WO2008148911A1 - Perfeccionamientos introducidos en los sistemas de comunicación inalámbrica - Google Patents

Perfeccionamientos introducidos en los sistemas de comunicación inalámbrica Download PDF

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Israel FERNÁNDEZ PINA
Miguel Ángel SÁNCHEZ GUTIÉRREZ
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Serracanta Marcet, Maria Del Mar
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    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/96038—Inductive touch switches

Definitions

  • the present invention patent refers to the improvements introduced in the wireless communication systems existing to date and whose essential characteristics will be described in detail in this specification.
  • a wireless communication system to which the improvements object of the invention have been applied, consists of one or several autonomous transmitter modules that can be programmed to communicate with another or other externally fed receiver modules.
  • the autonomy of each transmitter module is based on using the power supply necessary for its operation, obtained advantageously and preferably from a generation / conversion mechanism that replaces the usual batteries.
  • the radio frequency wireless communication technology is widely known, in its low bandwidth variant, as an alternative to circumvent the main
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) inconveniences that arise from using cables as a means of transmission in control and management applications of electrical installations.
  • the power supply that they need to operate Ia is obtained, either from a power network of which it is already a part of which they are connected, or from a battery or battery in those cases in which it is not possible to connect the sending and / or receiving device to the power network, or a maximum of freedom and versatility is sought in the installation thereof.
  • the present invention proposes improvements applied to wireless communication, which affect the system in the following sense: »W Ii i» w &, VVW f V% # ⁇ J •? ⁇
  • the emitting elements are characterized in that they obtain the energy for their operation from the mechanical energy provided at the time of their activation by means of a mechanism for generating electric energy by electromagnetic induction as a preferred but not limited embodiment.
  • the improvements object of the present invention will allow the application of the generating mechanism mentioned in a set in which, next to it, there is a circuit of adaptation of the generated energy, a circuit of generation and control of the signal and, Finally, a signal emitting circuit.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the different blocks that constitute the system
  • Figure 2 is an exploded view of the assembly, indicating the location of the generator in broken lines; Y
  • Figure 3 is a perspective view of an actuation key, on its rear face, to show its acting lugs.
  • Figure 1 shows the generating mechanism (2), the electronic adaptation circuit (3) of the generated energy , the electronic control circuit (4) and the radio frequency transmitter circuit (5).
  • micropulsors (8) are located, which allow the selection of the available communication channels.
  • the tracer (7a) pushes the appendix (2a) of the generating mechanism (2) and at the moment of overcoming the resistance it offers, the abrupt change of position that originates the generation of electrical energy, an essential characteristic of said mechanism (2).
  • the small time interval t r that this process takes is sufficient for the other presser (7b) of the operated key (7) to be already pressing, through one of the tabs (6a) of the lid (6 ), the corresponding micropropeller (8), so that the channel corresponding to the key pressed is already preselecting at the time of generating and using the generated energy.
  • the latter is crucial for the correct functioning of the emitter since the energy obtained would dissipate and be irretrievably lost if it is not used immediately after its generation, by the generating mechanism (2).
  • the electronic control circuit (4) and the radio frequency (5) have been designed to minimize consumption of energy, since precisely energy is the scarce and limiting resource of any process.
  • ignition orders can be programmed and switching off electric charges, electronic regulation thereof, timing, and the like.
  • T2 the generating mechanism (2) that generates energy, which can be used to emit a message or telegram, both during the "drive stroke" which will be called T1, and the return to its initial rest position. (called T2).
  • Equally advantageous in this regard is the possibility of preselecting one between two or more communication channels by means of one of the micropulsors (8), which in the process of driving the generating mechanism (2) is activated an instant prior to the generation of The energy and remains so until after an instant after the end of the complete cycle with the return of the generator mechanism (2) to its original position.
  • Each of these channels is uniquely associated, in the manufacturing process of each module, with one of the many available codes.
  • the total number of these codes and therefore, that of uniquely associable channels, depends on the number of bits contained in the message or telegram to be sent. For example, with 32-bit telegrams, a total of
  • the corresponding receiver is programmed to interpret different orders depending on the preselected channel and the time elapsed between the reception of both telegrams, T1 and T2.
  • the tracer (7a) of the key (7) has operated on the appendix (2a) of the generating mechanism (2), producing the energy necessary for the generation and emission of the T1 telegram corresponding to the preselected channel through the sending element.
  • the automatic return action of the generating mechanism (2) to its initial stable position, returns to the general by the same procedure, the same amount of energy that is also used for the generation and emission of a second telegram T2, corresponding to the same channel, since it remains still preselected when the micropulsifier (8) is still activated. A moment later.
  • the tab (6a) stops pressing the micropulsifier (8), leaving the channel released. d) If T2 is received by the receiver before a predetermined period of time t has elapsed since receiving T1, it interprets that it has to switch the state of the load it controls (turn it off if it is on and turn it on if it is off).
  • T2 is received with a delay with respect to the reception of T1 greater than t
  • the programmed interpretation will be that the commanded load has to be regulated in a pre-established sense (for example, increasing the intensity thereof) or that it must be operated in a pre-established direction (as it would be, for example, if the load was a motor for driving blinds) until the arrival of the T2 telegram, at which time both actions would cease.
  • other functions such as timing, Ia activation of a predefined sequence or any other imaginable can be programmed in the receiver by controlling the two telegrams to be received and the time elapsed between them.

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Abstract

Perfeccionamientos en los sistemas de comunicación inalámbrica, consistentes en emisores y receptores, no dependientes de Ia red de potencia, caracterizados por disponer de un mecanismo generador de energía eléctrica por inducción electromagnética (2), un circuito electrónico (3) de adaptación de esa energía, un circuito electrónico de control (4) y un circuito emisor de radiofrecuencia (5), situados en el módulo (1), en cuya tapa (6), quedan situadas las teclas (7) que, por presión, accionarán el sistema, disponiéndose en su cara inferior los tetones pisadores (7a) posicionados sobre el apéndice (2a) del generador (2), y los tetones pisadores (7b), posicionados sobre las lengüetas (6 a) de Ia tapa (6) y bajo las cuales están instalados los micropulsadores (8), para selección de canales de comunicación, todo ello de forma que al presionar las teclas (7) sobre el apéndice (2), se origina, por el cambio brusco de posición, Ia generación de energía eléctrica de un determinado y breve intervalo de tiempo, suficiente para permitir Ia acción del pulsador (7b) sobre el correspondiente micropulsador (8) para preseleccionar los canales de comunicación, siendo también Ia energía generada por el mecanismo (2) aprovechable para Ia emisión de mensajes durante todo el tiempo de accionamiento, y el de retorno a su posición inicial de reposo, habiéndose programado previamente el receptor para interpretar las diferentes órdenes emitidas.

Description

PERFECCIONAMIENTOS INTRODUCIDOS EN LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA
La presente patente de invención hace referencia a los perfeccionamientos introducidos en los sistemas de comunicación inalámbrica existentes hasta Ia fecha y cuyas características esenciales serán descritas detalladamente en Ia presente memoria descriptiva.
Un sistema de comunicación inalámbrica, al cual se han aplicado los perfeccionamientos objeto de Ia invención, consta de uno o varios módulos- emisores autónomos que pueden ser programados para comunicarse con otro u otros módulos-receptores alimentados externamente. La autonomía de cada módulo emisor se basa en utilizar Ia alimentación eléctrica necesaria para su funcionamiento, obtenida ventajosa y preferentemente de un mecanismo de generación/conversión que sustituye a las habituales pilas o baterías.
Se obtiene y proporciona de esta manera Ia energía necesaria y suficiente, en cantidad y calidad, para dotar a un emisor de radiofrecuencia de bajo consumo de Ia máxima versatilidad y libertad en
Io que se refiere a su instalación y uso dentro del sistema de que forme parte y, con ello, de una auténtica independencia del resto de los elementos de una instalación eléctrica. Igualmente se anulan las problemáticas de mantenimiento, durabilidad, recambio y desecho de las, hasta Ia fecha necesarias baterías o pilas.
En Io referente a Ia alimentación del módulo o módulos receptores correspondientes, al formar parte de Ia instalación de actuación sobre las cargas conectadas, no requieren de esta autonomía y además necesitan de una mayor cantidad de energía para operar, por Io que son alimentados de manera convencional desde Ia red de potencia existente. ESTADO DE LA TÉCNICA
En Ia actualidad es sobradamente conocida Ia tecnología de comunicación inalámbrica por radiofrecuencia, en su variante de bajo ancho de banda, como alternativa para sortear los principales
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) inconvenientes que surgen de utilizar cables como medio de transmisión en aplicaciones de control y gestión de instalaciones eléctricas.
Entre los numerosos sistemas que hacen uso de esta técnica podemos distinguir unos de otros por Ia frecuencia de Ia onda de radio usada como portadora del contenido de Ia comunicación, por el elemento de modulación de Ia información, por el tipo de protocolo (de carácter propietario o con vocación de estándar), por el método de cifrado de los mensajes o telegramas emitidos y por varias otras características de los mismos, todo ello bien conocido por los técnicos en Ia materia.
En cualquier caso, sin embargo, todos ellos comparten un requisito común: Ia alimentación eléctrica que precisan para funcionar Ia obtoienen, bien sea de una red de potencia de Ia que forma parte y a Ia que están conectados, o bien de una pila o batería en aquellos casos en que no es posible conectar el dispositivo emisor y/o receptor a Ia red de potencia, o se busca un máximo de libertad y versatilidad en Ia instalación del mismo.
Uno de los principales problemas y limitaciones de los sistemas que implementan esta segunda opción, se deriva precisamente de su dependencia de las pilas o baterías, ya que el uso de éstas condiciona Ia vida útil y Ia operatividad del dispositivo, además de obligar a un mantenimiento durante toda su vida útil (aviso de agotamiento de Ia batería, recambio por una nueva y eliminación de Ia agotada, etc....).
Es, pues, objetivo básico de los perfeccionamientos objeto de Ia presente invención, eliminar esta última problemática mediante Ia sustitución del modo de alimentación actualmente usado para los emisores de un sistema inalámbrico, mediante pilas o balerías, por otros que sean autónomos energéticamente. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
En Ia presente invención se propone unos perfeccionamientos aplicados a comunicación inalámbrica, los cuales inciden en el sistema en el siguiente sentido: » W Ii i» w &, V V W f V %# ^J •? ^
Los elementos emisores se caracterizan porque obtienen Ia energía para su funcionamiento a partir de Ia energía mecánica aportada en el momento de su accionamiento mediante un mecanismo generador de energía eléctrica por inducción electromagnética como realización preferente aunque no limitativa.
Así, pues, los perfeccionamientos objeto de Ia presente invención, permitirán Ia aplicación del mecanismo generador citado en un conjunto en que, junto a él, figuran un circuito de adaptación de Ia energía generada, un circuito de generación y control de Ia señal y, por último, un circuito emisor de señal.
Con Ia finalidad de describir con todo detalle los elemantos básicos de los perfeccionamientos objeto de Ia presente invención, se adjuntan unos dibujos, a título de ejemplo no limitativo, en los que:
La Figura 1 es un diagrama esquemático de los diferentes bloques que constituyen el sistema;
La Figura 2 es una vista en explosión del conjunto, indicando Ia ubicación del generador en líneas discontinuas; y
Finalmente, Ia Figura 3 es una vista en perspectiva de una tecla de accionamiento, por su cara posterior, para mostrar sus tetones actuantes.
De acuerdo con estos dibujos, se observa el conjunto del módulo emisor (1), en cuyo interior están dispuestos, tal como muestra esquemáticamente Ia figura 1, el mecanismo generador (2), el circuito electrónico de adaptación (3) de la energía generada, el circuito electrónico de control (4) y el circuito emisor de radiofrecuencia (5).
Sobre Ia oportuna tapa (6) del módulo (1), quedan debidamente posicionadas e instaladas unas teclas (7) para ser presionadas en el momento en que se deba accionar el sistema, tal como se describirá a continuación.
Figure imgf000006_0001
« — - ~
En Ia cara interior de las teclas (7) están situados unos tetones pisadores (7a) que quedan dispuestos sobre un apéndice (2a) del mecanismo generador (2) y los tetones pisadores (7b), que quedan situados sobre unas lengüetas (6a) que posee Ia propia tapa (6).
Bajo estas lengüetas (6a), y no visibles directamente en Ia figura 2, quedan situados unos micropulsadores (8), que permiten llevar a cabo Ia selección de los canales de comunicación disponibles.
Al presionar manualmente o de modo equivalente, una de las teclas (7), el pisador (7a) empuja el apéndice (2a) del mecanismo generador (2) y en el momento de vencer Ia resistencia que éste ofrece se produce el cambio brusco de posición que origina Ia generación de energía eléctrica, característica esencial de dicho mecanismo (2).
Entretanto, el pequeño intervalo de tiempo tr que este proceso lleva, es suficiente para que el otro pisador (7b) de Ia tecla accionada (7) esté ya presionando, a través de una de las lengüetas (6a) de Ia tapa (6), el micropulsador correspondiente (8), de modo que el canal correspondiente a Ia tecla presionada esté ya preseleccionando en el momento de producirse y utilizarse Ia energía generada. Esto último es crucial para el correcto funcionamiento del emisor ya que Ia energía obtenida se disiparía y se perdería irremisiblemente si no es aprovechada inmediatamente después de su generación, por el mecanismo generador (2).
Para que Ia emisión del mensaje, producido con cada accionamiento del mecanismo, reúna todas las características de fiabilidad, alcance, etc., requeridas, el circuito electrónico de control (4) y el de radiofrecuencia (5) han sido diseñados para minimizar su consumo de energía, ya que precisamente Ia energía es el recurso escaso y limitante de todo proceso. En un sistema provisto de los perfeccionamientos objeto de Ia presente invención, pueden programarse órdenes de encendido y apagado de cargas eléctricas, regulación electrónica de las mismas, temporización, y análogos.
Ello es posible gracias a Ia presencia del mecanismo generador (2) que genera energía, aprovechable para emitir un mensaje o telegrama, tanto durante Ia "carrera de accionamiento" a Ia que se denominará T1 , como Ia de retorno a su posición inicial de reposo (llamado T2).
Igualmente provechosa a este respecto resulta Ia posibilidad de preseleccionar uno entre dos o más canales de comunicación por medio de uno de los micropulsadores (8), que en el proceso de accionamiento del mecanismo generador (2) queda activado un instante anterior a Ia generación de Ia energía y se mantiene así hasta transcurrido un instante posterior a Ia finalización del ciclo completo con el retorno del mecanismo generador (2) a su posición original.
Cada uno de estos canales es asociado unívocamente, en el proceso de fabricación de cada módulo, con uno de los numerosos códigos disponibles.
El número total de estos códigos y por tanto, el de canales asociables unívocamente, depende del número de bits que contenga el mensaje o telegrama a enviar. Por ejemplo, con telegramas de 32 bits se dispondría de un total de
232 canales diferentes.
De este modo se programa el receptor correspondiente para que interprete diferentes órdenes en función del canal preseleccionado y del tiempo transcurrido entre Ia recepción de ambos telegramas, T1 y T2. Resumiendo Io descrito anteriormente, Ia especial disposición de los diferentes elementos que componen el sistema, permite actual de Ia manera siguiente: a) Al presionar una de las teclas (7) se produce en primer lugar, a través de Ia lengüeta (6a) de Ia tapa (6), presionada por el pisador (7b), el cierre del micropulsador (8) correspondiente y, en consecuencia, Ia selección de uno de los canales disponibles. b) Al llegar al final de su recorrido, el pisador (7a) de Ia tecla (7) ha accionado sobre el apéndice (2a) del mecanismo generador (2), produciendo Ia energía necesaria para Ia generación y emisión del telegrama T1 correspondiente al canal preseleccionado a través del elemento emisor. c) Al cesar Ia presión sobre Ia tecla (7) Ia acción de retorno automático del mecanismo generador (2), a su posición estable inicial, vuelve a general por el mismo procedimiento, Ia misma cantidad de energía que es aprovechada igualmente para Ia generación y emisión de un segundo telegrama T2, correspondiente al mismo canal, ya que éste permanece todavía preseleccionado al estar aún activado el micropulsador (8). Un instante después. Al recuperar Ia tecla (7) su posición inicial, Ia lengüeta (6a) deja de presionar el micropulsador (8) quedando el canal liberado. d) Si T2 es recibido por el receptor antes de que transcurra un periodo de tiempo preestablecido t desde Ia recepción T1 , éste interpreta que ha de conmutar el estado de Ia carga que controla (apagarla si está encendida y encenderla si está apagada). e) Si por el contrario, T2 se recibe con un retraso respecto de Ia recepción de T1 mayor que t, Ia interpretación programada será que Ia carga comandada se ha de regular en un sentido preestablecido (por ejemplo, aumentando Ia intensidad de Ia misma) o que se ha de mantener accionada en un sentido también preestablecido (como sría, por ejemplo, el caso de que Ia carga fuera un motor de accionamiento de persianas) hasta Ia llegada del telegrama T2, momento en que cesarían ambas acciones. De igual modo pueden programarse en el receptor otras funciones como Ia temposización, Ia activación de una secuencia predefinida o cualquier otra imaginable mediante el control de los dos telegramas a recibir y el tiempo transcurrido entre ambos.
Descrito suficientemente el objeto de Ia presente invención, se indica que su esencialidad no será alterada por cambios en formas, dimensiones o diseño, así como en las características de los diversos componentes del sistema, quedando dicha esencialidad resumida en las reivindicaciones que siguen.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1a.- Perfeccionamientos introducidos en los sistemas de comunicación inalámbrica, constituidos por elementos emisores y elementos receptores alineados por energía eléctrica y dotados de un máximo de versatilidad en sus instalaciones, concretamente Ia no dependencia del conexionado a una red de potencis, caracterizados por comprender un mecanismo generador de energía eléctrica por inducción electromagnética (2), y junto a él un circuito electrónico de adaptación de Ia energía generada (3), un circuito electrónico de control (4) y un circuito emisor de radiofrecuencia (5), dispuestos adecuadamente en el interior de un módulo (1), provisto de una tapa (6), quedando posicíonados e instalados además en dicho interior unos dispositivos de accionamiento de los componentes citados.
2a.- Perfeccionamientos introducidos en los sistemas de comunicación inalámbrica, según Ia reivindicación anterior, caracterizados porque en Ia tapa (6) del módulo (1) quedan situadas unas teclas (7) que, por presión, provocan el accionamiento del sistema, disponiéndose en Ia cara inferior de dichas teclas (7) unos tetones pisadores (7a), que quedan posicionados sobre un apéndice (2a) del mecanismo generador (2), y unos tetones pisadores (7b), que quedan posicionados sobre unas lengüetas (6a) que posee Ia propia tapa (6) y bajo las cuales están instalados unos micropulsadores (8) que llevan a cabo Ia selección de canales de comunicación.
3a.- Perfeccionamientos introducidos en los sistemas de comunicación inalámbrica, según las reivindicaciones anteriores, caracterizados porque al presionar las teclas (7), empujando el pisador (7a) el apéndice (2a) del mecanismo generador (2), se produce el cambio brusco de posición que origina Ia generación de energía eléctrica, empleándose un determinado intervado de tiempo t, de extrema brevedad, pero suficiente para permitir Ia acción del otro pisador (7b) sobre el correspondiente micropulsador (8), a través de Ia lengüeta (6 a) bajo la que está instalado, de manera que esté preseleccionado el canal correspondiente a Ia tecla (7) presionada, en el momento de producirse y utilizarse Ia energía generada, siendo posible en todo este proceso preseleccionar uno de entre dos o más canales de comunicación, mediante uno de los micropulsadores.
4a.- Perfeccionamientos introducidos en los sistemas de comunicación inalámbrica, según las reivindicaciones 1a y 2a, caracterizados porque Ia energía generada por el mecanismo (2) es también aprovechable para Ia emisión de un mensaje o telegrama (T1) durante el tiempo o carrera de accionamiento, así como durante el tiempo de retorno a su posición inicial de reposo, telegrama T2, programándose previamente el receptor para interpretar las diferentes órdenes emitidas, para encendido o apagado, regulación electrónica, temporización, y análogos, en función del canal preseleccionado y del tiempo transcurrido entre ambos telegramas.
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