wärmeverbrauchsmesser die Anzeige des Wärme- Verbrauches bzw. die Anzeige der Temperatur angegeben. Für eine Zündungssteuerung kann es sich um das Umschalten zwischen verschiedenen Kennlinienfeldern handeln, z.B. bei einer Auslandsreise, bei welcher nur Kraftstoff reduzierter Qualität verfügbar ist. Würde man ein derartiges Gerät zusätzlich mit einem Eingabefeld versehen, würden sich die Kosten stark erhöhen, was im Hinblick auf die selten notwendigen manuellen Eingaben nicht gerechtfertigt ist. Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein elektronisches Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß die zum Anschluß der Signal- quelle vorgesehene Empfangseinheit (Schnittstelle) zugleich für gelegentliche manuelle Eingaben genutzt werden kann .
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein elek- tronisches Gerät mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Bei der ersten im Anspruch 1 angegebenen Alternative wird der im elektronischen Gerät enthaltenen Arbeits- Schaltung über die Signalquellenerkennungsmittel mitgeteilt, ob die Empfangseinheit des Gerätes an einer ersten Signalquelle (in der Regel eine digitale Signalquelle mit hoher Baudrate) oder einer zweiten Signalquelle (in der Regel ein Eingabe-Schalter, der Signale mit niederer Baudrate bereitstellt) verbunden ist. Aufgrund dieser Information kann die Arbeitsschaltung dann die Ausgangssignale der Empfangseinheit in angemessener, unterschiedlicher Weise verarbeiten.
Bei der zweiten im Anspruch 1 angegebenen Alternative aktivieren die Signalquellenerkennungsmittel einen Signalgenerator und veranlassen diesen zur Ausgabe von Signalen, die ebenso wie die Ausgangssignale auf den Eingang der Arbeitsschaltung gegeben werden. Dabei unter- scheiden sich die Ausgangssignale des Signalgenerators von den normalerweise auf den Eingang der Arbeitsschaltung gegebenen Signale, so daß die Arbeitsschaltung auf diese Weise weiß, aus welcher Signalquelle die gerade empfangenen Signale stammen, so daß diese Signale wiederum in der jeweils angemessenen Art und Weise verarbeitet werden. Um die vorgenannten Vorteile zu erhalten, sind bei einem erfindungsgemäß elektronischen Gerät nur geringfügige Abwandlungen im Bereich der Einrichtung zum Herstellen einer Verbindung zwischen Empfangseinheit und erster
Signalquelle notwendig. Diese Veränderungen lassen sich kostengünstig realisieren, bedingen darüber hinaus keine nennenswerte Vergrößerung der Abmessungen des elektronischen Gerätes.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Bei einem Gerät nach Anspruch 2 erfolgt automatisch mit dem Herstellen einer Verbindung zwischen der ersten oder der zweiten Signalquelle und der Empfangseinheit die Erzeugung eines entsprechenden Signalquellen- Identifikationssignales .
Die Erzeugung dieses Signales kann gemäß Anspruch 3 einfach beim Zusammenstecken der Steckverbinderteile einer Steckverbindung erfolgen, über welche die Empfangseinheit mit der ersten Signalquelle verbindbar ist.
Bei einem elektronischen Gerät gemäß Anspruch 4 braucht man keine zusätzliche elektromechanischen Teile, um ein Signalquellen-Identifikationssignal zu erzeugen. Der Signalquellen-Erkennungskreis überprüft die Art der einlaufenden Signale (insbesondere deren Frequenz, Impulsform und Amplitude (Anspruch 5) ) , und erkennt hieraus, ob die empfangenen Signale aus der ersten oder zweiten Signalquelle stammen.
Das Gerät gemäß Anspruch 6 kann zwischen Signalen unter- scheiden, die von unterschiedlichen digitalen Signalquel- len stammen .
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ermöglicht, daß eine Signalquelle sich durch einen durch eine vorgegebene Bitfolge bei dem Signalquellenerkennungs- kreis anmeldet bzw. durch einen durch eine andere vorgegebene Bitfolge vorgegebenen Auslogbefehl vom Signal- quellenerkennungskreis abmeldet. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Ausgangssignale dieser primär zu berücksichtigenden Signalquelle immer richtig verarbeitet werden, etwa nach dem Anmelden gleichzeitig abgegebene Ausgangssignale der anderen Signalquelle unberücksichtigt bleiben.
Viele elektronische Geräte der eingangs angesprochenen Art haben eine bidirektionale Schnittstelle, die neben der schon angesprochenen Empfangseinheit auch eine Sendeeinheit aufweist. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 wird gewährleistet, daß der Signalquellen- erkennungskreis nur dann das Vorliegen von Ausgangssignalen der zweiten Datenquelle anzeigt und ein entsprechendes Arbeiten der Arbeitsschaltung veranlaßt, wenn die Sende - einheit des elektronischen Gerätes nicht arbeitet. Damit sind durch Übersprechen bedingte Fehleingaben auf die Arbeitsschaltung ausgeräumt, wie sie z.B. bei optischer Datenübertragung durch Streulicht hervorgerufen werden können .
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 ist im Hinblick auf eine einfache gelegentliche Dateneingabe durch eine kompakte, in das Gerät selbst integrierte zweite Signalquelle von Vorteil .
Bei einem Gerät gemäß Anspruch 10 hat man ein großflächiges Bedienteil zur manuellen Dateneingabe. Bei einem Gerät gemäß Anspruch 11 hat man einen klaren Betätigungsweg für die zweite Signalquelle und damit eine gute taktile Rückmeldung über vorgenommene Eingaben.
Die Ansprüche 12 bis 14 geben Alternativen für die bewegliche Anordnung des Schalter-Betätigungsteiles an. Dabei ist an der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
12 vorteilhaft, daß man auch einen großen Betätigungsweg auf einfache Weise realisieren kann.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 13 hat man eine im wesentlichen gleichbleibende Position des drehbaren Betätigungsteiles auf dem Gerätegehäuse, so daß das bewegliche Betätigungsteil auch in allen Betätigungsstellen einen gleich guten mechanischen Deckel für ein Steckverbinderteil sein kann, durch welches die Empfangseinheit an die erste Signalquelle angeschlossen werden kann.
Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen
13 undl4 haben den Verteil, daß das Betätigungsteil tastenähnlich bedient werden kann, wobei sich die spezielle Variante gemäß Anspruch 14 durch besonders niedrige Gestehungskosten auszeichnet.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 wird erreicht, daß das bewegliche Teil des Schalters zugleich eine Schmutz-Abdeckung für ein Steckverbinder- teil bildet, über welches die Empfangseinheit mit der ersten Signalquelle verbindbar ist. Darüber hinaus ist zugleich zwangsläufig gewährleistet, daß bei zum Einstecken des Gegen-Steckverbinderteiles geöffnetem Anschluß der Empfangseinheit keine manuellen Eingaben mehr erfolgen können. Die gleichen Vorteile erhält man gemäß Anspruch 16, wobei am Gerätegehäuse keine Führung für das bewegliche Schalterteil vorgesehen zu werden braucht .
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 ist im Hinblick auf eine durchgehend glatte Außenseite des Gerätegehäuses von Vorteil.
Bei einem Gerät, welches sowieso mit einer Optokoppler- Schnittstelle versehen ist, kann man die zusätzliche manuelle Dateneingabe sehr einfach gemäß Anspruch 18 vornehmen, wobei nur wenige zusätzliche elektronische und ggf. mechanische Elemente benötigt werden.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 19 erlaubt ein Betreiben der Empfangseinheit und des Signal - quellenerkennungskreises mit nur geringem Strom. Es ist deshalb besonders wichtig, da elektronische Geräte der eingangs angesprochenen Art und Weise weitgehend aus Langzeitbatterien gespeist werden, die über die Eichperiode von Meßgeräten entsprechenden Zeiträume (typischerweise 7 bis 10 Jahre) wartungsfrei sein sollen, Da diese Geräte über den meisten Teil der Zeit nicht mit der ersten mit hoher Baudrate arbeitenden Signal - quelle verbunden sind, ist es besonders wichtig, daß in diesen Zeitspannen nur wenig Strom verbraucht wird.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 20 hat den Vorteil, daß die Arbeitsschaltung nach einer vorge- gegebenen Zeitspanne zwangsläufig in einen vorzugsweise einzustellenden Signalverarbeitungsmodus zurückfällt.
Dabei kann man bei dem Gerät nach Anspruch 21 den Signal- quellen-Erkennungskreis auch nach zeitaufwendigeren Kri- terien arbeiten lassen, wobei aber trotzdem gewährleistet ist, daß keine Daten nicht oder falsch verarbeitet werden.
Gemäß Anspruch 22 kann man die der benötigten Prüfzeit entsprechende Signalverzögerung einfach in weiten Grenzen programmierbar und präzise vorgeben.
Bei einem Gerät gemäß Anspruch 23 kann man eine manuelle Eingabe einfach dadurch vornehmen, daß man beim Schnitt- punkt der Arbei Sachsen von Sendeeinheit und Empfasngs- einheit eine Fingerfläche auf die Begrenzungsfläche des Gerätegehäuses legt oder in dieser Begrenzungsfläche ein Betätigungselement verschiebt.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 24 wird eine deutliche Umsetzung der Betätigungsbewegung des beweglichen Schalterteiles in eine elektrische Signaländerung erhalten, da sich die Menge des auf die Empfangseinheit fallenden Lichtes durch Verlagerung des beweglichen Schalterteiles stark ändert.
Gemäß Anspruch 25 kann man in einer zentralen Uberwachungs- einheit laufend unter geringer Belastung der Batterie des Gerätes eine Information über den momentanen Wert der überwachten Größen haben, wobei aber über lange Zeiträume trotzdem gewährleistet ist, daß der in der Überwachungseinheit und im messenden Gerät gehaltene Wert der überwachten Größen sich nicht oder nur unwesentlich unterscheidet .
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs- beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Figur 1: eine teilweise gebrochene Aufsicht auf einen Warmwasserzähler, der über ein tragbares Gerät ausgelesen und programmiert werden kann;
Figur 2: eine Aufsicht auf einen Verbindungskopf, über welchen der in Figur 1 gezeigte Warmwasserzähler an ein Auslese- und Programmiergerät angeschlossen werden kann;
Figur 3 : einen vergrößerten horizontalen Schnitt durch die Steckverbindung zwischen Warmwasserzähler und Auslesekopf längs deren horizontaler Mittelebene ;
Figur 4: eine ähnliche Ansicht wie Figur 3, in welcher jedoch der Verbindungskopf des Auslese- und
Programmiergerätes abgezogen ist und vor dem geräteseitigen Steckverbindungsteil ein verschiebbarer Deckel angeordnet ist, welcher zugleich als Eingabetaste dient;
Figuren 5 und 6: ähnliche Ansichten wie Figur 4, in welchen jedoch abgewandelte manuell betätigbare Eingabeelemente gezeigt sind;
Figur 7: eine Vorderansicht eines abgewandelten geräteseitigen Verbindungskopfes;
Figur 8 : eine Aufsicht auf die Innenseite einer Verschluß- und Betätigungsscheibe zum Einsetzen in den in Figur 7 gezeigten Verbindungskopf;
Figur 9: eine seitliche Ansicht der in Figur 8 gezeigten Verschluß- und Betätigungsscheibe;
Figur 10: einen axialen Schnitt durch eine abgewandelte elektrische Steckverbindung zum Anschließen eines Auslese- und Programmiergerätes an den Warmwasserzähler nach Figur 1;
Figur 11: eine ähnliche Ansicht wie Figur 10, in welcher jedoch das eine Steckverbinderteil durch ein hierzu weitgehend formgleiches Eingabeelement ersetzt ist;
Figur 12: eine Blockschaltbild des in Figur 1 gezeigten War wasserzählers zusammen mit einem passenden Auslese- und Programmiergerät; und
Figuren 13 bis 15: Blockschaltbilder abgewandelter elektro- nischer Geräte, die einerseits mit einem Auslesebzw. Programmiergerät verbindbar sind, andererseits über dieselbe Schnittstelle eine manuelle Dateneingabe ermöglichen.
In Figur 1 ist ein Warmwasserzähler dargestellt, welcher einen Einlaßstutzen 10, einen Auslaßstutzen 12 sowie eine dazwischenliegende Meßkammer 14 aufweist . In der letzteren läuft ein Flügelrad 16 um. Außerhalb der Meßkammer 14 ist ein auf Änderungen des Magnetflusses an- sprechender magnetischer Inkrementfühler 18 vorgesehen, der mit den Flügeln des Flügelrades 16 zusammenarbeitet. An den Einlaßstutzen ist ferner ein Temperaturfühler 20 thermisch angekoppelt.
Der Inkrementfühler 18 und der Temperaturfühler 20 sind mit Eingängen einer elektronischen Arbeitsschaltung 22 verbunden, die grob gesprochen folgendermaßen arbeitet: Aus den zeitlichen Abständen, in welchen die vom Inkrementfühler 18 abgegebenen Impulse aufeinanderfolgen, werden die durch den Zähler hindurchlaufenden Wasser-Elementar- olumina ermittelt. Diese werden mit dem Ausgangssignal des Temperaturfühlers 20 multipliziert, wodurch man das jeweils gelieferte Wärmeinkrement erhält, und durch Integration der Elementarvolumina wird der Wasserverbrauch, durch Integration der Wärmeinkremente der Gesamtwärme- verbrauch bestimmt. Diese Verbrauchswerte und zusätzlich die Temperatur des zugeführten Wassers können wahlweise auf einem LCD-Anzeigefeld 24 dargestellt werden, welches auf die Frontseite eines Gerätegehäuses 26 aufgesetzt ist.
Um die Verbrauchsdaten auslesen zu können, die Arbeits- schaltung 22 programmieren zu können und Überwachungsaufgaben durchführen zu können, ist die Arbeitsschaltung 22 mit einem als Buchse ausgebildeten optischen Verbin- dungskopf 28 verbunden, der auf der Frontseite des Geräte- gehäuses 26 angeordnet ist.
Als Stromversorgung für die verschiedenen elektronischen Komponenten des Warmwassermessers dient eine im Gerätege- häuse 26 untergebrachte Langzeitbatterie 30.
Bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel umfaßt der Verbindungskopf 28 eine Leuchtdiodeneinheit 32 sowie eine Fototransistoreinheit 34. Diese befinden sich (ver- gleiche insbesondere Figur 3) bei der Randkante der Bodenfläche einer gestuften Vertiefung 36, die in der Gerätefrontseite vorgesehen ist . Die Leuchtdiodeneinheit 32 und die Fototransistoreinheit 34 haben jeweils eine Arbeitsachse 38, längs der sie Licht abgeben bzw. Licht empfangen. Die ArbeitSachsen 38 und 40 sind so angestellt, daß sie sich im wesentlichen in der Frontseite des Gerätegehäuses 26 in der vertikalen Mittelebene der Vertiefung 36 schneiden. Zur optischen Trennung zwischen Sendelicht und Empfangslicht ist vom Boden der Vertiefung 36 eine mittige vertikale Rippe 42 getragen. Auf der Vorderseite des Gerätegehäuses ist eine über die Vertiefung 36 hinwegführende Führung 44 ausgebildet, auf welcher ein Deckel 46 läuft. Dieser ist in Figur 1 durch ausgezogene Linien in einer Stellung wiedergegeben, in welcher die Vertiefung 36 freiliegt. In die Vertiefung 36 kann somit ein Gegenverbindungskopf 48 eingesetzt werden, wie er in Figur 2 wiedergegeben ist, um den Warmwasserzähler mit einem externen Auslese-/Programmier- gerät verbinden zu können, welches in Figur 12 insgesamt mit 50 bezeichnet ist.
Der Gegenverbindungskopf 48 hat in seiner Vorderseite eine mit der Vertiefung 36 fluchtende Vertiefung 52, bei deren Boden-Randkante eine Leuchtdiodeneinheit 54 sowie eine Fototransistoreinheit 56 vorgesehen sind. Diese sind so geneigt, daß ihre Arbeitsachsen mit den Arbeitsachsen 38, 40 zusammenfallen. Damit bilden die Leuchtdiodeneinheit 32 und die Fototransistoreinheit 36 einen vom Warmwasserzähler zum Auslese- /Programmiergerät 50 führenden Datenübertragungskanal, die Leucht- diodeneinheit 54 und die Fototransistoreinheit 34 einen vom Auslese-/Progammiergerät 50 zum Warmwasserzähler führenden Datenübertragungskanal . Eine in der Mitte der Vertiefung 52 dienende vertikale Rippe 58 dient wieder zur Entkopplung von Sende- und Empfangslicht, diesmal im Gegenverbindungskopf 48.
Um eine zwangsweise richtige Ausrichtung der verschie- denen Komponenten der optoelektronischen Datenubertragungsstrecke zu gewährleisten, trägt die Vorderseite des Gegenverbindungskopfes 48 einen ringförmigen Vorsprung 60, der in eine komplementäre Erweiterung 62 der Vertiefung 36 paßt. Hinter der durch die Erweiterung 62 gebildeten Ringschulter liegt ein Ring 64 aus magnetisierbarem Material, der mit einem Ringmagneten 66, der im Vorsprung 60 eingebettet ist, eine Magnetkupplung bildet, durch welche der Verbin- dungskopf 28 und der Gegenverbindungskopf 48 zusammengehalten werden. Zur richtigen winkelmäßigen Ausfluchtung der beiden Verbindungsköpfe ist an der Umfangswand der Erweiterung 62 eine Nase 68 vorgesehen, die mit einer komplementären Ausnehmung 70 in der Umfangswand des Vorsprunges 60 zusammenarbeitet.
Ist der Gegenverbindungskopf 48 abgenommen, so wird die Vertiefung 36 durch Verschieben des Deckels 46 verschlossen, wobei man den Deckel 46 nur leicht gegen einen durch eine Feder 72 vorgespannten beweglichen Anschlag 74 schiebt, so daß dieser noch nicht nachgibt. In dieser Stellung des Deckels liegt eine auf seiner Innenseite vorgesehene Reflexionsmarke 76 noch seitlich neben dem Schnittpunkt der Arbeitsachsen 38 und 40. Da die Rückseite des Deckels 46 im übrigen lichtabsorbierend ausgebildet (z.B. schwarz lackiert) ist, gelangt von der Leuchtdiodeneinheit 32 etwa ausgesandtes Licht nicht durch Reflexion oder Streuung auf die Fototransistoreinheit 34.
Wird der Deckel 46 nun unter Überwindung der Kraft der
Feder 72 weiter nach links bewegt, so kommt die Reflexionsmarke 76 an den Schnittpunkt der ArbeitSachsen 38, 40 zu liegen und von der Leuchtdiodeneinheit 32 ausgesandtes Licht wird auf die Fototransistoreinheit 34 reflektiert. Durch jedes Bewegen des Deckels 46 entgegen der Kraft der Feder 72 aus der normalerweiser unter Federkraft eingenommenen Ruhe-Schließstellung heraus, läßt sich somit am Ausgang der Fototransistoreinheit 34 jeweils ein Impuls erzeugen, der von der Arbeitsschaltung 22 erhalten wird und von dieser zur Durchführung vom Benutzer gewünschter Aufgaben verwendet werden kann.
Auf diese Weise kann der Benutzer z.B. auswählen, ob auf dem LCD-Anzeigefeld 24 die Temperatur des zugeführten Wassers, der Wasserverbrauch oder der Wärmeverbrauch angezeigt werden soll, oder auch, ob die Anzeige überhaupt abgeschaltet werden soll. Man kann auch die Arbeitsschaltung 22 so programmieren, daß sie bei kurz andauernden Ausgangsimpulsen der Fototransistoreinheit 34 jeweils eine von ihr durchführbare Arbeit auf dem LCD-Anzeigefeld 24 zur Anzeige bringt und diese Arbeit dann durchführt, wenn der Deckel 46 länger als eine vorgegebene Zeitspanne (z. B. 3 Sekunden) entgegen Federkraft in der reflektierenden Arbeitsstellung erhalten wird.
Wie nachstehend noch genauer beschrieben wird, gibt es verschiedenen Möglichkeiten, wie die Arbeitsschaltung 26 Ausgangsimpulse der Fototransistoreinheit 34, die von der Leuchtdiodeneinheit 54 erzeugt werden, von solchen Ausgangsimpulsen der Fototransistoreinheit 34 zu unterscheiden, die durch an der Reflexionsmarke 76 reflektiertes Licht der Leuchtdiodeneinheit 32 erhalten werden.
Figur 4 zeigt den Deckel 46 in derjenigen Stellung, in welcher er entgegen der Kraft der Feder 72 voll nach links bewegt wurde, so daß die Reflexionsmarke 76 beim Schnittpunkt der ArbeitSachsen 38, 40 steht. In Figur 1 ist die den Verbindungskopf 28 voll freigebende Stellung des Deckels 46 dargestellt, und in der unter Kraft der Feder 72 eingenommenen Ruhe-Schließstellung (gestrichelt angedeutet) steht der Deckel 46 so, daß die Reflexions- marke 76 rechts des Schnittpunktes der ArbeitSachsen 38, 40 liegt. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist auf die Fototransistoreinheit 34 ein dünnes Blendenrohr 78 aufgesetzt, so daß die Fototransistoreinheit 34 eine scharfe Richtcharakteristik erhält. Die Reflexionsmarke 76 ist nunmehr von einem ausgeschnittenen Tastenabschnitt 80 des Deckels 46 getragen, welcher noch über einen vertikalen Biegeabschnitt 82 mit dem Hauptteil des Deckels 46 in Verbindung steht, an den übrigen Rändern jedoch durch Schnitte vom Material des Deckels getrennt ist. Bei diesem Ausführungs- beispiel entfällt somit der durch die Feder 72 vorgepannte Anschlag 74. Der Deckel 46 ist im Schließzustand gegen eine feste Anschlagkante des Gerätegehäuses geschoben.
Bei nicht betätigtem Tastenabschnitt 80 wird von der Leuchtdiodeneinheit 32 ausgesandtes Licht auf die Fototransistoreinheit 34 reflektiert. Drückt man auf den Tastenabschnitt 80 wird der von der Reflexionsmarke 76 reflektierte Lichtstrahl so gekippt, daß er nicht mehr durch das Blendenrohr 78 hindurchläuf . Man erhält somit bei Betätigung des Tastenabschnittes 80 eine abfallende
Flanke in dem Ausgangssignal der Fototransistoreinheit 34.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 6 hat der Deckel 46 eine mittige Öffnung 84, in welche eine gewellte Membran 86 eingesetzt ist, deren ebene mittige Fläche zugleich eine Spiegelfläche darstellt. Diese kann durch Drücken der Membran in Tiefenrichtung des Gerätegehäuses vom Schnittpunkt der ArbeitSachsen 38, 40 wegbewegt werden, wodurch sich ebenfalls eine Abnahme des von der Fototransistoreinheit 34 empfangenen Lichtes ergibt.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7 bis 9 ist die Erweiterung 62 bzgl . der Vertiefung 36 exzentrisch. Die Reflexionsmarke 76 ist entsprechend exzentrisch auf dem nun als Kreisscheibe ausgebildeten und in der Erweiterung 62 drehbar gelagerten Deckel 46 angebracht. Durch Drehen des Deckels 46 kann man somit die Reflexionsmarke 76 wahlweise an den Schnittpunkt der Arbeitsachsen 38, 40 legen bzw. von diesem weg bewegen.
Falls gewünscht, kann man an der Umfangsflache des Deckels 46 ein Gewinde 88 vorsehen, welches mit einem entsprechenden Gegengewinde in der Umfangswand der Erweiterung 62 zusammenarbeitet, wodurch der Deckel 46 auf einfache Weise drehbar und zugleich unverlierbar in der Erweiterung 62 angebracht werden kann.
Den verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, daß man einen Teil der Datenübertragungs- strecke, der zum Austausch von Daten zwischen dem Warmwasserzähler und dem Auslese-Programmiergerät dient, zugleich auch zur manuellen Eingabe von Befehlen verwenden kann. Dabei diente die Empfangseinheit der bidirektionalen optoelektronischen Datenubertragungsstrecke (die Fototransistoreinheit 34) zugleich als Eingabefühler.
Die Leuchtdiodeneinheit 32 wird zur Reduzierung des Stromverbrauches durch eines zugeordnete Steuerschaltung in Abständen von z.B. 0,2 s für jeweils eine kurze Zeit- spanne von z.B. 10 ms erregt wird, um zu prüfen, ob die
Reflexionsmarke 76 im Schnittpunkt der Arbeitsachsen steht oder nicht .
Analog zu der oben beschriebenen Optokoppler-Schnittstelle kann man gemäß den Figuren 10 und 11 bei einer elektrischen Steckverbindung zwischen dem Warmwasserzähler und dem Auslese- und Programmiergerät vorgehen. Dabei sind Geräteteile, die zu oben schon erläuterten Teilen funktionsäquivalent sind, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Sie brauchen nachstehend nicht nochmals im einzelnen erläutert zu werden.
In den Figuren 10 und 11 ist der Verbindungskopf 28 ähnlich ausgebildet wie eine normale elektrische Steck- buchse: in das Material des Verbindungskopfes 28 sind Kontakthülsen 90 eingebettet, die mit in das Material des Gegenverbindugnskopfes 48 eingebetteten Kontakt- stiften 92 zusammenarbeiten. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel (serielle Datenübertragung über Zwei- Leiter-System) sind jeweils zwei Kontakthülsen und zwei Kontaktstif e vorgesehen.
Anstelle des Gegenverbindungskopfes 48 kann ein Eingabekopf 94 in den Verbindungskopf 28 eingesteckt werden. Dieser hat im wesentlichen gleiche Außengeometrie wie der Gegenverbindungskopf 48 mit der einzigen Ausnahme, daß seine Stirnfläche im wesentlichen mit der Stirnfläche des Verbindungskopfes 28 zusammenfällt.
Die in den Eingabekopf 94 eingebetteten Kontaktstifte 92 haben federnde gekrümmte Endabschnitte 96, die geringfügig über die Stirnfläche des Eingabekopfes 94 überstehen und in eine flache Vertiefung 98 der Stirnfläche des Eingabekopfes eingreifen.
Verwendet man zusammen mit der in den Figuren 10 und 11 gezeigten Steckverbindung anstelle einer vom Deckel 46 getragenen Reflexionsmarke eine elektrisch leitende Marke 76, so kann man durch Verschieben des Deckels 46 wahlweise die Kontaktstifte 92 kurzschließen. Dies kann wiederum von der Arbeitsschaltung 22 detektiert werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 10 und 11 ist ferner in die Schulterfläche der Erweiterung 62 ein Mikroschalter 100 eingelassen. Dieser wird betätigt, wenn der Gegenverbindungskopf 48 in den Verbindungskopf 28 eingesteckt wird. Der Eingabekopf 94 hat dagegen im Bereich des Mikroschalters 100 eine Ausnehmung 102, so daß der Mikroschalter in diesem Falle nicht betätigt wird. Damit kann die Arbeitsschaltung 22, die zusätzlich mit dem Mikroschalter 100 verbunden ist, auf einfache Weise erkennen, ob größerer Datenmengen vom Auslese-/ Programmiergerät 50 her eingegeben werden sollen oder auf manuelle Eingaben vom Eingabekopf 94 gewartet werden soll.
In Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach Figur 11 kann man in den Eingabekopf 94 auch einen kleinen Taster einbauen, dessen Betätigungsglied in der Stirnfläche des Eingabekopfes 94 liegt. Nochmals alternativ kann man die Kontaktstifte 92 an in die Stirnfläche des Eingabekopfes 94 eingelassene Elektroden anschließen, und der in diesem Fall mit einem einsprechenden Eingang versehene Signalquellen-Erkennungskreis kann dann über- prüfen, ob diese Elektroden durch den Finger eines Benutzers überbrückt sind oder nicht. Nochmals alternativ können kapazitive Verfahren verwendet werden, um festzustellen, ob ein Benutzer mit seinem Finger auf die Stirnfläche des Eingabekopfes 94 drückt.
In Figur 12 ist der Verbindungskopf 28, welcher die Leuchtdiodeneiheit 32 und den Fototransistor 34 enthält, die in Figur 12 aber nicht im einzelnen wiedergegeben sind, ebenso erkennbar wie der verschiebbare Deckel 46 und der Gegenverbindungskopf 48.
Auch bei diesem sind die Leuchtdiodeneinheit 54 und die Fototransistoreinheit 56 nicht gezeigt. Diese Einheiten sind über einen Sendekreis 104 bzw. einen Empfangskreis 106 mit Schnittstellen einer Arbeitsschaltung 108 des Auslese- /Programmiergerätes 50 verbunden, welche in der Praxis einen Mikroprozessor mit üblicher Peripherie (Massenspeicher, Eingabetastatur, Display) darstellt.
Der Verbindungskopf 28 ist seinerseits mit einem Sendekreis 110 sowie einem Empfangskreis 112 verbunden. Der Sendekreis 110 ist seinerseits mit dem Ausgang eines Mikroprozessors 114 verbunden, der eingangsseitig ferner mit dem Inkrementfühler 18 sowie dem Temperaturfühler 20 verbunden ist und das LCD-Anzeigefeld 24 steuert.
Ein dem Mikroprozessor zugeordneter Massenspeicher 116 enthält ein oder mehrere Arbeitsprogramme für den Mikor- prozessor 114 sowie Daten, welche bei der Programmab- Wicklung benötigt werden. Diese Daten umfassen insbesondere eine Identifikationsnummer für den Warmwasserzähler sowie Angaben über den Typ des verwendeten Temperaturfühlers und des durch Meßkammer 14 und Flügelrad 16 gebildeten Durchflußzählers.
Durch den Mikroprozessor 14 wird ein Schieberegister lli getaktet, welches als Verzögerungstrecke zwischen den Ausgang des Empfangskreises 106 und eine Einleseschnittstelle des Mikroprozessors 114 eingefügt is .
Das Ausgangssignal des Empfangskreises 112 wird ferner auf den Eingang eines Signalquellen-Erkennungskreises 120 gegeben. Dieser kann z.B. die auf ihn gegebenen Impulse bezüglich Höhe und/oder Länge auswerten. Eine große Anzahl kurzer Impulse zeigt dem Signalquellen-Erkennungskreis 120 an, daß digitale Daten mit hoher Baudrate vom Auslese-/Programmiergerät 50 her bereitgestellt werden. Erhält der Signalquellen-Erkennungskreis 120 niederfrequente Pegeländerungen (Impulsabstand 1/10 Se- künde und länger) , so zeigt dies an, daß die entspre- chenden Ausgangsimpulse der Fototransistoreinheit 34 durch Verschieben des Deckels 46 erzeugt wurden. Im letztgenannten Falle erzeugt der Signalquellen-Erkennungs- kreis ein Ausgangssignal , welches dem Mikroprozessor 114 anzeigt, daß eine manuelle Eingabe vorliegt. Erhält der Mikroprozessor 114 kein solches Signal, interpretiert er einlaufende Daten als vom Auslese-/Programmiergerät 50 bereitgestellte Daten.
Das manuelle Eingaben anzeigende Ausgangssignal des Signalquellen-Erkennungskreises 120 stößt eine monostabile Kippschaltung 122 an, so daß der Mikroprozessor 114 nur für eine vorgegebene Zeitspanne in den manuelle Eingaben unterstellenden Empfangsmodus gestellt wird. Die Periode der Kippschaltung 122 ist im Hinblick auf die Verzögerungszeit gewählt, welche das Schieberegister 118 besorgt.
Das Anstoßen der Kippschaltung 122 erfolgt über ein UND-Glied 124, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Signalquellen-Erkennungskreises 120 verbunden ist und dessen anderer Eingang vom Mikorprozessor 114 dann ein Durchsteuersignal erhält, wenn der Mikroprozessor 114 selbst nicht die Ausgabe von Daten über den Sende- kreis 104 besorgt. Dieses Signal kann gleichzeitig auch dadurch verwendet werden, die Arbeitsspannung von Leucht- diodeneinheit 32 und Fototransistoreinheit 34 zu variieren.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 13 entspricht im wesentlichen dem jenigen nach Figur 12, nur erfolgt die Datenübertragung zwischen Verbindungskopf 28 und Gegenverbindungskopf 48 rein elektrisch, wie oben unter Bezugnahme auf die Figuren 10 und 11 schon erläutert. Der durch eine elektrisch leitende Markierung 76 des Deckels 46 und die Endabschnitte 96 des Eingabekopfes 94 gebildete Schalter ist schematisch dargestellt.
Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Figur
14 enthält der Verbindungskopf 48 nur ein einziges opto- elektronisches Bauelement, nämlich eine Leuchtdiodeneinheit 32. Dieser ist ein programmierbarer Steuerkreis 126 zugeordnet, der grob gesprochen in Abhängigkeit von einem vom Mikroprozessor 114 erhaltenen Steuersignal die Leuchtdiodeneinheit 32 in einer von drei unter- schiedlichen Betriebsarten betreibt: Senden (Strom in Durchlaßrichtung) , normaler Datenempfang (Vorspannung in Sperrichtung, Messung des durch Lichtauffall erzeugten Stromes) , Spannungsgenerator (hochohmiger Abschluß, Detektieren der durch einfallendes Licht erzeugten Span- nung) . In dem letztgenannten Betriebszustand, der über den größten Teil der Zeit eingestellt wird, nämlich dann, wenn kein Gegenverbindungskopf 48 eingesteckt ist, arbeitet der Verbindungskopf 28 somit praktisch energiefrei und reagiert auf Abschattungen von Umgebungs- licht. Der Deckel 46 ist nun aus transparentem Material hergestellt, so daß die Leuchtdiode im Generatorbetrieb ein dem auf sie fallenden Umgebungslicht entsprechendes Spannungssignal erzeugt, welches verschwindet, wenn ein finger vor der Leuchtdiode auf den Deckel 46 gelegt wird.
In weiterer Abwandlung der Erfindung wird in dieser dritten Betriebsart der Leuchtdiodeneinheit 32 (Generatorbetrieb) deren Ausgangssignal durch einen Verstärker 128 verstärkt, und dessen Ausgangssignal wird auf einen Amplitudendiskriminator 130 gegeben, der mit einer oder mehreren Referenzspannungen V. beaufschlagt ist. Stellt der Amplitudendiskriminator 130 einen vorgegebenen prozentualen Abfall des auf ihn gegebenen Signales fest, so stößt er einen Signalgenerator 132 an, der ein diesem beobachteten Amplitudenabfall zugeordnetes digitales Signal abgibt. Der Signalgenerator 132 und der Amplitudendiskriminator 130 können ausgebildet sein, daß sie nur auf einen Hell/Dunkel-Unterschied ansprechen. Sie können aber auch so ausgebildet sein, daß sie auf unterschiedliche Hell/Dunkel-Unterschiede ansprechen, die z.B. dadurch erzeugt werden können, daß man vor dem offenen Ende des Verbindungskopfes 28 ein Graustufenfilter verschiebt. Ein derartiges lichtmodulie- rendes Element ist in Figur 14 schematisch bei 134 angedeutet .
Die vom Signalgenerator 132 abgegebenen digitalen Signale sind so gewählt, daß sie sich von den vom Auslese-/ programmiergrät 50 abgebenen Bitfolgen unterscheiden. Zum Beispiel können die vom Signalgenerator 132 abgegebenen Signale in der Praxis sonst nicht vorkommenden ASCII -Zeichenketten wie "%%" oder "!?" entsprechen. Auch auf diese Weise erkennt somit der Mikroprozessor 114, daß an seinem Eingang eine manuell vorgenommene Dateneingabe ansteht .
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 15 betrifft eine vereinfachte Anwendung im Zusammenhang mit der Steuerung des Zündzeitpunktes von Brennkraftmaschinen. Der Mikroprozessor 14 arbeitet mit einem Temperaturfühler 136 zusammen und steuert ein Zündwinkel -Stellglied 138 sowie ein Einspritzmengen-Stellglied 140. Der Verbindungskopf 28 umfaßt nur eine Daten entgegennehmende Fototransistor- einheit 34, sodaß in den Massenspeicher 116 von einem Programmiergerät 50 her neue Daten eingelesen werden können und über einen einfachen Eingabekopf 94 die an einem Anzeigefeld 24 ausgegebenen Daten oder vom Mikroprozessor 14 durchzuführende Sonderarbeiten eingestellt werden können. Die Erfindung wurde oben stehend anhand zweier Einsatzgebiete, nämlich der Warmwasser-Verbrauchsmessung und der Steuerung einer Brennkraftmaschine beschrieben. Es versteht sich, daß die Erfindung gleichermaßen auf anderen Gebieten verwendbar ist. Hierunter sind insbesondere Verbrauchsmessungen zu nennen, z.B. der Wärme- verbrauch an Heizkörpern eines Gebäudes, der Kaltwasserverbrauch, der Stromverbrauch. Dazu kommen unterschied- liehe Überwachungsaufgaben, wie sie in Gebäudekomplexen anfallen, z.B. die Überwachung von Temperaturen in verschiedenen Räumen, Zugangskontrollen usw.. Die Erfindung kann auch bei kleinen Steuerungen für Werkzeugmaschinen oder andere Geräte, z.B. Programmsteuerungen für Foto- apparate verwendet werden, die umprogrammierbar sind und hierzu eine Schnittstelle aufweisen.
In Abwandlung der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele kann der Gegenverbindungskopf 48 auch nicht über Kabel mit dem Auslese-/Programmiergerät verbunden sein. Diese Verbindung kann auch über eine Funkstrecke oder über eine Telefonleitung erfolgen.
In einem solchen Falle kann man dann das Arbeitsprogramm für den Mikroprozessor 114 so wählen, daß dieser in gewissen Abständen nur kurze Impulsfolgen übermittelt, die der Zunahme des Verbrauches oder der Änderung einer überwachten Eigenschaft entsprechen. Das zentrale Auslesegerät führt dann selbst eine Integration durch, so daß dort die integrierten Werte laufend vorliegen, ohne daß laufend ein umfangreicher und die Batterie des Gerätes belastender Datenaustauch notwendig wäre. Die Zähler- Fortschreibung im zentralen Auslesegerät wird nur in größeren zeitlichen Abständen wieder mit dem verbind- liehen Stand des peripheren Gerätes abgeglichen, indem ein voller Datensatz vom peripheren Gerät zum Auslese-/ Programmiergerät übermittelt wird, der den im Gerät selbst aufintegrierten, verbindlichen Gesamtwert entspricht. Man hat somit in einer Zentrale laufend aktuelle Informationen, benötigt hierzu aber nur wenig Datenübermittlungszeit und auch wenig Energie zur Datenübermittlung.

Claims

Patentansprüche
1. Elektronisches Gerät, welches eine elektronische Arbeitsschaltung (22) zur Steuerung, Überwachung oder Messung mindestens einer physikalischen Größe und eine Empfangseinheit (34) aufweist, die mit einer Signalquelle (50) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit (34) mit einer zweiten Signal- quelle (46; 94; 134) zusammenarbeitet und daß Signalquellen- Erkennungsmittel (100; 120) vorgesehen sind, deren Ausgangssignal auf eine Steuerklemme der Arbeitschaltung (22) gegeben wird oder auf die Eingangsklemme eines Signalgenerators (132) gegeben wird, dessen Ausgang mit dem mit der Empfangseinheit (34) verbundenen Eingang der Arbeits- schaltung (22) verbunden ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalquellen-Erkennungsmittel einen Verbin- dungsfühler (100) aufweisen, der beim Herstellen einer
Verbindung zwischen der ersten Signalquelle (50) bzw. der zweiten Signalquelle (46; 94; 134) und der Empfangseinheit (34) ein der jeweils angeschlossenen Signalquelle zugeordnetes Signalquellen- Identifizierungssignal bereitstellt.
3. Gerät nach Anspruch 2, wobei die Verbindung zwischen der Empfangseinheit (34) mit der ersten Signalquelle
(50) über eine Steckverbindung (28, 48) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsfühler (100) ein taktiler oder berührungsfreier Fühler ist, der durch ein Steckverbinderteil (48) betätigt wird.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerkennungsmittel einen Signalquellen- Erkennungskreis (120; 130) aufweisen, dessen Eingang mit der Eingangsseite, einem Zwischenausgang oder dem Ausgang der Empfangseinheit (34) oder eines dieser nachgeschalteten Signalverarbeitungskanales (128) verbunden ist .
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalquellen-Erkennungskreis (120; 130) die Amplitude und/oder Frequenz und/oder Signalform der auf ihn gegebenen Signale auswertet .
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalquellen-Erkennungskreis (120) die auf ihn gegebenen Signal daraufhin überprüft, ob sie einer Abfolge mit vorgegebener Baudrate übertragener Impulse entsprechen.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalquellen-Erkennungskreis (120) die auf ihn gegebenen Signale daraufhin überprüft, ob sie einer vorgegebenen Befehls -Bitfolge entsprechen.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalquellen-Erkennungskreis (120) nur dann (124) ein Vorliegen von Ausgangs- Signalen von der zweiten Signalquelle (46) anzeigendes Ausgangssignal bereitstellt, wenn eine Sendeeinheit (32) nicht arbeitet .
9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signalquelle einen taktilen oder berührungsfreien Schalter (92, 76; 32, 34, 76) umfaßt.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches Teil (46) des Schalters an einem Gerätegehäuse (26) geführt und zwischen einer mit dem Eingang der Empfangseinheit (34) zuammenarbei- tenden Arbeitsstellung und einer mit dem Eingang der Empfangseinheit (34) nicht wechselwirkenden Ruhestellung verlagerbar ist.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (46) des Schalters durch eine Linearführung (44) am Gerätegehäuse (26) geführt ist.
12. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (46) des Schalters um eine bezogenen auf den Eingang der Empfangseinheit (34) ex- zentrische Achse verdrehbar am Gerätegehäuse (26) angebracht ist .
13. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (80) des Schalters verschwenk- bar (82) am Gerätegehäuse (26) angebracht ist.
14. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (80) des Schalters über ein Biegeelement (82; 86) an einem Deckel (46) angebracht ist.
15. Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (46) des
Schalters zugleich eine Abdeckung für ein Steckverbinder- teil (28) bildet, über welches die Empfangseinheit (34) mit der ersten Signalquelle (50) verbindbar ist.
16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (92) in ein Steckverbinderteil (94) eingebaut ist, welches mit einem vom Gerätegehäuse (26) getragenen Steckverbinderteil (28) zusammenarbeitet.
17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine freie Stirnfläche des Steckverbinderteiles (94) im wesentlichen bündig in einer Begrenzungsfläche des Gerätegehäuses (26) liegt.
18. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Empfangseinheit (34) eine optische Empfangsein- heit einer optoelektronischen Datenübertragungseinheit (32, 34) ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit (34) eine Fotodiode oder einen Fototransistor erfaßt und ein programmierbarer Steuerkreis (126) für dieses lichtempfindliche Bauelement vorgesehen ist, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Signalquellen- Erkennungskreises (120) aktivierbar (114) ist.
19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodiode oder der Fototransistor dann, wenn der Signalquellen-Erkennungskreis (120) feststellt, daß keine Daten von der ersten Signalquelle (50) her anstehen, vom programmierbaren Steuerkreis (126) als Spannungsgenerator geschaltet wird.
20. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Ausgangssignal des Signalquellen-Erkennungskreises (120) eine monostabile Kippschaltung (122) angestoßen wird, deren Ausgang mit der Steuerklemme der Arbeitsschaltung (108) verbunden ist.
21. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Empfangseinheit (34) und den Dateneingang eines Prozessors (114) der Arbeitsschaltung (22) ein Vezögerungsglied (118) einge- fügt ist .
22. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekenntzeichnet , daß das Verzögerungsglied ein Schieberegister (118) ist, welches vorzugsweise vom Prozessor (114) getaktet wird.
23. Gerät nach einem der Ansprüche 13 bis 22, wobei die Empfangseinheit (34) zusammen mit einer Sende - einheit (32) eine bidirektionale Sende- /Empfangseinheit bildet, über welche Daten von der ersten Signalquelle (50) eingelesen bzw. Daten an ein Empfangsgerät (50) abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Arbeitsachsen (38, 40) der Sendeeinheit (32) und der Empfangseinheit (34) in einem einer Berenzungsflache des Gerätegehäuses (26) liegenden oder dieser benachbarten Punkt schneiden.
24. Gerät nach Anspruch 23 in Verbindung mit einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (46) des Schalters eine reflektierende oder lichtabsorbierende Fläche (76) oder eine Lichtsperre aufweist.
25. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch ge- kennzeichnet, daß es an einer Sendeeinheit (32) in ersten zeitlichen Abständen Änderungen überwachter Größen entsprechende Inkrementsignale bereitstellt und in zweiten zeitlichen Abständen, die größer sind als die ersten zeitlichen Abstände, den Absolutwerten der überwachten Größen entsprechende Signale bereitstellt, und daß die Ausleseeinheit (50) einen Integrator aufweist, der bei Erhalt eines der unter den zweiten zeitlichen Abständen bereitgestellten Signales auf dessen Wert gesetzt wird und zu diesem Wert die Werte der unter den ersten zeit- liehen Abständen anschließend bereitgestellten Signale hinzuzählt .
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