-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine lokale Netzanordnung (local area
network) gemäß dem Oberbegriff des
beigefügten
Anspruchs 1. Im Unterschied zu herkömmlichen lokalen Netzen, in
denen Leistungsfähigkeit (Datenübertragungsrate)
von Bedeutung ist, ist das lokale Netz der Erfindung speziell für bidirektionale Übertragung
von langsamen Daten ausgelegt, insbesondere für bidirektionale Übertragung
von Schaltinformationen (ein/aus). Die lokale Netzanordnung der
Erfindung wurde in erster Linie zur Netzanschlusssteuerung von Immobilien
entwickelt, jedoch auch andere nennenswerte Verwendungen, wie zum
Beispiel Zugangssteuerungssysteme oder andere Überwachungs- bzw. Steuersysteme
sind denkbar. Nachfolgend wird jedoch der Hintergrund der Erfindung
in Bezug auf ein Beispiel eines Netzanschlusssteuerungssystems einer
Immobilie beschrieben, da dabei auftretende Probleme ursprünglich einen
Anstoß für die Erfindung
gegeben haben.
-
Der
größte Nachteil,
der bei der herkömmlichen
Elektrifizierung von Immobilien vorhanden ist, liegt darin, dass
sie keine "intelligente" Installation ermöglicht,
die eine flexible Steuerung und Veränderlichkeit des Systems erlaubt. 1 stellt
das Prinzip der herkömmlichen
Installationstechnik dar. Eine separate Durchführung führt gewöhnlich von einem Hauptverteiler 11 für jede Gruppe
von Leuchtenfassungen oder Wandsteckdosen. In der Figur wird die
Anzahl der benötigten
Leitungen wie gewöhnlich
durch eine Zahl markiert, die neben einer Kreuzungslinie, die quer über die
Leitung gezogen wurde, angegeben ist; zwei oder drei Leitungen sind
zu einem Schalter 13 von jeder Leuchtenfassung 12 geführt, und
zwei Leitungen werden für
jede Gruppe benötigt.
In dem in der Figur gezeigten Beispiel führen daher insgesamt acht Leitungen
zu dem Hauptverteiler (Wandsteckdosen werden mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet).
Eine derartige Installation ist ebenso einfach wie äußerst starr,
und es wird ein Fachmann benötigt,
um Änderungen
daran vorzunehmen.
-
Um
Steuerbarkeit zu erreichen, muss eine relaisgesteuerte Installationstechnik
verwendet werden, deren Prinzip in 2 dargestellt
ist. Da die Schalter (Relais) aller Auslässe (zum Beispiel Leuchtenfassungen), die
gesteuert werden, in diesem Fall in dem Hauptverteiler 11 angeordnet
sind, müssen
so viele Leitungen von dem Hauptverteiler wegführen, wie Auslässe in dem
Gebäude
gesteuert werden. Typischerweise werden drei oder vier Leitungen
für jeden
Druckknopf (Schalter) 15 benötigt, der mit einem Signallicht
ausgestattet ist, wodurch die Anzahl der Leitungen, die von dem
Hauptverteiler ausgehen, sehr groß wird. Beispielsweise benötigt die
Elektrifizierung eines typischen freistehenden Hauses 25 bis 50
mit einem Signallicht versehene Druckschalter, wobei in diesem Fall
alleine von den Schaltern 75 bis 200 Leitungen zu dem Hauptverteiler
führen. Was
die Anzahl der Leitungen angeht, ähnelt die relaisgesteuerte
Installationstechnik hauptsächlich
einer Telefonvermittlungsstelle. Des Weiteren wird ein sehr erfahrener
Elektriker benötigt,
die Installationszeit steigt beträchtlich an und die Kosten werden
extrem hoch.
-
Die
GB-A-1575026 offenbart eine Technik, um Steuersignale, die auf Stromleitungen überlagert
sind, zu übermitteln.
-
Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung
der oben erwähnten
Nachteile zu erreichen und eine solche lokale Netzanordnung bereitzustellen,
die ein flexibel steuerbares elektrisches Netzwerk ermöglicht,
das auf eine viel einfachere Art und Weise als das vorhergehende
System implementiert werden kann. Diese Aufgabe wird mit der lokalen
Netzanordnung der Erfindung gelöst,
die durch das gekennzeichnet ist, was in dem kennzeichnenden Teil
des beiliegenden Anspruchs 1 offenbart ist.
-
Die
Idee der Erfindung ist es, in einem Bus (Zwillingskabel) des Netzwerks
ein solches Signal zu übertragen,
das gleichzeitig sicherstellt, dass eine simultane, bidirektionale
Datenübertragung
und Leistungseinspeisung ermöglicht
wird, so dass ein einzelner Knoten des Netzwerks so einfach wie
möglich
gehalten wird (zum Beispiel in Bezug auf Zeitsteuerung und Übertragungsgeräte). Wenn
eine Hälfte
einer Trägersignalwelle (wobei
das Signal entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im
Wesentlichen sinusförmig
in seiner Grundform ist) vollständig
von der Energiezufuhr ausgenommen wird, ist es möglich, währenddessen Daten in zwei Richtungen
zu übertragen.
Dies kann auf sehr einfache Art und Weise in einer Richtung aufgrund
von Strominformationen und in die andere Richtung aufgrund der Wellenform
des Signals vorgesehen werden.
-
Die
vorangegangenen Systeme bieten dem Nutzer (zum Beispiel dem Besitzer
der Wohnung oder der Immobilie) keine Möglichkeit, die Installationsanordnung
(zum Beispiel welcher Schalter welche Leuchtenfassung steuert) zu ändern, wohingegen
die Lösung
entsprechend der Erfindung Änderungen
dieser Art ermöglicht,
ohne die Hilfe eines erfahrenen und zugelassenen externen Elektrikers
in Anspruch zu nehmen. Zusätzlich
können
verschiedene zusätzliche
Funktionen wie zum Beispiel Zeitsteuerungsfunktionen, Helligkeitsregelungsfunktionen,
zentrales Ein- und Ausschalten usw. zu irgendeinem der zu steuernden
Auslässe
hinzugefügt werden.
-
Da
das Netzwerk der Erfindung eine niedrige Spannung aufweist und frei
anpassbar ist, kann der Nutzer beliebig Druckknöpfe (Schalter) beispielsweise
an den gewünschten
Orten anbringen und diese derart programmieren, dass sie die elektrischen
Auslässe,
die er möchte,
betreiben.
-
Verglichen
mit der herkömmlichen
Installationstechnik reduziert die Lösung der Erfindung den Bedarf an
benötigten
dicken Kupferleitungen, da die Schalter nicht länger mit der Netzspannung verbunden
werden müssen,
sondern ein Niederspannungssignal mit ihnen verbunden werden kann.
Eine beträchtlichere
Einsparung wird jedoch in der Installationszeit und demnach bei
den Installationskosten erreicht.
-
Verglichen
mit dem oben beschriebenen relaisgesteuerten System liegt der Hauptvorteil
der Lösung der
Erfindung in einer viel einfacheren Installationstechnik und daher
beträchtlichen
Kosteneinsparungen.
-
Da
in dem Netzwerk der Erfindung ein (analoger) Träger übertragen wird, bei dem die
Anstiegs- und Abfallzeiten relativ lang sind im Vergleich zu beispielsweise
kurzen Anstiegs- und Abfallzeiten digitaler Signale in bekannten
lokalen Netzen, ist es ebenso möglich,
die Interferenzen (Interferenzspektrum), die in dem Netzwerk auftreten,
klein zu halten. Durch die Verwendung eines Konstantfrequenzträgers ist
es auch möglich,
eine Zeitsteuerung an alle Knoten des Netzwerks zu übertragen,
wodurch in den Knoten keine separaten Zeitsteuerungseinrichtungen
benötigt
werden.
-
Im
Folgenden werden die Erfindung und ihre bevorzugten Ausführungsformen
genauer unter Bezugnahme auf die Beispiele in 3 bis 9 in
den beigefügten
Zeichnungen beschrieben, von denen
-
1 eine
Elektrifizierung zeigt, die unter Verwendung einer herkömmlichen
elektrischen Installationstechnik durchgeführt wurde,
-
2 eine
Elektrifizierung zeigt, die unter Verwendung einer Relaisinstallationstechnik
durchgeführt wurde,
-
3 eine
Elektrifizierung zeigt, die durch Verwendung der Installationstechnik
der Erfindung durchgeführt
wurde,
-
4a ein
Signal darstellt, das durch die Steuereinheit des Netzwerks der
Erfindung übertragen
wurde,
-
4b eine
Rahmenstruktur darstellt, die durch das Signal aus 4a gebildet
wird,
-
4c ein
Blockdiagramm der Steuereinheit zeigt,
-
5a bis 5c verschiedene
Bediengeräte,
die in dem Netzwerk verwendet werden, zeigt,
-
6 das
Prinzip der Busschnittstelle zeigt,
-
7a einen
analogen Abschnitt der Verbindungseinheit zeigt, welche die Busschnittstelle
implementiert,
-
7b ein
Blockdiagramm ist, das einen digitalen Abschnitt der Verbindungseinheit
darstellt,
-
8 eine
Pulserzeugungsschaltung zeigt, die in dem analogen Abschnitt aus 7a verwendet
wird und
-
9 ein
Zeitdiagramm darstellt, das ein Signal zeigt, das bei dem analogen
Abschnitt ankommt und Signale zeigt, die daraus in dem analogen
Abschnitt erzeugt werden.
-
3 zeigt
das Prinzip einer Elektrifizierung, die unter Verwendung des lokalen
Netzes entsprechend der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Der einzige Teil des Systems, der "Intelligenz" besitzt, ist eine Steuereinheit 31,
die allen zu steuernden Bediengeräten gemeinsam ist. Die Steuereinheit
kann zum Beispiel in einem Hauptverteiler 11 angeordnet
sein. Ein verdrilltes Leitungspaar 32, das sich prinzipiell
durch das ganze System erstrecken kann, bildet eine gemeinsame Übertragungsverbindung,
das heißt
einen Bus SB des Systems, wobei an den Bus verschiedene steuerbare
Bediengeräte
(ein Bediengerät
kann zum Beispiel einen Druckknopf 15, der mit einem Signallicht
versehen ist, oder eine Leuchtenfassung 12 umfassen) unter
Verwendung von unten beschriebenen Verbindungseinheiten gekoppelt
sind. Ein Bediengerät
und die dazu gehörende
Elektronik werden hierin allgemein als ein Knoten bezeichnet. Die
Elektronik beinhaltet die oben erwähnte Verbindungseinheit, durch
die das Bediengerät
an das Netzwerk gekoppelt ist, und abhängig von der Art des Bediengeräts Adapterschaltungen,
die möglicherweise
zusätzlich
benötigt
werden, um das Bediengerät
zu steuern.
-
Alle
Druckknöpfe 15,
die mit einem Signallicht versehen sind, sind in dem Beispiel entsprechend 3 entlang
einer Durchführung
A aufgereiht, wobei nur ein verdrilltes Leitungspaar 32 darin
verläuft.
Netzspannungsleuchtensockel und Wandsteckdosen sind in Sicherungsgruppen
in ihren eigenen Kanälen
angereiht, wobei, wie in 3 gezeigt, eine Durchführung B
von dem Hauptverteiler wegführt.
Ein verdrilltes Leitungspaar 32 wird in der gleichen Durchführung zusammen
mit dem Phasen/Neutralleiterkabel verlegt, um die Schaltsteuerung
an jedes der Bediengeräte
der Gruppe zu übertragen.
-
Somit
laufen nur sechs Leitungen in dem Beispiel entsprechend 3 zu
dem Hauptverteiler. Ein zusätzlicher
Vorteil ist die Eignung des Systems für jede vorhandene elektrische
Durchführung.
-
Es
muss erwähnt
werden, dass angesichts des Prinzips der Erfindung die Druckknöpfe 15,
die mit einem Signallicht versehen sind, ebenso in der Zwillingsleitung,
die entlang des Phasen/Neutralleiterkabels verläuft, angeordnet sein können. Die
physikalische Anordnung der Schalter 15 innerhalb des eigenen
Busses, wie in der Figur gezeigt, ist jedoch bevorzugt, zumindest
so lange, wie Bestimmungen über
die elektrische Sicherheit es nicht erlauben, Halbleiterstromversorgungsschalter,
wie sie bereits von verschiedenen Herstellern vertrieben werden,
zu verwenden. In der Übergangszeit
kann eine Relaissteuerung in dem Hauptverteiler 11 verwendet
werden, wodurch kein Zwillingsleitungsbus entsprechend der Erfindung
mit der Stromversorgungsseite verkabelt wird. In diesem Fall wird
der Bus (Durchführung
A), der aus der Zwillingsleitung besteht, nur dazu verwendet, die
Relais zu steuern, wobei die Lösung
demnach dem bekannten Technik, der in 2 gezeigt
ist, entspricht, bis auf die Tatsache, dass nur eine gemeinsame
Zwillingsleitung 32 für
alle in 2 gezeigten Druckknöpfe 15 benötigt wird,
wobei die Leitung den Bus entsprechend der Erfindung bildet. Ungeachtet
dieser Art der Anordnung während
der Übergangszeit
ist die Installation des erfindungsgemäßen Verfahrens einfach und
vorteilhaft.
-
Es
muss auch darauf hingewiesen werden, dass, obwohl in dem Beispiel
von 3 physikalisch getrennte Leitungszweige (in den
den Durchführungen
A und B) vorhanden sind, sie jedoch logisch einen Bus bilden, der
allen Bediengeräten
gemeinsam ist. Der physikalische Aufbau des Netzwerks ist bedeutungslos aus
Sicht der Erfindung, wobei der Bus jedoch beispielsweise mit einem
ununterbrochenen Zweig verbunden sein kann, der entlang aller Bediengeräte führt, oder
er kann eine beliebige Anzahl von Zweigen an den gewünschten
Punkten haben. (Es wird jedoch empfohlen, den Hauptzweig direkt
an der Steckerleiste der Steuereinheit zu beginnen, wodurch die
Dämpfung
des Signals aufgrund von Widerstand in den Leitungen reduziert wird.)
-
Der
Bus der lokalen Netzanordnung der Erfindung wird daher in der Praxis
aus einem verdrillten Leitungspaar gebildet. Der Leitungsquerschnitt
kann in dem Bereich von 0,1 bis 0,75 mm2 liegen,
abhängig
von der Anzahl der Bediengeräte,
die nacheinander in dem gleichen Leitungszweig angeordnet sind,
und von der Gesamtlänge
des Busses.
-
Eine
Steuereinheit 11 überträgt direkt
an die Zwillingsleitung ein (analoges) Trägersignal konstanter Frequenz,
das im Wesentlichen in seiner Grundform sinusförmig ist, wobei unter Verwendung
des Signals sowohl Daten als auch Leistung an die Knoten gesendet
werden. Im Folgenden wird ein Träger
mit einer Frequenz von 20 KHz als Beispiel verwendet. (Somit ist
die Wellenlänge
des Signals immer größer als
5000 m und es treten keine Reflexionen in den Leitungszweigen auf.
Die Frequenz ist auch über
den Audiofrequenzen, um so Übersprechen
zu verhindern, und ausreichend unter den RF-Frequenzen, so dass
die Filterung von Hochfrequenzeninterferenzen kein Problem darstellt).
-
Das
Netzwerk wurde als Zeitmultiplexnetzwerk ausgebildet, wobei in dem
Netzwerk jedem Bediengerät
(Knoten) ein Zeitfenster entsprechend seiner eigenen Geräteidentifikationsnummer
zugeordnet wurde. Dieses Fenster oder dieser Zeitschlitz ist gleich
lang wie ein Zyklus des Trägers
(in diesem Beispiel ist ein Zyklus 50 μs lang).
-
4a zeigt
ein Signal, das an den Bus durch die Steuereinheit 11 gesendet
wurde. Nur die erste Hälfte
des Trägerzyklus
könnte
zur Übertragung
von Daten an das Bediengerät
verwendet werden, das diesem Zyklus entspricht. Die andere Hälfte des
Zyklus wird zur Leistungsübertragung
an alle Bediengeräte
verwendet. Während
des ersten Halbwelle wird entweder eine logische Null, entsprechend
einer unveränderten
Signalform, oder eine logische Eins, entsprechend einem 40-kHz-Datenimpuls, übertragen,
der mit dem Bezugszeichen DP in der Figur bezeichnet wird (die Entsprechungen
können
natürlich
auch entgegengesetzt sein).
-
Die
Steuereinheit übermittelt
somit Daten an das Bediengerät
in aufeinander folgenden Übertragungsrahmen,
von denen jeder eine vorgegebene Anzahl an Trägersig nalwellenzyklen enthält. Einer
dieser Rahmen ist in 4b dargestellt, wobei die Zeitschlitze,
die den Zyklen des Trägers
entsprechen, mit den Bezugszeichen TS0 bis TS252 bezeichnet werden.
Jeder Rahmen, mit dem Bezugszeichen FR bezeichnet, beginnt mit einem
vorgegebenen Rahmenabgleichswort, das zum Beispiel ein Bitmuster
01111110 (Zeitschlitze TS0 bis TS7) von acht Bit Länge sein
kann. Somit ist es nicht möglich,
dass sechs aufeinander folgende "1"-Zustände in irgendeiner
anderen Situation in einem Signal auftreten als während dieses
Abgleichwortes. Dies wurde verhindert, so dass bei der Nummerierung
der Bediengeräte
eine Leerstelle bei jedem sechsten Bediengerät ist, und somit auch kein
Bedarf besteht, "1"-Daten in dem Zeitschlitz
zu senden.
-
Die
folgenden fünf
Datenbits nach dem Abgleichwort sind der Verwaltung des Systems
zugeordnet (diese Zeitschlitze TS8 bis TS12 bilden die Wartungskanäle 1 bis
5). Danach kommt ein leerer Zeitschlitz in dem Rahmen, wonach die
Zeitschlitze von 200 Bediengeräten
(als maximale Anzahl von Bediengeräten in diesem Beispiel angegeben)
der Reihe nach entsprechend der Positionsnummer des Bediengeräts folgen,
wobei jedoch jede sechste Stelle leer ist. Dies ergibt als Rahmenlänge (8 +
5 + (1 + 5) × 40)
Bits, das heißt
253 Bits (Zeitschlitze). Somit kann ein Bit pro Bediengerät innerhalb
der Zeit von 253 × 50 μs = 12,65
ms übertragen werden.
-
Zur
Erreichung eines ausreichenden Interferenzabstands muss ein Knoten
(ebenso die Steuereinheit) fähig
sein, die empfangenen Daten während
mehrerer, zum Beispiel acht aufeinander folgender Rahmen als den
gleichen, nicht veränderlichen
Zustand zu erkennen, bevor der neue Zustand gültig wird. Der Wert 8 × 12,65
ms = 101,2 ms, welcher eine ausreichend kurze Antwortzeit darstellt,
wird somit als die Antwortzeit erhalten, die für den Zustandsübergang
benötigt
wird.
-
In
die andere Richtung, das heißt
von dem Bediengerät
zu der Steuereinheit, findet die Datenübertragung in Form von Strominformationen
derart statt, dass ein Strompuls, der "1"-Daten
entspricht, von der Verbindungseinheit des Bediengeräts während des
positiven Halbzyklus des Zeitschlitzes des Bediengeräts bereitgestellt
wird, wobei der Puls durch die Steuereinheit erkannt wird. Dies
ist unten genauer in Verbindung mit 7a offenbart.
-
Die
Steuerung der Bediengeräte
in dem Netzwerk findet immer über
die Steuereinheit statt, mit anderen Worten, selbst der Druckknopf,
der direkt zu dem Bediengerät
gehört,
kann das in Frage stehende Bediengerät nicht direkt in einen An-
oder Aus-Zustand
steuern, zum Beispiel eine Leuchtenfassung, sondern die Steuerinformation, die
durch den Druckknopf bereitgestellt wird, geht immer erst über die
Steuereinheit. Die Steuereinheit interpretiert die von dem Druckknopf
bereitgestellte Information und, unterstellt, dass die Information
sinnvoll ist, dann wird die Steuereinheit das Bediengerät durch
Senden von Steuerdaten in dem Zeitschlitz, der dem Bediengerät entspricht,
steuern. Das gesteuerte Bediengerät kann irgendwo entlang dem
Bus angeordnet sein, und nicht unbedingt neben dem Druckknopf, von
dem die Steuerinformation gekommen ist. In dem lokalen Netz der
Erfindung findet eine Steuerung daher dadurch statt, dass, wenn
der Druckknopf des Knotens gedrückt
wird, Informationen an die Steuereinheit gesendet werden, die der
einzige Ort in dem Netzwerk ist, in der die Information gespeichert
ist, welches Bediengerät
in dem Netzwerk durch Drücken
des fraglichen Druckknopfes geschaltet wird. Basierend auf dieser
Information steuert die Steuereinheit ein oder mehrere Bediengeräte, die
in ihrem Speicher mit dem gedrückten
Druckknopf verknüpft
sind.
-
Bei
der lokalen Netzanordnung der Erfindung ist die Steuereinheit somit
der einzige Ort, der "Intelligenz" besitzt. Ihr Prozessor
ist für
die Erzeugung des Trägers
und der ausgehenden Datenpulse verantwortlich, sowie für das Interpretieren
der eingehenden Datenpulse. Das Blockdiagramm der Steuereinheit
ist in 4c gezeigt. Der "Kern" der Steuereinheit
ist der oben erwähnte
Mikroprozessor 41, der zum Beispiel eine Echtzeituhr mit
Batteriepufferung und Schnittstellen umfasst, die benötigt werden,
um den Mikroprozessor an die umliegenden Schaltungen oder Systeme
anzubinden. Der Mikroprozessor steuert einen Funktionsgenerator 43 über einen
Bus 42, wobei der Generator das Trägersignal erzeugt. Der Generator 43 weist
ein Übertragungsregister
für jeden
Knoten auf. Der Mikroprozessor schreibt in diese Register die Steuerinformation
(Eins oder Null) abhängig
davon, wie das Bediengerät
jedes Knotens gesteuert wird. Der Funktionsgenerator ist eine Sequenzmaschine,
die kontinuierlich die Übertragungsregister
ausliest, und während
der ersten Hälfte
jedes Zyklus eine Welle entweder in Form einer logischen Eins oder
einer logischen Null entsprechend dem Inhalt des Registers und während der
zweiten Hälfte
eine konstante Wellenform erzeugt. Das Ausgangssignal des Generators
wird über
einen D/A-Umsetzer 44a und einen Ausgangsverstärker 45 auf
einen Bus SB ausgegeben. Da die Informationen, die von dem Knoten
an die Steuereinheit gesendet werden, in Form von Strominformationen
ankommen, ist ein Strommesswiderstand 46 zwischen dem Ausgang
des Ausgangsverstärkers und
der zweiten Leitung des Bus SB vorgesehen, wobei die Anschlüsse des
Widerstands mit den Eingängen eines
Differenzverstärkers 47 verbunden
sind. Die Strominformationen, die von dem Differenzverstärker 47 erhalten
werden, werden an einen Multiplexer 48 geleitet, von dem
sie weiter über
einen Abtastverstärker 49 und einen
A/D-Umsetzer 44b an den Mikroprozessor geleitet werden.
Der Mikroprozessor erhält
von dem Funktionsgenerator die Informationen darüber, wann die ausgehende Wellenform
ihren Spitzenwert erreicht, und der Mikroprozessor steuert den Verstärker 49,
um eine Probe des zurückkommenden
Stroms in dem fraglichen Moment zu nehmen. Die Steuereinheit findet
somit heraus, ob der Knoten, der dem gegenwärtigen Zeitschlitz entspricht,
Daten an die Steuereinheit sendet. Eine Spannungsinformation VI
wird an einen zweiten Eingang des Multiplexers angelegt, wobei die
Information dazu verwendet wird, den fehlerfreien Betrieb des Netzwerks zu überwachen,
das heißt
es wird überwacht,
dass die Amplitude nicht aufgrund der hohen Last des Netzwerks zu
stark abnimmt.
-
Zusätzlich sind
eine Tastatur KB und eine Anzeige DPL mit dem Mikroprozessor verbunden,
so dass der Nutzer seine eigenen Einstellungen durchführen kann
und das System verwalten kann. Die Verwaltung des Systems wird unten
genauer beschrieben.
-
Ein
in einem Netzwerkknoten enthaltenes Bediengerät kann zum Beispiel ein Druckknopfschalter 15, wie 5a gezeigt,
sein, der mit einem Gerät,
zum Beispiel einer LED 15a, versehen ist, die ein Signallicht abgibt.
Ein Bediengerät
dieses Typs benötigt
keine separate Anschlussschaltung, sondern kann direkt mit der Verbindungseinheit
des Knotens verbunden werden, da die Verbindungseinheit des Knotens
fähig ist
(a) direkt die benötigte
Energie für
das Hintergrundlicht des Schalters zu erzeugen und (b) die Informationen,
die durch den Schalter 15b bereitgestellt werden, einzuleiten.
-
Das
Bediengerät
kann auch ähnlich
einem Gerät 50a,
wie in 5b gezeigt, sein, das eine Last
besitzt, die mittels der Netzspannung über eine An-/Aus-Funktion versorgt
wird, wie zum Beispiel eine Lampe 51, die mit der Verbindungseinheit
des Knotens unter Verwendung eines separaten Adapterschaltkreiselements verbunden
ist. In diesem Fall enthält
das Adapterschaltkreiselement eine Steuerschaltung 53,
die einen Triac 52 enthält,
der mit dem Phasenanschluss der Lampe verbunden ist, einen Nulldurchgangsdetektor 54,
der den Triac steuert, und eine LED 55, die den Nulldurchgangsdetektor
steuert. Optisch isolierte Triac-basierte Netzwerkschalter dieser
Art werden von verschiedenen Herstellern vertrieben. Die Nutzerschnittstelle,
die sichtbar für
den Nutzer ist, besteht in diesem Fall aus der Lampe 51 (gesteuert
durch die Steuereinheit) und einem Schalter 56, über den
der Nutzer Informationen in Richtung der Steuereinheit gibt (die
LED 55 ist in diesem Fall nicht sichtbar, da sie in der
Steuerschaltung des Triacs angeordnet ist). In der Praxis kann die
Steuerschaltung zum Beispiel des Typs SP 1110 sein, der von International
Rectifier, USA, her gestellt wird. Eine ähnliche Schaltung kann auch
von anderen Herstellern bereitgestellt werden.
-
Das
Bediengerät
kann auch ähnlich
einem Gerät 50b,
wie in 5c gezeigt sein, mit einer Last,
die mit einer veränderlichen
Netzspannung versorgt wird, wie zum Beispiel ein Lampendimmer 57.
Dieses Beispiel ist ähnlich
dem in 5b, außer dass in diesem Fall eine
Phasenwinkelansteuerung 58 anstelle des Nulldurchgangsdetektors
der Steuerschaltung vorgesehen ist. Die Steuerschaltung 53 dieser
Art, basierend auf einer Phasenwinkeleinstellung, kann durch diskrete
Bauteile gebildet sein.
-
Alle
oben beschriebenen Bediengeräte
basieren somit auf der Verwendung einer LED; in dem Schalter (5a)
wird die LED zur Bereitstellung eines Hintergrundlichts verwendet,
wohingegen in der Steuerung der Netzspannung (5b und 5c)
die LED als ein isolierendes Steuergerät verwendet wird, durch das
ein Niederspannungsbus von der Netzspannung isoliert wird. Auf diese
Weise wird eine Grundstruktur, so gleich wie möglich, für alle Knoten erhalten. Allgemein
ausgedrückt
kann gesagt werden, dass ein Bediengerät ein Gerät ist, das dem Nutzer eine
Rückantwort
(zum Beispiel Licht) gibt und von dem Steuerinformationen in Richtung
der Steuereinheit gegeben werden, zum Beispiel unter Verwendung
eines Schalters, der an dem Bediengerät angebracht ist. Verschiedene
Bediengeräte
können
zum Beispiel Motoren, Heizgeräte,
verschiedene Messgeräte
usw. sein.
-
6 stellt
das Prinzip der Busschnittstelle dar, die unter Verwendung einer
zu einem individuellen Knoten gehörenden Verbindungseinheit zu
implementieren ist. Eine Verbindungseinheit 61 hat keine
Polarität in
Bezug auf die Busschnittstelle, mit anderen Worten, ihre Anschlüsse können mit
den Leitungen einer Zwillingsleitung 32 in beide Richtungen
verbunden werden. Ein Ausgang U1 der Verbindungseinheit steuert
die LED 15a oder 55 des Bediengeräts und ihr
Eingang I1 ist mit einem Wechselschalterdruckknopf (Schalter) 15b oder 56 verbunden,
der die Informationen, die durch den Druckknopfschalter bereitgestellt
werden, empfängt.
-
Die
Verbindungseinheit 61 des Knotens enthält einen analogen Abschnitt,
der mit dem Bus verbunden ist, und einen digitalen Abschnitt, der
nach dem analogen Abschnitt angeschlossen ist, wobei der digitale
Abschnitt Signale interpretiert, die ihm von dem analogen Abschnitt
zugeführt
werden, die von dem analogen Abschnitt aus Signalen erzeugt werden,
die er von dem Bus empfangen hat. Der digitale Abschnitt steuert
auch die Übertragung,
die in Richtung der Steuereinheit als Antwort auf die Steuerinformationen
stattfindet, die durch den Nutzer bereitgestellt werden.
-
7a zeigt
das Prinzip der Verbindung des analogen Abschnitts der Verbindungseinheit.
Die Aufgabe des analogen Abschnitts ist es, das Datensignal von
der Stromversorgung zu trennen, die Versorgungsspannung (gesteuert
von dem digitalen Abschnitt) aus den ersten Halbzyklen, die zur
Stromversorgung vorgesehen sind, aufzunehmen und die Last (gesteuert
durch den digitalen Abschnitt) mit einem Strom einer vorgegebenen
Größe zu erhöhen, um
Daten während
des Halbzyklus, der der Übertragung
zugeordnet ist, während eines
Trägerzyklus,
welcher der Adresszahl des Knotens entspricht, zu übertragen.
Alle auf der rechten Seite in 7a bezeichneten
Signale sind entweder Signale, die von dem analogen Abschnitt an
den digitalen Abschnitt gesendet werden, oder Signale, die von dem
digitalen Abschnitt an den analogen Abschnitt gesendet werden.
-
Die
Leitungen 32a und 32b des Busses SB, unter Verwendung
eines Zwillingskabels 32 implementiert, werden an zwei
gegenüber
liegende Anschlüsse
A und B einer Gleichrichterbrücke
D1 angeschlossen. Der dritte Anschluss der Gleichrichterbrücke wird
mit Masse verbunden und der vierte, ihm gegenüber liegende Anschluss wird
mit einem Leistungsschalter S5, der mit einem Signal POWER_OFF von
dem digitalen Abschnitt gesteuert wird, verbunden. Im Initialisierungszustand
(bevor die Verbindungseinheit mit dem Träger synchronisiert wird) wird
der Leistungsschalter S5 in seine geschlossene Position gebracht,
wie in 7a gezeigt.
-
Die
Anschlüsse
A und B sind mit den entsprechenden Eingangsanschlüssen des
Vergleichers U7 verbunden. Der Ausgang des Vergleichers (Signal
COMPP) wird mit dem Eingang einer ersten Pulserzeugungsschaltung
A2 verbunden, und ebenso direkt mit dem digitalen Abschnitt. Der
Ausgang des Vergleichers ist über einen
Inverter U8 auch mit dem Eingang einer zweiten Pulserzeugungsschaltung
A3 verbunden und invertiert mit dem digitalen Abschnitt (Signal
COMPN). Die Ausgänge
der Pulserzeugungsschaltungen A2 und A3 sind mit dem digitalen Abschnitt
(Signale PULSP und PULSN) verbunden sowie mit den Eingängen eines Oder-Gatters
U6. Ein Ausgangssignal U9 des Oder-Gatters steuert die Schalter
S1 und S2, die zur Verbindung eines Messkondensators C1 entweder über die
Widerstände
R1 und R2 mit den Eingangsanschlüssen
A und B des analogen Abschnitts verwendet werden oder alternativ
dazu mit den Vergleichern U1 und U3. Das Ausgangssignal des Oder-Gatters
U6 ist über
einen Inverter U5 auch mit dem Eingang einer dritten Pulserzeugungsschaltung
A1 verbunden. Der Ausgang dieser Pulserzeugungsschaltung steuert
einen Schalter S3, mittels dessen die Anschlüsse des Messkondensators C1
kurgeschlossen werden.
-
Der
Ausgang des Vergleichers U1 ist mit einem Dateneingang D eines ersten
D-Flip-Flops U2
verbunden, und entsprechend ist der Ausgangs des Vergleichers U3
mit dem Dateneingang D eines zweiten D-Flip-Flops U4 verbunden.
Das D-Flip-Flop U2 wird mit dem Ausgangssignal PULSN der zweiten
Pulserzeugungsschaltung A3 getaktet und das D-Flip-Flop U4 wird
mit dem Ausgangssignal PULSP der ersten Pulserzeugungsschaltung
A2 getaktet (Taktung mit der fallendenden Flanke des Pulses). Die
Ausgänge
der D-Flip-Flops (Signale VALP und VALN) sind mit dem digitalen
Abschnitt verbunden.
-
Die
Pulserzeugungsschaltungen sind ähnlich
der in 8 gezeigten und enthalten ein UND-Gatter 81, mit
dessen zweitem Eingang das Signal direkt verbunden ist. Mit dessen
zweiten Eingang ist das Signal über eine
invertierende Verzögerungsschaltung 82 verbunden.
Die Schaltung erzeugt daher bei der steigenden Flanke des Eingangssignals
SIGN einen Puls der Länge,
die durch die Verzögerung τ der Verzögerungsschaltung
bestimmt wird. In dieser beispielhaften Lösung stellen die Schaltungen
A2 und A3 einen Puls von 5 μs Länge und
die Schaltung A1 einen Puls von 1 μs Länge bereit.
-
Im
Folgenden wird der Betrieb des analogen Abschnitts zusätzlich zu 7a mit
Bezug auf 9, die das durch die Steuereinheit übertragene
Signal darstellt, und die Signale, die davon in dem analogen Abschnitt erzeugt
werden, genauer beschrieben.
-
Das
Interpretieren des eingehenden Signals wird separat für jeden
Halbzyklus durchgeführt.
Unter Verwendung eines Vergleichers U7, der die Eingangssignale
differentiell vergleicht, und mit einer Hysterese versehen, wird
ein Taktsignal COMPP gebildet, wobei das Signal mit der Frequenz
und der Phase des Trägers gekoppelt
ist und eine Phasenverschiebung in Bezug auf den Träger aufweist,
wobei die Verschiebung mit der Hysterese übereinstimmt. Bei der steigendenden
Flanke des Signals COMPP werden Pulse PULSP erzeugt und entsprechend
bei der fallenden Flanke Pulse PULSN. Diese Signale werden in der
ODER-Schaltung U6 zu einem Signal U9 kombiniert, das einen Puls
von 5 μs
Länge nach
jeder Flanke des Ausgangssignals COMPP des Vergleichers U7 aufweist.
-
Bevor
es einen Übergangspunkt
(steigendende oder fallenden Flanke) in dem Ausgangssignal COMPP
des Komparators gibt, der die Polarität des Signals überprüft, befinden
sich die Schalter S1 und S2 in der in 7a gezeigten
Position, wonach der Strom, der die Widerstände R1 und R2 durchfließt, den
Messkondensator C1 lädt.
Die Polarität
der Ladung (Spannung) hängt
von der Polarität
des Signals ab und die La dungsmenge ist proportional zu der Fläche des
Signalverlaufs, der durch die Halbzyklusspannung (die Energie des
halben Zyklus) und der Zeitkonstante (R1 + R2) × C1 gebildet wird. Während der
leistungszuführenden Halbzyklen
ist die Ladungsmenge (das heißt
die Fläche
oder die in den Kondensator geladene Spannung) immer von gleicher
Größe und die
Polarität
der Ladung ist entgegengesetzt, verglichen mit der Ladung, die während der
Halbzyklen auf der Signalseite erzeugt wurde. Die Fläche der
Spannungskurve, die während
der Halbzyklen auf der Signalseite (und demnach die Spannung des
Kondensators) gebildet wurde, variiert je nach dem, ob "1"-Daten oder "0"-Daten
gesendet wurden. Die Fläche
(die Spannung des Kondensators) ist groß, wenn die Daten "0" sind und gering, wenn die Daten "1" sind.
-
Wenn
ein Übergangspunkt
(steigende oder fallende Flanke) in dem Ausgangssignal des Vergleichers U7
auftritt, bewegen sich die Schalter S1 und S2, gesteuert durch das
Signal U9, zur entgegengesetzten Position. Dann ist der zweite Anschluss
des Kondensators mit einer konstanten Spannung von +5 V verbunden. Der
Vergleicher U1 vergleicht die Spannung des zweiten Anschlusses mit
einer Referenzspannung von +6 V und der Vergleicher U3 mit einer
Referenzspannung von +4 V (das heißt, die Vergleicher vergleichen,
ob die Spannung, die in den Kondensator geladen wird, über oder
unter ±1
V liegt). Die Vergleicher U1 und U3 müssen innerhalb von 5 μs (der Länge des
Pulses des Signals U9) gesetzt sein, wonach ihre Ausgangssignale
an den fallenden Flanken der Pulse der Signale PULSN und PULSP über die
D-Flip-Flops an den digitalen Abschnitt zur weiteren Verarbeitung
weitergeschoben (getaktet) werden. Danach schalten die Schalter
S1 und S2 den Kondensator C1 für
die Dauer des folgenden Halbzyklus wieder in die Messposition. Davor
wird jedoch der Kondensator C1 mit einem kurzen, von der Schaltung
A1 erhalten Puls entladen, wobei der Puls den Schalter S1 für die Zeitdauer
von 1 μs
in die geschlossene Position schaltet.
-
Die
Interpretation der Stromzustände
des Ausgangssignals während
der Taktzeitpunkte wird entsprechend der folgenden Tabelle durchgeführt.
-
-
Die
Information über
die positive und die negative Polarität (Halbzyklus) wird direkt
von dem Ausgang des Vergleichers U7 (Signal COMPP) erhalten. Zum
Beispiel gibt eine negative Polarität/"0"-Zustand
einen negativen Halbzyklus an und Empfang von "0"-Daten
während
des vorangegangenen Halbzyklus.
-
Während Ladezustände der
gleichen Höhe
am Kondensator C1 kontinuierlich während negativer Halbzyklen
(deren Form sich nicht ändert)
erhalten werden, bleibt das Signal VALN die ganze Zeit Null (vergleiche 9).
Stattdessen variiert der Zustand des Signals VALP je nach dem, ob "1"-Daten oder "0"-Daten empfangen
werden. Der digitale Abschnitt folgert daraus, dass Daten während des
positiven Halbzyklus übertragen
wurden, da das ihm entsprechende Signal variiert, wohingegen das
dem negativen Halbzyklus entsprechende Signal die ganze Zeit im
gleichen Zustand bleibt. Im Ergebnis können Daten aus dem empfangenen Signal
extrahiert werden.
-
Unter
Verwendung eines Kondensators C1, der zur Interpretation der Daten
mit einem Zwillingskabel auf die oben gezeigte Art und Weise verbunden
ist, wobei die über
den Kondensator geladene Spannung unter Verwendung von zwei Vergleichern
mit zwei unterschiedlichen Referenzwerten verglichen wird, kann
die Interpretation auf eine sehr einfache Weise durchgeführt werden.
Unter Verwendung des Kondensators C1, der Schalter S1–S2 und
der Widerstände
R1–R2
ist es nämlich
möglich,
eine Integration, Abtastung und Differenzverstärkung durchzuführen. Die
Integration wird ausgeführt,
wenn der Kondensator C1 über
die Widerstände R1
und R2 geladen wird, die Abtastung wird ausgeführt, wenn die Schalter S1 und
S2 in die entgegengesetzte Position bewegt werden, und wenn die
Schalter einmal in die entgegengesetzte Position bewegt wurden,
kann ein Unterschiedswert aus dem zu messenden Signal bestimmt werden.
Zusätzlich
wird eine galvanische Trennung mit den Schaltern erreicht. Vorausgesetzt,
dass die zu übertragende
Information mehr als zwei Pegel aufweist, wird der Vergleich auch
mit mehr als zwei Bezugswerten durchgeführt.
-
In
dem Trägersignal
ist die Amplitude (3 Volt in diesem Beispiel) der Leistungszuführungsseite
(negativer Halbzyklus) geringfügig
höher als
die Amplitude auf der Datenseite (positiver Halbzyklus), so dass
die Leistung aus dem rechten Halbzyklus vor der Identifizierung
der Polarität
(das heißt
bevor der Knoten synchronisiert wurde) ebenso verwendet werden kann.
Wenn der digitale Abschnitt einmal festgestellt hat, auf welcher Seite
der Steuereinheit Daten übertragen
werden, wird der Knoten mit den übertragenen
Daten synchronisiert, wodurch der digitale Abschnitt beginnt, die
Leistungszuführung
durch das Signal POWER_OFF zu steuern, indem der Schalter S5 in
die geschlossene Position für
die Dauer jedes negativen Halbzyklus und in die geöffnete Position
für die
Dauer des positiven Halbzyklus geschaltet wird.
-
Datenübertragung
(Übertragung
von "1"-Daten) von dem Knoten
an die Steuereinheit findet unter Verwendung von Strompulsen statt,
so dass der digitale Abschnitt den Schalter S4 mit dem Signal SEND_DATA während des
positiven Halbzyklus des Zeitschlitzes steuert, welcher der Adresse
des Knotens entspricht, wodurch die Widerstände R3 und R4 zwischen die
Anschlüsse
A und B geschaltet sind. Da die Leistungszuführung nur während des negativen Halbzyklus
stattfindet, treten keine Änderungen
im Strom während
des positiven Halbzyklus auf, wodurch die Steuereinheit in der Lage
ist, die Stromlast, die durch den Knoten auf dem Bus erreicht wird,
innerhalb des fraglichen Zeitschlitzes zu unterscheiden. Somit ist
es möglich,
Daten in dem gleichen Zeitschlitz in beide Richtungen zu übertragen.
-
7b ist
ein Blockdiagramm, das einen digitalen Abschnitt 70 darstellt,
wobei die Funktionen des digitalen Abschnitts gezeigt werden. Der
digitale Abschnitt wird hier nicht im Detail beschrieben, da er
sich nicht auf die tatsächliche
Erfindung bezieht und da es für
einen Fachmann einfach ist, die von dem digitalen Abschnitt benötigten Funktionen
zu implementieren. Eine Busschnittstelleneinheit 71 agiert
als Schnittstelle in Richtung auf den analogen Abschnitt (und den
Bus SB) zum Abwickeln des Erkennens der Rahmenausrichtung des Überwachens
und Zählens
der Rahmenausrichtung, des Sammelns der eingehenden Daten und des Identifizierens
der Polarität
des eingehenden Signals. Diese Aufgaben können auch in dem analogen Abschnitt ausgeführt werden.
Eine Anwendungsschnittstelleneinheit 72 agiert als Schnittstelle
zu dem Nutzer, welche die Verbindung des Knotens mit der Umwelt
abwickelt. In diesem Abschnitt wird das Puffern von Daten (zum Beispiel
der Steuerdaten der LED), die von dem Bus ankommen, und das Puffern
von Schalt- oder Dateninformationen, die von außerhalb ankommen, durchgeführt. (Die
Schaltinformationen können
zum Beispiel von den Schaltern 15b und die Dateninformationen
von einem der Bediengeräte,
die Daten erzeugen, kommen). In einer Datenüberprüfungseinheit 73 wird
das Überprüfen der
angekommenen Daten und die Interferenzfilterung durchgeführt. (Diese
Einheit überprüft, dass
die Daten während
acht aufeinander folgende Rahmen unverändert bleiben.) Die Überprüfungseinheit
empfängt
von dem Rahmenzähler
der Busschnittstelleneinheit die Information über die Phase des Rahmens,
aus welcher sie die Adresse dekodiert, wodurch sie in der Lage ist, Daten
an ihrer eigenen Adresse zu lesen. Ein Befehlsinterpreter 74 interpretiert
die von dem Bus empfangenen Befehle (hauptsächlich die Befehle, die über die
Wartungskanäle
gesendet werden) und führt
die Implementierung dieser Befehle durch. Eine Adressspeicherschnittstelleneinheit 75 enthält die Sequenzmaschinen,
welche die Knotenadressen aus einem Knotenspeicher 76 auslesen
und die Knotenadressen in den Knotenspeicher schrei ben. In der Praxis
ist es vorteilhaft, den digitalen Abschnitt in Form eines ASIC-Schaltkreises auszuführen.
-
Im
Folgenden wird die Verwaltung des lokalen Netzes der Erfindung offenbart.
-
Sind
einmal die Steuereinheit, der mit dem verdrillten Leitungspaar verdrahtete
Bus und die Knoten installiert, wird die Einrichtung des Systems
dadurch gestartet, dass sichergestellt wird, dass die individuelle Adresse
eines jeden Bediengeräts
Null ist. Danach werden allen Bediengeräten individuelle Adressen zugeordnet.
In der dritten Phase wird die Steuereinheit darüber informiert, welches Bediengerät welches
andere Bediengerät
steuert und wie es gesteuert wird. Diese Einstellungen werden unter
Verwendung eines Druckknopfs, der bei jedem Bediengerät (15, 15b oder 56)
angeordnet ist, sowie der Tastatur und der Anzeige der Steuereinheit
durchgeführt.
-
Die
Rücksetzfunktion
einer individuellen Adresse kann gemeinsam an alle Bediengeräte gerichtet
werden oder sie kann so fokussiert werden, dass sie nur ein Bediengerät steuert.
-
Beim
Zurücksetzen
eines bestimmten Bediengeräts
frägt die
Steuereinheit die Adresse des zurückzusetzenden Geräts ab und
setzt es zurück.
Falls der Nutzer die Adresse nicht weiß, kann sie von der Steuereinheit
in Erfahrung gebracht werden, die den Nutzer auffordert, den Druckknopf
des in Frage stehenden Bediengeräts
zu drücken,
wonach die Steuereinheit die Adresse auf ihre Anzeige darstellt.
-
Beim
Zurücksetzen
aller Adressen überprüft die Steuereinheit
diese Aktion von dem Nutzer, wonach sie alle gefundenen nicht zurückgesetzten
Adressen zurücksetzt.
-
Beim
Zurücksetzen
der Adressen sendet die Steuereinheit allen Bediengeräten während acht
mal acht Rahmendauern (das heißt
64 Rahmendauern) einen Steuercode 1101 auf den Wartungskanälen 1 bis
4 und gleichzeitig die Acht-Bit-Adresse (acht mal) des Bediengeräts, das über den
Wartungskanals 5 zurückgesetzt wird.
(Aufgrund einer ausreichenden Interferenzreserve wird die gleiche
Information acht aufeinander folgende Male gesendet.)
-
Der
Steuereinheit ist es möglich,
nicht registrierte Bediengeräte
durch Senden eines Codes 1100 "sende
gesendete Daten zurück" aufzufinden, wodurch,
wenn "1"-Daten in allen,
den Bediengeräten
entsprechenden Zeitschlitzen übertragen
werden, alle Knoten, deren individuelle Adresse ungleich Null ist,
unter Übermittlung
der "1"-Daten antworten.
-
Die
Steuereinheit kann auch kontinuierlich eine Aufzeichnung der Knoten
in dem Netzwerk behalten, so dass der Nutzer bei einem nicht normalen
Wegfall eines Knotens alarmiert werden kann.
-
Die
Programmierung der Adressen wird durch Übertragen von Befehlen für den Programmierzustand an
die Steuereinheit mittels der Tastatur gestartet, wodurch die Steuereinheit
beginnt, einen Code 1110 an die Bediengeräte zu senden. Danach wählt die
Steuereinheit von den freien Adressen die niedrigste Adresse, die der
Nutzer ändern
kann, wenn er es wünscht.
Danach drückt
der Nutzer den Druckknopf des Bediengeräts, für das die fragliche Adresse
gewünscht
ist. Die Information über
den Druck wird über
den Wartungskanal 3 (da der Knoten bis jetzt noch keinen individuellen
Zeitschlitz in dem Rahmen hat) an die Steuereinheit übermittelt. Wenn
die Steuereinheit erkennt, dass Daten beginnen über den Wartungskanal 3 anzukommen,
wechselt sie zu dem Befehlcode 1111 und sendet über den Wartungskanal 5 während 8
mal 8 Rahmendauern einen 8-Bit-Adresscode, wobei der Adresscode
sofort gültig
wird, nachdem die Gültigkeitsüberprüfung in
dem Knoten ausgeführt
wurde. Danach erscheinen die Daten, die durch den Nutzer über den
Druckschalter gesendet wurden, in dem Zeitschlitz, der durch den
Adresscode bestimmt ist, wodurch die Steuereinheit diesen sofort überprüfen kann
und danach in den Grundprogrammierungszustand (Code 1110) zurückkehrt
und gleichzeitig das Licht des fraglichen Bediengeräts (entweder
LED 15a oder Lampe 51 oder 57) einschaltet.
Dies ist ein Zeichen an den Nutzer, dass das fragliche Bediengerät eine individuelle
Adresse empfangen hat und dass der Druckknopf losgelassen werden
kann. Dieser Ablauf findet in ca. einer Sekunde statt. Vorausgesetzt,
dass das nächste
zu programmierende Bediengerät
die nächste
freie Adresse als seine individuelle Adresse haben kann, muss der
Nutzer nur den Druckknopf des Bediengeräts drücken und die oben erwähnte Sekunde
warten, bis das Licht eingeschaltet wird. Diese Verfahren werden
fortgesetzt, bis alle Bediengeräte
eine individuelle Adresse empfangen haben, wonach der Programmierzustand
durch Eingeben des entsprechenden Befehls an die Steuereinheit über ihre
Tastatur abgebrochen wird.
-
Die
letzte Stufe aus Sicht der Konfiguration ist das miteinander Verbinden,
das heißt
Bestimmen, wobei der Nutzer die Steuereinheit darüber informiert,
welches Bediengerät
welches andere Bediengerät
steuert.
-
Ausgangspunkt
ist die Tatsache, dass jeder einzelne Druckknopf jedes Bediengeräts mindestens
das fragliche Bediengerät
steuert. Zum Beispiel steuert der Druckknopf einer Standardlampe
immer die Standardlampe, aber die Information bezüglich des
miteinander Verbindens gibt an, ob der Druckknopf der Standardlampe
auch einige andere Bediengeräte
steuert.
-
Die
Verknüpfung
zwischen zwei Bediengeräten
wird auf einfachste Art und Weise ausgeführt, sodass der Nutzer die
Steuereinheit durch Eingeben des entsprechenden Befehls über die
Tastatur der Steuereinheit in den Verbindungszustand bringt, wobei
die Steuereinheit als Reaktion darauf beginnt, einen Code 1011 des Verbindungszustands
auf den Wartungskanälen
1 bis 4 zu übertragen.
Danach fordert die Steuereinheit den Nutzer auf, die Druckknöpfe der
Bediengeräte
zu drücken,
die miteinander kombiniert werden sollen. Nachdem der Nutzer die
Druckknöpfe
aller Bediengeräte,
die miteinander kombiniert werden sollen (zum Beispiel 6 Druckknöpfe mit
einem Hintergrundlicht und zwei Deckenleuchten) gedrückt hat,
kehrt der Nutzer an die Steuereinheit zurück und gibt einen Annahmebefehl über die
Tastatur ein. Danach ändern
alle Bediengeräte
der Gruppe ihren Zustand, wenn irgendein Gerät, das zu der kombinierten
Gruppe gehört,
gedrückt
wird.
-
Es
ist weiterhin anzumerken, dass das System keine Unterscheidung zwischen
den Typen von Bediengeräten
macht, mit anderen Worten kann ein Licht (5b) (oder
ein Druckknopf), welches an der Decke angebracht ist, ebenso gut
eingerichtet werden, um das Hintergrundlicht eines Druckknopfs (5a),
der an der Wand angebracht ist, zu steuern, obwohl nur die umgekehrte
Steuerung Sinn macht.
-
Ein
Bediengerät
kann von der Gruppe unter Eingabe eines entsprechenden Befehls über die
Tastatur ausgenommen werden, wodurch die Steuereinheit beginnt,
den Code 1001, der dies angibt, zu senden. Als nächstes drückt der Nutzer den Druckknopf
des Bediengeräts,
dessen Kombinationen ausgenommen werden sollen. Danach bestätigt der
Nutzer die Freigabe über
die Steuereinheit, wonach sie gültig
wird.
-
Es
gibt einen eigenen Befehl, um die gesamte Gruppe aufzuheben. Wenn
der Nutzer, nachdem er diesen Befehl eingegeben hat, den Druckknopf
eines der Bediengeräte
drückt
und die Aufhebung von der Steuereinheit annimmt, wird die Steuereinheit
alle Verbindungen dieser Gruppe aufheben.
-
Um
das oben Erwähnte
zusammenzufassen, zeigt die folgende Tabelle die Steuerkanäle, die
zur Verwaltung des Systems gehören.
Die Vier-Bit-Codes, die über
die War tungskanäle
1 bis 4 gesendet werden, werden in der nächsten Tabelle gezeigt. Die Übertragungsrichtungen
und Empfangsrichtungen werden aus Sicht der Steuereinheit gezeigt.
In der nächsten
Tabelle bezieht sich ein Antwortkanal auf die Zahl des Wartungskanals.
-
-
-
Unter
Verwendung der oben offenbarten Anordnung ist es möglich, zum
Beispiel für
einen bestimmten Druckknopf nur eine Ausschaltefunktion zu definieren,
anders ausgedrückt,
mit einem Druck auf den Druckknopf ist es möglich, bestimmte Leuchtenfassungen
auszuschalten (aber nicht einzuschalten). In diesem Fall übermittelt
die Steuereinheit somit zusätzlich
die Information, die durch den Druckknopf bereitgestellt wird, abhängig von
dem Schaltzustand des Bediengeräts,
das mit dem Druckknopf verknüpft
ist. In diese Hinsicht unterscheidet sich das System der Erfindung
klar von den herkömmlichen
Lösungen.
-
Obwohl
die Erfindung mit Bezug auf die Beispiele der beigefügten Zeichnungen
offenbart wurde, ist es offensichtlich, dass die Erfindung nicht
darauf beschränkt
ist und sie innerhalb des erfinderischen Gedankens, der oben zum
Ausdruck gekommen ist, und der beigefügten Ansprüche geändert werden kann. Obwohl die
lokale Netzanordnung der Erfindung unter Verwendung eines Leuchtenanschlusssystems
beschrieben wurde, kann die Nutzung auf verschiedene Arten verändert werden.
Gleichermaßen
können
detailliertere Ausführungsformen
und Prinzipien variieren, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung
abzuweichen. Die zu übertragenden
Informationen können,
wie bereits oben erwähnt,
mehr als zwei Pegel aufweisen, obwohl es zutrifft, dass die Knoten
dann etwas komplexer werden. Die Grundform des Trägersignals
kann ebenso variieren, zum Beispiel kann eine Rechteckwelle anstelle
einer Sinuswelle verwendet werden.