BRPI0612368A2 - bus modem para sistemas elétricos industriais e sistemas estruturais - Google Patents

Abstract

Bus modem para sistemas elétricos industriais e sistemas estruturais. Um bus modem para sistemas elétricos industriais e sistemas residenciais ou profissionais compreende um módulo (100) consistido de um par de pinos da entrada (1, 2) destinados a serem conectados ao circuito condutor e a um par de pinos da saida (9, 10) destinados a serem conectados ao circuito elétrico de um dispositivo conectado ao circuito condutor. O módulo (100) ainda compreende um circuito de controle da tensão (3) capaz de tomar a tensão do dito circuito condutor e de controlar a tensão (VASB) em um capacitor (Cl) colocado nos terminais dos ditos pinos de saída (9, 10), e um circuito de controle de transmissão (5) capaz de controlar um comutador eletrónico (7) que controla um circuito limitador de corrente (8) capaz de limitar a corrente no circuito condutor, durante a transmissão dos sinais do circuito condutor aosdispositivos conectados ao mesmo e vice versa.

Description

Bus modem para sistemas elétricos industriais e sistemas estruturais.

A presente invenção se refere a um dispositivo modem decomunicação por cabos para sistemas elétricos industriais e residenciais ou profissionais,como por exemplo o circuito condutor conhecido pelo nome comercial de "Konnex TP1bus" que torna possível em um cenário residencial, de escritórios e industrial, seconseguir o gerenciamento integrado de vários sistemas tais como, por exemplo,elétricos, de aquecimento, de ar condicionado, de irrigação e de alarmes contra invasãobem como os alarmes técnicos, tais como os detectores de gás, de água e de fumaça.

O modem, de acordo com a invenção, permite fornecer atensão de fonte necessária para o funcionamento dos vários dispositivos de controle aserem tomados do circuito condutor e fornece a possibilidade de decodificar os sinaistransmitidos no circuito condutor e de codificar os sinais a serem transmitidos através docircuito condutor.

A comunicação entre o modem e o circuito condutor é dotipo half-duplex [com a capacidade de transmitir dados em apenas uma direção de cadavez entre uma estação emissora e uma estação receptora] nos dois sentidos e asustentação da transmissão da troca de dados é conseguida por meio de um único partrançado de fios, igualmente conhecido como um cabo duplex.

As tensões atuais no cabo do circuito condutor são do tipode SELV (tensão extra baixa de segurança).

Neste campo da aplicação, os dispositivos integradosproduzidos pela Siemens, estão presentes no mercado com a função de modem para ocircuito condutor Konnex TP1. Os exemplos de tal dispositivo modem são descritos napatente Européia EP O 770 285.

Dois componentes são conhecidos na arte: FEZ 1066 -Transceptor para par trançado e EIB -TP-UART-1C.

O primeiro componente é um modem integrado que permite,principalmente, que seja criada uma relação entre o circuito condutor e um micro-controlador. De fato torna-se possível gerar várias tensões de alimentação a partir docircuito condutor (bus), sinais de interface para o micro-controlador, decodificação dosinal no circuito condutor e codificação das mensagens a serem transmitidas.

As mensagens transmitidas no circuito condutor sãosobrepostas na tensão direta de alimentação e variam entre aproximadamente 20 V e 30V. Este é um sinal digital no qual o único bit "0" é obtido conseguindo-se uma queda detensão de aproximadamente 7 V, com uma duração de aproximadamente 35 microsegundos. O bit dura 104 micro segundos ao todo, tendo por resultado uma transmissãoem 9600 baud. O bit "1", por outro lado, não acarreta variações significativas na tensãodireta do circuito condutor.Na figura 1, são mostradas as especificações do circuitocondutor Konnex1 para a transmissão do bit "0", a título de exemplo. Na figura 2, poroutro lado, é mostrado um diagrama ilustrando a transmissão de uma seqüência de bitsno circuito condutor.

A função principal do modem 1066 FZE é obter as váriasfontes dos dispositivos, de tal maneira a perturbar o mínimo possível a transmissão dosinal no circuito condutor. Em particular tal modem não deve carregar os limites de alta ede baixa na geração da queda de tensão e deve causar somente uma variação mínimada corrente no circuito condutor, quando as mensagens estiverem sendo transmitidas.

Com relação à decodificação das mensagens presentes nocircuito condutor, o modem decodifica cada bit individualmente, adaptando os níveis dossinais presentes no circuito condutor àqueles necessários para o micro-controlador.Todas os limites de bits transmitidos são decodificados sem qualquer ação de filtroanalógico ou digital.

A terceira característica básica do modem 1066 FZE é a deconverter as mensagens transmitidas pelo micro-controlador em níveis de tensãoapropriados para serem transmitidos no circuito condutor. Isto deve poder gerar quedasde tensão no circuito condutor, com baixos níveis e limites adequados.

Com relação ao dispositivo do segundo modem EIB-TP-UART-1C, a diferença essencial no que diz respeito ao primeiro encontra-se nadecodificação dos bytes das mensagens presentes no circuito condutor, isto é, eleconverte o tipo de mensagens TP presentes no circuito condutor da UART a ser emitidopara um micro-controlador e vice versa.

O objetivo da presente invenção é realizar um circuito demodem para uma comunicação no circuito condutor, em particular para um circuitocondutor Konnex TP1, que é extremamente versátil, facilmente adaptável às váriasaplicações para controle, através do circuito condutor, dos vários tipos de dispositivos.

Um outro objetivo da presente invenção é fornecer tal busmodem, que é modular e composto de vários módulos flexíveis, os quais podem seradicionados ao circuito condutor de acordo com as necessidades dos vários dispositivosque devem ser conectados ao circuito condutor.

Ainda outro objetivo da presente invenção é o de fornecertal bus modem, no qual os módulos fornecem componentes permutáveis e os quaispodem ser adicionados de acordo com as várias necessidades.

Ainda outro objetivo da presente invenção é o de fornecertal bus modem que tenha um número limitado de componentes discretos, para otimizaros custos e o espaço ocupados.

Estes objetivos são conseguidos de acordo com a invenção,a qual apresenta as características listadas na reivindicação independente 1 em anexo.

As formas vantajosas de realização da invenção ficamevidentes nas reivindicações dependentes.

O bus modem para sistemas elétricos industriais eresidenciais ou profissionais, de acordo com a invenção, consiste de um módulo quecompreende um par dos pinos de entrada projetados para serem conectados ao circuitocondutor e a um par de pinos de saída projetados para serem conectados ao circuitoelétrico de um dispositivo a ser conectado ao circuito condutor. O módulo aindacompreende:

- um circuito de controle da tensão capaz de usar a tensão do circuito condutor paracontrolar a tensão em um capacitar colocado nos terminais dos pinos de saída, e

- um circuito de controle de transmissão capaz de controlar um comutador eletrônico quecontrola um circuito limitador de corrente capaz de limitar a corrente no circuito condutordurante a transmissão dos sinais do circuito condutor para os dispositivos conectados aocircuito condutor e vice versa.

A vantagem principal deste tipo de sistema é a flexibilidade,entendida como a possibilidade de se poder programar e re-programar funções econtroles, à vontade.

A conexão entre os dispositivos ocorre de uma maneira"lógica". Cada componente, mesmo aqueles que executam as funções mais simples,como por exemplo, um botão de pressão, pode receber e transmitir sinais e comandoscodificados, no cabo do circuito condutor. Os dados assim transmitidos circulam nocircuito condutor e são recebidos somente pelo equipamento a estes destinado.

Os dispositivos de controle individual, de sinalização eatuantes podem ser conectados em qualquer ponto do circuito condutor, sem nenhumalógica particular. As funções e as conexões lógicas são definidas por meio de umprocedimento de configuração adequado.

As correlações e as condições de funcionamento do sistemasão modificadas modificando-se a configuração do sistema, sem intervir na fiação. Esta éuma oportunidade fundamental não somente no ajuste residencial, mas igualmente nosajustes profissionais e industriais, onde a necessidade de se modificar o uso designadoou a divisão de ambientes de funcionamento (os escritórios, espaços abertos, divisóriasmóveis) é mais freqüente.

A versatilidade do sistema torna-se conseqüentementecompleta. A qualquer hora, o uso dos componentes pode ser "re-programado", paramelhor suprir as necessidades relativas ao uso de cada ambiente.

Todo pedido do cliente pode ser satisfeito, oferecendo acada um soluções personalizadas e dedicadas, capazes de atender as necessidadesespecíficas.

A instalação é igualmente muito mais fácil do que para umsistema tradicional. Não é necessária nenhuma fiação dedicada para os dispositivos decontrole; um simples par trançado duplex é suficiente para se conectar todos osdispositivos de automação do sistema. A comunicação entre os vários dispositivos ocorresob a forma de pacotes digitais. Cada pacote contém um determinado número de bytes,geralmente não mais de dez. Os pacotes são freqüentemente denominados através determos equivalentes: mensagens, telegramas ou frames. As velocidades típicas detransmissão são 9.6 Kbit/s.

O compartilhamento dos meios de comunicação tornapossível, para somente um elemento de cada vez, alcançar o circuito condutor paratransmitir dados; por outro lado, e no caso do acesso simultâneo, as colisões ocorrem. Onúmero máximo de dispositivos que podem ser conectados, depende de muitos fatores egeralmente não excede 256.

Entretanto, usando os dispositivos conhecidos como"acopladores" é possível se conectar mais de 10.000 dispositivos. O comprimentomáximo do cabo do circuito condutor é limitado pela atenuação do sinal. Sem o empregodos "acopladores", podem ser alcançadas distâncias da ordem de um quilômetro, maisdo que suficiente para a maioria dos sistemas.

As conexões entre os dispositivos podem ser feitas dasseguintes maneiras:

linear: há um único backbone (centro de comunicação) no qual todos os dispositivossão conectados;

- estrela: cada dispositivo individual é conectado em um ponto central;

- árvore: as ramificações que conectam uma pluralidade de dispositivos partem de umbackbone central;

- livre: esta é a combinação de todas as modalidades supra descritas.

As características e as vantagens da invenção ficarão maisclaras a partir da descrição detalhada das formas de realização, a qual é segue abaixo eque é trazida a título de exemplo não limitativo, e com referência às figuras em anexo,nas quais:

- A Figura 1 é um diagrama que ilustra as especificações para a transmissão do bit "0"no circuito condutor Konnex TP1;

- A Figura 2 é um diagrama que ilustra uma seqüência genérica de bits transmitidosem um circuito condutor;

- A Figura 3 é um diagrama de bloco que ilustra um primeiro módulo do bus modem,de acordo com a invenção;

- A Figura 4 é um diagrama de bloco que ilustra um segundo módulo do bus modem,de acordo com a invenção;

- A Figura 5 é um esquema do circuito que ilustra em detalhe uma forma de realizaçãodo circuito de controle VABS do primeiro módulo da figura 3;

- A Figura 6 é um esquema do circuito que ilustra em detalhe uma forma de realizaçãodo circuito limitador de corrente do primeiro módulo da figura 3;

- A Figura 7 é um esquema do circuito, como o da figura 6, em que uma forma derealização do circuito de controle do comutador é ilustrada em detalhes;

- A Figura 8 é um esquema do circuito, como o da figura 7, em que uma forma derealização do circuito de controle da transmissão é ilustrada em detalhes; e

- A Figura 9 é um esquema do circuito que ilustra em detalhes uma forma derealização do circuito de controle VM_BUS do segundo módulo da figura 4.

O bus modem, de acordo com a invenção é descrito com oauxílio das figuras.

O modem, de acordo com a invenção compreende um- 15 primeiro módulo 100, cuja disposição é ilustrada na figura 3, e um segundo móduloopcional 200, cuja disposição está ilustrada na figura 4.

Como mostrado na figura 3, o primeiro módulo 100 domodem compreende dois pinos de entrada 1 e 2, destinados a serem conectados aocircuito condutor, e dois pinos de saída 9 e 10, destinados a serem conectados aocircuito de um dispositivo conectado ao circuito condutor, como por exemplo umdispositivo de automação.

Entre os pinos 1 e 2 é disposto um circuito de controleVASB indicado por 3, capaz de controlar a tensão Vasb nos terminais de saída dos pinos9 e 10. O circuito de controle VASB é conectado, por meio da conexão 6, a um capacitorC1 disposto entre os pinos de saída 9 e 10. Assim, o circuito de controle de VASB,mantém o capacitor C1 carregado para controlar a tensão nos terminais dos pinos 9 e 10.

O módulo 100 compreende um circuito de controle detransmissão 5, o qual controla um circuito limitador de corrente 8, atuando em umcomutador 7. O comutador 7 é conectado, por meio de uma conexão 4, ao pino 6 dasaída do circuito de controle 3 VASB e ao circuito limitador de corrente 8. O circuito decontrole da transmissão 5 é disposto entre os pinos de entrada 1 e 2 e é conectado aopino de saída 9 e ao comutador 7.

O circuito de controle VASB 3 deve alimentar o capacitorC1, a partir do qual é alimentada a maioria dos vários circuitos de controles eletrônicosdo dispositivo de automação, destinados a serem conectados ao circuito condutor. Oobjetivo do circuito de controle VASB 3 é tomar a corrente necessária do circuitocondutor sem interferir com as mensagens transmitidas através do mesmo. A absorçãoda corrente não deve variar apreciavelmente, quando as quedas de tensão ocorrem,devido aos bits transmitidos no circuito condutor.

O capacitor C1 age como um filtro passa-baixo e,conseqüentemente, se o circuito de controle VASB 3 está corretamente dimensionado, afreqüência máxima de ajuste é mais baixa do que a freqüência mínima da transmissão.Isto assegura que a resistência do circuito de controle VASB 3 seja suficientemente baixapara a alimentação dos circuitos conectados entre os pinos 9 e 10, e suficientementegrande para os sinais transmitidos no circuito condutor.

Na prática, é útil ajustar a freqüência máxima de retificaçãoum décimo mais baixo do que a freqüência mínima da transmissão.

Na figura 5, a título de exemplo, é ilustrada uma forma derealização possível do circuito de controle VASB 3 da figura 3.

O circuito de controle VASB 3 compreende um capacitor C3carregado por um circuito de carregamento 31 que consiste de um diodo Zener D1 emsérie com um resistor R1 disposto entre os pinos de entrada 1 e 2. Um resistor R2 temum terminal conectado entre D1 e R1 e o outro terminal conectado ao capacitor C3.

A tensão estabilizada de C3 é usada para controlar a tensãoem C1, por meio de um circuito estabilizador de tensão 30 que consiste em trêstransistores Q2, Q3 e Q4. Os coletores de Q2, de Q3 e de Q4 são conectados ao pino 1e o emissor de Q2 é conectado às bases de Q3 e de Q4. Entre a base de Q2 e o emissorde Q3 são dispostos quatro diodos em série D2, D3, D4 e D5. Além disso, a base de Q2está conectada entre o resistor R2 e o capacitor C3 e um resistor R6 está conectado aoemissor de Q3. O resistor R7 está conectado entre o emissor de Q4 e o pino de saída 6do circuito de controle VASB.

O circuito de controle VASB 3 compreende um circuito deredução do consumo de potência 32 capaz de reduzir o consumo de potência do circuitode controle VASB 3.

O circuito de redução do consumo de potência 32compreende um capacitor C4 conectado ao pino 1 em série a um resistor R3 e a umresistor R4 disposto entre a base e o emissor de um transistor Q1. O coletor de Q1 estáconectado ao pino 2 por meio de um resistor R5 e de um capacitor C5.

Por meio do diodo Zener D1 e dos resistores R1 e R2, ocapacitor C3 é carregado com uma tensão de cerca de 10 volts mais baixa do que atensão média atual no circuito condutor.

A constante de carga R2 χ C3 é tal que assegura umatensão sem oscilações no capacitor C3, mesmo quando estão presentes os segmentosde transmissão no circuito condutor.

Além disso, dado que o circuito condutor, por causa daresistência do cabo do condutor e dos vários dispositivos distribuídos, tem uma tensãoque diminui enquanto aumenta a distância da fonte de alimentação, o capacitor C3 temuma tensão estabilizada reduzida pelo valor do diodo Zener D1, variável na escalapermitida pela tensão do circuito condutor.

O valor de estabilização revela-se mais baixo do que o valormínimo da tensão do circuito condutor quando os segmentos de informação estão sendotransmitidos. A tensão do capacitor C3 é usada como a tensão de referência paracompreender um estabilizador da tensão, por meio dos transistores Q2, Q3 e Q4.

O transistor Q2 serve como um amplificador de correntepara os transistores Q3 e o Q4. Os diodos D2, D3, D4, D5 juntamente com os resistoresR6 e R7 e os transistores Q2, Q3 e Q4 executam a função de limitador da correntemáxima igualmente quando o dispositivo é ligado, e no caso de uma absorção excessivapelo circuito de controle VASB 3 entre os pinos 9 e 10. O transistor Q4 e o resistor R7podem ser omitidos, se o consumo de potência do circuito de recepção assim o permitir.

O capacitor C4 atua na base do transistor Q1 e ativa-o porum breve período que coincide com os limites positivos dos bits transmitidos no circuitocondutor. Isto torna possível descarregar o capacitor C5 a uma extensão mínima parareduzir o consumo de potência do dispositivo por um curto período.

Isto favorece a sobre-tensão no circuito condutor, geradopelo bit "0" transmitido. Esta especificação é formalizada nas especificações Konnex,Teste de Conformidade do Sistema Volume 8, Receptor capítulo 5, Pulso-Impedânciaparágrafo 5.1.

O capacitor C1, tal como o capacitor C3, tem uma tensãoestabilizada mais baixa do que o valor mínimo da tensão presente no circuito condutor,quando os segmentos de informação estão sendo transmitidos. Isto assegura de que acorrente absorvida pelo circuito condutor seja mantida com alterações mínimas, mesmona presença de transmissão dos segmentos de informação (frames) no circuito condutor,como na especificação Konnex acima mencionada. A tensão não tem um valor fixo masé compreendida dentro de uma escala, por causa da escala permitida da tensão defuncionamento do circuito condutor.

Alguns circuitos conectam recepção do circuito de controleVASB, em particular o micro-controlador para o controle completo do dispositivo deautomação, exigem um estabilizador adicional de tensão em um valor muito mais baixo,o que pode ser conseguido tanto através de dispositivos comutadores quanto dedispositivos lineares, presentes no mercado.

Na figura 6, e a título de exemplo, é ilustrada uma forma derealização possível para o circuito limitador de corrente 8 da figura 3. O circuito limitadorde corrente 8 compreende um transistor Q5 que tem o coletor conectado ao pino deentrada 2 e o emissor conectado ao pino de entrada 1, por meio de um resistor R8.

Um transistor Q6, cujo emissor esta conectado, por meio deum resistor R9, ao pino 1, é conectado entre a base e o coletor de Q5. A base de Q6 éconectada ao comutador 7.

Entre a base de Q6 e o pino 1 são dispostos três diodos emsérie D6, D7, D8 e um resistor R10 em paralelo com o capacitor C6.

O transistor Q5 é um dispositivo de potência capaz deabsorver a corrente do circuito condutor quando os segmentos de informação estãosendo transmitidos pelo dispositivo. O transistor Q5 é controlado pelo transistor Q6disposto em uma configuração Darlington.

O resistor R9 assegura-se que, na ausência de comandosdo comutador 7 (comutador 7 aberto), o transistor Q5 seja desligado. O resistor R10, poroutro lado, assegura-se de que o transistor Q6 esteja desligado.

Os diodos em série D6, D7 e D8 constituem um limitador datensão e impedem que a tensão em R8 exceda 0.7 V. Segue que, igualmente, a correnteem R8 (e assim a corrente absorvida pelo transistor Q5 durante a transmissão) sejalimitada.

O capacitor C6 retarda os limites de dissipação de ligação edissipação de desligamento de Q5, de modo a ficar dentro das especificações Konnex epara reduzir todos os fenômenos da repercussão, devido ao comprimento da linha decircuito condutor.

O circuito limitador de corrente 8 é controlado pelocomutador eletrônico 7. Na queda de tensão para o bit "0", a base do transistor Q6 étrazida a um valor próximo à tensão de VASB presente em C1.

O transistor Q6 por sua vez controla Q5, e assim, a tensãodo circuito condutor VBUS entre as quedas dos pinos 1 e 2, com uma parte dianteiradada pela carga C6. O valor de VBUS estabelece-se no valor da tensão maior do queVASB, em conseqüência das várias compensações dadas pelas tensões das bases dostransistores Q5, Q6, pela tensão no resistor R8 e pela tensão presente nos terminais docomutador eletrônico 7.

A corrente em Q5, além disso, é igualmente limitada pelocircuito descrito acima. Em conseqüência, se a corrente de transmissão excede o limitedo ajuste, o transistor Q5 reduz a amplitude da queda de tensão. Na abertura docomutador 7 os transistores Q5 e Q6 são desligados com a fronte retardada peladescarga do capacitor C6.

A Figura 7 mostra, a título de exemplo, uma forma derealização possível para o comutador controlado 7 da figura 6.

O comutador eletrônico 7 é composto pelas séries detransistores tipo PNP Q7, de um resistor R11 e de dois diodos D9 e D10.

Os diodos D9 e D10 executam a função de compensaçãoentre a amplitude da queda de tensão no circuito condutor e a tensão de VASS. Oresistor R11 serve para limitar a corrente máxima em Q7. O transistor Q7 é controladopelo circuito de controle de transmissão 5.

A Figura 8 ilustra, a título de exemplo, uma forma derealização possível para o circuito de controle de transmissão 5 da figura 7.

O circuito de controle de transmissão 5 compreende ummicro-controlador 50, alimentado por meio de um estabilizador da tensão, com a tensãoVASB. Para simplificar, o diagrama elétrico do micro-controlador 50 não é mostrado, eisto pode ser conseguido com componentes comerciais comuns.

O micro-controlador 50 gera um sinal SEND (de emissão)que é emitido como saída por meio de um de seus pinos da saída. O sinal SEND, pormeio de um circuito de acoplamento adequado 51, controla o Iigamento e o desligamentode um transistor Q8 que, por sua vez, controla o comutador 7, por meio de doisresistores R13 e R12 conectados em série a seu coletor. A base do transistor Q7 docomutador 7 é conectada entre os resistores R13 e R12. O circuito de acoplamento 51entre o micro-controlador 50 e o transistor Q8 tem a função dupla de obter um apropriadoligue e desligue da velocidade de Q8, e de limitar a duração máxima do ligue de Q8.

Segue uma descrição do circuito de acoplamento 51. O pinoSEND do micro-controlador é conectado a dois capacitores C7 e C8 conectados em sérieaos respectivos resistores R15 e R16 conectados à base de Q8. Um diodo D11 éconectado paralelamente ao resistor R16. Um resistor R17 tem um terminal entre ocapacitor C7 e o resistor R15 e o outro terminal conectado a um diodo D12, de volta,conectado ao emissor de Q8. Um resistor R14 é disposto entre a base e o emissor de Q8.

Quando o sinal SEND comuta do ponto baixo ao ponto alto,o transistor Q8 é ligado por meio da corrente com o C7 e o R14. O capacitor C8 écarregado por R16.

A constante de carga de C7 é calculada para assegurarque, pela inteira duração do sinal SEND elevado (tipicamente 35 micro segundos), otransistor Q8 permaneça ligado.

Entretanto, na eventualidade do sinal SEND permanecerbloqueado em elevado, seguindo um mau funcionamento, o capacitor C7, uma vezcarregado, corta a corrente da base de Q8, que é portanto desligado. Isto assegura umaproteção relativa a duração máxima da corrente através do transistor de potência Q5 dolimitador de corrente 8, o qual poderia, de outra maneira, quebrar.

Quando o sinal SEND comuta do ponto alto ao ponto baixo,o transistor Q8 é desligado rapidamente, graças ao capacitor C8, que esvazia as cargasda base, e ao resistor R14. Ao mesmo tempo C7 é descarregado graças ao D12 e ao R17.

Em adição ao primeiro módulo 100, o modem, de acordocom a invenção, pode compreender um segundo módulo 200, como aquele mostrado nafigura 4.

O segundo módulo 200 do modem compreende dois pinosde entrada 11 e 12, destinados a serem conectados ao circuito condutor, e dois pinos desaída 16 e 17, destinados a serem conectados ao circuito dos dispositivos conectados aocircuito condutor, como, por exemplo, relês híbridos.

Entre os pinos de entrada 11 e 12 está disposto um circuitode controle VM_BUS capaz de controlar a tensão Vm_bus nos terminais de saída dospinos 16 e 17. O circuito de controle VM_BUS está conectado, por meio de uma conexão14, a um capacitor C2, disposto entre os pinos de saída 16 e 17. Assim o circuito decontrole VM_BUS mantém o capacitor C2 carregado para controlar a tensão nosterminais dos pinos 16 e 17.

A finalidade do circuito de controle VM_BUS é obter umatensão estabilizada igual ao valor médio da tensão do circuito condutor VBUS,tipicamente o valor da tensão direta, mas sem comprometer ou significativamenteinterferir com os segmentos de informação (frames) transmitidos.

Para esta finalidade, a máxima corrente absorvida deve serlimitada a aproximadamente 1 mA, por meio de um circuito de corrente constante.Ademais, isto torna possível ser inserido dentro dos limites impostos pelasespecificações de teste para o pulso-impedância da Konnex.

Uma aplicação típica do segundo módulo 200 é relativa aosrelês híbridos, que exigem, em particular, altos pulsos de correntes do comutador, maspor períodos de tempo muito curtos. O capacitor C2, perfeitamente dimensionado,armazena toda a energia necessária para controlar os relês. A necessária recarga éobtida muito lentamente por meio de um circuito limitador de corrente.

Em geral, o circuito torna possível fornecer uma fonte dealimentação com um consumo de potência médio de aproximadamente 1 mA. Todos ospicos de absorção são garantidos pelo capacitor C2, adequadamente dimensionado.

A Figura 9 ilustra, a título de exemplo, uma forma derealização possível do circuito de controle VM_BUS da Figura 4.

Um diodo D13, um resistor R18 e um capacitor C9, sãodispostos em série entre os pinos de entrada 11 e 12. Um resistor R19 tem um terminalconectado entre R18 e o C9 e o outro terminal conectado à base de um transistor Q9.

O coletor de Q9 está conectado entre o D13 e R18, e oemissor está conectado por meio de um resistor R20, a uma conexão 14 conectada aopino de saída 16. Um diodo D16 está conectado entre o emissor e o coletor de Q9.

O diodo D13 assegura que a corrente seja de sentido único,do circuito condutor para o capacitor acumulador C2. O valor médio da tensão presenteno circuito condutor é obtido por meio de R18 e do C9. Esta tensão é usada paracontrolar um transistor limitador de corrente Q9.

Os dois diodos, D14 e D15, fornecem um limite de tensãoque limita a tensão em R20 em, cerca de 0,7 V. Isto igualmente determina um limite nacorrente em R20 e assim como em Q9, isto é, na corrente tomada pelo circuito condutor.

O diodo D16 serve para evitar as excessivas tensões inversas, que estão sendo geradasno transistor Q9 na ausência de tensão no circuito condutor e com o capacitor C2 aindacarregado.

Podem ser feitas diversas variações e modificações dosdetalhes, dentro do alcance de um perito na arte, nas atuais formas de realização dainvenção sem, desse modo, escapar do escopo da invenção, como determinado nasreivindicações em anexo.

Claims (16)

1. Um bus modem para sistemas elétricos industriais esistemas residenciais ou profissionais que compreende um módulo (100) consistido deum par dos pinos da entrada (1, 2) destinados a serem conectados ao circuito condutor ea um par dos pinos da saída (9, 10) destinados a serem conectados ao circuito elétricode um dispositivo a ser conectado ao circuito condutor, caracterizado pelo fato de que odito módulo (100) ainda compreende:- um circuito de controle da tensão (3) capaz de tomar a tensão do dito circuitocondutor e a controlar a tensão (VASS) em um capacitor (C1) disposto nos terminaisdos ditos pinos de saída (9, 10), e- um circuito de controle da transmissão (5) capaz de controlar um comutadoreletrônico (7), o qual controla um circuito limitador de corrente (8) capaz de limitar acorrente no circuito condutor durante a transmissão dos sinais do circuito condutoraos dispositivos conectados ao circuito condutor e vice versa.

2. Modem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o dito circuito de controle da tensão (3) compreende um capacitor (C3)que é carregado e estabilizado por meio de um circuito de carregamento (31), conectadoaos terminais da entrada (1, 2), de modo a controlar a tensão no capacitor (C1) por meiode um circuito de estabilização da tensão (30).

3. Modem, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o dito circuito de carregamento (31) do capacitor (C3) compreende umdiodo de Zener (D1) conectado a um divisor resistivo (R1, R2).

4. Modem, de acordo com uma qualquer entre asreivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de estabilização datensão (30) compreende pelo menos um transistor estabilizador (Q3, Q4) cujo emissorestá conectado, por meio de pelo menos de um resistor (R6, R7) e de pelo menos de umdiodo (D2, D3, D4, D5), ao dito capacitor (C1) no qual a tensão deve ser estabilizada.

5. Modem, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que o dito circuito de estabilização da tensão (30) compreende um transistorde amplificação de corrente (Q2) cujo emissor é conectado à base de pelo menos de umtransistor estabilizador (Q3, Q4).

6. Modem, de acordo com qualquer uma qualquer dentre asreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de controle datensão (3) compreende um circuito de redução do consumo de potência (32) capaz dereduzir o consumo de potência do circuito de controle (3).

7. Modem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que o dito circuito redutor de consumo de potência (32) compreende umcapacitor (C4) conectado, por meio de um divisor resistivo (R3, R4), ao transistor (Q1)cujo coletor é conectado, por meio de um resistor (R5), a um capacitor (C5) conectado aodito capacitor de tensão estabilizada (C3).

8. Modem, de acordo com uma qualquer dentre asreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dito circuito limitador decorrente (8) compreende um transistor de potência (Q5), com o emissor e o coletorconectados aos ditos pinos da entrada (1, 2), controlados por um circuito de polarização,capaz de limitar a tensão entre a base e o emissor do dito transistor de potência (Q5).

9. Modem, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que o dito circuito da polarização do transistor de potência (Q5) compreendeum transistor (Q6) na configuração Darlington, e pelo menos um diodo (D6, D7, D8), emparalelo a um resistor (R10) e com um capacitor (C6), posicionado entre a base do ditotransistor (Q6) e o pino de entrada (1).

10. Modem, de acordo com uma qualquer dentre asreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dito comutador eletrônico(7) compreendendo um transistor (Q7), sendo que a base do dito transistor (Q7) estáconectada ao dito circuito de controle de transmissão (5) e sendo que o emissor e ocoletor do dito transistor (Q7) estão conectados ao dito circuito limitador de corrente (8) ea um pino de saída (9) do dito módulo (100), respectivamente.

11. Modem, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que entre o coletor do dito transistor (Q7) do comutador (7) edo dito pino de saída (9) do módulo (100) é inserido um resistor (R11) em série com pelomenos um diodo (D10, D9).

12. Modem, de acordo com uma qualquer dentre asreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de controle detransmissão (5) compreende um micro-controlador (50) capaz de emitir um sinal decontrole (SEND) ao dito comutador (7).

13. Modem, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de que o dito circuito de controle de transmissão (5) compreendeum transistor (Q8) cujo coletor é conectado ao dito comutador (7) e um circuito deacoplamento (51) que acopla a base do dito transistor (Q8) ao dito micro-controlador (50).

14. Modem, de acordo com uma qualquer dentre asreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender um segundomódulo (200) compreendendo:- um par de pinos de entrada (11, 12) destinados a serem conectados ao circuitocondutor,um par dos pinos de saída (16, 17) destinados a serem conectados ao circuitoelétrico de um dispositivo, a ser conectado ao circuito condutor, eum circuito de controle da tensão (13) capaz de tomar a tensão do dito circuitocondutor e de controlar a tensão (VM_BUS) em um capacitor (C2) disposto nosterminais dos ditos pinos de saída (16, 17).

15. Modem, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de que o dito circuito de controle de tensão (13) compreende umtransistor (Q9) capaz de tomar a corrente do circuito condutor e emitir para os ditos pinosda saída (16, 17) do segundo módulo (200).

16. Modem, de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que o dito circuito de controle de tensão (13) compreende umdiodo (D13), um resistor (R18) e um capacitor (C9) disposto em série nos terminais dospinos de entrada (11, 12) e sendo que entre a base e o emissor do dito transistor (Q9) édisposto pelo menos um diodo (D14, D15) e um resistor (R20) e sendo que entre oemissor e o coletor do dito transistor (Q9), existe um diodo (D16).