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DE102009010964B3 - Elektrisches/elektronisches Installationsgerät - Google Patents

Elektrisches/elektronisches Installationsgerät Download PDF

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Eberhard Dipl.-Ing. Hüttenschmidt
Frank Dipl.-Ing. Rauterkus
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    • H04L12/00Data switching networks
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    • H04L12/40Bus networks
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Abstract

Es wird ein elektrisches/elektronisches Installationsgerät für die Gebäudesystemtechnik mit einer Leiterplatte vorgeschlagen, welches eine erste Schnittstelle zur Ankopplung an das Bussystem eines Gebäudes und eine zweite Schnittstelle für ein Anwendungsmodul aufweist, wobei ein mit einem, eine Empfgseinheit aufweisender Transceiver vorgesehen ist. Zu dem Zweck, ein elektrisches/elektronisches Installationsgerät zu schaffen, welches sich durch einen besonders geringen Energiebedarf im Ruhebetrieb auszeichnet, ist dem Transceiver eine Aufweckerkennungseinrichtung zugeordnet, welche in Abhängigkeit von zumindest einem vom Bussystem kommenden Telegramm ein Aufwecksignal generiert, zu dessen Weiterleitung die Aufweckerkennungseinrichtung datentechnisch mit der für das Anwendungsmodul vorgesehenen zweiten Schnittstelle in Verbindung steht, außerdem ist die Aufweckerkennungseinrichtung mit einem Referenztelegrammspeicher ausgerüstet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß Hauptanspruch ein elektrischens/elektronisches Installationsgerät mit einem Busankoppler für die Gebäudesystemtechnik.
  • Derartige elektrische/elektronische Installationsgeräte sind in der Regel dafür vorgesehen, auf besonders komfortable Art und Weise eine Vielzahl von in Gebäuden installierte Aktoren und Sensoren (Jalousieantriebe, Beleuchtungseinrichtungen, Fühler, Wächter usw.) bedarfsgerecht zu beeinflussen. Zu diesem Zweck sind die unterschiedlichsten Installationsgeräte, wie Schalter, Taster, Dimmer usw. bekannt geworden. Oftmals sind solche elektrischen/elektronischen Installationsgeräte zum Anschluss an ein Bussystem vorgesehen.
  • Durch die DE 10 2005 062 494 B4 ist ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechendes elektrisches/elektronisches Installationsgerät bekannt geworden. Dieses elektrische/elektronische Installationsgerät ist für den Anschluss an ein Bussystem der Gebäudesystemtechnik vorgesehen und weist deshalb entsprechende Anschlusskontakte auf. Des weiteren weist dieses elektrische/elektronische Installationsgerät ein aus Kunststoff bestehendes, zur Aufnahme der Funktionselemente vorgesehenes Gehäuse auf, wobei mehrere Funktionselemente auf zumindest einer im Gehäuse festgelegten elektrischen Leiterplatte angeordnet sind. Die Leiterplatte ist unter anderem mit einer Schnittstelle für ein Anwendungsmodul sowie einem, eine Empfangsstufe, eine Sendestufe und eine Stromversorgungseinheit aufweisenden Transceiver ausgerüstet. Das betreffende elektrische/elektronische Installationsgerät ist derart ausgeführt, so dass alle für den Busbetrieb und die Funktionen des Anwendungsmoduls notwendigen Bauteile auf einer einzigen Leiterplatte angeordnet sind. Das Anwendungsmodul ist also auch Bestandteil dieser einen Leiterplatte.
  • Des weiteren ist durch die DE 100 11 160 A1 ein elektrisches/elektronisches Installationsgerät bekannt geworden, welches einen separaten Busankoppler aufweist, an den verschieden ausgeführte separate Anwendungsmoduleankoppelbar sind. Ein solches elektrisches/elektronisches Installationsgerät besteht also aus zwei separaten Geräten, die über eine Steckverbindung je nach Bedarf miteinander verbunden und auch wieder getrennt werden können.
  • Derartige elektrische/elektronische Installationsgeräte der Gebäudesystemtechnik weisen jedoch selbst im Ruhebetrieb einen nicht zu vernachlässigenden Energiebedarf auf. Bei der Vielzahl der in einem Bussystem installierten elektrischen/elektronischen Installationsgeräten ist ein derartiger Energiebedarf insbesondere unter heutigen Energiespargesichtspunkten oftmals nicht mehr akzeptabel. Sowohl aus der EP 0 516 210 A1 wie auch aus der US 2003/0167347 A1 sind Busankoppler mit Ruhebetrieb und einer Aufweckeinrichtung bekannt.
  • Ausgehend von derart ausgebildeten elektrischen/elektronischen Installationsgeräten liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, elektrische/elektronische Installationsgeräte zu schaffen, welche sich durch einen besonders geringen Energiebedarf im Ruhebetrieb auszeichnen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.
  • Bei einer solchen Ausbildung ist besonders vorteilhaft, dass durch entsprechende Telegramme des Bussystems, durch Zeitbedingungen, andere überwachte Ereignisse usw. die elektrischen/elektronischen Installationsgeräte in einen Energiesparmodus versetzt werden und erst durch ein so genanntes Aufwecksignal wieder aus dem Energiesparmodus heraus genommen und in den Normalbetrieb zurück versetzt werden. Im Energiesparmodus weisen die elektrischen/elektronischen Installationsgeräte einen vergleichsweise sehr geringen Energiebedarf auf. Vorteilhafterweise ist der Transceiver Bestandteil eines ASICs.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben. Anhand von zwei Ausführungsbeispielen sei die Erfindung im Prinzip näher erläutert, dabei zeigt:
  • 1: prinziphaft ein solches elektrisches/elektronisches Installationsgerät als Blockschaltbild, gemäß erstem Ausführungsbeispiel;
  • 2: prinziphaft ein solches elektrisches/elektronisches Installationsgerät als Blockschaltbild, gemäß zweitem Ausführungsbeispiel.
  • Üblicherweise bestehen solche elektrischen/elektronischen Installationsgeräte im Wesentlichen aus einem aus Kunststoff bestehenden, zur Aufnahme der Funktionselemente vorgesehenen Gehäuse, wobei mehrere Funktionselemente zumindest auf einer im Gehäuse festgelegten Leiterplatte 1 angeordnet sind. Wie insbesondere aus 1 hervorgeht, besteht ein solches elektrisches/elektronisches Installationsgerät gemäß erstem Ausführungsbeispiel aus einem separatent Busankoppler B und einem ankoppelbaren separaten Anwendungsmodul A. Der Busankoppler B ist mit einer Leiterplatte 1 ausgerüstet, welche eine erste Schnittstelle 2 für die Ankopplung an ein Bussystem BUS des Gebäudes und eine zweite Schnittstelle 3 für die Verbindung bzw. Kopplung mit dem Anwendungsmodul A aufweist. Außerdem ist auf der Leiterplatte 1 ein mit einer Empfangsstufe, einer Sendestufe und einer Stromversorgungseinheit versehener Transceiver 4 angeordnet. Dem Transceiver 4 ist eine Aufweckerkennungseinrichtung 5 für vom Bussystem BUS kommende Telegramme zugeordnet, wobei die Aufweckerkennungseinrichtung 5 mit der für das Anwendungsmodul A vorgesehenen zweiten Schnittstelle 3 über den ASIC 10 datentechnisch in Verbindung steht und mit einem Referenztelegrammspeicher 6 ausgerüstet ist. Der Transceiver 4 ist Bestandteil eines auf der Leiterplatte 1 angeordneten ASICs 10, der auch die Aufweckerkennungseinrichtung 5 beinhaltet. Das Bussystem BUS ist als KNX-Bussystem ausgeführt.
  • Solche elektrischen/elektronischen Installationsgeräte können z. B. in Abhängigkeit der Uhrzeit (z. B. in der Nacht) oder des Wochentags (z. B. am Wochenende) in einen Stromsparmode versetzt werden. Um die Stromaufnahme eines solchen elektrischen/elektronischen Installationsgerätes zu reduzieren, können z. B.
  • Anzeigeelemente, wie LEDs und LCDs des Anwendungsmoduls A ausgeschaltet werden. Weiterhin kann auch der Mikrocontroller 7 des Anwendungsmoduls A in einen Stromsparmode versetzt werden. Bei elektrischen/elektronischen Installationsgeräten mit nur einem Mikrocontroller 7 wickelt die Software im Mikrocontroller 7 mit Unterstützung des Transceivers 4 auch die Kommunikation zum Bussystem BUS ab und enthält zudem das Anwendungsprogramm für das zugehörige Anwendungsmodul A, welches über einen Stecker 8 mit der zweiten Schnittstelle 3 des Busankopllers B in Verbindung steht. Im vorliegenden Fall ist der Mikrocontroller 7 auf einer weiteren Leiterplatte angeordnet, weiche sich im Innenraum des Anwendungsmodul A befindet. Auf identisch ausgebildete Busankoppler B können verschieden ausgeführte Anwendungsmodule A aufgesteckt werden, welche jeweils spezifisch ausgeführte Anwendungsprogramme beinhalten. Im Stromsparmode ist eine vollkommene Trennung der Kommunikation der elektrischen/elektronischen Installationsgeräte vom Bussystem BUS nicht gewünscht, weil dieser Zustand nicht allen anderen elektrischen/elektronischen Installationsgeräten des Bussystems BUS bekannt sein kann und somit Informationen von anderen elektrischen/elektronischen Installationsgeräten des Bussystems BUS verloren gehen könnten. Um den Mikrocontroller 7 bzw. das Anwendungsmodul A vom Stromsparmode wieder in den Normalbetrieb zu versetzen, wird von der Aufweckerkennungseinrichtung 5 ein Aufwecksignal generiert. Im einfachsten Fall ist das Aufwecksignal ein Zustandswechsel eines digitalen Ausgangs. Dieses binäre Aufwecksignal wird aktiviert, wenn ein entsprechendes, vom Bussystem BUS ausgehendes Telegramm empfangen wurde. Bei den Telegrammen des Bussystems BUS, die zur Generierung eines Aufwecksignals führen, können unterschiedliche Adressierungsarten verwendet werden. Mittels Punkt-zu-Punkt Adressierung wird ein einziges elektrisches/elektronisches Installationsgerät des Bussystems BUS mittels seiner physikalischen Adresse erreicht, wohingegen bei einer Broadcast Adressierung alle elektrischen/elektronischen Installationsgeräte des Bussystems BUS erreicht werden. Die Telegramme dieser beiden Adressierungsarten werden für die Inbetriebnahme und Konfiguration der elektrischen/elektronischen Installationsgeräte des Bussystems BUS verwendet. Die dritte Adressierungsart ist z. B. als anwendungsspezifische Gruppenadressierung ausgeführt. Die Zugehörigkeit von elektrischen/elektronischen Installationsgeräten zu unterschiedlichen Gruppenadressen wird bei der Inbetriebnahme des Bussystems BUS vom Installateur festgelegt. Um Informationen austauschen zu können verfügen die elektrischen/elektronischen Installationsgeräte über entsprechende Gruppenobjekte, welchen die entsprechenden Gruppenadressen zugeordnet werden. Eine spezielle Gruppenadresse könnte verwendet werden, um den Stromsparmode für gewünschte elektrische/elektronische Installationsgeräte zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Im einfachsten Fall wird eine 1-Bit Information hierfür verwendet, wobei z. B. 1 = Stromsparmode aktivieren und 0 = Stromsparmode deaktivieren bedeutet. Ein elektrisches/elektronisches Installationsgerät, welches diese Funktionalität unterstützt, verfügt über ein entsprechendes Gruppenobjekt, welches bei der Projektierung z. B. mit der ETS (Engineering Tool Software) vom Installateur mit der entsprechenden Gruppenadresse verbunden wird. Damit die Aufweckerkennungseinrichtung 5 das Aufwecksignal generiert, müssen die Adressierungsarten der vom Bussystem BUS gesendeten Telegramme vom ASIC 10 erkannt werden. Im ASIC 10 befindet sich dazu die Aufweckerkennungseinrichtung 5, welche mit einem Referenztelegrammspeicher 6 ausgerüstet ist, in den der Mikrocontroller 7 Daten schreiben kann. Eine im ASIC 10 befindliche Adressspeicherstelle 11 dient des weiteren zur Speicherung der eigenen physikalischen Adresse, um vom Bussystem BUS abgegebene Telegramme mit Punkt-zu-Punkt Adressierung erkennen zu können. Da die Broadcastadresse beim vorliegenden Bussystem als Gruppenadresse 0x0000 fest definiert ist, ist hierfür keine beschreibbare Speicherstelle im ASIC 10 notwendig. Um das applikationsspezifische Aufwecktelegramm erkennen zu können, verfügt die Aufweckerkennungseinrichtung 5, wie bereits erwähnt, über den Referenztelegrammspeicher 6, in welchen zumindest ein komplettes Telegramm als Referenztelegramm abgespeichert werden kann. Bei der Projektierung wird zumindest ein Aufwecktelegramm vom Installateur festgelegt und bei der Inbetriebnahme mittels Inbetriebnahmewerkzeug, wie z. B. ETS in das elektrische/elektronische Installationsgerät übertragen. Vom Mikrocontroller 7 werden die Informationen zum Aufwecktelegramm ausgewertet und in den Referenztelegrammspeicher 6 des ASICs 10 bzw. der Aufweckerkennungseinrichtung 5 geschrieben. Wenn anschließend ein entsprechendes Ereignis zum Aktivieren des Stromsparbetriebes bzw. Stromsparmode eintritt, z. B. ein von einer Zentrale ausgesendetes Telegramm, kann das Anwendungsprogramm entsprechende Aktionen auslösen und den Mikrocontroller 7 bzw. das Anwendungsmodul A in den Stromsparbetrieb versetzen. In dieser Betriebsart wird das Aufwecksignal in einem der folgenden Fälle aktiviert, um den Mikrocontroller 7 bzw. das Anwendungsmodul A wieder in den Normalbetrieb zu versetzen:
    • – Telegramme vom Bussystem BUS mit Punkt-zu-Punkt Adressierung bei Übereinstimmung der Zieladresse mit dem Inhalt der Adressspeicherstelle 11;
    • – Telegramme vom Bussystem BUS mit Broadcast Adressierung;
    • – Telegramme vom Bussystem BUS die zumindest einem der im Referenztelegrammspeicher 6 gespeicherten Referenztelegramme entsprechen.
  • Alternativ kann zumindest eine Teilfunktionalität des Transceivers 4 als weiterer Mikrocontroller ausgeführt sein, wobei zumindest die Aufweckerkennungseinrichtung 5 und der Referenzspeicher 6 in den weiteren Mikrocontroller integriert sind.
  • Ein solches elektrisches/elektronisches Installationsgerät kann, wie insbesondere aus 2 hervorgeht, gemäß zweitem Ausführungsbeispiel auch so ausgeführt sein, dass sowohl die Funktionselemente des Busankopplers B, als auch die Funktionselemente des Anwendungsmoduls A auf einer einzigen, vom Gehäuse aufgenommenen Leiterplatte 1 angeordnet sind. Es handelt sich dabei um so genannte Kompaktgeräte, welche nach der Fertigstellung vom Anwender nicht mehr in zwei separate Geräteeinheiten aufgeteilt werden können. Solche elektrischen/elektronischen Installationsgeräte können zur Unterbringung der notwendigen Funktionselemente gegebenenfalls auch mehr als nur eine Leiterplatte aufweisen.

Claims (8)

  1. Elektrisches/elektronisches Installationsgerät mit einem Busankoppler (B) für die Gebäudesystemtechnik mit zumindest einer Leiterplatte, welche eine erste Schnittstelle (2) zur Ankopplung an ein Bussystem (BUS) eines Gebäudes und eine zweite Schnittstelle (3) für ein Anwendungsmodul (A) aufweist und welches mit einem, eine Empfangsstufe, eine Sendestufe und eine Stromversorgungseinheit aufweisenden Transceiver (4) ausgerüstet ist, wobei dem Transceiver (4) eine Aufweckerkennungseinrichtung (5) zugeordnet ist, welche in Abhängigkeit von zumindest einem vom Bussystem (BUS) kommenden applikationsspezifischen Aufwecktelegramm ein Aufwecksignal generiert, zu dessen Weiterleitung die Aufweckerkennungseinrichtung (5) datentechnisch mit der für das Anwendungsmodul (A) vorgesehenen zweiten Schnittstelle (3) in Verbindung steht, und wobei die Aufweckerkennungseinrichtung (5) mit einem Referenztelegrammspeicher (6) ausgerüstet ist und wobei das vom Bussystem (BUS) kommende applikationsspezifische Aufwecktelegramm als Aufwecksignal eine 1-Bit-Information innerhalb seiner Adresse verwendet.
  2. Elektrisches/elektronisches Installationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transceiver (4) Bestandteil eines ASICs (10) ist.
  3. Elektrisches/elektronisches Installationsgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Transceiver (4) als ASIC (10) ausgeführt ist.
  4. Elektrisches/elektronisches Installationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilfunktionalität des Transceivers (4) als Mikrocontroller ausgeführt ist, wobei zumindest die Aufweckerkennungseinrichtung (5) und der Referenzspeicher (6) integriert sind.
  5. Elektrisches/elektronisches Installationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Transceiver (4) ein Adressspeicher (11) zugeordnet ist.
  6. Elektrisches/elektronisches Installationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (BUS) als KNX-Bussystem ausgeführt ist.
  7. Elektrisches/elektronisches Installationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Busankoppler (B) eine einzige Leiterplatte (1) aufweist, auf der auch alle für das Anwendungsmodul (A) notwendigen elektrischen/elektronischen Komponenten angeordnet sind.
  8. Elektrisches/elektronisches Installationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein separater Busankoppler (B) und ein daran ankoppelbares separates Anwendungsmodul (A) vorgesehen sind.
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