EA034236B1 - Способ и устройство для настройки и интеграции в электросеть сети системы бытовой автоматизации или информационной сети - Google Patents
Способ и устройство для настройки и интеграции в электросеть сети системы бытовой автоматизации или информационной сети Download PDFInfo
- Publication number
- EA034236B1 EA034236B1 EA201891080A EA201891080A EA034236B1 EA 034236 B1 EA034236 B1 EA 034236B1 EA 201891080 A EA201891080 A EA 201891080A EA 201891080 A EA201891080 A EA 201891080A EA 034236 B1 EA034236 B1 EA 034236B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- load
- signals
- network
- box
- optical
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000010354 integration Effects 0.000 title description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000006854 communication Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 107
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 37
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 36
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 33
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- ZCJJIQHVZCFSGZ-UHFFFAOYSA-N 2,8-bis(diphenylphosphoryl)dibenzothiophene Chemical compound C=1C=CC=CC=1P(C=1C=C2C3=CC(=CC=C3SC2=CC=1)P(=O)(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)(=O)C1=CC=CC=C1 ZCJJIQHVZCFSGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000013461 design Methods 0.000 description 17
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000013308 plastic optical fiber Substances 0.000 description 10
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B15/00—Systems controlled by a computer
- G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
- H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
- H02J13/00019—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using optical means
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
- G08C23/06—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems through light guides, e.g. optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R27/00—Coupling parts adapted for co-operation with two or more dissimilar counterparts
- H01R27/02—Coupling parts adapted for co-operation with two or more dissimilar counterparts for simultaneous co-operation with two or more dissimilar counterparts
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
- H02G3/02—Details
- H02G3/08—Distribution boxes; Connection or junction boxes
- H02G3/12—Distribution boxes; Connection or junction boxes for flush mounting
- H02G3/123—Distribution boxes; Connection or junction boxes for flush mounting in thin walls
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
- H02G3/02—Details
- H02G3/08—Distribution boxes; Connection or junction boxes
- H02G3/18—Distribution boxes; Connection or junction boxes providing line outlets
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
- H05K5/0017—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus with operator interface units
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
- H05K5/02—Details
- H05K5/0247—Electrical details of casings, e.g. terminals, passages for cables or wiring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
- H01H9/167—Circuits for remote indication
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
- H01R24/76—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure with sockets, clips or analogous contacts and secured to apparatus or structure, e.g. to a wall
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R25/00—Coupling parts adapted for simultaneous co-operation with two or more identical counterparts, e.g. for distributing energy to two or more circuits
- H01R25/16—Rails or bus-bars provided with a plurality of discrete connecting locations for counterparts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
- Distribution Board (AREA)
Abstract
В изобретении описаны способ и устройство для для настройки/установки и интеграции в электросеть сети системы бытовой автоматизации или информационной/вычислительной сети посредством множества интеллектуальных монтажных коробок, каждая из которых подсоединена непосредственно к электросети и по меньшей мере к одной нагрузке через по меньшей мере один компонент системы электропроводки. Интеллектуальная монтажная коробка содержит центральный процессор, по меньшей мере один задающий переключатель и запоминающее устройство для настройки и загрузки данных характеристик, схемы для управления работой и расчета мощности, потребляемой каждой нагрузкой через каждый компонент системы электропроводки, и схемы связи. Способ включает загрузку данных характеристик, относящихся к каждой установленной интеллектуальной монтажной коробке в запоминающее устройство через схему связи; задание идентификационного номера, или кода, или адреса для идентификации места установки внутри объекта каждой интеллектуальной монтажной коробки; запись в запоминающее устройство команд записанных характеристик и информации, идентифицирующей место установки внутри объекта; и идентификацию каждой нагрузки.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к электрическим устройствам систем автоматизации, в том числе к реле и розеткам сети переменного тока для непосредственного и дистанционного управления работой бытовых электрических приборов, включая передачу информации о потреблении электроэнергии в жилищах и других зданиях. Более конкретно настоящее изобретение относится к способу и устройству для настройки/установки и интеграции в электросеть сети системы бытовой автоматизации или информационной/вычислительной сети (home automation grid and network).
Уровень техники
Хорошо известны переключатели, реле и розетки сети переменного тока для включения/выключения бытовых электрических приборов, таких как водогрейные котлы, кипятильники для воды, кондиционеры, обогревательные устройства, светильники, а также другое электрическое оборудование, в жилищах, офисах, общественных зданиях, предприятиях и ресторанах. Такие переключатели и реле для систем бытовой автоматизации обычно размещают в главном или вспомогательном шкафу для электрооборудования. Управление работой установленных реле осуществляется по линиям шин, по радиолиниям, а также с использованием сигналов, передаваемых по сети электропитания переменного тока.
Стоимость известных устройств и реле систем автоматизации вместе с их установкой значительна, поскольку необходимо менять обычно используемую стандартную схему электропроводки, в которой электрическая энергия передается через традиционные переключатели, установленные в стенных электрических коробках. Это резко отличается от непосредственной передачи электрической энергии из основного или вспомогательного шкафа с использованием реле. Для управления реле в шкафах для электрооборудования обычно используемые стандартные переключатели заменяются управляющими переключателями, передающими электрические сигналы, радиосигналы, сигналы по сети электропитания переменного тока и в некоторых случаях ИК-сигналы по линии прямой видимости для управления работой схем управления реле в шкафах для электрооборудования.
Такое фундаментальное изменение структурированных/конструктивно сформированных электрических систем (structured electrical systems) является сложным и затратным мероприятием, и сложность измененных систем является причиной серьезных повторяющихся нарушений работы установленных систем автоматизации. Кроме того, известные устройства систем бытовой автоматизации не передают информацию об электроэнергии, потребляемой индивидуальными бытовыми электрическими приборами, и не обеспечивают статистической информации о потреблении ни для владельцев жилищ, ни для создаваемых так называемых интеллектуальных электросетей.
В патенте US 7649727 предложена новая концепция, в соответствии с которой однополюсное реле на два направления (SPDT, от англ. Single Pole Dual Throw) подсоединяется к обычно используемому SPDT-переключателю или к двухполюсному переключателю на два направления (DPDT, от англ. Double Pole Dual Throw), в результате чего обеспечивается возможность включения-выключения электрических бытовых приборов или светильников непосредственно с помощью переключателя, установленного обычным образом, и дистанционно с помощью контроллера системы бытовой автоматизации. SPDT- и DPDT-переключатели указываются также как двухпозиционные или четырехпозиционные переключатели соответственно.
Кроме того, в патентах US 7639907, 7864500, 7973647, 8041221, 8148921, 8170722, 8175463, 8269376, 8331794, 8331795, 8340527, 8344668, 8384249, 8441824, 8442792 и в публикации US 2013/0183043, а также в заявках US 14/045877, 14/093966 и 14/143133 раскрываются средства управления, соединители, переключатели и реле систем бытовой автоматизации для управления работой бытовых электрических приборов через дополнительные устройства, такие как SPDT- и DPDT-реле, или через адаптеры измерения потребляемого тока и через комбинированные переключатели, включая комбинированные/гибридные переключатели (hybrid switches), управляемые реле с механической блокировкой.
В указанных патентах также подробно описывается способ передачи информации о мощности, потребляемой электрическими приборами, через реле или через розетки или штепсели сети переменного тока или через адаптеры измерения потребляемого тока. Сообщения о потребляемой мощности передаются с использованием оптических сигналов по кабелям из пластмассовых оптических волокон (POF, от англ. Plastic Optical Fiber), указываемым как световоды, с использованием инфракрасных или радиочастотных сигналов, а также электрических сигналов, передаваемых по линиям шины или по другим информационным сетям (networks) непосредственно или через преобразователи команд.
В вышеуказанных патентах и во многих заявках, находящихся на рассмотрении в других странах, раскрывается комбинация отдельных SPDT- или DPDT-переключателей, и/или сетевых розеток, и/или комбинации преобразователей измеряемого тока, которые предназначены, по существу, для усовершенствованных систем автоматизации жилых или иных зданий.
Однако существует потребность в отдельном упрощенном устройстве системы автоматизации, содержащем комбинацию переключателя и реле, включая схемы измерения, расчета и передачи потребляемой мощности, форма и размеры которой соответствуют современным обычно используемым переключателям переменного тока, стоимость которой ниже стоимости известных устройств автоматизации и которая проста в установке.
- 1 034236
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предлагается способ настройки/установки (setting) по меньшей мере одной из сети системы бытовой автоматизации и информационной сети, конструктивно интегрированной в электросеть жилого или коммерческого объекта посредством множества интеллектуальных монтажных коробок, каждая из которых подсоединена непосредственно к электросети и по меньшей мере к одной нагрузке через по меньшей мере один компонент системы электропроводки, причем указанное множество интеллектуальных монтажных коробок подсоединено по меньшей мере к одному из управляющего устройства и преобразователя команд с использованием двунаправленных оптических сигналов, передаваемых через каскадную сеть оптических кабелей, или по меньшей мере одного из РЧ- и ИК-сигналов, передаваемых двунаправленно без проводов;
и интеллектуальная монтажная коробка содержит центральный процессор (ЦП), по меньшей мере один задающий переключатель и запоминающее устройство для указанной настройки и загрузки данных характеристик, схемы для управления работой и расчета мощности, потребляемой каждой нагрузкой через каждый компонент системы электропроводки, и схемы связи для обмена двунаправленными сигналами по меньшей мере в одном направлении с управляющим устройством или преобразователем команд по одной из упомянутых сети системы бытовой автоматизации и информационной сети, причем способ включает
а) загрузку данных характеристик, относящихся к каждой установленной интеллектуальной монтажной коробке, включая данные, относящиеся к указанному по меньшей мере одному компоненту системы электропроводки, в запоминающее устройство через схему связи;
б) задание идентификационного номера, или кода, или адреса для идентификации места установки внутри объекта каждой интеллектуальной монтажной коробки с помощью задающих переключателей или через управляющее устройство или беспроводно с помощью ручного загрузочного устройства или панели ввода;
в) запись в запоминающее устройство и через схему связи и по меньшей мере одну из сети системы бытовой автоматизации и информационной сети в по меньшей мере одно запоминающее устройство управляющего устройства или преобразователя команд записанных характеристик и информации, идентифицирующей место установки внутри объекта; и
г) идентификацию каждой нагрузки, запитываемой каждым компонентом системы электропроводки, с помощью задающего переключателя или идентификатора заданной нагрузки, записанного в запоминающем устройстве управляющего устройства или преобразователя команд, или с помощью ручного загрузочного устройства или штепселя электропитания, снабженного оптическим портом или меткой системы радиочастотной идентификации, которые сопрягаются с соответствующим оптическим портом или со считывающим устройством системы радиочастотной идентификации, соответственно подключаемыми через розетку электропитания компонента системы электропроводки, присоединенного к интеллектуальной монтажной коробке.
В вариантах осуществления предлагаемого способа упомянутая сеть системы бытовой автоматизации представляет собой низковольтную линию шины для передачи электрических сигналов или оптическую сеть для передачи по меньшей мере одного из указанных оптических сигналов по оптическому кабелю, включая ИК-сигналы, передаваемые по линии прямой видимости без проводов, а упомянутая информационная сеть обеспечивает передачу сигналов, включая передачу оптических сигналов по оптическому кабелю и ИК-сигналов по линии прямой видимости, передачу электрических сигналов по линии шины, передачу РЧ-сигналов и их комбинаций; и управляющее устройство выбирают из группы, содержащей терминал внутренней видеосвязи, торговый терминал, специализированный терминал системы бытовой автоматизации, распределительное устройство сети системы бытовой автоматизации, клавиатуру, сенсорную панель, переносной контроллер и их комбинации. Оптические сигналы и электрические сигналы преобразуют для согласования передаваемых оптических сигналов с электрическими сигналами и наоборот, с помощью преобразователя команд или распределительного устройства сети системы автоматизации, и в котором РЧ-сигналы преобразуют для их согласования с оптическими сигналами и наоборот, с помощью по меньшей мере одного из распределительного устройства сети системы автоматизации и интеллектуальной монтажной коробки для обмена сигналами в соответствии с командами и ответными сообщениями заданной нагрузки по сети системы автоматизации.
Двунаправленные сигналы предпочтительно содержат команды включения/выключения и управления работой по меньшей мере одной заданной нагрузки, запитываемой по меньшей мере одним заданным компонентом системы электропроводки, и ответные сообщения для обеспечения управляющего устройства или преобразователя команд по меньшей одним из данных, относящихся к состоянию заданной нагрузки и потребляемому току или потребляемой мощности по меньшей мере одной заданной нагрузкой. При этом комбинацию характеристик заданной нагрузки, запитываемой заданным компонентом системы электропроводки, информацию о месте установки и код или адрес, команды управления работой и ответные сообщения объединяют в комбинированные команды управления, записываемые в указанное запоминающее устройство и в запоминающее устройство по меньшей мере одного из управляющего устройства и преобразователя команд для сохранения комбинированных команд управления, при
- 2 034236 начальной настройке системы и при обновлении случайным образом через управляющее устройство, в результате чего обеспечивается возможность передачи краткого содержания команд управления работой и ответных сообщений по сети системы бытовой автоматизации и информационной сети и управления заданной функцией заданной нагрузки в заданном месте посредством одной комбинированной команды и одного комбинированного ответного сообщения. Конкретная нагрузка, запитываемая через интеллектуальную монтажную коробку, может быть подключена для обмена данными с использованием беспроводной передачи РЧ-сигналов, или оптических сигналов через оптический порт, или ИК-сигналов по линии прямой видимости, причем эта конкретная нагрузка реагирует только на конкретные команды с передачей конкретных ответных сообщений и указанное запоминающее устройство и запоминающее устройство управляющего устройства и преобразователя команд обновляют для задания указанных конкретных команд и конкретных ответных сообщений, а интеллектуальную монтажную коробку настраивают с помощью управляющего устройства для обмена указанными конкретными командами и конкретными ответными сообщениями с указанной конкретной нагрузкой. Или множество нагрузок, запитываемых через интеллектуальную монтажную коробку, подключено для обмена данными с использованием беспроводной передачи РЧ-сигналов или оптических сигналов через оптический порт или по линии прямой видимости, причем это множество нагрузок реагирует на разные команды с передачей разных ответных сообщений, и указанное запоминающее устройство и запоминающее устройство управляющего устройства и преобразователя команд обновляют для задания указанных разных команд и разных ответных сообщений, а интеллектуальную монтажную коробку настраивают с помощью управляющего устройства для обмена с каждой нагрузкой из указанного множества только разными командами и разными ответными сообщениями, соответствующими каждой нагрузке из указанного множества.
Интеллектуальные монтажные коробки включают горизонтально ориентированные коробки, имеющие разные размеры и рабочие характеристики, и вертикально ориентированные коробки, имеющие разные размеры и рабочие характеристики, для монтажа компонентов системы электропроводки, выбранных из группы, содержащей ручные переключатели, комбинированные переключатели, реле, розетки электропитания, гнезда розеток электропитания и их комбинации. Интеллектуальная монтажная коробка предпочтительно выполнена для включения/выключения нагрузки, непосредственно подсоединенной к прикрепленному ручному переключателю или комбинированному переключателю, в том числе для включения/выключения нагрузки, запитываемой через заданную розетку электропитания, совместно скрепленную с интеллектуальной монтажной коробкой для запитывания нагрузки.
Жилой и коммерческий объект выбирают из группы, содержащей отдельный дом, квартиру в здании, комнату или многокомнатный номер в гостинице, магазин, ресторан, клуб, заданную зону склада, офисное помещение, гараж, мастерскую, класс или классы в школе, библиотеку, помещение или помещения в больнице, по меньшей мере одно из помещения и помещений общественного здания и по меньшей одно из площадки и зоны на заводе.
В настоящем изобретении также предлагается конструктивно интегрированная электросеть (structurally integrated electrical grid) жилого или коммерческого объекта по меньшей мере с одной из сети системы бытовой автоматизации и информационной сети посредством множества интеллектуальных монтажных коробок, каждая из которых подсоединена непосредственно к электросети и по меньшей мере к одной нагрузке через по меньшей мере один компонент системы электропроводки, причем интеллектуальные монтажные коробки указанного множества подсоединены по меньшей мере к одному из управляющего устройства и преобразователя команд с использованием двунаправленных оптических сигналов, передаваемых через каскадную сеть оптических кабелей, или по меньшей мере одного из РЧ- и ИКсигналов, передаваемых двунаправленно без проводов;
причем каждая интеллектуальная монтажная коробка из указанного множества содержит ЦП, по меньшей мере один задающий переключатель и запоминающее устройство для настройки сети системы бытовой автоматизации и загрузки данных характеристик, относящихся к каждой установленной интеллектуальной монтажной коробке, включая данные, относящиеся к указанному по меньшей мере одному компоненту системы электропроводки, схемы для управления работой каждой нагрузки и расчета мощности, потребляемой ею через компонент системы электропроводки, и схемы связи для обмена двунаправленными сигналами по меньшей мере в одном направлении по меньшей мере с одним из управляющего устройства или преобразователя команд по упомянутой одной из сети системы бытовой автоматизации и информационной сети;
каждая интеллектуальная монтажная коробка выполнена и настроена для прикрепления по меньшей одного заданного компонента системы электропроводки и представляет собой коробку, в которую предварительно загружены или загружаются случайным образом упомянутые характеристики и которая содержит конструктивно сформированный датчик потребляемого тока для каждого прикрепленного компонента системы электропроводки для расчета потребляемой мощности, причем настройка включает идентификацию номера, или кода, или адреса посредством по меньшей мере одного из задающего переключателя или беспроводно с помощью ручного загрузочного устройства или панели ввода для загрузки идентификатора коробки в указанное запоминающее устройство или в запоминающее устройство по меньшей мере одного из управляющего устройства и преобразователя команд для записи и идентифика
- 3 034236 ции каждой интеллектуальной монтажной коробки и места ее установки внутри объекта; и обеспечивается идентифицирование каждой нагрузки, запитываемой через соответствующий компонент системы электропроводки, с помощью задающего переключателя или идентификатора заданной нагрузки, записанного в указанном запоминающем устройстве и в запоминающем устройстве управляющего устройства или преобразователя команд, или с помощью ручного загрузочного устройства или штепселя электропитания, снабженного оптическим портом или меткой системы радиочастотной идентификации, которые сопрягаются с соответствующим оптическим портом или со считывающим устройством системы радиочастотной идентификации, соответственно подключаемыми через электрическую розетку компонентов системы электропроводки, присоединенных к интеллектуальной монтажной коробке.
Как следует из вышеприведенного описания, целью настоящего изобретения является создание малоразмерной комбинации переключателей с ручным управлением, комбинированных переключателей, интегрированного переключающего реле, а также розеток сети переменного тока, выполненных в качестве прикрепляемых устройств, причем размеры каждого такого устройства предпочтительно должны быть меньше размеров широко используемых механических переключателей или розеток сети переменного тока, указываемых ниже как стандартные переключатели или розетки сети переменного тока, для установки в стандартные электрические стенные коробки, такие как известные коробки размерами 2x4 или 4x4 дюйма, используемые в США, или круглые коробки диаметром 60 мм, используемые в Европе, или же другие прямоугольные электрические коробки, используемые в Европе для установки множества стандартных переключателей сети переменного тока и розеток для подключения бытовых электроприборов.
Другой целью настоящего изобретения является объединение схем управления и связи по меньшей мере с одним из множества комбинированных переключателей, реле и переключателей, включая SPDTили DPDT-переключатели и реле, причем каждое такое устройство снабжено отдельным датчиком для измерения, вычисления и передачи информации о потребляемой мощности с использованием вычислительной схемы и программы.
Термин комбинированный переключатель (hybrid switches) используется ниже в описании и в формуле изобретения для указания комбинации реле-переключатель или реле с механической блокировкой, используемых для систем автоматизации, раскрытых в вышеуказанных патентах и заявках США, включая управление комбинированными переключателями и передачу информации о мощности, потребляемой через эти переключатели, через систему внутренней видеосвязи, через торговый терминал и/или через специализированный контроллер или пульт управления системы автоматизации.
Терминалы внутренней видеосвязи описаны в патентах US 5923363, 6603842 и 6940957, а торговый терминал описан в патентах US 7461012, 8117076 и 8489469.
Другая проблема, влияющая на потребление электроэнергии, связана с использованием множества реле, потребляющих энергию в процессе их работы. Многие реле, установленные в жилищах, в магазинах, на предприятиях или в общественных зданиях, постоянно потребляют ток, правда мощность, потребляемая одним реле, сравнительно невелика. Однако общая потребляемая мощность может составлять существенную величину, когда в схемах системы автоматизации установлено много таких реле.
Для снижения общего энергопотребления необходимо снизить потребление отдельными реле и уменьшить количество схем управления.
Силовые реле с блокировкой, в которых используются намагниченные якоря или полюсные части или другие конструктивные магнитные элементы, дороги, требуют сложных соединений, и для управления их работой необходимо предварительное программирование. Кроме того, большинство реле с магнитной блокировкой могут обеспечивать ограниченную величину потребляемого тока в связи с ограниченной величиной магнитного поля, необходимого для плотного прижатия контактов реле, например, максимум 8 А, что ниже стандартной величины 15-16 А, обеспечиваемой обычными переключателями сети переменного тока, используемыми для управления светильниками.
Хорошо известные реле с блокировкой переключаются коротким импульсом электроэнергии и блокируются или фиксируются в положении включено или выключено (SPST-реле) или в положении изменения состояния при использовании SPDT- или DPDT-реле. После замыкания контактов катушка реле больше не потребляет электроэнергию и полюса удерживаются в заблокированном положении силой магнитного поля. Однако сила магнитного поля со временем снижается, в результате чего поверхности контактов разрушаются и в конце концов реле выходит из строя.
Таким образом, существует потребность в реле с малым потреблением для интеграции в комбинированный переключатель, такое как описано в заявках US 14/045877, 14/093966 и 14/143133, поданных 4 октября 2013 г., 2 декабря 2013 г. и 30 декабря 2013 г. соответственно, которое может быть зафиксировано в переключенном положении с помощь механического запирающего устройства.
Другой целью настоящего изобретения является создание комбинированного переключателя, имеющего такую конструкцию, в которую могут быть встроены различные кнопки и клавиши, и для которой могут быть свободно подобраны декоративные крышки и рамки разных конструкций и цветов, которые регулярно разрабатываются и предлагаются на рынке производителями электрических переключателей.
- 4 034236
Соответственно предлагаемая в настоящем изобретении интеллектуальная монтажная коробка позволяет решить проблемы, связанные с совместимостью с различными конструкциями имеющихся переключателей и розеток сети переменного тока, с крышками и рамками различных цветов и дизайна.
Для управления работой светильников и бытовых электроприборов используются обычно два типа переключателей: однополюсные переключатели на одно направление (SPST от англ. Single Pole-Single Throw) и SPDT-переключатели. SPST-переключатель просто разрывает цепь, a SPDT-переключатель переключает выходные клеммы. SPDT-переключатели используются для обеспечения включениявыключения заданной нагрузки, такой как светильник, из двух разных мест, например из двух входов зала или комнаты.
В тех случаях, когда необходимо использовать три или более переключателей для включениявыключения одного светильника в зале или в комнате, используются DPDT-переключатели. DPDTпереключатель или множество таких переключателей подсоединяют согласно заданной прямоперекрестной конфигурации между двумя вышеописанными SPDT-переключателями. DPDTпереключатели также указываются как реверсирующие переключатели.
Хорошо известно, что два SPDT-переключателя с одним или несколькими реверсирующими DPDTпереключателями, подсоединенными для формирования непрерывных соединительных линий, обеспечивают возможность управления нагрузкой с каждого переключателя независимо от состояния других переключателей. Поэтому любой переключатель, присоединенный к такой конфигурации SPDT- и/или DPDT-переключателей, будет включать-выключать присоединенный светильник независимо от состояния других переключателей. Это означает также, что для кнопок/клавишей любых присоединенных переключателей нет определенного положения включено или выключено, и переключение нагрузки осуществляется переводом кнопки/клавиши в ее противоположное положение.
Соответственно целью настоящего изобретения является создание интеллектуальной коробки, обеспечивающей возможность соединения комбинированного переключателя, содержащего SPDT-реле, с SPDT- или DPDT-переключателем, которые подсоединены для управления работой светильника или другого бытового электроприбора, в результате чего поддерживается режим работы обычно используемого переключателя, переключаемого непосредственно пользователем, и обеспечивается дистанционное переключение с помощью SPDT-реле комбинированного переключателя, или для обычного управления светильником через цепочку DPDT- и SPDT-переключателей и обеспечения при этом дистанционного переключения с помощью SPDT-реле комбинированного переключателя.
Другой целью настоящего изобретения является обеспечение возможности подсоединения DPDTреле для дистанционного включения-выключения светильника или другого бытового электроприбора, которые подсоединены к SPDT-переключателям, управляемым вручную, и формирования более сложных схем переключения, которые содержат два SPDT-переключателя и один или несколько DPDTпереключателей.
Для SPDT- и DPDT-переключателей известных систем бытовой автоматизации, соединенных цепочками, необходимо определять состояния ВКЛЮЧЕНО и ВЫКЛЮЧЕНО электрического прибора, такого как светильник, для обеспечения правильных команд управления, и такие данные о состоянии всех переключателей и реле заданной конфигурации системы, переданные в контроллер, должны содержать величину потребляемого тока, величину потребляемой мощности или состояние измеряемых величин, как это описано в патента США № 8269376.
По этой причине другой важной целью настоящего изобретения является введение в каждый комбинированный переключатель и в розетку датчика переменного тока для определения состояния включения прибора и для обработки данных, относящихся к мощности, потребляемой прибором.
Это достигается введением датчика тока, такого как, например, конструктивно встроенный/сформированный токовый трансформатор (structured current transformer), или конструктивная часть из низкоомного металлического сплава, для обеспечения резистора в несколько мОм, подсоединенного последовательно с фазным проводом каждого переключателя и каждой розетки, или измерительный датчик Холла, или любой иной низкоомный резистор или иной элемент, который может вырабатывать выходной сигнал, соответствующий величине тока, протекающего через клемму фазы сети переменного тока заданного комбинированного переключателя, механического переключателя, реле или розетки, введенных в интеллектуальную монтажную коробку по настоящему изобретению для передачи информации о потребляемой мощности в выше упомянутых сети бытовой автоматизации или информационной сети.
Выходной сигнал датчика тока, измеряемый в мВ, усиливается до уровня, который может обрабатываться ЦП, причем как усилитель, так и ЦП входят в состав интеллектуальной монтажной коробки для формирования данных, содержащих величину потребляемого тока или потребляемой мощности, или состояние ВКЛЮЧЕНО и ВЫКЛЮЧЕНО нагрузки и их сочетания.
Интеллектуальная монтажная коробка по настоящему изобретению содержит приемопередатчик для приема команд управления комбинированными переключателями или реле, установленными в коробке, и для передачи данных, относящихся к состоянию подсоединенного электроприбора, к потребляемой мощности или к потребляемому току. Данные обрабатываются в соответствии с типом прибора, к которому они относятся, величиной переменного тока, проходящего через датчик тока, и величиной
- 5 034236 опорного напряжения сети переменного тока, как они определяется в ЦП.
Принимаемые команды и передаваемые данные передаются по сети связи (communication network), выбранной из группы, состоящей из проводной информационной сети, такой как линия шины, волоконно-оптической сети (optical network or grid of optical cables), сети с использованием двухсторонних ИКсигналов, радиочастотной беспроводной сети и их сочетаний.
Приемопередатчик интеллектуальной монтажной коробки обменивается по меньшей мере одним из односторонних или двухсторонних сигналов с контроллером системы бытовой автоматизации, терминалом системы внутренней видеосвязи или торговым терминалом. Приемопередатчик и ЦП запрограммированы таким образом, чтобы в ответ на команду на подачу питания на присоединенный бытовой электроприбор они передавали подтверждение подачи питания или отвечали на запрос, относящийся к состоянию, потребляемой мощности или потребляемому току электроприбора, в результате чего обновляются данные в контроллере системы бытовой автоматизации, или в терминале внутренней видеосвязи, или в торговом терминале, как это описано в вышеуказанных патентах США, или отвечали сообщением выключено, если была получена команда на выключение электроприбора.
Упоминаемый далее контроллер системы бытовой автоматизации представляет собой дисплей с кнопками управления, сенсорными иконками или сенсорным экраном и схемами и аналогичен терминалу внутренней видеосвязи и/или торговому терминалу, описанным в вышеуказанных заявках и патентах США.
Термины комбинированный переключатель и комбинированное переключающее реле , используемые ниже в описании и в формуле изобретения, относятся к комбинациям устройств, выбранных из группы, содержащей SPDT-реле, DPDT-реле, реверсирующее DPDT-реле с SPDT-переключателем, DPDT-переключателем и реверсирующим DPDT-переключателем по предпочтительному варианту осуществления изобретения.
Термин комбинированный SPDT-переключатель относится к отдельному переключающему устройству для управления работой заданной нагрузки путем непосредственного переключения пользователем или дистанционно.
Термин комбинированный DPDT-переключатель относится к отдельному переключающему устройству с двумя полюсами. Такой переключатель используется, например, для управления работой нагрузки в помещении с повышенной влажностью, таком как, например, ванная, путем переключения непосредственно пользователем или дистанционно двух полюсов нагрузки, соединенных с фазным и нейтральным проводами сети переменного тока.
Термины реверсирующий комбинированный переключатель, перекрестный комбинированный переключатель и реверсирующий комбинированный DPDT-переключатель относятся к переключающему устройству для заданной нагрузки, которая переключается между состояниями ВКЛЮЧЕНО и ВЫКЛЮЧЕНО с помощью реверсирующего комбинированного переключателя и с помощью по меньшей мере одного SPDT-переключателя и/или с помощью промежуточных п DPDT-переключателей, которые соединены по каскадной схеме сдвоенных соединительных линий, причем каждый из подсоединенных переключателей может управлять работой заданной нагрузки или переключать ее между состояниями ВКЛЮЧЕНО и ВЫКЛЮЧЕНО.
Основной целью настоящего изобретения является способ введения розеток сети переменного тока, имеющих конструкцию вставного устройства, подобного самофиксирующейся конструкции комбинированного переключателя, в ответную сопрягающуюся часть интеллектуальной монтажной коробки, содержащей по меньшей мере одно из оптического приемопередатчика и антенны системы радиочастотной идентификации (РЧ-идентификации) для обмена оптическими или радиочастотными сигналами с сопрягающимися вставными устройствами, содержащими оптический приемопередатчик или антенну системы РЧ-идентификации.
Оптический приемопередатчик, и/или антенна системы РЧ-идентификации, и/или задающий переключатель системы идентификации вводится в отверстие или в проем во вставной розетке сети переменного тока (structured plugged-in AC outlets) через внутреннюю крышку интеллектуальной монтажной коробки по настоящему изобретению, как это будет объяснено ниже при описании предпочтительного варианта осуществления изобретения.
Термин пружинный компонент комбинированного переключателя относится к изогнутой и/или гибкой полюсной части, или к полюсной части, выполненной для обеспечения пружинного контакта, или к полюсной части, содержащей пружину, или к полюсной части, приводимой в действие пружиной, или к электрическому контакту, приводимому в действие пружиной, или к контакту, содержащему пружину, или к контакту, выполненному в форме пружинного элемента, и к любым комбинациям пружины или конструкции, связанной с полюсной частью и с контактами реле с блокировкой. Типичная пружинная полюсная часть может быть полюсной частью микропереключателя или аналогичной многоэлементной полюсной частью различных известных микропереключателей.
Термин контактный штырек в нижеприведенном описании и в формуле изобретения относится к контактным штырькам соединительных разъемов, например, 8-контактного разъема, содержащего штепсель и розетку. Нижеприведенный термин контактный штырек относится к контактным штырькам низ- 6 034236 ковольтных или высоковольтных цепей, имеющим плоскую, круглую или иную форму поперечного сечения, для соединения монтажной коробки с компонентами (устройствами) системы электропроводки, такими как розетка электропитания и переключатель.
Термин соединительный элемент, используемый ниже в описании и в формуле изобретения, относится к контактному штырьку или к контактному гнезду, которые вместе обеспечивают электрическое подсоединение компонентов системы электропроводки к монтажной коробке.
Краткое описание чертежей
Вышеуказанные и другие задачи и особенности настоящего изобретения станут понятны из нижеприведенного описания предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг. 1А-В - виды в перспективе, на которых иллюстрируется установка и соединения компонентов электропроводки, раскрытые в вышеуказанных патентах США, и использование таких компонентов на практике;
на фиг. 2А-Г - виды в перспективе, на которых иллюстрируются интеллектуальные монтажные коробки для розеток электрической сети и комбинации SPDT-переключатель-реле или комбинированные переключатели по предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3А-Д - виды в перспективе сзади коробок, розеток электропитания и комбинированных переключателей или комбинаций переключатель-реле, показанных на фиг. 2А-Г, включая клеммы электрических проводов;
на фиг. 4А-В - виды в перспективе, на которых показаны расширенные интеллектуальные коробки по настоящему изобретению, показанные на фиг. 2А-Г, для установки п розеток электропитания и комбинированных переключателей или комбинаций переключатель-реле по настоящему изобретению;
на фиг. 5А-В - виды в перспективе, на которых иллюстрируется универсальность интеллектуальных коробок по предпочтительному варианту осуществления изобретения, которые могут устанавливаться по вертикали для крепления модифицированных розеток электропитания, показанных на фиг. 2Б, 2Г, 3А, 3В, 3Д и 4В, которые выполнены для установки в коробки по вертикали;
на фиг. 6А-Д - виды в перспективе, на которых иллюстрируется неограниченная универсальность интеллектуальных коробок по настоящему изобретению для крепления различных розеток сети переменного тока, используемых в разных странах или регионах мира;
на фиг. 7А, Б - виды в перспективе и иллюстрации, на которых показано введение карточек радиочастотной идентификации (RFID, от англ. Radio Frequency IDentification) в разные розетки электропитания для идентификации нагрузки или электрического прибора, подсоединенного к соответствующей розетке, закрепленной в интеллектуальной коробке по предпочтительному варианту осуществления изобретения;
на фиг. 7В, Г - виды в перспективе и иллюстрации, на которых показано введение оптических портов или оптических приемопередатчиков для управления электрическими приборами и передачи информации о мощности, потребляемой через электрические штепсели и через электрические розетки, закрепленные в интеллектуальных коробках по предпочтительному варианту осуществления изобретения;
на фиг. 8А - вид спереди интеллектуальной коробки, на котором показаны клеммы подсоединения проводов сети и заземления, а также гнезда для установки интеллектуальных датчиков или задающего переключателя для идентификации типа электрического прибора, подсоединенного к розетке, по предпочтительному варианту осуществления изобретения;
на фиг. 8Б, В - виды сверху и сечения гнезда и монтажных элементов выбираемого/заменяемого интеллектуального датчика;
на фиг. 8Г - вид сверху расположения контактов различных интеллектуальных датчиков или поворотных переключателей для идентификации подсоединенной нагрузки или электрического прибора, необходимой для передачи информации о потребляемой мощности через розетку электропитания по предпочтительному варианту осуществления изобретения;
на фиг. 8Д, Е - вид в перспективе интеллектуальной коробки и иллюстрация установки выбираемого/заменяемого интеллектуального датчика, включая поворотные переключатели по предпочтительным вариантам осуществления изобретения для идентификации нагрузки или электрического прибора;
на фиг. 9А - вид в перспективе, иллюстрирующий загрузку данных в интеллектуальную монтажную коробку через гнездо интеллектуального датчика по предпочтительному варианту осуществления изобретения;
на фиг. 9Б, В - виды в плане внутренних гнезд для разных моделей трехпозиционных и четырехпозиционных монтажных коробок;
на фиг. 10А - вид в плане, на котором показана шина для подсоединения проводов заземления электрических розеток по предпочтительному варианту осуществления изобретения;
на фиг. 10Б, В - виды сзади, защелкивающихся клемм для разных моделей трехпозиционных и четырехпозиционных монтажных коробок по настоящему изобретению;
на фиг. 11А-В - виды в перспективе конструкций защелкивающихся клемм и гнезд для разных моделей трех-, четырех- и шестипозиционных монтажных коробок, включая части из низкоомного метал- 7 034236 лического сплава для измерения тока, протекающего через каждую розетку и комбинированный переключатель по настоящему изобретению;
на фиг. 12 - электрическая блок-схема, на которой показаны электрические соединения между контактными штырьками, контактными гнездами и клеммами интеллектуальной коробки, а также RFID-метки, схемы оптической и радиосвязи, ЦП, запоминающее устройство и схемы измерения тока для передачи информации о потребляемой мощности по предпочтительному варианту осуществления изобретения;
на фиг. 13 - графики, иллюстрирующие сдвиг фазы тока относительно фазы напряжения и принцип измерений для расчетов потребляемой мощности;
на фиг. 14А, Б - виды сечения и в перспективе комбинации SPDT-переключатель-реле, подходящей для установки в интеллектуальной монтажной коробке по настоящему изобретению;
на фиг. 14В - виды в перспективе комбинации DPDT-переключатель-реле, подходящей для установки в интеллектуальной монтажной коробке по настоящему изобретению;
на фиг. 14Г - вид в перспективе микропереключателя с кнопкой блокировки, подходящего для установки в интеллектуальной монтажной коробке по настоящему изобретению;
на фиг. 14Д - вид в перспективе комбинированного переключателя, подходящего для установки в интеллектуальной монтажной коробке по предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 15 - блок-схема электрических соединений и сети управления, на которой показаны внутренние соединения в типичной квартире многоквартирного дома с управлением системой бытовой автоматизации и с передачей информации о потребляемой мощности по предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание осуществления изобретения
На фигурах 1А-В показаны подсоединения электрических проводов, а также сборка или установка или установка переключателей и розеток электропитания, раскрытых в патентах US 7639907, 7649727, 7864500, 7973647, 8041221, 8148921, 8170722, 8175463, 8269376, 8331794, 8331795, 8340527, 8344668, 8384249, 8442792, 8594965, 8638087 и 8639465 и в соответствующих патентах, выданных в других странах и регионах.
Каждая такая розетка электропитания содержит интеллектуальную схему для измерения, расчета и передачи информации, потребляемой через эту розетку нагрузкой или электрическим прибором. Описанные в указанных патентах SPDT- или DPDT-переключатели, соединенные с SPDT-реле, содержат схему управления реле и связи для управления работой нагрузки через реле и для передачи величины тока или мощности, потребляемой нагрузкой или электрическим прибором.
Схемы связи для управления и передачи информации о потребляемой мощности выбирают из группы, содержащей оптические схемы передачи по волоконно-оптическому кабелю или световоду, схемы передачи радиочастотных сигналов (РЧ-сигналов), передачи инфракрасных сигналов (ИК-сигналов) по линии прямой видимости и электрических сигналов по линии шины.
На фиг. 1А и В показаны устройства, в которых осуществляется передача оптических сигналов, переносящих команды управления и информационные сообщения, по световодам, подключенным по каскадным схемам. Термин световод используется в настоящем описании для указания кабеля из пластмассового оптического волокна, указываемого также как POF, однако для передачи команд управления и информационных сообщений могут использоваться радиолинии и другие волоконно-оптические кабели.
На фиг. 2А приведен вид интеллектуальной монтажной коробки 3Н для трех электрических комбинированных переключателей Н1-Н3, которые снабжены самофиксирующимися выступами 15 и упорами-ограничителями 5А для фиксации в углублениях 15А и 5 коробки, когда комбинированный переключатель Н установлен в нужном положении внутри коробки 3Н.
Монтажные коробки 3Н и 1M+1S (показаны на фиг. 2Б) устанавливают в известные трехпозиционные стенные коробки электропроводки, как показано на фиг. 1А (коробки США размерами 4x2 дюйма), и прикрепляются винтами (показаны на фиг. 1А), проходящими через монтажные отверстия 23.
Другие интеллектуальные коробки, показанные на фиг. 2В и Г, устанавливают в четырехпозиционные удлиненные прямоугольные стенные коробки, используемые в Европе, которые имеют разную длину и ширину. На все известные различные стенные коробки, охватывающие их крепежные рамки 20F, рамку заявляемой интеллектуальной коробки, показанные комбинированные переключатели Н и розетки S электропитания устанавливают известные декоративные крышки, показанные на фиг. 1А и Б.
Положение декоративных крышек регулируется с помощью их самофиксирующихся штифтов или запоров, вводимых через фиксирующие гнезда 24 крышек на четырех углах рамок 20F интеллектуальных коробок фиг. 2А-Г, таким образом, чтобы крышки были заподлицо с поверхностью стенки.
Показанная на фигурах рамка 20F хорошо известна и широко используется в качестве крепежной рамки для фиксации в нужном положении компонентов электропроводки, таких как механические переключатели, используемые для светильников и розеток электропитания, причем все эти компоненты подсоединяются на их задней стороне к электрическим проводам сети с помощью винтов или самозапирающихся электрических клемм, показанных на фиг. 1А-В.
- 8 034236
Соответственно одна очевидная разница между коробками, показанными на фиг. 2А-Г, и известными крепежными рамками фиг. 1А-В заключается в том, что задняя сторона интеллектуальных коробок снабжена всеми штифтами, приемными гнездами и клеммами, необходимыми для самофиксирующихся компонентов электропроводки. Другое отличие заключается в том, что задние поверхности и конструкция комбинированного переключателя и розетки электропитания, показанных на фиг. 3А, не содержат хорошо известные клеммы для электрических проводов и автоматически фиксируются просто введением переключателя или розетки в интеллектуальную коробку по настоящему изобретению.
Комбинированный переключатель Н, показанный на фиг. 3А, содержит контактный штырек 1L фазы, контактный штырек 1LD нагрузки, контактный штырек СО катушки и проем K1 основного индикатора для многоцветного светодиода. Розетка сети переменного тока, показанная на фиг. 3А, содержит контактный штырек 1L фазы, контактный штырек 1N нейтрали, гнездо 2G для контактного штырька 1G заземления и отверстие 10R для интеллектуального датчика или поворотного переключателя для идентификации нагрузки или электрического прибора, присоединенного к розетке.
Из вышеизложенного совершенно ясно, что конструктивные отличия известных крепежных рамок компонентов электропроводки, переключателей и розеток от интеллектуальных монтажных коробок с вставляемыми комбинированными переключателями и розетками электропитания являются принципиальными конструктивными отличиями, хотя после монтажа все эти компоненты электропроводки выглядят снаружи одинаковыми.
Известные механические переключатели и розетки подсоединяются по отдельности к проводам электрической сети, проходящим сквозь стенную коробку, и соответственно требуют выполнения достаточного объема работ по подсоединению множества проводов к множеству розеток и переключателей, устанавливаемых в этой стенной коробке. В отличие от этого, интеллектуальную коробку подсоединяют к нескольким проводам и комбинированные переключатели и розетки в соответствии с настоящим изобретением вставляют спереди сквозь рамку 20F, так что контактные штырьки входят в гнезда 2L, 2LD и 2N коробки, и контактный штырек 1G заземления (GND) входит в гнездо 2G розетки.
Существенно меньшее количество проводов сети электропитания и заземления присоединяют с помощью самозапирающихся клемм, расположенных на задней крышке интеллектуальной коробки, показанной на фиг. 3Б-Д и 5В. Такая конструкция уменьшает количество соединений проводов электропроводки, в результате чего существенно снижается количество ошибок подсоединения отдельных проводов и время тратится лишь на монтаж каждого отдельного переключателя или каждой отдельной розетки.
Это само по себе представляет существенное улучшение конструкции известных устройств, и это без учета автоматизации, обеспечиваемой настоящим изобретением в электропроводке и в электрической системе жилого или офисного здания. Нижеописанная система обеспечивает полное управление автоматизацией электрических приборов и устройств, включая передачу информации о мощности, потребляемой из каждого переключателя и каждой розетки, как это будет описано ниже.
Кроме того, интеллектуальные коробки по настоящему изобретению без управления автоматизацией упрощают установку компонентов системы электропроводки. Из дальнейшего описания станет понятно, что стоимость механического SPDT- или SPST-переключателя и розетки электропитания, показанных на фиг. 1 А, может быть снижена за счет исключения клемм проводов и заменой их вставляемыми контактными штырьками 1L, 1N, 1LD и контактным гнездом 2G.
Другое снижение стоимости связано с трансформацией крепежной рамки в монтажную коробку, которая содержит клеммы 1G и контактные гнезда 2L, 2N и 2LD, как показано на фиг. 2А-9В. Все вышесказанное не учитывает введения логических схем и других нижеописанных элементов.
Вышеуказанные контактные штырьки 1, контактные гнезда 2, упоры-ограничители 5 А, фиксирующие выступы 15 и углубления 15А, показанные на фиг. 2А-11В, фактически являются группой соединительных элементов для подсоединения электрических проводов и механических средств для фиксации компонентов системы электропроводки в монтажной коробке. Контактные штырьки и гнезда могут быть инвертированы, так что вместо штырька обеспечивается гнездо, а вместо гнезда обеспечивается штырек, при условии, что они сопрягаются друг с другом. Это же относится и к фиксирующим выступам, углублениям, упорам-ограничителям и вырезам, то есть они могут быть инвертированы при условии, что будут сопрягаться друг с другом.
Кроме того, упор-ограничитель и фиксирующий выступ могут быть совмещены в одном конструктивном элементе. Рассмотренные фиксирующие выступы, углубления и вырезы представляют собой примеры фиксирующих средств, которые могут иметь различные формы и размеры.
Соответственно настоящее изобретение будет эффективным и позволит существенно сократить время и расходы на установку известных компонентов системы электропроводки. Все это достигается за счет модификации установки известных компонентов системы электропроводки, переключателей для светильников и крепежных рамок и использования вышеуказанных способов установки путем введения устройств в монтажные коробки.
Интеллектуальные монтажные коробки могут быть расширены для установки в них п комбинированных переключателей и розеток электропитания, как это показано на фиг. 4А-6Д. На фиг. 4А, Б и В
- 9 034236 показаны интеллектуальные коробки 6Н, 2H+2S и 3S, рассчитанные на 6 установочных позиций, причем ширина одной такой позиции определяется шириной комбинированного переключателя Н, которая примерно равна ширине известных механических переключателей, находящейся в диапазоне 22-24 мм, или менее 1 дюйма. Однако любые вариации размеров переключателей могут быть скомпенсированы интеллектуальными монтажными коробками по настоящему изобретению.
Розетки электропитания, будь то розетки типа SM, используемые в Израиле и в странах Среднего Востока, или розетки типа SG, используемые в Германии и во многих странах Европы, или розетки типа SF, являющиеся французским вариантом европейских розеток, включая розетки Японии и США для двухштырьковых штепселей SU, розетки Японии и США для трехштырьковых штепселей SUG, розетки типа SA для штепселей, используемых в Австралии, а также в Китае и в Соединенном Королевстве, и розетки Гонконга для английских стандартных штепселей SB, могут быть установлены в двухпозиционной коробке.
Например, ширина комбинированного переключателя Н равна 23,5 мм, а ширина розетки электропитания равна примерно 46-47 мм. Все различные розетки электропитания показаны на фиг. 4В, 5А, 5Б и 6А-Г. Розетка электропитания для двухштырьковых штепселей, используемых в США и в Японии, может быть установлена в однопозиционной коробке.
Важно отметить, что конструкция розеток электропитания позволяет устанавливать их также и по вертикали, как это показано на фиг. 5А, 5Б и 6А-В, причем розетки SMV, используемые на Среднем Востоке, французские розетки SFV, австралийские розетки SAV и розетки SUGV, используемые в США, содержат фиксирующие выступы 15 и упоры-ограничители 5А на правой и левой сторонах корпусов розеток для их монтажа в вертикальных монтажных коробках, в отличие от выступов 15 и упоровограничителей 5А на верхней и нижней поверхностях корпусов розеток для их монтажа в горизонтальных интеллектуальных коробках.
Из вышеприведенного описания и конструкций, показанных на фиг. 2А-6Г, становится понятно, что интеллектуальные монтажные коробки по настоящему изобретению хорошо подходят для обеспечения гибкости, простоты и низкой стоимости установки для многих розеток, которые обычно используются в разных странах и регионах. Интеллектуальная монтажная коробка также предназначена для установки вставных механических переключателей, форма и размеры которых соответствуют форме и размерам известных компонентов системы электропроводки, обеспечивая многие другие преимущества.
На фиг. 2Б и Г показаны интеллектуальные датчики 10, 10-1 и 10-2, каждый из которых содержит оптический приемопередающий порт или антенну системы РЧ-идентификации. Как оптический порт, так и антенна РЧ-идентификации принимают кодовый сигнал для идентификации электрического прибора, подсоединенного к розетке электропитания, и используются для обмена закодированными сообщениями, обеспечивающими управление работой прибора.
Уникальные интеллектуальные датчики 10 описываются ниже в связи с электрической блоксхемой, однако очевидно, что чувствительный элемент, будь то антенна РЧ-идентификации, разделанный конец пластмассового оптического волокна или оптический приемопередатчик, вводится в гнездо 10R датчика в середине задней стороны конструкции розетки электропитания, показанной на фиг. ЗА, для его выхода на передней поверхности розетки. Датчик 10В (фиг. 8В) показан в отверстии оптического порта ОР фиг. 2Б или в углублениях без отверстий для меток 20В, 20U, 20А и 20EU РЧ-идентификации, показанных на фиг. 7А и Б.
Важно отметить, что показанные штепсели и розетки с прикрепленной антенной или меткой РЧидентификации или с оптическим портом имеют такую конструкцию, в которой метка РЧидентификации и оптический порт находятся в одном и том же месте штепселей и розеток с двумя и тремя штырьками и гнездами соответственно. Это особенно важно для таких штепселей и розеток, используемых в США, ЕС и в странах Среднего Востока, которые имеют два штырька и два гнезда, соответственно расположенных на расстоянии 19 мм друг от друга, причем штепсель может быть введен в розетку в любой из двух ориентации, и для этого необходимо, чтобы антенна РЧ-идентификации или оптический порт находились посередине между штырьками/гнездами, чтобы всегда обеспечивалась непосредственная оптическая связь и близость, необходимая для связи в системе РЧ-идентификации.
Оптические порты ОР показаны на фиг. 7В и Г в центре передней поверхности SB-OP, SUG-OP, SA-OP, SG-OP, SF-OP и SM-OP каждой розетки на фиг. 7В и SU-OP на фиг. 7Г (показаны штепсель и розетка, используемые в США).
Очень важно обеспечить, чтобы метка и антенна РЧ-идентификации осуществляли связь, находясь в четко определенных положениях и очень близком расстоянии друг от друга, чтобы избежать считывания РЧ-метки соседней РЧ-антенной, например соседних розеток США фиг. 6А, на которой показаны оптические порты, но вместо них могут использоваться и РЧ-датчики.
Однако понятно, что РЧ-метка 20U фиг. 7А может быть установлена на штепсель США с двумя штырьками и встроена в розетки SU, показанные на фиг. 6А. Однако такое введение РЧ-меток должно осуществляться с условием невозможности считывания информации соседних меток. Для этого необходимо, чтобы антенна и катушка системы РЧ-идентификации имели небольшие размеры, и чтобы использовалась низкая частота, такая как 125 кГц (обоснование приведено ниже).
- 10 034236
На фиг. 8А показана внутренняя поверхность задней крышки интеллектуальной монтажной коробки 2S. Верхние контактные гнезда, указанные как 2L-1 и 2L-2, предназначены для введения двух контактных штырьков 1L, показанных, например, на фиг. 2Г, розеток SG. Это отличается от примера фиг. 2В, на которой показаны четыре контактных штырька 1L для подсоединения четырех комбинированных переключателей Н, указанных как Hn. Как можно видеть, изменение конструкции заключается в исключении двух верхних контактных гнезд 2L из интеллектуальной монтажной коробки 2S фиг. 8А.
Кроме того, четыре нижних контактных гнезда, показанных на фиг. 8А, разделены на две группы разных гнезд: два контактных гнезда 2N-1 и 2N-2 провода нейтрали и два контактных гнезда 2G-1 и 2G-2 заземления, подсоединенных через шину 1G-X заземления к двум контактным штырькам 1G-1 и 1G-2. Четыре контактных гнезда 2L-1, 2L-2, 2N-1 и 2N-2 точно соответствуют контактным штырькам 1L и 1N любых типов вышеуказанных розеток, будь то SM, SMV, SG, SGV, SF, SFV, SUG, SUGV, SA, SAV, SB или SBV, и любые эти розетки могут быть установлены в интеллектуальной коробке 2S фиг. 8А.
Аналогичным образом контактные штырьки 1G-1 и 1G-2 заземления сопрягаются с контактными гнездами 2G, показанными на фиг. ЗА, и после введения розетки в монтажную коробку обеспечивается надежное подсоединение трех контактных штырьков розетки к проводу L фазы, к проводу N нейтрали и к проводу G заземления. Введение корпуса розетки в интеллектуальную монтажную коробку фиксирует корпус в коробке посредством фиксирующих выступов 15, входящих в углубления 15А, и корпус розетки надежно удерживается на месте с помощью упоров-ограничителей 5А, входящих в углубления 5, показанные на фиг. 2А.
Интеллектуальные датчики 10, 10-1 и 10-2, показанные на фиг. 2Б и 2Г, представляют собой заранее настроенные датчики, например для считывания и передачи вышеуказанных сигналов системы РЧидентификации или закодированных оптических сигналов. В этом случае осуществляется предварительная сборка, обеспечивающая интеллектуальную монтажную коробку с заданным типом датчика, который может быть введен в розетки с отверстием ОР, показанным на фиг. 7В, или в розетки для размещения РЧ-меток, показанных на фиг. 7А.
Интеллектуальная монтажная коробка 2S фиг. 8А снабжена выбираемыми/заменяемыми датчиками, будь то датчик системы РЧ-идентификации или оптический порт, и, кроме того, датчик 10 может быть заменен задающим переключателем 40RS или 40RS-L для ручного задания типа электрического прибора для обеспечения управления и передачи информации о мощности, потребляемой идентифицируемым прибором, присоединенным к заданной розетке электропитания.
Показанные проемы 9-1 и 9-2 представляют собой проемы байонетного типа для фиксации введенного интеллектуального РЧ-датчика 41, оптического порта 42 или задающего поворотного переключателя 40RS или 40RS-L, показанного на фиг. 8Б-Г.
Показанная на фиг. 8Б байонетная конструкция содержит печатную плату 60 с тремя рядами контактов 51, 52 и 53. Контакты 55 показаны на фиг. 8В касающимися поверхности основной печатной платы 12 интеллектуальной коробки, содержащей ЦП, который будет описан ниже. На фиг. 8Б также показано, что печатная плата 12 содержит три ряда контактов 41, 42 и 43, соответствующие рядам контактов 51, 52 и 53, и только один ряд из трех рядов байонетной конструкции содержит контакты 55, показанные на фиг. 8В, так что, когда байонет вращают непрерывно в направлении стрелки 63 к упору 62, контакты 55 будут совмещаться и касаться контактов 41, 42 или 43 одного ряда печатной платы.
Поскольку интеллектуальный датчик 40 обеспечивается как предварительно установленный датчик, который может быть антенной 41 системы РЧ-идентификации, оптическим датчиком/приемопередатчиком 42 или задающим поворотным переключателем 43, то контакты 55 устанавливают в соответствующий ряд, так РЧ-датчик 41 фиг. 8Г будет взаимодействовать с контактом 51 печатной платы 60 и датчик 10В внутри центральной полости 10А на фиг. 8В будет представлять собой РЧантенну, соединенную проводом 10С с контактами 51.
Аналогичная установка обеспечивается для оптического датчика 42, а именно контакты 55 устанавливают в ряд 52 для взаимодействия с рядом контактов 42 основной печатной платы 12 для обеспечения передачи электрических сигналов оптическим приемопередатчиком 10В, заменяющим вышеупомянутую РЧ-антенну.
Таким образом, становится ясно, что в смонтированную интеллектуальную монтажную коробку можно ввести выбираемый/заменяемый интеллектуальный датчик с байонетным поворотным основанием или другим крепежным средством (не показано), таким как самофиксирующиеся выступы, или штепсель и розетка, или штырек и гнездо датчика, для упрощения крепления.
Задающий поворотный переключатель 40RS или 40RS-L, показанный на фиг. 8Д, обеспечивает задание идентификатора электрического прибора, подсоединенного к розетке электропитания, для передачи информации о потребляемой мощности и о типе прибора, который потребляет эту мощность.
Показанные контакты 53 печатной платы 60 устанавливают для взаимодействия с контактами 43 основной печатной платы 12, когда выступ 61 байонетной конструкции поворачивается в направлении упора 62, в результате чего выход задающего поворотного переключателя соединяется с ЦП для идентификации электрического прибора, который должен быть подсоединен к розетке S электропитания. Поворотный переключатель 40RS или 40RS-L может быть установлен в нужное положение путем поворота
- 11 034236 головки 48 перед установкой розетки S в интеллектуальную коробку 2S фиг. 8А, или же для установки заданного типа электрического прибора может использоваться поворотная головка 47, которая выходит наружу через отверстие в передней поверхности розетки, такое как отверстие ОР, показанное на фиг. 2Б или 4В.
Для этого задающий поворотный переключатель 40RS-L снабжен удлиненной ручкой, как показано на фиг. 8Д. В этом случае обеспечивается возможность самостоятельной установки характеристик электрического прибора самим пользователем. На фиг. 8Е иллюстрируется установка байонетного датчика 40 и задающего поворотного переключателя 40RS или 40RS-L в гнезда 9-1 и 9-2 во внутренней задней крышке интеллектуальной монтажной коробки 2S.
Установка характеристик нагрузки или электрического прибора описана во многих вышеуказанных патентах США, включая использование задающего переключателя, такого как поворотный переключатель 40RS. Описанные установки характеристик известных устройств и характеристик для интеллектуальной монтажной коробки по настоящему изобретению дополнительно обеспечивают загрузку характеристик каждой розетки электропитания, комбинированного переключателя или реле, установленных в коробку, и характеристик каждого подсоединенного электрического прибора. Характеристики загружаются в память 50М центрального процессора 50, показанного на электрической схеме фиг. 12.
Загрузка адресов, местонахождений и характеристик нагрузок также описана в вышеуказанных патентах США, причем она может осуществляться с помощью радиочастотных или оптических устройств, таких как, например, ИК-пульт дистанционного управления, запрограммированный на введение характеристик, адресов и типов подсоединенных электрических приборов.
Другие хорошо известные способы загрузки могут осуществляться с помощью ПК, iPad и аналогичных устройств. Однако загрузка под напряжением с помощью загрузчика, такого как, например, пульт 160 дистанционного управления, должна осуществляться с использованием соответствующей изоляции для подключения загрузочного байонетного адаптера 149 непосредственно через гнезда 9, когда коробка подсоединена к сети под напряжением, как показано на фиг. 9А.
Характеристики, которые должны загружаться, могут включать тип интеллектуальной коробки, который определяет характеристики клемм. Может осуществляться автоматическая предварительная загрузка коробкой таких характеристик, заданных при ее изготовлении. Вне связи с этим на фиг. 9Б и В иллюстрируются различные варианты конфигураций контактных гнезд для разных моделей интеллектуальных коробок.
Показанные различия не охватывают весь набор характеристик. Показанные контактные гнезда сконфигурированы для установки розеток и комбинированных переключателей для полного заполнения коробки.
Предполагается, что для последующего расширения будут устанавливаться коробки увеличенных размеров, но на практике количество розеток сети переменного тока и/или комбинированных переключателей, механических переключателей и/или реле будет меньше количества позиций в коробке.
Для такой неполной установки комбинированных переключателей и/или розеток сети переменного тока в коробке необходимо обновлять на месте информацию в запоминающем устройстве ЦП интеллектуальной коробки о действительной конфигурации установленных устройств. Для этой цели очень полезен загрузчик 160 с байонетным соединительным разъемом 149. Аналогичным образом используется радиочастотный или оптический загрузчик, описанные в патентах США № 8442792, 8594965 и 8639465.
Различные нагрузки или электрические приборы в жилых, офисных, торговых или иных зданиях могут быть разделены на три категории или группы. К первой категории относятся стационарно подключенные электрические приборы или нагрузки, такие как, например, светильники, водогрейные котлы, потолочные вентиляторы, шторы, жалюзи и некоторые типы климатических установок или кондиционеров воздуха, подключенных стационарно.
Ко второй категории нагрузок или электрических приборов относятся нагрузки и приборы, постоянно (круглосуточно) подсоединенные к заданной розетке электропитания, такие как, например, холодильники, морозильники, кофемашины, электропечи, микроволновые печи, стиральные машины, кондиционеры воздуха, телевизоры и аудио-/видеоаппаратура.
К третьей категории относятся нерегулярно подсоединяемые к сети нагрузки или электрические приборы, такие как, например, кухонные комбайны, соковыжималки, утюги, другие приспособления и инструменты, устройства для личной гигиены, такие как фены или электробритвы, зарядные устройства и/или ПК.
Понятно, что некоторые электрические приборы, отнесенные к третьей категории, могут быть подсоединены к заданной розетке электропитания постоянно или в течение длительного времени, например принтер ПК или увлажнитель воздуха.
Возможность настройки интеллектуальных монтажных коробок по настоящему изобретению обеспечивает ряд установок, которые отсутствуют в известных конструкциях, например возможность установки для постоянно или долговременно подключенных к розетке электрических приборов второй группы, таких как холодильник или стиральная машина, путем загрузки их характеристик с помощью ручного загрузчика 160 через разъем 149 фиг. 9А.
- 12 034236
В другом варианте может обеспечиваться загрузка через оптический загрузчик, описанный в вышеуказанных патентах США, через РЧ-загрузчик или непосредственная загрузка с помощью электрического устройства при установке коробки, или же путем задания характеристик с помощью задающих переключателей 7-1 - 7-n, установленных на задней крышке интеллектуальной коробки, как показано на фиг. 3Б-Д.
Идентификацию нерегулярно подсоединяемых электрических приборов лучше всего осуществлять с использованием оптических средств идентификации розеток электропитания. Оптические сигналы невосприимчивы к шумам; они надежны, и средства их передачи достаточно дешевы. Другим практичным и недорогим средством идентификации являются вышеуказанные РЧ-метки, показанные на фиг. .7А-Г. На третьем месте стоит задающий поворотный переключатель RS40-L, головка которого выходит на переднюю поверхность розетки сети переменного тока и который легко может использоваться жильцом.
На фиг. 10Б и В показаны варианты защелкивающихся или самофиксирующихся клемм проводов, которые могут использоваться в различных интеллектуальных монтажных коробках по настоящему изобретению.
Каждая клемма обеспечивает каскадное подсоединение к другой коробке, будь то соседняя или удаленная коробка, однако коробки, соединенные по каскадной схеме, обычно установлены в одной зоне или в одном помещении. Это связано с правилами и стандартами, относящимися к электрической электропроводке, которые определяют требования к отдельным электрическим проводам для заданной нагрузки в каждой отдельной зоне или в каждом отдельном помещении.
В отношении коробки 4Н, показанной на фиг. 10В, очевидно, что только один провод N нейтрали и только один фазный провод L необходимы для обеспечения электропитания четырех нагрузок, таких как, например, четыре светильника. Каждый комбинированный переключатель или механический переключатель между состояниями ВКЛЮЧЕНО и ВЫКЛЮЧЕНО, такой как показан на фиг. 14Г, или SPST-реле (не показано) снабжен клеммой LD одной нагрузки, и информация о потребляемой мощности передается отдельно для каждой нагрузки. Также можно запитывать две нагрузки и более через один комбинированный переключатель и его две защелкивающиеся клеммы, указанные как LD1-LD4. Для розеток электропитания обязательна клемма заземления.
На фиг. 10А-В также четко показано, что, когда используется розетка сети переменного тока, клемма нагрузки не нужна, поскольку она не используется. Однако для розетки переменного тока абсолютно необходима клемма заземления, и для этой цели, а также исходя и из других соображений, по меньшей мере одна клемма электрического провода может быть назначаемой клеммой. В случае розетки переменного тока клемма, находящаяся на месте клеммы нагрузки, становится клеммой, назначаемой для подсоединения провода заземления. Однако она может быть назначена для подсоединения другого провода, такого как отдельный фазный провод или провод нейтрали сети переменного тока, когда этого требуют, например, местные нормативные документы. Другие конфигурации иллюстрируют простоту конструкции коробки, которая может быть изготовлена путем исключения или добавления контактных гнезд, контактных штырьков, самофиксирующихся или самозащелкивающихся клемм и конструктивно сформированных/встроенных датчиков тока (structured current sensors), выполненных из низкоомных металлических сплавов, которые показаны на фиг. 11А-В.
На фиг. 11В показано контактное гнездо 2LD, приклепанное заклепками 80R к самофиксирующейся или самозащелкивающейся клемме 80LD. Аналогичное крепление заклепками используется для крепления конструктивно сформированных датчиков R1-R6 тока к латунной или медной шине 83 для обеспечения подачи напряжения на контактные гнезда 2L-1 - 2L-6.
Здесь не показана латунная или медная шина нейтрали, через которые розетки электропитания соединяются с проводом нейтрали через контактные гнезда 2N-1 - 2N-n, показанные на фиг. 6Г и Д. Контактные гнезда 2N нейтрали прикреплены к шине нейтрали (не показана) заклепками 80R так же, как к шине 83 фазы, но без конструктивно сформированных низкоомных датчиков тока.
Из вышеприведенных объяснений должно быть ясно, что многие модели не требуют кардинальных изменений литейных форм и могут обеспечиваться простые вставки для форм при массовом производстве кожуха, крышек, клемм, контактных гнезд и штырьков, необходимых для изготовления интеллектуальных монтажных коробок по настоящему изобретению, и все это с низкими затратами.
Кроме того, понятно, что соединительные звенья между розетками электропитания, комбинированными переключателями, SPDT-реле и SPDT-переключателями, представляющие собой латунные или медные шины, показанные на фиг. 11А-В, включая шину заземления, показанную на фиг. 10А, все приклепанные к прочным контактным гнездам розетки обеспечивают отличные соединения проводов внутри стенной коробки для различных известных переключателей и розеток.
На фиг. 12 приведена электрическая блок-схема системы, включающая ЦП 50, запоминающее устройство 50М и схемы связи, включающие оптические приемопередатчики 56, приемопередатчики с антеннами 55 системы РЧ-идентификации, РЧ-приемопередатчик 53 с антенной 54, которая может быть напечатана на печатной плате 12, показанной на фиг. 8В.
Схемы измерения тока содержат усилители 51 и низкоомные резисторы RS1-RSn, каждый из которых обеспечивает сигналы напряжения на уровне нескольких мкВ или мВ, представляющие собой падения на- 13 034236 пряжения на каждом из резисторов RS при прохождении через них тока, потребляемого нагрузкой 59.
Показанные оптические приемопередатчики 56 обмениваются оптическими сигналами по световодам, указываемым как пластмассовые оптические волокна (POF), которые описаны в вышеуказанных патентах США, в публикациях и заявках. Оптический сигнал проходит через оптическое гнездо или оптический порт розетки сети переменного тока для передачи информации, содержащей величины потребляемого тока или потребляемой мощности, а также характеристики нагрузки или электрического прибора.
Сообщения, передаваемые в другую сторону, содержат запросы контроллера системы и команды управления работой выбранных электрических приборов. Оптические приемопередатчики могут работать в ИК-диапазоне, например с использованием излучения с длиной волны 940 нм, и обмениваться ИКсигналами по линии прямой видимости с ручными ИК-пультами дистанционного управления, например с пультами, описанными в вышеуказанных патентах США.
На блок-схеме фиг. 12 показана схема передачи информации о потребляемой мощности и схемы связи по предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, включая ЦП или аналого-цифровой процессор 50 и усилители 51 сигнала тока, для измерения и обработки сигнала потребляемого тока, включая вычисление мощности, потребляемой нагрузкой 59. Нагрузка показана как омическая часть RL, индуктивная часть LL и/или емкостная часть CL и их комбинации. Схемы связи включают буфер 52 на два направления передачи информации.
Компоненты системы электропроводки в зданиях, таких как заводы, склады, школы, общественные учреждения, магазины, жилые дома, офисные здания, а также на других объектах подпадают под действие строгих электрических и строительных правил и норм, запрещающих соединения и/или совместную передачу низковольтных сигналов и/или электрической мощности с помощью компонентов электропроводки и/или самой электропроводки. Это ограничивает схемы связи передачей радиочастотных и/или оптических сигналов.
Обмен оптическими сигналами, будь то ИК-сигналы по линии прямой видимости, оптические сигналы видимой части спектра или ИК-сигналы, передаваемые по оптическим кабелям, включая POF, может осуществляться схемами интеллектуальных монтажных коробок по настоящему изобретению.
Схемы фиг. 12 запитываются низковольтными источниками питания, обеспечиваемыми путем подачи напряжения сети переменного тока через высоковольтные конденсаторы С3 и С4, или на схему источника питания, описанную в патенте США № 8441824.
Как показано на фиг. 12, напряжение на вход источника VCC питания подается через защитный резистор R2, конденсатор С3 и диод D2 и далее на вход стабилизатора 58 напряжения постоянного тока.
Стабилизатор 58 представляет собой хорошо известный аналоговый стабилизатор напряжения, который предлагается многими производителями интегральных схем по очень низкой цене. Входная цепь стабилизатора содержит фильтрующий конденсатор С1 для снижения уровня пульсаций напряжения на входе стабилизатора и диод ZD1 Зенера для защиты стабилизатора от бросков напряжения, которые обычны для электрических систем. На выходе стабилизатора подсоединен накопительный конденсатор С2 для поддержания достаточного заряда для запитывания схем интеллектуальной монтажной коробки.
Для запитывания катушек СО реле предпочтительно используются более высокие напряжения, 18 или 24 В, с ограничением тока не более 20-30 мА. Для срабатывания реле с блокировкой на катушку СО предпочтительно подается короткий импульс V2 (не более 30 мсек) напряжением 32 В и током примерно 80 мА. Для обеспечения такого нерегулируемого напряжения V2 постоянного тока схема, показанная на фиг. 12, содержит защитный резистор R4, конденсатор С4 большой емкости, рассчитанный на высокое напряжение переменного тока (до 275 В), выпрямительный диод D4, накопительный конденсатор С5 и защитный диод ZD4 Зенера для подачи выходного напряжения V2 на катушку реле непосредственно или на катушку реле с блокировкой через формирователь DL схемы управления, показанной на фиг. 12.
Фазный провод сети переменного тока, показанный подсоединенным к земле, является также отрицательным проводом источника VCC питания. Источник VCC питания может обеспечивать положительное напряжение 3,3 В, однако это может быть 5 или 1,8 В, или любое иное напряжение, обычно подаваемое на ЦП или другие интегральные схемы, включая схемы связи, показанные на фиг. 12.
Поскольку фазный провод сети переменного тока подсоединен к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения, то мощность подается на вход стабилизатора 58 напряжения от провода нейтрали, подсоединенного к выпрямляющему диоду D2, к которому подсоединен последовательно конденсатор С3, величина которого в зависимости от напряжения сети может быть 0,1-0,47 микрофарад для напряжения 230/240 В, перем. (Евросоюз, Великобритания) или 0,22-0,82 микрофарад для напряжения 100/120 В, перем. (Япония, США), частота 50 и 60 Гц соответственно.
Конденсаторы С3 и С4, рассчитанные на напряжения до 275 В сети переменного тока, хорошо известны и одобрены всеми известными организациями, такими как UL, VDE, JIS и BS, для использования в силовых электрических цепях. Резисторы R2 и R4 между конденсаторами С3 и С4 соответственно и проводом нейтрали сети переменного тока являются защитными резисторами, обеспечивающими защиту от импульсов напряжения и/или они могут быть саморазрушающимися резисторами, предотвращающими пожар в случае короткого замыкания или большого тока утечки.
В качестве усилителя 51 сигнала используется хорошо известный линейный усилитель или два уси- 14 034236 лителя, соединенные последовательно, для усиления сигнала потребляемого тока. Усилитель 51, содержащий два усилителя, указывается также как операционный усилитель, причем коэффициент усиления каждого усилителя может быть установлен, например, равным 100, и поэтому общий коэффициент усиления схемы может достигать 10000.
ЦП или процессор 50 аналого-цифровых сигналов, указываемый далее как ЦП, содержит порты преобразователей аналог-цифра и цифра-аналог, порты цифровых и аналоговых сигналов. ЦП 50 представляет собой обычный ЦП, предлагаемый на рынке, такой как 8- или 16-битовый дешевый процессор с низким потреблением, содержащий запоминающее устройство 50М. ЦП работает от напряжения 1,8 В или 3,3 В, причем в рабочем режиме ток не превышает 3 мА, и в режиме ожидания ток составляет несколько мкА.
Усиленный сигнал подается с выхода усилителя 51 в порт С ввода/вывода (I/O) в соответствии с коэффициентом усиления и данными, представляющими собой аналоговый сигнал тока, преобразованный в цифровую величину. ЦП запрограммирован для регулировки через порт А ввода/вывода коэффициента усиления усилителя 51 для получения оптимального усиления таким образом, чтобы принимаемый сигнал находился в середине рабочей характеристики усилителя или на самой ее линейной части для выбранного диапазона датчика.
Как показано на фиг. 12, нагрузка 59 не является чисто омической или резистивной нагрузкой и может быть двигателем, и/или конденсатором, и/или импульсным источником питания, обычно используемым в электрических приборах, включая ПК. Реактивные нагрузки вызывают сдвиг фазы между кривыми тока и напряжения и/или искажают формы кривых в случае мощных импульсных источников питания нагрузок.
На фиг. 13 показаны две синусоидальные кривые, кривая 80-86 напряжения и кривая 90-96 тока, которые сдвинуты на некоторый угол, определяемый случайными сочетаниями величин RL, LL и CL нагрузки.
Кривая 80-86 напряжения представляет собой синусоиду опорного напряжения, поданного на вход V ввода/вывода ЦП с провода N нейтрали сети переменного тока через высокоомный делитель напряжения R1/R3, причем величина R1 находится в диапазоне 0,5-1,0 МОм и величина R3 составляет несколько кОм, для обеспечения оптимального уровня опорного сигнала, представляющего собой напряжение сети, 120 В/60 Гц в США или 230 В/50 Гц в странах Евросоюза. Кривая 90-96 тока представляет собой усиленный сигнал тока, представляющий собой точное отображение величины потребляемого тока.
Точка 80 пересечения кривой опорного напряжения нулевой линии графика является исходным положением или моментом времени, в который начинается обработка измерений потребляемой мощности. Сдвиг фазы кривой тока определяется смещением точки пересечения кривой тока с нулевой линией графика.
Точка 80 пересечения нуля является переходом от отрицательных величин напряжения к положительным, в этот момент кривая тока близка к пику отрицательной величины, и сдвиг фазы превышает 90°.
Обработка, иллюстрируемая на фиг. 13, представляет собой измерения в пяти циклах 81-85 кривой опорного напряжения, которым соответствуют сдвинутые по фазе пять циклов 91-95 кривой тока. Положения точек измерений во времени показаны на фиг. 13 как десять точек, распределенных случайным образом по кривой напряжения (точки 81-1, 82-1, 83-2, 84-3 и 85-4), и соответствующих им точек, распределенных по кривой тока 111 (92-4, 93-5, 94-6 и 95-8). Конечные точки обработки указаны ссылочными номерами 86 и 96. Интервалы измерений равны 20 мс для 50 Гц (фиг. 4) и 16,6 мс для 60 Гц. Вертикальные линии делят один цикл на десять временных точек, и поэтому интервал между соседними временными точками равен длительности одного цикла, деленной на 10.
Временной интервал или количество точек измерения в одном периоде синусоиды переменного тока непосредственно связаны с точностью измерений, причем это справедливо также в отношении количества периодов переменного тока, в которых проводится цикл измерений. То есть более высокая точность результатов требует использования большего количества периодов переменного тока в одном цикле измерений и уменьшения временных интервалов или увеличения количества точек измерения.
Потребляемая мощность является произведением VхА вычисленных синусоидальных графиков, сформированных одновременно по измеренным величинам в каждой временной точке и просуммированных для каждого периода в соответствии с временной шкалой, задаваемой опорным напряжением. Пять периодов 81-85, показанных на фиг. 13, представляют собой пример одного цикла измерений, повторяемого, например, через каждые 2 с. Если цикл вычислений запрограммирован для выполнения каждые 2 с, пять периодов необходимо умножить на 20 для 50 Гц или на 24 для 60 Гц (50:5/сх2 с или 60:5/сх2 с). В этом случае будет получено потребление мощности за 2 с.
Из вышеизложенного должно быть понятно, что вычисление потребляемой мощности с использованием датчиков тока по настоящему изобретению может быть упрощено за счет использования дешевого ЦП или процессора аналоговых и цифровых данных, которые предлагаются на рынке многими производителями интегральных схем. Следует также понимать, что датчик тока по настоящему изобретению может иметь малые размеры и может обеспечивать дешевое и практичное решение задачи передачи точ- 15 034236 ной информации о потребляемой мощности.
Вычисленные величины потребляемой мощности сохраняются и обновляются в запоминающем устройстве ЦП 50 для передачи в контроллер, как это задается программой. Вычисленная величина потребляемой мощности преобразуется в сообщение заданного формата, содержащее характеристики нагрузки или электрического прибора, а также местонахождение нагрузки и/или розетки сети переменного тока. Данные, сохраняемые и обновляемые в запоминающем устройстве, представляют собой закодированные сообщения.
В вышеуказанных патентах и особенно в патенте US 8170722 раскрывается кодирование сообщений, относящихся к потребляемой мощности, и структура соответствующих сообщений. Разработана структура сообщения, содержащего всего пять байтов, которое включает всю необходимую информацию для передачи потребляемой мощности, характеристик нагрузки и ее местонахождения.
Выходная мощность РЧ-передатчика, обычно измеряемая в мкВт, имеет небольшую величину, однако длину сообщений о потребляемой мощности желательно минимизировать. Если какой-либо из приемопередатчиков (радиочастотный приемопередатчик 53, приемопередатчик 55 РЧ-идентификации и оптический приемопередатчик 56) не нужен, то он не используется. Системы, использующие радиосвязь, могут не содержать оптический приемопередатчик 56, а системы, осуществляющие передачу информации по оптической (информационной) сети, могут не содержать РЧ-приемопередатчик 53 и/или антенны системы РЧ-идентификации. Однако система может содержать все средства связи и осуществлять их параллельную работу или в соответствии с заданной программой.
Более того, оптическая сеть, построенная на POF, требует введения множества оптических приемопередатчиков для согласованной передачи оптических сигналов по каскадным схемам между монтажными коробками и между монтажными коробками и розетками электропитания, и все каскадные схемы передачи оптической сети системы показаны на фиг. 15.
Буфер 52 для двухсторонней передачи является хорошо известным буфером усилителя, предлагаемым в корпусах ИС с малой площадью поверхности многими производителями полупроводниковых приборов. Он предназначен для согласования сигналов и их уровней и передачи сигналов в двух направлениях между приемопередатчиками 53 и 56 и портами ЦП 50, портом Т ввода/вывода (передача) и портом R ввода/вывода (прием). В зависимости от выбранного ЦП и процессора 50 аналоговых и цифровых сигналов имеется множество таких известных устройств, которые включают порты ввода/вывода и не требуют дополнительного буфера, поскольку они могут быть запрограммированы для приема и вывода различных сигналов, сопоставимых с сигналами, которыми обменивается ЦП и приемопередатчики. Для таких устройств двухсторонний буфер 52 не нужен и не используется.
Передача информации о потребляемой мощности в контроллер напрямую или через сетевое устройство (network device), такое как приемник информации о токе, принимающий РЧ-сигналы или оптические сигналы по оптическому кабелю, должна включать передачу идентификационных данных. Эти данные должны обеспечивать идентификатор нагрузки 59 или электрического прибора или его тип или семейство.
Эти данные должны также включать местонахождение электрического прибора в помещении, будь то квартира, магазин, школа или производственное предприятие. В предпочтительном варианте данные включают идентификатор розетки сети переменного тока или потребителя тока, который подсоединен к этой розетке или передает данные о потреблении через эту розетку.
На фиг. 14А и Б показана комбинация SPDT-переключатель-реле, причем на фиг. 14 приведен вид сечения катушки 152 реле, притягивающей полюсную SPDT-часть 116, прикрепленную к якорю 143 на одном конце корпуса 130. Другой конец корпуса 130 является основанием для полюсной части 114 SPDT-микропереключателя, переключаемой механическим рычажком 102, сжимающим пружинную конструкцию полюсной части 114.
Две контактные части 110 и 111, описанные в заявках США № 14/045877, 14/093966 и 14/143133, соединяют клеммы 1L и 1LD полюсных частей через полюсные контакты 115 и через контакты 112 и 113. Как указано в вышеуказанных заявках, поданных 4.10.2013, 9.12.2013 и 30.12.2013 соответственно, переключение состояний ВКЛЮЧЕНО и ВЫКЛЮЧЕНО или ПОДСОЕДИНЕНО и ОТСОЕДИНЕНО может осуществляться вручную с помощью рычажка 102 микропереключателя или дистанционно с помощью якоря 143 реле путем подачи электропитания на катушку реле, независимо от положения или состояния рычажка 102.
На фиг. 14А показана удлиненная конструкция комбинированного переключателя (комбинации переключатель-реле) с переключающим рычажком на одном конце и катушкой 152 реле на другом конце. На фиг. 14Б показана полюсная часть 114 микропереключателя, установленная на основании или корпусе 131 параллельно полюсной части 116, которые могут соединяться контактами 112, 113 и 115 через перпендикулярно расположенные контактные части 110 и 111.
За счет расположения полюсных частей рядом друг с другом уменьшается размер комбинированного переключателя, так что он может быть установлен в кожухе 140, размеры которого соответствуют размерам современных переключателей с ручным управлением, используемых во многих странах мира, включая США и Японию, в которых используются укороченные переключатели и розетки.
- 16 034236
Конструкция, показанная на фиг. 14Б, обладает по меньшей мере двумя практическими достоинствами: во-первых, рычажок 102 перемещается к центру кожуха 140 и, во-вторых, введена нажимная клавиша 100 с механической блокировкой. Нажимная клавиша с блокировкой, выполненная с использованием известных способов и конструкций, описана в вышеуказанных заявках США, и поэтому нет необходимости подробно рассматривать ее в настоящем описании. Устройства с механической блокировкой известны, например, можно привести в качестве примера устройство блокировки дверцы шкафа, обеспечивающее блокировку (запирание) или освобождение (отпирание), которое имеет увеличенные размеры по сравнению с очень малым запирающим устройством 150, показанным на фиг. 14Б (частично) и 14Д. Конструкция и элементы запирающего механизма подробно описаны в вышеуказанных заявках США.
Другим хорошо известным примером является запирающий механизм шариковой ручки, положение которого задается нажатием стержня или кнопки, причем при первом нажатии происходит выдвижение и запирание пишущего узла ручки, а при повторном нажатии пишущий узел освобождается и убирается, так что ручку можно положить в карман без опасений запачкать одежду.
Существуют два способа фиксации состояния комбинации переключатель-реле: один, указанный выше, связан с использованием запирающей клавиши 100, раскрытой в вышеуказанной заявке, и другой заключается в блокировке полюсной части 116 реле с использованием запирающего устройства 150, имеющего малые размеры. В этом случае для освобождения заблокированной полюсной части необходимо произвести определенное действие, будь то повторная подача электропитания на катушку реле или повторное нажатие механической клавиши переключателя. Однако, как это указывается ниже, когда блокируется полюсная часть 116 реле, клавиша 100 не должна больше использоваться, а вместо нее используется нажимная клавиша 100А.
На фиг. 14В показаны двойные полюсные части 114-1 и 114-2 микропереключателя с контактами 115-1 и 115-2 соответственно, и полюсная часть 160D реле, установленная на основании или корпусе 133 и соединенная через двойные реверсирующие контактные части, на которых используются три комплекта контактов 112-1 - 112-3 и 113-1 - 113-3 (видны не все), так что рычажок 103 с ручным управлением, имеющий двойную ширину, может нажимать на двойные полюсные части для изменения на противоположную (реверсирование) полярности подсоединенных соединительных линий Т1 и Т2 или реверсирования полюсной части 160D реле для переключения клеммы LD (клемма нагрузки) с одной соединительной линии на другую.
В вышеуказанных заявках США полностью раскрываются реверсирующие и нереверсирующие комбинации DPDT-реле-переключатель и описывается их работа, причем ими можно управлять вручную с помощью рычажка для обеспечения срабатывания микропереключателя с двойными полюсными частями или с помощью управляющего элемента кулисного переключателя, аналогично описанному управлению работой комбинированных SPDT-переключателей, будь то рычажок микропереключателя или конструкция управляющего элемента кулисного переключателя. Как микропереключатели, так и кулисные переключатели хорошо известны и не требуют дополнительного подробного описания.
На катушку 151 реле подается электропитание, в результате чего она притягивает якорь вместе с полюсной частью 160D, показанной на фиг. 14В, и аналогичным образом действует катушка 152 фиг. 14А для реверсирования соединительных проводов T1, T2 на клемме LD нагрузки, показанной на фиг. 14В.
Кроме того, в вышеуказанных заявках США также раскрывается нереверсирующий комбинированный DPDT-переключатель с реле для использования во влажной среде, такой как ванные комнаты и им подобные помещения, для соединения проводов сети переменного тока с клеммами L фазы и N нейтрали и отсоединения от них.
Хотя для самозащелкивающихся клемм и гнезд, показанных на фиг. 2А-12, не указано специально, что они предназначены для введения комбинированных DPDT-переключателей, или реверсирующих DPDT-переключателей, или комбинации переключателя и реле, однако такие гнезда и/или замозащелкивающиеся клеммы могут быть введены в состав интеллектуальных монтажных коробок по настоящему изобретению, и, более того, в коробку могут быть установлены такие комбинированные переключатели, или комбинации переключатель-реле, и/или механические переключатели, и/или розетки с датчиком 40 или без такого датчика, и/или реле любых размеров, будь то однополюсные, двухполюсные или многополюсные устройства.
Реверсирующий комбинированный DPDT-переключатель с реле, показанный на фиг. 14В, установлен в кожухе 141, снабженном клавишей 100 с блокировкой для взаимодействия с рычажком 103, а также отверстием 160 оптического индикатора, причем из кожуха выходят клеммы Т1 и Т2 соединительных проводов, а также клемма LD нагрузки, и этот кожух вместе с переключателем может быть установлен в интеллектуальной монтажной коробке по настоящему изобретению.
Понятно и очевидно, что реверсирующий механический переключатель, указываемый также как четырехпозиционный переключатель, может быть установлен в таком кожухе 141с аналогичной клавишей, которую нужно нажимать для реверсирования, или с поворотной клавишей, или с любой другой известной клавишей и может быть введен в интеллектуальную монтажную коробку по настоящему изобретению для ручного реверсирования полярности соединительных проводов Т1 и Т2.
Также понятно и очевидно, что нереверсирующий комбинированный DPDT-переключатель с реле
- 17 034236 может быть выполнен и введен в интеллектуальную монтажную коробку по настоящему изобретению так же, как это было описано для всех других компонентов системы электропроводки, включая комбинированные SPST-переключатели.
На фиг. 14Г показан хорошо известный микропереключатель, выполненный для введения в интеллектуальную монтажную коробку как один из типов переключателей, обеспечивающих ручное управление нагрузкой, без возможности дистанционного управления (просто ручной переключатель состояний ВКЛЮЧЕНО и ВЫКЛЮЧЕНО). Контакт 112 не задействован и служит для ограничения перемещения полюсной части 114.
Однако клавиша 100 обеспечивает блокировку переключателя, так что он может переключаться между состояниями ВКЛЮЧЕНО и ВЫКЛЮЧЕНО последовательными нажатиями клавиши.
Комбинированный переключатель фиг. 14Д описан в вышеуказанной заявке США № 14/143133. В комбинированном переключателе фиг. 14Д не используются полюсные или контактные части реле. На фиг. 14Д показано основное действие SPST-переключателя с использованием двух контактов, один из которых, неподвижный контакт 111, прикреплен на корпусе 134 к контактному штырьку 1LD нагрузки. Подвижный контакт 112 является контактом полюсной части 114 переключателя, которая подсоединяет фазу сети переменного тока через контактный штырек 1L.
Как видно, полюсная часть 114 приводится в действие якорем 143, который перемещается под действием магнитного поля, создаваемого катушкой 151 реле. Кратковременный импульс электропитания длительностью 10-30 мс, подаваемый на катушку, достаточен для замыкания контактов 111 и 112 и блокировки полюсной части запирающим устройством 150. Запирающее устройство 150 фиксирует полюсную часть относительно основания или корпуса 134 комбинированного переключателя. Повторная подача короткого импульса электропитания на катушку 151 вызовет повторное притягивание якоря 143, отпирание полюсной части 114 и размыкание контактов 111 и 112, в результате чего происходит реверсирование или изменение на противоположное состояния комбинированного переключателя, или отсоединение электропитания, подаваемого через контактный штырек 1L на контактный штырек 1LD нагрузки.
В комбинированном переключателе используется клавиша 100А без блокировки, которая перемещает якорь 143 в положение запирания или отпирания независимо от аналогичного действия катушки, которая перемещает якорь 143 силой магнитного поля Таким образом, использование настоящего изобретения в электрических системах характеризуется рядом достоинств и преимуществ.
Комбинированный переключатель не потребляет непрерывно электроэнергию, а только импульсами длительностью в несколько мс, так что в этом случае тепло не выделяется, причем производство комбинированных переключателей не требует больших расходов, сборка и установка этих переключателей в известные электрические коробки не требует каких-либо дополнительных затрат, и при этом обеспечивается самый простой способ установки для автоматизации электрических систем на промышленных предприятиях, в больницах, в жилых домах, в бизнес-центрах, общественных зданиях и иных зданиях, в которых используются электрические системы для освещения и для электропитания других машин и электрических приборов.
На фиг. 15 иллюстрируется упрощение соединений в электрической системе, в которой используется настоящее изобретение, для квартиры с двумя спальнями, гостиной, столовой, кухней, ванной, прихожей и коридорами.
Это типичная квартира, имеющая площадь 100-120 кв. м (900-1200 кв. футов). В квартире такого размера обычно используется всего примерно 14-16 переключателей освещения и 25-30 розеток электропитания.
Система, схема которой приведена на фиг. 15, содержит 30 розеток S и 16 комбинированных переключателей Н, установленных в 19 интеллектуальных монтажных коробках 2Н, 2S, 1H+S, 3Н и 3S. Расчетная длина оптического кабеля 99, показанного на схеме, не превышает 100 м (300 футов) и соответственно длина витой пары не превышает 50 м (150 футов).
Устройства системы автоматизации и передачи информации о потребляемой мощности, соединенные витыми парами по каскадной схеме, включают четыре преобразователя команд и приемники 93 информации о потребляемой мощности, две клавиатуры 96 для дистанционного управления, одну сенсорную панель 96А и один ретранслятор 97 (настраиваемый ИК-повторитель) для управления работой аудио-, видеоаппаратуры, светильников, кондиционера воздуха, водогрейного котла и других дистанционно управляемых электрических приборов и устройств жилища.
Соединения системы электропроводки, показанные на фиг. 15, представляют собой часть соединений, необходимых и/или применяемых в известных системах. Особенно это актуально для устройств автоматизации, используемых в жилищах. Следует учитывать, что число точек соединения для электрических проводов L, N и G системы, показанной на фиг. 15, существенно снижается и составляет лишь часть соединений, используемых в современных жилищах, даже для систем, в которых не используется дистанционное управление или автоматизация любого типа.
Из вышеизложенного должно быть очевидно, что интеллектуальные монтажные коробки по настоящему изобретению - это новое слово в области систем электропроводки. Интеллектуальные монтажные коробки вместе с комбинированными переключателями и розетками обеспечивают задачи управления
- 18 034236 электрическими приборами и передачи информации о потребляемой ими мощности. Новая система открывает новые горизонты для создания интеллектуальных энергоосетей (smart power grid) и представляет собой модернизацию систем электропроводки, которые мало изменились со времен Эдисона.
Необходимо понимать, что в вышеизложенном описании раскрыт лишь один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения и что изобретение охватывает все изменения и усовершенствования этого предпочтительного варианта, который был выбран для раскрытия сущности изобретения, и при этом такие усовершенствования не выходят за пределы сущности и объема изобретения.
Claims (20)
1. Способ настройки по меньшей мере одной из сети системы бытовой автоматизации и информационной сети, конструктивно интегрированной в электросеть жилого или коммерческого объекта посредством множества интеллектуальных монтажных коробок, каждая из которых подсоединена непосредственно к электросети и по меньшей мере к одной нагрузке через по меньшей мере один компонент системы электропроводки, причем указанное множество интеллектуальных монтажных коробок подсоединено по меньшей мере к одному из управляющего устройства и преобразователя команд с использованием двунаправленных оптических сигналов, передаваемых через каскадную сеть оптических кабелей, или по меньшей мере одного из РЧ- и ИК-сигналов, передаваемых двунаправленно без проводов;
и интеллектуальная монтажная коробка содержит центральный процессор (ЦП), по меньшей мере один задающий переключатель и запоминающее устройство для указанной настройки и загрузки данных характеристик, схемы для управления работой и расчета мощности, потребляемой каждой нагрузкой через каждый компонент системы электропроводки, и схемы связи для обмена двунаправленными сигналами по меньшей мере в одном направлении с управляющим устройством или преобразователем команд по одной из упомянутых сети системы бытовой автоматизации и информационной сети, причем способ включает:
а) загрузку данных характеристик, относящихся к каждой установленной интеллектуальной монтажной коробке, включая данные, относящиеся к указанному по меньшей мере одному компоненту системы электропроводки, в запоминающее устройство через схему связи;
б) задание идентификационного номера, или кода, или адреса для идентификации места установки внутри объекта каждой интеллектуальной монтажной коробки с помощью задающих переключателей или через управляющее устройство или беспроводно с помощью ручного загрузочного устройства или панели ввода;
в) запись в запоминающее устройство и через схему связи и по меньшей мере одну из сети системы бытовой автоматизации и информационной сети по меньшей мере в одно запоминающее устройство управляющего устройства или преобразователя команд записанных характеристик и информации, идентифицирующей место установки внутри объекта; и
г) идентификацию каждой нагрузки, запитываемой каждым компонентом системы электропроводки, с помощью задающего переключателя или идентификатора заданной нагрузки, записанного в запоминающем устройстве управляющего устройства или преобразователя команд, или с помощью ручного загрузочного устройства или штепселя электропитания, снабженного оптическим портом или меткой системы радиочастотной идентификации, которые сопрягаются с соответствующим оптическим портом или со считывающим устройством системы радиочастотной идентификации, соответственно, подключаемыми через розетку электропитания компонента системы электропроводки, присоединенного к интеллектуальной монтажной коробке.
2. Способ по п.1, в котором упомянутая сеть системы бытовой автоматизации представляет собой низковольтную линию шины для передачи электрических сигналов или оптическую сеть для передачи по меньшей мере одного из указанных оптических сигналов по оптическому кабелю, включая ИК-сигналы, передаваемые по линии прямой видимости без проводов, а упомянутая информационная сеть обеспечивает передачу сигналов, включая передачу оптических сигналов по оптическому кабелю и ИК-сигналов по линии прямой видимости, передачу электрических сигналов по линии шины, передачу РЧ-сигналов и их комбинаций; и управляющее устройство выбирают из группы, содержащей терминал внутренней видеосвязи, торговый терминал, специализированный терминал системы бытовой автоматизации, распределительное устройство сети системы бытовой автоматизации, клавиатуру, сенсорную панель, переносной контроллер и их комбинации.
3. Способ по п.2, в котором оптические сигналы и электрические сигналы преобразуют для согласования передаваемых оптических сигналов с электрическими сигналами и наоборот, с помощью преобразователя команд или распределительного устройства сети системы автоматизации, и в котором РЧсигналы преобразуют для их согласования с оптическими сигналами и наоборот, с помощью по меньшей мере одного из распределительного устройства сети системы автоматизации и интеллектуальной монтажной коробки для обмена сигналами в соответствии с командами и ответными сообщениями заданной нагрузки по сети системы автоматизации.
- 19 034236
4. Способ по п.1, в котором двунаправленные сигналы содержат команды включения/выключения и управления работой по меньшей мере одной заданной нагрузки, запитываемой по меньшей мере одним заданным компонентом системы электропроводки, и ответные сообщения для обеспечения управляющего устройства или преобразователя команд по меньшей одним из данных, относящихся к состоянию заданной нагрузки и потребляемому току или потребляемой мощности по меньшей мере одной заданной нагрузкой.
5. Способ по п.4, в котором комбинацию характеристик заданной нагрузки, запитываемой заданным компонентом системы электропроводки, информацию о месте установки и код или адрес, команды управления работой и ответные сообщения объединяют в комбинированные команды управления, записываемые в указанное запоминающее устройство и в запоминающее устройство по меньшей мере одного из управляющего устройства и преобразователя команд для сохранения комбинированных команд управления, при начальной настройке системы и при обновлении случайным образом через управляющее устройство, в результате чего обеспечивается возможность передачи краткого содержания команд управления работой и ответных сообщений по сети системы бытовой автоматизации и информационной сети и управления заданной функцией заданной нагрузки в заданном месте посредством одной комбинированной команды и одного комбинированного ответного сообщения.
6. Способ по п.5, в котором конкретная нагрузка, запитываемая через интеллектуальную монтажную коробку, подключена для обмена данными с использованием беспроводной передачи РЧ-сигналов или оптических сигналов через оптический порт или ИК-сигналов по линии прямой видимости, причем эта конкретная нагрузка реагирует только на конкретные команды с передачей конкретных ответных сообщений и указанное запоминающее устройство и запоминающее устройство управляющего устройства и преобразователя команд обновляют для задания указанных конкретных команд и конкретных ответных сообщений, а интеллектуальную монтажную коробку настраивают с помощью управляющего устройства для обмена указанными конкретными командами и конкретными ответными сообщениями с указанной конкретной нагрузкой.
7. Способ по п.5, в котором множество нагрузок, запитываемых через интеллектуальную монтажную коробку, подключено для обмена данными с использованием беспроводной передачи РЧ-сигналов или оптических сигналов через оптический порт или по линии прямой видимости, причем это множество нагрузок реагирует на разные команды с передачей разных ответных сообщений и указанное запоминающее устройство и запоминающее устройство управляющего устройства и преобразователя команд обновляют для задания указанных разных команд и разных ответных сообщений, а интеллектуальную монтажную коробку настраивают с помощью управляющего устройства для обмена с каждой нагрузкой из указанного множества только разными командами и разными ответными сообщениями, соответствующими каждой нагрузке из указанного множества.
8. Способ по п.1, в котором интеллектуальные монтажные коробки включают горизонтально ориентированные коробки, имеющие разные размеры и рабочие характеристики, и вертикально ориентированные коробки, имеющие разные размеры и рабочие характеристики, для монтажа компонентов системы электропроводки, выбранных из группы, содержащей ручные переключатели, комбинированные переключатели, реле, розетки электропитания, гнезда розеток электропитания и их комбинации.
9. Способ по п.8, в котором интеллектуальная монтажная коробка выполнена для включения/выключения нагрузки, непосредственно подсоединенной к прикрепленному ручному переключателю или комбинированному переключателю, в том числе для включения/выключения нагрузки, запитываемой через заданную розетку электропитания, совместно скрепленную с интеллектуальной монтажной коробкой для запитывания нагрузки.
10. Способ по п.1, в котором жилой и коммерческий объект выбирают из группы, содержащей отдельный дом, квартиру в здании, комнату или многокомнатный номер в гостинице, магазин, ресторан, клуб, заданную зону склада, офисное помещение, гараж, мастерскую, класс или классы в школе, библиотеку, помещение или помещения в больнице, по меньшей мере одно из помещения и помещений общественного здания и по меньшей мере одно из площадки и зоны на заводе.
11. Конструктивно интегрированная электросеть жилого или коммерческого объекта по меньшей мере с одной из сети системы бытовой автоматизации и информационной сети посредством множества интеллектуальных монтажных коробок, каждая из которых подсоединена непосредственно к электросети и по меньшей мере к одной нагрузке через по меньшей мере один компонент системы электропроводки, причем интеллектуальные монтажные коробки указанного множества подсоединены по меньшей мере к одному из управляющего устройства и преобразователя команд с использованием двунаправленных оптических сигналов, передаваемых через каскадную сеть оптических кабелей, или по меньшей мере одного из РЧ- и ИК-сигналов, передаваемых двунаправленно без проводов;
причем каждая интеллектуальная монтажная коробка из указанного множества содержит ЦП, по меньшей мере один задающий переключатель и запоминающее устройство для настройки сети системы бытовой автоматизации и загрузки данных характеристик, относящихся к каждой установленной интеллектуальной монтажной коробке, включая данные, относящиеся к указанному по меньшей мере одному компоненту системы электропроводки, схемы для управления работой каждой нагрузки и расчета мощ- 20 034236 ности, потребляемой ею через компонент системы электропроводки, и схемы связи для обмена двунаправленными сигналами по меньшей мере в одном направлении по меньшей мере с одним из управляющего устройства или преобразователя команд по упомянутой одной из сети системы бытовой автоматизации и информационной сети;
каждая интеллектуальная монтажная коробка выполнена и настроена для прикрепления по меньшей мере одного заданного компонента системы электропроводки и представляет собой коробку, в которую предварительно загружены или загружаются случайным образом упомянутые характеристики и которая содержит конструктивно сформированный датчик потребляемого тока для каждого прикрепленного компонента системы электропроводки для расчета потребляемой мощности, причем настройка включает идентификацию номера, или кода, или адреса посредством по меньшей мере одного из задающего переключателя или беспроводно с помощью ручного загрузочного устройства или панели ввода для загрузки идентификатора коробки в указанное запоминающее устройство или в запоминающее устройство по меньшей мере одного из управляющего устройства и преобразователя команд для записи и идентификации каждой интеллектуальной монтажной коробки и места ее установки внутри объекта; и обеспечивается идентифицирование каждой нагрузки, запитываемой через соответствующий компонент системы электропроводки, с помощью задающего переключателя или идентификатора заданной нагрузки, записанного в указанном запоминающем устройстве и в запоминающем устройстве управляющего устройства или преобразователя команд, или с помощью ручного загрузочного устройства или штепселя электропитания, снабженного оптическим портом или меткой системы радиочастотной идентификации, которые сопрягаются с соответствующим оптическим портом или со считывающим устройством системы радиочастотной идентификации, соответственно, подключаемыми через электрическую розетку компонентов системы электропроводки, присоединенных к интеллектуальной монтажной коробке.
12. Конструктивно интегрированная электросеть по п.11, где сеть системы бытовой автоматизации представляет собой низковольтную линию шины для передачи электрических сигналов или оптическую сеть для передачи по меньшей мере одного из указанных оптических сигналов по оптическому кабелю, включая ИК-сигналы, передаваемые по линии прямой видимости без проводов, а информационная сеть обеспечивает передачу сигналов, включая передачу оптических сигналов по оптическому кабелю и ИКсигналов по линии прямой видимости, передачу электрических сигналов по линии шины, передачу РЧсигналов и их комбинаций; и управляющее устройство выбрано из группы, содержащей терминал внутренней видеосвязи, торговый терминал, специализированный терминал системы бытовой автоматизации, распределительное устройство сети системы бытовой автоматизации, клавиатуру, сенсорную панель, переносной контроллер и их комбинации.
13. Конструктивно интегрированная электросеть по п.12, в которой обеспечивается преобразование оптических и электрических сигналов для согласования передаваемых оптических сигналов с электрическими сигналами и наоборот, с помощью преобразователя команд или распределительного устройства сети системы автоматизации, и в которой обеспечивается преобразование РЧ-сигналов для согласования РЧ-сигналов с оптическими сигналами и наоборот, с помощью по меньшей мере одного из распределительного устройства сети системы автоматизации и интеллектуальной монтажной коробки для обмена сигналами в соответствии с командами и ответными сообщениями заданной нагрузки по сети системы автоматизации.
14. Конструктивно интегрированная электросеть по п.11, в которой двунаправленные сигналы содержат команды на включение/выключение и управление работой по меньшей мере одной заданной нагрузки, запитываемой по меньшей мере одним заданным компонентом системы электропроводки, и ответные сообщения для обеспечения управляющего устройства или преобразователя команд по меньшей одним из данных, относящихся к состоянию заданной нагрузки и потребляемому току или потребляемой мощности по меньшей мере для одной заданной нагрузки.
15. Конструктивно интегрированная электросеть по п.14, в которой комбинация характеристик заданной нагрузки, запитываемой заданным компонентом системы электропроводки, информация о месте установки, или код, или адрес, команды управления работой и ответные сообщения объединены в комбинированные команды управления, записываемые в указанное запоминающее устройство и в запоминающее устройство по меньшей мере одного из управляющего устройства и преобразователя команд для хранения комбинированных команд управления при начальной настройке системы и при обновлении случайным образом через управляющее устройство, в результате чего обеспечивается возможность передачи краткого содержания команд управления работой и ответных сообщений по сети системы бытовой автоматизации и информационной сети и управления заданной функцией заданной нагрузки в заданном месте посредством одной комбинированной команды и одного комбинированного ответного сообщения.
16. Конструктивно интегрированная электросеть по п.15, в которой конкретная нагрузка, запитываемая через интеллектуальную монтажную коробку, подключена для обмена данными с использованием беспроводной передачи РЧ-сигналов или оптических сигналов через оптический порт или ИКсигналов по линии прямой видимости, так что эта конкретная нагрузка способна реагировать только на конкретные команды с передачей конкретных ответных сообщений, и указанное запоминающее устрой-
- 21 034236 ство и запоминающее устройство управляющего устройства и преобразователя команд могут обновляться для задания указанных конкретных команд и конкретных ответных сообщений, и обеспечивается настройка интеллектуальной монтажной коробки с помощью управляющего устройства для обмена указанными конкретными командами и конкретными ответными сообщениями с указанной конкретной нагрузкой.
17. Конструктивно интегрированная электросеть по п.15, в которой множество нагрузок, запитываемых через интеллектуальную монтажную коробку, подключено для обмена данными с использованием беспроводной передачи РЧ-сигналов или оптических сигналов через оптический порт или по линии прямой видимости, причем это множество нагрузок способно реагировать на разные команды с передачей разных ответных сообщений, и указанное запоминающее устройство и запоминающее устройство управляющего устройства и преобразователя команд могут обновляться для задания указанных разных команд и ответных сообщений, и обеспечивается настройка интеллектуальной монтажной коробки с помощью управляющего устройства для обмена с каждой нагрузкой из указанного множества только разными командами и ответными сообщениями, соответствующими каждой нагрузке из указанного множества.
18. Конструктивно интегрированная электросеть по п.11, в которой интеллектуальные монтажные коробки включают горизонтально ориентированные коробки, имеющие разные размеры и рабочие характеристики, и вертикально ориентированные коробки, имеющие разные размеры и рабочие характеристики, для монтажа компонентов системы электропроводки, выбранных из группы, содержащей ручные переключатели, комбинированные переключатели, реле, розетки электропитания, гнезда розеток электропитания и их комбинации.
19. Конструктивно интегрированная электросеть по п.18, в которой интеллектуальная монтажная коробка выполнена для включения/выключения нагрузки, непосредственно подсоединенной к прикрепленному ручному переключателю или комбинированному переключателю, в том числе включения/выключения нагрузки, запитываемой через заданную розетку электропитания, совместно скрепленную с интеллектуальной монтажной коробкой для запитывания нагрузки.
20. Конструктивно интегрированная электросеть по п.11, в котором жилой и коммерческий объект выбран из группы, содержащей отдельный дом, квартиру в здании, комнату или многокомнатный номер в гостинице, магазин, ресторан, клуб, заданную зону склада, офисное помещение, гараж, мастерскую, класс или классы в школе, библиотеку, помещение или помещения в больнице, по меньшей мере одно из помещения или помещений общественного здания и по меньшей мере одно из площадки и зоны на заводе.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/225,948 US9219358B2 (en) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | Intelligent support box for electric hybrid switches, power outlets and combinations thereof |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201891080A2 EA201891080A2 (ru) | 2018-10-31 |
| EA201891080A3 EA201891080A3 (ru) | 2019-03-29 |
| EA034236B1 true EA034236B1 (ru) | 2020-01-20 |
Family
ID=54191674
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201691914A EA030804B1 (ru) | 2014-03-26 | 2015-02-26 | "интеллектуальная" монтажная коробка для электрических комбинированных переключателей, розеток электропитания и их сочетаний |
| EA201891080A EA034236B1 (ru) | 2014-03-26 | 2015-02-26 | Способ и устройство для настройки и интеграции в электросеть сети системы бытовой автоматизации или информационной сети |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201691914A EA030804B1 (ru) | 2014-03-26 | 2015-02-26 | "интеллектуальная" монтажная коробка для электрических комбинированных переключателей, розеток электропитания и их сочетаний |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9219358B2 (ru) |
| EP (2) | EP3123569B1 (ru) |
| JP (3) | JP6185676B2 (ru) |
| KR (2) | KR101868344B1 (ru) |
| CN (1) | CN106716741B (ru) |
| AU (1) | AU2015236751B2 (ru) |
| CA (1) | CA2944348C (ru) |
| EA (2) | EA030804B1 (ru) |
| IL (1) | IL247745B (ru) |
| MX (2) | MX364216B (ru) |
| SG (3) | SG10202005406SA (ru) |
| WO (1) | WO2015148042A1 (ru) |
Families Citing this family (70)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150311649A1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-10-29 | Red Point Positioning Corporation | Method and system to automatically identify electrical devices |
| NL2012956B1 (en) * | 2014-06-05 | 2016-06-22 | Innovience Int B V | Solution for installing an in-house or in-building optical data network. |
| US9833658B2 (en) * | 2014-09-17 | 2017-12-05 | Thermogenisis Group, Inc. | Treadmill power station |
| WO2016081636A1 (en) | 2014-11-18 | 2016-05-26 | Branch Media Labs, Inc. | Seamless setup and control for home entertainment devices and content |
| US20160141810A1 (en) * | 2014-11-18 | 2016-05-19 | Branch Media Labs, Inc. | Automatic detection of a power status of an electronic device and control schemes based thereon |
| US10431966B2 (en) * | 2015-01-30 | 2019-10-01 | Dongguan Vanke Building Technique Research Co., Ltd | Heavy-current system and heavy-current distributor used in building |
| US9582993B2 (en) * | 2015-06-19 | 2017-02-28 | Grand Mate Co., Ltd. | Home appliance, control device thereof, and method of assembling the control device |
| US10181959B2 (en) * | 2015-07-27 | 2019-01-15 | International Business Machines Corporation | Methods and systems for mindful home automation |
| USD769743S1 (en) * | 2015-07-31 | 2016-10-25 | Yi Li | Portion of wall-mounted control panel |
| US9608418B1 (en) | 2016-03-17 | 2017-03-28 | Elbex Video Ltd. | Decorative covers and keys for electrical wiring devices |
| WO2017189969A1 (en) | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Fluid Handling Llc | E-11m switch assembly |
| US9928981B2 (en) | 2016-06-02 | 2018-03-27 | Elbex Video Ltd | Apparatus and method for powering a coil of latching relays and hybrid switches |
| US10586671B2 (en) | 2016-06-02 | 2020-03-10 | Elbex Video Ltd. | Apparatus and method for powering a coil of latching relays and hybrid switches |
| US10638570B2 (en) * | 2016-07-08 | 2020-04-28 | Racepoint Energy, LLC | Intelligent lighting control system apparatuses, systems, and methods |
| USD797545S1 (en) * | 2016-09-22 | 2017-09-19 | Crestron Electronics, Inc. | Wall mounted jack panel |
| USD799934S1 (en) * | 2016-09-22 | 2017-10-17 | Crestron Electronics, Inc. | Wall mounted receptacle |
| US9883610B1 (en) | 2016-09-29 | 2018-01-30 | Amazon Technologies, Inc. | Electronic device filter door |
| CN106558177B (zh) * | 2016-10-17 | 2018-10-23 | 杭州朗鸿科技股份有限公司 | 集中式防盗装置 |
| WO2018148439A1 (en) | 2017-02-10 | 2018-08-16 | Caavo Inc | Determining state signatures for consumer electronic devices coupled to an audio/video switch |
| FR3066856B1 (fr) * | 2017-05-24 | 2020-12-11 | Legrand France | Mecanisme d’appareillage electrique et appareillage electrique comprenant un tel mecanisme |
| IT201700057527A1 (it) * | 2017-05-26 | 2018-11-26 | Hike S R L | Sistema elettrico di controllo, particolarmente per sistemi domotici. |
| US10622770B2 (en) * | 2017-07-24 | 2020-04-14 | Sapient Industries, Inc. | Custom power outlet socket with integrated wireless functionality |
| GB2580233A (en) * | 2017-08-01 | 2020-07-15 | Leung Chan Kwok | Expandable and upgradable universal electrical socket |
| CN107346147B (zh) * | 2017-08-31 | 2018-09-18 | 重庆亚唐科技有限公司 | 带可控单刀双掷开关和多继电器的开关器件 |
| CN107946826B (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-05 | 宁波公牛电器有限公司 | 一种连体式框架及其安装方法、连体式开关 |
| US11199823B2 (en) * | 2017-12-22 | 2021-12-14 | Schneider Electric Buildings, Llc | Modular room control interface and sensors |
| US10225005B1 (en) | 2018-03-09 | 2019-03-05 | Elbex Video Ltd. | Communication infrastructure devices and support tools for intelligent residences or businesses and communicating method with and operating intelligent electrical devices |
| US10797476B2 (en) * | 2018-03-09 | 2020-10-06 | Elbex Video Ltd. | Two way and four way cascading optical exchanges provide traffic control for variety of signals with emphasis to WiFi |
| US10313141B1 (en) | 2018-03-09 | 2019-06-04 | Elbex Video Ltd. | Method and a tester for testing and verifying the conductivity of optical cable segments linked within a cascaded infrastructure of smart residences |
| US10686535B2 (en) * | 2018-03-09 | 2020-06-16 | Elbex Video Ltd. | Method and a system for introducing noise free voice boxes into AC power grid environment in residences and commercial units |
| CN110311249B (zh) * | 2018-03-27 | 2024-04-26 | 国网河南省电力公司登封市供电公司 | 可更换的墙壁开关 |
| DE102018109530A1 (de) * | 2018-04-20 | 2019-10-24 | Harting Electric Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung und Verfahren zum lastfreien Trennen einer Steckverbindung |
| FR3084781B1 (fr) * | 2018-07-31 | 2021-05-14 | Legrand France | Support d’appareillage electrique et appareillage electrique associe |
| US10292238B1 (en) * | 2018-08-31 | 2019-05-14 | Google Llc | System and method for three-way switching |
| CN112930629B (zh) | 2018-09-13 | 2022-12-02 | 哈廷电子有限公司及两合公司 | 具有接地端子区域的插接连接器 |
| RU189292U1 (ru) * | 2018-10-03 | 2019-05-21 | Александр Михайлович Федин | Подрозетник для деревянного дома |
| DE202018105908U1 (de) * | 2018-10-16 | 2020-01-20 | WAGO Verwaltungsgesellschaft mit beschränkter Haftung | Schaltung zur Verringerung der Energieaufnahme beim Ansteuern eines Relais |
| DE102019103260A1 (de) | 2019-02-11 | 2020-08-13 | Harting Electric Gmbh & Co. Kg | Sensorüberwachte Steckschnittstelle in einem Durchführungsgehäuse |
| CN209298384U (zh) | 2019-03-04 | 2019-08-23 | 台达电子企业管理（上海）有限公司 | 通用型电源输入组件 |
| JP7373738B2 (ja) * | 2019-03-28 | 2023-11-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 配線器具システム及びユニット装置 |
| WO2020198851A1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-10-08 | Wen Brian | Methods and systems for pay-per-use appliances |
| USD924175S1 (en) * | 2019-06-12 | 2021-07-06 | Homewerks Worldwide, LLC | Smart switch |
| GB2586216A (en) * | 2019-08-01 | 2021-02-17 | Savage Martin | Electrical Socket |
| FR3100635B1 (fr) * | 2019-09-10 | 2021-08-06 | Schneider Electric Ind Sas | Système de sécurisation d’un dispositif |
| RU195899U1 (ru) * | 2019-11-05 | 2020-02-10 | Михаил Александрович Васильев | Коробка монтажная |
| IT201900021798A1 (it) * | 2019-11-21 | 2021-05-21 | Cesare Giussani | Sistema di prese ed interruttori da incasso modulari |
| DE102020106663A1 (de) | 2020-03-11 | 2021-09-16 | Heroal - Johann Henkenjohann Gmbh & Co. Kg | Integriertes Funkmodul zur Rollladen- und Sonnenschutzsteuerung |
| CN111463643A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-28 | 江苏工程职业技术学院 | 一种隐藏插座的安装方法 |
| CN113644647A (zh) * | 2020-04-27 | 2021-11-12 | 台达电子工业股份有限公司 | 具有零电流切换的备援电路及其备援方法 |
| FR3110295B1 (fr) * | 2020-05-13 | 2022-07-29 | Ali Khimouzi | Boitier de connexion d’appareil électrique, kit et procédé sur la base d’un tel boitier |
| US11256888B2 (en) * | 2020-06-08 | 2022-02-22 | Global Inventive Consulting, Inc. | System and method employing wireless high-voltage interlocking loop using RFID-enabled electrical connectors containing conductive material |
| US11522319B2 (en) * | 2020-06-08 | 2022-12-06 | Global Inventive Consulting Inc. | RFID-enabled electrical connector |
| RU203562U1 (ru) * | 2020-09-29 | 2021-04-12 | Олег Петрович Тихонов | Универсальная монтажная коробка |
| GB2613274B (en) * | 2021-03-04 | 2023-12-27 | Honeywell Int Inc | An electrical socket assembly and methods of installation and assembly |
| DE102021202781A1 (de) | 2021-03-23 | 2022-09-29 | Homeway Gmbh | Modulare Multifunktionssteckdose |
| CN113068354B (zh) * | 2021-04-25 | 2024-04-30 | 中国五冶集团有限公司 | 一种公园城市绿化地适用的埋地式隐匿锁箱 |
| USD980808S1 (en) * | 2021-06-19 | 2023-03-14 | Hgci, Inc. | Horticultural lighting controller |
| CN113835371B (zh) * | 2021-08-23 | 2024-05-10 | 南京汇加家居科技有限公司 | 一种可设定电压的智能控制开关 |
| TWM633611U (zh) * | 2021-11-22 | 2022-11-01 | 品威電子國際股份有限公司 | 可替換式插座裝置及轉接座 |
| CN114115042B (zh) * | 2021-11-26 | 2024-03-12 | 岭勤科技(江门)有限公司 | 一种兼容传统多路双控开关的智能双控开关*** |
| JP7036407B1 (ja) | 2022-01-13 | 2022-03-15 | 株式会社石黒製作所 | ジョイントタップ、延長コード型の電源タップ、及び延長コード型の電源タップセット |
| CN114498154B (zh) * | 2022-01-27 | 2022-12-06 | 广东浩博特科技有限公司 | 一种具有编辑功能的智能开关的控制方法及智能开关 |
| US20230299994A1 (en) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | Elbex Video Ltd. | Straight light in air direct and/or bending via fiber optic cable actuates light switch for- all -from building walls to wearable |
| USD980173S1 (en) * | 2022-05-09 | 2023-03-07 | Hgci, Inc. | Horticultural lighting controller |
| USD1024978S1 (en) * | 2022-05-31 | 2024-04-30 | Shenzhen Qiaohua Industries Limited | Light switch |
| WO2024047535A1 (es) * | 2022-08-30 | 2024-03-07 | Jorge Alex Abadia Carrillo | Tomacorriente de incrustación fija para carga eléctrica de teléfonos y dispositivos electrónicos móviles |
| US11699885B1 (en) * | 2022-11-10 | 2023-07-11 | Global Inventive Consulting, Inc. | RFID-enabled electrical connector |
| EP4372391A1 (de) * | 2022-11-15 | 2024-05-22 | Insta GmbH | Messende steckdose sowie netzwerk von elektrischen/elektronischen installationsgeräten |
| KR102559393B1 (ko) * | 2023-02-27 | 2023-07-26 | 한지범 | 벽체 부착물 고정용 보강대 |
| CN116169792B (zh) * | 2023-04-17 | 2023-08-04 | 深圳市三和电力科技有限公司 | 一种电力电网智能监测装置及其控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120207481A1 (en) * | 2008-09-24 | 2012-08-16 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for connecting ac powered switches, current sensors and control devices via two way ir, fiber optic and light guide cables |
| US8639465B1 (en) * | 2012-10-26 | 2014-01-28 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for receiving optical signal, processing and conveying electrical signal pertaining to power consumption data |
| CN203423331U (zh) * | 2013-04-09 | 2014-02-05 | 郭胜利 | 一种无待机损耗的多功能智能安全电源插座 |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10160813B4 (de) * | 2001-12-11 | 2012-08-23 | Gira Giersiepen Gmbh & Co. Kg | Hauskommunikationsanlage |
| JPS556455Y2 (ru) * | 1975-03-31 | 1980-02-14 | ||
| US5923363A (en) | 1997-03-06 | 1999-07-13 | Elbex Video Ltd. | Apparatus for powering a television interphone monitor via a signal transmission line |
| US6544049B1 (en) * | 2000-10-24 | 2003-04-08 | Worldcom, Inc. | Electrical unit for mating with an electrical box |
| US6603842B2 (en) | 2001-07-24 | 2003-08-05 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for connecting a television interphone monitor system to a concierge station over the internet |
| US20030171039A1 (en) * | 2002-03-05 | 2003-09-11 | Pierson Forrest L. | Electrical box for providing electrical power and low voltage signals to a building |
| US6774307B2 (en) * | 2002-05-07 | 2004-08-10 | Applied Technology And Solutions | Through-wall electrical system |
| EP1512197A4 (en) * | 2002-05-23 | 2006-12-20 | Protectconnect Inc | ELECTRICAL DISTRIBUTION SYSTEM WITH SAFETY MODULE |
| TW480507B (en) * | 2003-01-07 | 2002-03-21 | Taiwan Fuhbic Corp | Intelligent switch device and its wiring system |
| US7461012B2 (en) | 2004-06-08 | 2008-12-02 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for simplified e-commerce shopping via home shopping terminals |
| CN2935420Y (zh) * | 2006-02-28 | 2007-08-15 | 杨秀铃 | 按键开关的面板组合改进结构 |
| US7960651B2 (en) * | 2006-07-18 | 2011-06-14 | Leviton Manufacturing Company, Inc. | Wiring device and cover plate snap-on assembly |
| US8006105B1 (en) * | 2006-08-02 | 2011-08-23 | American Megatrends, Inc. | AC-powered in-wall computing device with power-line networking capabilities |
| US7973647B2 (en) | 2006-08-24 | 2011-07-05 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for remotely operating appliances from video interphones or shopping terminals |
| CN101563820A (zh) * | 2006-11-09 | 2009-10-21 | 威尔摩得公司 | 入墙安装或墙面安装的固定配电***的dc电源插座 |
| US7497273B2 (en) * | 2007-03-07 | 2009-03-03 | Optimal Innovations, Inc. | Plug and play utility control modules |
| US9054465B2 (en) | 2007-04-23 | 2015-06-09 | Jonas Joel Hodges | Electrical communication switch, outlet, companion device, and system |
| US7649727B2 (en) * | 2007-10-18 | 2010-01-19 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for remotely operating AC powered appliances from video interphones or shopping terminals |
| US7767905B2 (en) * | 2007-10-31 | 2010-08-03 | Meyer Mark H | Electrical apparatus having quick connect components |
| US7639907B2 (en) | 2007-11-14 | 2009-12-29 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for operating AC powered appliances via video interphones, two way IR drivers and remote control devices |
| WO2010102249A2 (en) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | Johnson Thomas J | Modular multimedia management and distribution system |
| CN201584812U (zh) * | 2009-07-29 | 2010-09-15 | 国网电力科学研究院 | 一种家用智能配电终端 |
| US8041221B2 (en) | 2009-11-11 | 2011-10-18 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for coupling optical signal with packaged circuits via optical cables and lightguide couplers |
| US8507804B2 (en) | 2010-02-22 | 2013-08-13 | Tyco Electronics Corporation | Electrical connector with solder columns |
| US8148921B2 (en) | 2010-03-17 | 2012-04-03 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for propagating optical signals along with power feed to illuminators and electrical appliances |
| US8441824B2 (en) | 2010-11-12 | 2013-05-14 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for regulating AC-DC adaptor for low current drain |
| US8170722B1 (en) | 2010-12-09 | 2012-05-01 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for coding and linking electrical appliances for control and status report |
| DE102011008506B4 (de) * | 2011-01-13 | 2014-02-13 | Abb Ag | Elektrisches/elektronisches Unterputz-Installationsgerät der Haus-und Gebäudesystemtechnik oder der Hauskommunikationstechnik |
| US8384249B2 (en) | 2011-04-14 | 2013-02-26 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for combining AC power relay and current sensors with AC wiring devices |
| JP5952017B2 (ja) | 2011-08-15 | 2016-07-13 | 忠雄 得永 | 消費電力制御システムおよび電源タップならびに消費電力制御方法 |
| US8269376B1 (en) | 2011-09-06 | 2012-09-18 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for switching on-off a group or all lights or appliances of premises |
| CN202206191U (zh) * | 2011-09-22 | 2012-04-25 | 四川软测技术检测中心有限公司 | 智能配电箱*** |
| US8638087B2 (en) | 2012-01-13 | 2014-01-28 | Elbex Video Ltd. | Apparatus for employing low ohmic alloy conductors and method for simplifying current drain data retrieval |
| US8489469B1 (en) | 2012-08-30 | 2013-07-16 | Elbex Video Ltd. | Method and structure for simplified coding of display pages for operating a closed circuit E-commerce |
| CN102868581B (zh) | 2012-08-31 | 2015-11-25 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 智能开关及应用该智能开关的智能家居*** |
| CN203339597U (zh) * | 2013-07-19 | 2013-12-11 | 佛山市顺德区碧日安防工程有限公司 | 带电源、防雷器的监控座地电箱 |
-
2014
- 2014-03-26 US US14/225,948 patent/US9219358B2/en active Active
-
2015
- 2015-02-26 MX MX2018003421A patent/MX364216B/es unknown
- 2015-02-26 EA EA201691914A patent/EA030804B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2015-02-26 SG SG10202005406SA patent/SG10202005406SA/en unknown
- 2015-02-26 JP JP2016559323A patent/JP6185676B2/ja active Active
- 2015-02-26 EP EP15770373.7A patent/EP3123569B1/en active Active
- 2015-02-26 WO PCT/US2015/017751 patent/WO2015148042A1/en active Application Filing
- 2015-02-26 CA CA2944348A patent/CA2944348C/en active Active
- 2015-02-26 EA EA201891080A patent/EA034236B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2015-02-26 KR KR1020177009081A patent/KR101868344B1/ko active IP Right Grant
- 2015-02-26 CN CN201580016440.9A patent/CN106716741B/zh active Active
- 2015-02-26 SG SG10201808473PA patent/SG10201808473PA/en unknown
- 2015-02-26 EP EP21179212.2A patent/EP3905456A1/en active Pending
- 2015-02-26 KR KR1020167029612A patent/KR101748124B1/ko active IP Right Grant
- 2015-02-26 SG SG11201607432VA patent/SG11201607432VA/en unknown
- 2015-02-26 MX MX2016012487A patent/MX356510B/es active IP Right Grant
- 2015-02-26 AU AU2015236751A patent/AU2015236751B2/en active Active
- 2015-11-03 US US14/931,176 patent/US9541911B2/en active Active
-
2016
- 2016-09-11 IL IL247745A patent/IL247745B/en not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-07-27 JP JP2017145829A patent/JP2017200439A/ja active Pending
-
2020
- 2020-08-11 JP JP2020135758A patent/JP7092394B2/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120207481A1 (en) * | 2008-09-24 | 2012-08-16 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for connecting ac powered switches, current sensors and control devices via two way ir, fiber optic and light guide cables |
| US8639465B1 (en) * | 2012-10-26 | 2014-01-28 | Elbex Video Ltd. | Method and apparatus for receiving optical signal, processing and conveying electrical signal pertaining to power consumption data |
| CN203423331U (zh) * | 2013-04-09 | 2014-02-05 | 郭胜利 | 一种无待机损耗的多功能智能安全电源插座 |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA034236B1 (ru) | Способ и устройство для настройки и интеграции в электросеть сети системы бытовой автоматизации или информационной сети | |
| AU2017200208B2 (en) | Intelligent AC outlet and RFID tag for identifying load thereof | |
| US8384249B2 (en) | Method and apparatus for combining AC power relay and current sensors with AC wiring devices | |
| CN103503377B (zh) | 用于对电气器具进行编码和链接以得到控制和状态报告的方法和装置 | |
| US11201444B1 (en) | Power adapter having contact elements in a recess and method of controlling a power adapter | |
| TWI706429B (zh) | 積木式插座面板 | |
| EA032142B1 (ru) | Реле с механической блокировкой и комбинированные переключатели с такими реле для использования в системах бытовой автоматизации | |
| EP2752992B1 (en) | Method and apparatus for remotely operating AC powered appliances from video interphones or shopping terminals | |
| EA031624B1 (ru) | Реле с механической блокировкой и комбинированный переключатель для использования в системах бытовой автоматизации | |
| EA030835B1 (ru) | Объединенный узел spdt- или dpdt-переключателя и spdt-реле для использования в системах бытовой автоматизации | |
| EA024037B1 (ru) | Способ подсоединения переключателей питания переменным током, датчиков тока и устройств управления посредством двусторонней ик-связи, волоконно-оптических и световодных кабелей и система дистанционного управления, их содержащая | |
| GB2448861A (en) | Light switch controlled socket isolator | |
| US10182510B2 (en) | Automation module for building automation | |
| US12045071B1 (en) | In-wall power adapter having an outlet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM |