-
Die Erfindung betrifft einen Sensor für den Einbau in ein elektrisches Haushaltsgerät, wobei der Sensor über eine Kabelverbindung mit einer Hauptsteuereinheit des Haushaltsgeräts verbindbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein mit einem solchen Sensor ausgestattetes Haushaltsgerät.
-
In Waschmaschinen und Geschirrspülmaschinen der Haushaltsausstattung werden herkömmlich Sensoren eingesetzt, um Messungen an dem in einem Arbeits-Nassraum der Maschine (Waschtrommel, Spülraum) befindlichen Arbeitsmedium, d.h. dem Waschwasser bei einer Waschmaschine bzw. der Spülflotte bei einem Geschirrspüler, durchzuführen. Die durchgeführten Messungen umfassen herkömmlich optische Messungen, um beispielsweise die Trübung des Arbeitsmediums und daraus den Verschmutzungsgrad der Wäsche bzw. des Spülguts zu ermitteln oder/und um das Ausmaß von Schaumbildung in dem Arbeitsmedium zu ermitteln. Zusätzlich zu solchen optischen Messfähigkeiten beinhalten manche herkömmliche Sensoren eine Temperatur-Messfunktion, um die Temperatur des Arbeitsmediums zu ermitteln, oder/und eine Leitwert-Messfunktion, um den elektrischen Leitwert des Arbeitsmediums zu ermitteln. Zum Stand der Technik hinsichtlich herkömmlicher Sensoren für den Einsatz in wasserführenden Haushalts-Reinigungsgeräten kann beispielsweise auf die
EP 1 335 060 B1 , die
DE 10 2008 056 701 A1 , die
DE 10 2010 026 068 A1 und die
DE 10 2011 102 627 A1 verwiesen werden.
-
Herkömmlich werden Sensoren der im Rahmen der vorliegenden Offenbarung betrachteten Art über ein elektrisches Verbindungskabel mit einer Hauptsteuereinheit des Haushaltsgeräts verbunden. Das Kabel weist an seinem sensornahen Ende einen Steckverbinder auf, für den der Sensor eine Steckfassung bereitstellt, in die der Steckverbinder eingesteckt werden kann. Beim Zusammenstecken von Sensor und Steckverbinder treten Kontaktelemente des Steckverbinders mit Kontaktelementen einer Steckschnittstelle des Sensors in Kontakt. Je mehr Kontaktelemente die Steckschnittstelle des Sensors aufweist, umso mehr Adern muss das Verbindungskabel tragen. Sensoren der hier betrachteten Art sind Massenartikel, bei denen bereits vergleichsweise geringe Stückkosteneinsparungen zu erheblichen Gesamteffekten führen können. Vieladrige Verbindungskabel kommen den Hersteller des Haushaltsgeräts teurer als Verbindungskabel mit einer geringeren Anzahl an Adern. Zugleich besteht aber Bedarf nach einer möglichst vielfältigen Funktionalität der hier in Rede stehenden Sensoren, d.h. es werden von Haushaltsgeräteherstellern Sensoren mit einer breiten Palette an Messfunktionen nachgefragt. Jede Messfunktion erzeugt ihr eigenes Messsignal, weshalb eine große Anzahl von Messfunktionen des Sensors eine hohe Aderzahl des Verbindungskabels mit sich bringt, will man die einzelnen Messignale über gesonderte Adern des Kabels von dem Sensor zur Hauptsteuereinheit abführen.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen für den Einsatz in einem elektrischen Haushaltsgerät, beispielsweise einer Waschmaschine oder einem Geschirrspüler, geeigneten Sensor bereitzustellen, der verschiedenartige Messfunktionen in sich vereinen kann, dennoch kostengünstig für den Haushaltsgerätehersteller ist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach einem Gesichtspunkt der Erfindung ein Sensor zur Kabelverbindung mit einer Hauptsteuereinheit eines elektrischen Haushaltsgeräts vorgesehen, wobei der Sensor eine elektrische Sensorschaltung mit einer Mehrzahl von mindestens zwei in verschiedenen Schaltungszweigen angeordneten Messaufnehmern umfasst, deren jeder zur Bereitstellung eines elektrischen Messsignals ausgebildet ist, wobei die Sensorschaltung ein erstes elektrisches Kontaktelement zur Steckverbindung mit einem Kabelstecker aufweist und über das erste Kontaktelement aus den Messsignalen jedes der Mehrzahl Messaufnehmer gewonnene Messinformationen auszugeben vermag. Die interessierende Messinformation kann in unterschiedlicher Form in den Messsignalen der verschiedenen Messaufnehmer enthalten sein. Beispielsweise kann bei einer Teilanzahl der Messaufnehmer die Stromhöhe des betreffenden Messsignals von Interesse sein, während bei einer anderen Teilanzahl der Messaufnehmer die Spannungshöhe des betreffenden Messsignals von Interesse sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann bei zumindest einer Teilanzahl der Messaufnehmer z.B. das Zeitverhalten des elektrischen Messsignals von Interesse sein. Die Sensorschaltung ist bei bestimmten Ausführungsformen geeignet ausgebildet, um aus den Messsignalen der verschiedenen Messaufnehmer die jeweils interessierende Messinformation zu extrahieren und in einem einheitlichen Signalformat, z.B. in Form eines pulsbreitenmodulierten Spannungssignals (PWM-Signal) oder in Form eines amplitudenmodulierten Gleichstromsignals, über ein gemeinsames Kontaktelement (nämlich das erste Kontaktelement) auszugeben. Durch solche Auswertung und Formatvereinheitlichung der Messsignale der verschiedenen Messaufnehmer können Kontaktelemente an der Schnittstelle des Sensors zu dem Kabelstecker und damit Adern innerhalb eines Anschlusskabels eingespart werden.
-
Bei bestimmten Ausführungsformen enthält die Sensorschaltung einen Mikroprozessor und liefert die Mehrzahl Messaufnehmer ihre Messsignale an den Mikroprozessor.
-
Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst die Mehrzahl Messaufnehmer mindestens einen opto-elektronischen Messaufnehmer und zusätzlich mindestens einen weiteren, nicht opto-elektronischen Messaufnehmer, insbesondere ein temperaturabhängiges elektrisches Widerstandselement oder/und eine Anordnung von Leitwertelektroden.
-
Bei bestimmten Ausführungsformen weist die Sensorschaltung ein zweites elektrisches Kontaktelement zur Steckverbindung mit dem Kabelstecker auf und ist zum Bezug einer elektrischen Versorgungsgleichspannung über das zweite Kontaktelement ausgebildet.
-
Bei bestimmten Ausführungsformen ist die Sensorschaltung dazu eingerichtet, in Abhängigkeit einer über das zweite Kontaktelement empfangenen Steuerinformation Messinformationen eines durch die Steuerinformation bezeichneten Messaufnehmers über das erste Kontaktelement auszugeben.
-
Bei bestimmten Ausführungsformen weist die Sensorschaltung ein drittes elektrisches Kontaktelement zur Steckverbindung mit dem Kabelstecker auf, wobei auf ein Bezugspotential zu legende Teile der Sensorschaltung mit dem dritten Kontaktelement verbunden sind.
-
Nach einem weiteren Gesichtspunkt ist erfindungsgemäß ein Sensor vorgesehen, welcher insbesondere für den Einbau in einem wasserverbrauchenden elektrischen Haushaltsgerät bestimmt ist und insbesondere nach der vorstehend erläuterten Art ausgestaltet sein kann. Der Sensor umfasst: ein Sensorgehäuse und eine in dem Sensorgehäuse untergebrachte Elektronikbaugruppe (die man auch als Sensorschaltung bezeichnen kann) mit Sensorbauteilen für eine Mehrzahl verschiedener Messfunktionen, wobei die Messfunktionen mindestens eine optische Messfunktion sowie mindestens eine nicht-optische Messfunktion umfassen, wobei die Elektronikbaugruppe eine Steckschnittstelle für einen elektrischen Anschlussstecker aufweist, wobei die Steckschnittstelle eine Mehrzahl elektrischer Schnittstellenkontakte zur elektrischen Versorgung der Elektronikbaugruppe und zur Ableitung mittels der Messfunktionen gewonnener Messinformationen aufweist. Der Sensor ist durch mindestens eines der folgenden Merkmale gekennzeichnet:
- (a) die Gesamtzahl der Schnittstellenkontakte der Steckschnittstelle beträgt zwei oder drei;
- (b) die Elektronikbaugruppe leitet mittels einer optischen Messfunktion der Elektronikbaugruppe gewonnene erste Messinformationen und mittels einer nicht-optischen Messfunktion der Elektronikbaugruppe gewonnene zweite Messinformationen über einen gemeinsamen Schnittstellenkontakt der Steckschnittstelle ab;
- (c) die Elektronikbaugruppe umfasst eine integrierte Schaltung mit getrennten Signaleingängen für ein elektrisches Messsignal einer optischen Messfunktion und ein elektrisches Messsignal einer nicht-optischen Messfunktion der Elektronikbaugruppe und mit einem gemeinsamen Signalausgang für aus den Messsignalen abgeleitete Messinformationen der optischen Messfunktion und der nicht-optischen Messfunktion;
- (d) die Steckschnittstelle umfasst einen Schnittstellenkontakt zur Zufuhr einer elektrischen Versorgungsgleichspannung für die Elektronikbaugruppe, wobei die Elektronikbaugruppe eine insbesondere in integrierter Schaltungstechnik realisierte, z.B. mikroprozessorbasierte Steuereinheit zur Auswertung eines der Versorgungsgleichspannung überlagerten Steuerpulsmusters und zur Steuerung, insbesondere Aktivierung, der Messfunktionen abhängig von dem Steuerpulsmuster umfasst.
-
Soweit hier davon die Rede ist, dass die Elektronikbaugruppe in dem Sensorgehäuse untergebracht ist, bedeutet dies nicht, dass die Elektronikbaugruppe vollständig innerhalb des Sensorgehäuses angeordnet sein muss und nirgends aus dem Sensorgehäuse hervorstehen darf. So ist es ohne weiteres denkbar, dass z.B. eine Leiterplatte als Träger elektrischer oder/und elektronischer Komponenten der Elektronikbaugruppe mit einem als Steckschnittstelle dienenden Plattenbereich zumindest ein Stück weit aus dem Sensorgehäuse herausragt. Die Verbindung der Elektronikbaugruppe mit einem zu einer Hauptsteuereinheit des Haushaltsgeräts führenden Verbindungskabel kann durch Anstecken eines an einem Ende des Verbindungskabels angeordneten Leiterplattensteckers an den Plattenbereich der Leiterplatte hergestellt werden.
-
Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst die mindestens eine optische Messfunktion der Elektronikbaugruppe eine Messfunktion zur Messung der optischen Transmission längs eines teilweise außerhalb des Sensorgehäuses verlaufenden Lichtmesspfads oder/und eine Messfunktion zur Erkennung der Art eines an eine außenseitige Messoberfläche des Sensorgehäuses angrenzenden Außenmediums mittels eines in Richtung auf die Messoberfläche gerichteten Messlichtstrahls.
-
Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst die mindestens eine nicht-optische Messfunktion der Elektronikbaugruppe eine Temperaturmessfunktion oder/und eine Messfunktion zur Ermittlung des elektrischen Leitwerts längs einer außerhalb des Sensorgehäuses verlaufenden Leitwertmessstrecke.
-
Bei bestimmten Ausführungsformen weist das Sensorgehäuse eine topfartig ausgestaltete Gehäusebasis sowie zwei gegenüber der Gehäusebasis abstehende Gehäusefinger auf.
-
Bei bestimmten Ausführungsformen leitet die Elektronikbaugruppe sämtliche mittels der Messfunktionen der Elektronikbaugruppe gewonnene Messinformationen über einen gemeinsamen Schnittstellenkontakt der Steckschnittstelle ab.
-
Die Erfindung stellt ferner ein wasserführendes Haushalts-Reinigungsgerät bereit, mit einem durch eine Tür verschließbaren Arbeits-Nassraum, einem Sensor der vorstehend erläuterten Art zur Durchführung von Messungen an einem in dem Arbeits-Nassraum vorhandenen Arbeitsmedium und einer mit dem Sensor über eine Kabelverbindung verbundenen elektronischen Hauptsteuereinheit, welche anhand der von dem Sensor durchgeführten Messungen den Betrieb des Haushalts-Reinigungsgeräts steuert.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar:
- 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Waschmaschine;
- 2 eine schematische Darstellung einer Waschmaschine mit einem Sensor;
- 3 eine schematische Darstellung eines Haushaltsgeräts mit dem Sensor;
- 4 eine Darstellung eines Schaltkreises des Haushaltsgeräts mit dem Sensor;
- 5 eine schematische Darstellung eines Haushaltsgeräts mit dem Sensor; und
- 6 eine Darstellung eines Schaltkreises des Haushaltsgeräts mit dem Sensor.
-
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, welche eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Waschmaschine 2 zeigt. Die Waschmaschine 2 umfasst eine Öffnung 4 zum Beladen der Waschmaschine mit Wäsche, und ein Waschmittelfach 6, welches mit Waschmittel befüllt werden kann. In einem nicht näher dargestellten Waschbottich innerhalb der Waschmaschine 2 ist ein Waschraum 8 gebildet, in welchem ein Waschvorgang stattfinden kann. Der Waschraum 8 ist durch eine Tür (nicht dargestellt) verschließbar. Die Waschmaschine 2 umfasst ferner eine Bedienkonsole 10 mit mehreren Bedienelementen 12, wie beispielsweise Tasten, Drehknöpfen und Anzeigen. Die Bedienkonsole 10 ist mit einer Steuereinheit (nicht dargestellt) der Waschmaschine 2 verbunden.
-
In der Waschmaschine 2 ist ein Sensor 14 angeordnet. In dem gezeigten Beispielfall ragt der Sensor 14 in den Waschraum 8, wobei er - wie an sich auch in den einleitend genannten Dokumenten des Stands der Technik gezeigt - beispielsweise mit zwei gegenüber einer topfförmigen Gehäusebasis vorstehenden Gehäusefingern eines Sensorgehäuses des Sensors 14 in den Waschraum 8 hineinragen kann. Der Sensor 14 umfasst mehrere Messaufnehmer (in 1 nicht dargestellt) zum Messen von Parametern wie beispielsweise einer empfangenen Lichtintensität, der Temperatur des Waschwassers in dem Waschraum 8 oder/und dem elektrischen (ggf. komplexen) Leitwert des Waschwassers. Es ist zu erkennen, dass eine vergleichsweise große Zahl von Signalleitungen 16 nötig ist, um den Sensor 14 mit der Steuereinheit zu verbinden.
-
Demgegenüber stellt 2 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts dar. Bei diesem Beispiel handelt es sich um ein elektrisches, wasserführendes Haushalts-Reinigungsgerät, nämlich um eine Waschmaschine 18. Die Waschmaschine 18 umfasst einige der Komponenten, die bereits zu 1 beschrieben wurden, und die mit denselben Bezugszeichen dargestellt sind. Ferner umfasst die Waschmaschine 18 eine Hauptsteuereinheit (nicht dargestellt). Allerdings umfasst die Waschmaschine 18 der 2 gegenüber der Waschmaschine 2 aus 1 einen verschiedenen Sensor 20. Die Verschiedenheit des Sensors 20 drückt sich nicht oder jedenfalls nicht nur in der Gestaltung eines Sensorgehäuses des Sensors 20 im Vergleich zu dem Sensor 14 der 1 aus, sondern vielmehr zumindest in der schaltungstechnischen Ausgestaltung der innerhalb eines solchen Sensorgehäuses untergebrachten Sensorelektronik aus.
-
Konkret umfasst der Sensor 20 mehrere Messaufnehmer, die jeweils ein eigenes, für eine zu messende Größe repräsentatives elektrisches Messsignal liefern. Über ein gemeinsames elektrisches Kontaktelement (in 2 nicht dargestellt) werden die in diesen Messsignalen transportierten Messinformationen von dem Sensor 20 an einer zur Steckverbindung mit einem Anschlussstecker dienenden elektrischen Steckschnittstelle des Sensors 20 ausgegeben. Eine in einem Verbindungskabel, welches den Anschlussstecker an einem Kabelende trägt und welches der Verbindung des Sensors 20 mit einer Hauptsteuereinheit der Waschmaschine 18 dient, enthaltene Signalleitung (Leitungsader) 22 transportiert die Messinformationen der verschiedenen Messaufnehmer von dem gemeinsamen Kontaktelement zu der Hauptsteuereinheit. Im dargestellten Beispiel enthält das Verbindungskabel zudem eine Spannungsversorgungsleitung 24, die mit einem zweiten elektrischen Kontaktelement (nicht dargestellt) der Steckschnittstelle des Sensors 20 verbunden ist, wenn das Kabel an der Sensor 20 angesteckt ist. Die Leitung (Ader) 24 dient der Zufuhr einer Versorgungsgleichspannung von beispielsweise +5V zu dem Sensor 20. Es wird deutlich, dass im Gegensatz zu der Waschmaschine 2 aus 1 weniger Leitungen (Adern) bereitgestellt werden müssen, um den Sensor 20 mit der Hauptsteuereinheit der Waschmaschine 18 zu verbinden.
-
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Haushaltsgeräts 26 mit dem bereits zu 2 beschriebenen Sensor 20. Bei dem Haushaltsgerät 26 handelt es sich beispielsweise um die Waschmaschine 18 aus 2. Der Sensor 20 umfasst mehrere Messaufnehmer 28, 30, 32 und 34. Hierbei ist der erste Messaufnehmer mit dem Bezugszeichen 28 versehen und der zweite Messaufnehmer mit dem Bezugszeichen 30. Ein dritter Messaufnehmer 32 und ein vierter Messaufnehmer 34 sind ebenfalls dargestellt. Es versteht sich, dass die Anzahl der Messaufnehmer nicht auf vier beschränkt ist und dass stattdessen jede andere Mehrzahl von mindestens zwei Messaufnehmern in dem Sensor 20 enthalten sein kann. Mindestens einer der Messaufnehmer 28-34 kann beispielsweise ein Fotodetektor (Fotodiode, Fototransistor) sein, mindestens ein anderer der Messaufnehmer 28-34 kann beispielsweise ein temperaturabhängiges elektrisches Widerstandselement (Heißleiter, Kaltleiter) sein und mindestens noch ein weiterer der Messaufnehmer 28-34 kann beispielsweise eine Anordnung von Leitwertelektroden umfassen, um Leitwertmessungen an einem den Sensor 20 umgebenden Außenmedium (z.B. Waschwasser) durchzuführen.
-
Die von den Messaufnehmern 28, 30, 32 und 34 erzeugten elektrischen Messsignale werden an eine Auswerteeinheit 36 übermittelt. Bei der Auswerteeinheit kann es sich um eine integrierte Schaltung (umgangssprachlich Chip), z.B. in Form eines Mikrocontrollers oder eines Mikroprozessors, handeln. Die von der Auswerteeinheit 36 erhaltenen Messsignale der Messaufnehmer werden dazu verwendet, eine Ausgabeeinheit 38 zu steuern. Die Ausgabeeinheit 38 ist eingerichtet, gesteuert von der Auswerteeinheit 36 ein Ausgangssignal zu generieren, welches die Messinformationen enthält. Das Ausgangssignal ist eine zeitlich variable elektrische Spannung oder ein zeitlich variabler elektrischer Strom.
-
Die Ausgabeeinheit 38 kann das Ausgangssignal als analoges Signal ausgeben, z.B. als Spannungswert in einem Bereich von 0 V bis 5 V. Alternativ kann das Ausgangssignal ein PWM-Signal sein.
-
In einer anderen Ausgestaltung, die in Bezug auf 4 noch näher erläutert wird, enthält der Sensor 20 eine Konstantstromsenke und „zieht“ aus Sicht der Hauptsteuerung immer einen Minimalstrom, beispielsweise mindestens 20 mA. Dieser Minimalstrom wird zur Versorgung der elektrischen Bauteile der Steuereinheit 20 verwendet. Das Ausgangssignal kann in diesem Fall als zusätzlicher Strom, beispielsweise in einem Bereich vom 0 bis 10 mA, von der Steuereinheit 42 auslesbar sein. In einem Beispiel entspricht ein Strom vom 20 mA einem Wassertrübheitsgrad von 0%, ein Strom von 25 mA einem Wassertrübheitsgrad von 50%, und ein Strom von 30 mA einem Wassertrübheitsgrad von 100%. Der Wassertrübheitsgrad als Messinformation wird hierbei von der Auswerteeinheit 36 aus einem elektrischen Messsignal oder mehreren elektrischen Messsignalen ermittelt. Es können selbstverständlich auch andere aus den Messsignalen erhaltene Messinformationen (also z.B. eine Temperatur von 25°C, eine Temperatur von 50°C usw.) durch verschiedene Stromwerte im Ausgangssignal abgebildet werden. Eine Umrechnung absoluter Messwerte aus den Messsignalen in relative Werte (z.B. in Prozentwerte) ist beispielsweise in Bezug auf einen maximalen Messbereich (z.B. zwischen -40°C und 350°C) oder einen ausgewählten Messbereich (z.B. zwischen 20°C und 90°C) möglich.
-
Alternativ zu den analogen Varianten kann das Ausgangssignal gemäß einem Bus codiert sein, beispielsweise gemäß einer 1-wire-Schnittstelle. Ein solcher Bus ist als 2-Draht- oder 3-Draht-Variante denkbar, kann also in den Ausführungsformen aus den 2 bis 6 vorgesehen sein.
-
Ferner ist die Ausgabeeinheit 38 eingerichtet, das Ausgangssignal über das erste elektrische Kontaktelement 40 auszugeben. Das erste elektrische Kontaktelement 40 ist mit der Signalleitung 22 verbunden. Die Signalleitung 22 ist wiederum mit der Hauptsteuereinheit 42 des Haushaltsgeräts 26 verbunden.
-
Die Spannungsversorgungsleitung 24 ist mit dem zweiten elektrischen Kontaktelement 44 des Sensors 20 verbunden. Das zweite elektrische Kontaktelement 44 dient der Spannungsversorgung der Auswerteeinheit 36. Das zweite elektrische Kontaktelement 44 kann auch die Messaufnehmer 28, 30, 32 und 34 und die Ausgabeeinheit 38 mit elektrischer Spannung versorgen, welche dem Sensor 20 über die Spannungsversorgungsleitung 24 zur Verfügung gestellt wird. Alternativ kann das erste elektrische Kontaktelement 40 der Spannungsversorgung des Sensors 20 dienen.
-
Über ein zeitlich variierendes Spannungs- oder Stromsignal, welches von der Hauptsteuereinheit 42 an die Spannungsversorgungsleitung 24 angelegt wird, kann die Ausgabe der Messinformationen durch die Auswerteeinheit 36 gesteuert werden. Die Auswerteeinheit 36 kann so gesteuert werden, dass lediglich Messsignale bestimmter Messeinheiten erzeugt werden, beispielsweise lediglich Messsignale des ersten Messaufnehmers 28 und des zweiten Messaufnehmers 30. Auch kann die Auswerteeinheit 36 so gesteuert werden, dass die Messsignale mit einer bestimmten Periodizität erzeugt werden. Ferner kann die Auswerteeinheit 36 so gesteuert werden, dass die Messinformationen durch Verwendung bestimmter Parameter erzeugt werden. In diesem Fall ist eine derartige Steuerung denkbar, dass Messinformationen mit bestimmten maximalen Beträgen oder mit einer bestimmten Skalierung erzeugt werden. Die Auswerteeinheit 36 kann so gesteuert werden, dass das generierte Ausgangssignal miteinander verknüpfte oder verrechnete Messinformationen einer oder mehrerer der Messaufnehmer 28, 30, 32 und 34 enthält. Auch weitere Arten der Steuerung sind möglich.
-
Beispielsweise wird mit dem Ausgangssignal zu einem Zeitpunkt jeweils eine Messinformation übertragen, die auf Basis eines elektrischen Signals eines Messaufnehmers von der Auswerteeinheit 36 gewonnen wird. Welche dies sein soll, kann die Hauptsteuereinheit 42 der Auswerteeinheit 36 mitteilen, indem die Hauptsteuereinheit 42 die Versorgungsspannung des Sensors 20 impulsartig an- und ausschaltet. Jeder Impuls entspricht einem kurzzeitigen Ausschalten der Versorgungsspannung von beispielsweise einigen Millisekunden Dauer. Diese Impulse erkennt die Auswerteeinheit 36 des Sensors 20. Die Anzahl der Impulse, oder der übertragene binäre Code, entspricht einer bestimmten Funktion des Sensors 20. Ein Impuls bedeutet beispielsweise, dass eine Trübungsmessung mittels eines Lichtabsorptionssensors mit einem Lichtdetektor als Messaufnehmer durchgeführt werden soll, zwei Pulse bedeutet, dass eine Temperaturmessung mittels eines Temperatursensors mit einem Temperaturfühler als Messaufnehmer durchgeführt werden soll, usw. Anstelle der Impulsanzahl kann die Pulsdauer zur Übermittlung dieser Steuerungsinformationen an den Sensor 20 genutzt werden. Die Auswerteeinheit 36 gewinnt anschließend, ausgehend von dieser Steuerung durch die Steuereinheit 42, die Messinformationen aus den elektrischen Messsignalen. Bei entsprechender Steuerung des Sensors 20 erzeugt die Ausgabeeinheit 38 ein Ausgangssignal, welches in zeitlicher Abfolge Messinformationen unterschiedlicher Messaufnehmer enthält. Die Auswerteeinheit 36 kann eine oder mehrere der Messaufnehmer 28, 30, 32 und 34 ansteuern, um die elektrischen Messsignale der angesteuerten Messaufnehmer 28, 30, 32 und 34 zu erhalten. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit 36 ein elektrisches Messsignal einer der Messaufnehmer 28, 30, 32 und 34 oder mehrere elektrische Messsignale mehrerer der Messaufnehmer 28, 30, 32 und 34 auswählen, um die Messinformationen zu gewinnen.
-
Gemäß dem Beispiel aus 3 umfasst der Sensor 20 maximal zwei elektrische Kontaktelemente zum Anschluss an Leitungen des Haushaltsgeräts 26, wovon eines das erste elektrische Kontaktelement 40 ist, und wovon ein anderes das zweite elektrische Kontaktelement 44 ist. Insbesondere umfasst der Sensor 20 maximal ein elektrisches Kontaktelement zur Übermittlung der Messinformationen an die Steuereinheit 42, wobei die Messinformationen aus den Messsignalen jedes der Messaufnehmer gewonnen wurden. So wird für die Übermittlung der Messinformationen nur eine einzige Signalleitung 22 benötigt.
-
Der Sensor 20 umfasst eine Leiterplatte (nicht dargestellt), auf welcher die Messaufnehmer 28, 30, 32 und 34, die Auswerteeinheit 36, die Ausgabeeinheit 38, das erste elektrische Kontaktelement 40 und das zweite elektrische Kontaktelement 44 angeordnet sind. Die Leiterplatte ist zumindest teilweise in einem wasserdichten Gehäuse des Sensors 20 angeordnet.
-
4 zeigt eine Darstellung eines Schaltkreises des Haushaltsgeräts 26 der 3. Die Auswerteeinheit 36 ist mit der Ausgabeeinheit 38 verbunden. Vorliegend handelt es sich bei der Ausgabeeinheit 38 um eine Stromquelle, welche von Signalen der Auswerteeinheit 36 gesteuert wird. In anderen Worten werden die von der Auswerteeinheit 36 gewonnenen Messinformationen vorliegend zur Steuerung der Ausgabeeinheit 38 verwendet, wobei die Ausgabeeinheit 38 in Abhängigkeit der Messinformationen ein zeitlich variables Stromsignal als das Ausgangssignal erzeugt und das Ausgangssignal über das erste elektrische Kontaktelement 40 und über die Signalleitung 22 an die Hauptsteuereinheit 42 übermittelt. Es wird deutlich, dass nur die eine Signalleitung 22 benötigt wird, um die Messinformationen der Messaufnehmer von dem Sensor 20 zu der Hauptsteuereinheit 42 zu übermitteln.
-
Die Auswerteeinheit 36 wird von der Versorgungsspannung VCC versorgt. Zur Beseitigung etwaiger hochfrequenter Spannungsanteile ist ein Schutzkondensator C1 vorgesehen, der jedoch nicht notwendigerweise vorgesehen sein muss.
-
In der Hauptsteuereinheit 42 ist ein elektrischer Widerstand R1 angeordnet, welcher mit dem Bezugspotential der Hauptsteuereinheit 42 verbunden ist. Dieser dient dazu, das übermittelte zeitlich variable Stromsignal in ein zeitlich variables Spannungssignal umzuwandeln, welches dann als Signal „Meas“ von der Hauptsteuereinheit 42 weiter verarbeitet werden kann. Die Hauptsteuereinheit 42 stellt eine Versorgungsspannung VCC bereit, die über die Spannungsversorgungsleitung 24 an das zweite elektrische Kontaktelement 44 geleitet wird. Die Versorgungsspannung VCC wird in dem Sensor 20 verwendet, um die Auswerteeinheit 36, die Ausgabeeinheit 38 und die Messaufnehmer 28, 30, 32 und 34 zu versorgen.
-
In der gezeigten Ausführungsform ist als der zweite Messaufnehmer 30 ein elektrischer Widerstand NTC1 mit einem negativen Temperaturkoeffizienten als Temperaturfühler vorgesehen. Auch der elektrische Widerstand R3 kann als Teil des Messaufnehmers 30 gesehen werden. Das von dem zweiten Messaufnehmer 30 erzeugte Spannungssignal wird direkt an die Auswerteeinheit 36 als Messsignal weitergeleitet. Der zweite Messaufnehmer 30 dient also dem Messen der Temperatur als die zweite physikalische Messgröße.
-
Darüber hinaus ist in 4 als der erste Messaufnehmer 28 ein Lichtdetektor vorgesehen. Der erste Messaufnehmer 28 dient also dem Messen der Lichtintensität als die erste physikalische Messgröße. Es wird eine Leuchtdiode D1 bereitgestellt, die so angeordnet ist, dass das von ihr ausgesendete Licht zumindest teilweise ein in dem Haushaltsgerät 26 befindliches Medium, wie beispielsweise eine Lösung von Wasser mit Waschmittel, durchdringt, und anschließend auf den Lichtdetektor trifft. So kann das Absorptionsverhalten bzw. die Lichttransmission des Mediums bestimmt werden. Die Leuchtdiode D1 strahlt Licht aus, dessen Intensität von dem durch die Leuchtdiode D1 fließenden Strom abhängt. Dieser Strom wird von der Stromquelle I1 bereitgestellt. Die Stromquelle I1 kann von der Auswerteeinheit 36 gesteuert werden. Der Lichtdetektor umfasst einen elektrischen Widerstand R4 und einen Fotodetektor Q1 (z.B. Fototransistor oder Fotodiode). Das von dem Lichtdetektor erzeugte Spannungssignal wird direkt als Messsignal an die Auswerteeinheit 36 weitergeleitet.
-
Ferner ist in der in 4 gezeigten Ausführungsform ein Lichtreflexionssensor vorgesehen. Dieser wird bereitgestellt durch eine Leuchtdiode D2 und den bereits beschriebenen Lichtdetektor. Die Leuchtdiode D2 wird durch eine Stromquelle 12 betrieben, welche von der Auswerteeinheit 36 angesteuert werden kann. Die Leuchtdiode D2 ist so angeordnet, dass sie Licht in Richtung eines Elements des Haushaltsgeräts 26 oder in Richtung eines in dem Haushaltsgerät 26 befindlichen Mediums aussendet, welches dann von dem Element oder Medium zumindest teilweise reflektiert wird und nach der Reflexion den Lichtdetektor erreicht. An einer Grenzfläche von einer Flüssigkeit zu Gas kommt es zu einem anderen Reflexionsgrad als wenn nur Gas ohne eine solche Grenzfläche vorliegt. Auch kann der Reflexionsgrad Aufschluss über Schaum an der Grenzfläche geben, der beispielsweise durch Waschmittel verursacht wird. Somit ist es vorteilhaft, wenn das Licht in Richtung einer potenziell in dem Haushaltsgerät 36 vorhandenen Grenzfläche zwischen einer Flüssigkeit und Gas ausgesendet wird. Hierzu kann die Sensor 20 wie in 2 dargestellt zumindest teilweise in den Nassraum 8 der Waschmaschine 18 ragen.
-
Der in 3 gezeigte Messaufnehmer 34 ist in dem Schaltkreis der 4 nicht dargestellt, kann dort jedoch ergänzt werden. Auch können, anstelle der in 4 gezeigten, andere Messaufnehmer eingesetzt werden. Ferner wird aus 4 deutlich, dass der erste Messaufnehmer 28 in einem anderen Schaltungszweig angeordnet ist als der zweite Messaufnehmer 30. Das bedeutet, dass die Messsignale dieser Messaufnehmer 28, 30 über unterschiedliche elektrische Leitungen an die Auswerteeinheit 36 geleitet werden. Die Messsignale des ersten und zweiten Messaufnehmers 28, 30 können nicht von einem Schaltungszweig in einen anderen Schaltungszweig fließen.
-
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Variante 260 des Haushaltsgeräts 26 aus den 3 und 4, wobei hierbei das Haushaltsgerät 260 ferner eine Bezugspotentialleitung (Masseleitung) 48 umfasst. Auch hier bezeichnen dieselben Bezugszeichen die bereits beschriebenen Komponenten aus den 2 bis 4. Die Bezugspotentialleitung 48 ist an ein drittes elektrisches Kontaktelement 46 des Sensors 20 angeschlossen. Das dritte elektrische Kontaktelement 46 dient der Bereitstellung eines Bezugspotentials in dem Sensor 20, insbesondere stellt das dritte elektrische Kontaktelement 46 dem Sensor 20 ein Bezugspotential zur Verfügung. In dieser Variante umfasst der Sensor 20 maximal drei elektrische Kontaktelemente zum Anschluss an Leitungen des Haushaltsgeräts 260, wovon eines das erste elektrische Kontaktelement 40 ist, ein anderes das zweite elektrische Kontaktelement 44 ist, und ein anderes das dritte einpolige elektrische Kontaktelement 46 ist.
-
6 zeigt eine Darstellung eines Schaltkreises des Haushaltsgeräts 260 der 5. Es ist zu erkennen, dass lediglich die drei Leitungen 22, 24 und 48 zur Verbindung des Sensors 20 mit der Hauptsteuereinheit 42 vorgesehen sind. Die Ausgabeeinheit 38 kann in dieser Variante ein Spannungssignal als Ausgangssignal ausgeben, welches in Bezug auf das von dem dritten elektrischen Kontaktelement 46 bereitgestellte Bezugspotential erzeugt wird. Die Hauptsteuereinheit 42 verwendet dasselbe Bezugspotential wie der Sensor 20, was eine Verarbeitung des Ausgangssignals durch die Hauptsteuereinheit 42 erleichtert.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1335060 B1 [0002]
- DE 102008056701 A1 [0002]
- DE 102010026068 A1 [0002]
- DE 102011102627 A1 [0002]
