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Dokumentenidentifikation DE3687686T2 19.05.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0219386
Titel Gerät zur Einführung von Daten in einen Mikroprozessor.
Anmelder Esswein S.A., La Roche-sur-Yon, FR
Erfinder Geay, Jean-Claude;
Duval, Jean-Marcel;
Barbeau, Christian, F-75008 Paris, FR
Vertreter Prinz, E., Dipl.-Ing.; Leiser, G., Dipl.-Ing.; Schwepfinger, K., Dipl.-Ing.; Bunke, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Degwert, H., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Aktenzeichen 3687686
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 12.09.1986
EP-Aktenzeichen 864020060
EP-Offenlegungsdatum 22.04.1987
EP date of grant 03.02.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.1993
IPC-Hauptklasse G06F 3/05
IPC-Nebenklasse H03M 1/50   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Eingeben von Daten in einen Mikroprozessor.

In zahlreichen Geräten, insbesondere auf dem Gebiet der elektrischen Haushaltsgeräte, wird die Amplitude einer Größe durch Betätigen des Steuerorgans eines Potentiometers (oder veränderlichen Widerstandes) bestimmt, und das Signal an den Klemmen dieses letzteren wird an den Eingang eines Mikroprozessors angelegt.

Beispielsweise wird in einer Waschmaschine die Drehgeschwindigkeit der Trommel beim Schleudern durch Betätigen des Knopfs eines Potentiometers bestimmt, an dessen Klemmen eine Gleichspannung angelegt ist. Das von diesem Potentiometer gelieferte Gleichspannungssignal wird mit Hilfe eines Analog/ Digital-Umsetzers geformt, damit es an den Eingang eines Mikroprozessors angelegt werden kann. Dieses digitale Signal am Eingang des Mikroprozessors bildet meistens die Geschwindigkeitsvorgabe einer Regelung.

Eine solche Anordnung zum Anlegen von Daten ist kostspielig, da sie einerseits einen Gleichrichter und andererseits einen Analog/Digital-Umsetzer enthält.

Im Patent GB-A-2 020 934 wird der Wert einer Betriebsvariablen eines Elektro-Haushaltsgeräts (beispielsweise die Temperatur) in digitaler Form aus dem Wert eines festen Widerstandes erhalten, der selbst von der betrachteten Betriebsvariablen abhängt. Die Umsetzung in einen digitalen Wert wird mittels eines Mikroprozessors verwirklicht und beruht auf der Messung der Ladezeit eines Kondensators, der zwei Widerstandszweigen gemeinsam angehört, von denen der eine den festen Widerstand mit variablem Wert und der andere einen Referenzwiderstand enthält.

Dieses System macht von einer Umschaltvorrichtung in der Weise Gebrauch, daß zeitlich nacheinander an jede der RC-Schaltungen eine Referenzspannung angelegt wird.

Im Patent DE-A-1 086 744, das eine Anordnung zum Steuern eines Thyratrons und insbesondere die Art und Weise der Erzeugung von Steuerimpulsen zum Anlegen an die Auslöseelektrode des Thyratrons betrifft, ist eine Schaltung beschrieben, die variable Impulse mit einem abhängig von einer Gleichspannung bestimmten Tastverhältnis erzeugt.

Diese Impulse werden als Ausgangssignal eines Transistors erhalten, der an seinen Eingangsanschlüssen mit einer Spannung gespeist wird, die aus der Gegenüberstellung einer Gleichkomponente und einer Wechselkomponente derart resultiert, daß die Änderung der Gleichkomponente die Sinuskurve der Wechselkomponente bezüglich der Abszisse verschiebt und die Leitzeit des Transistors modifiziert.

Die Änderung der Gleichspannung wird mit Hilfe eines zweiten Transistors erhalten, der seinerseits von einer an seine Basis angelegten Gleichspannung gesteuert wird.

Die Erfindung hilft verschiedenen Nachteilen der angegebenen Lösungen ab.

Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer mit einem Wechselstromsignal gespeist wird, das dem Signal des Versorgungsnetzes proportional ist, und daß das Signal an den Klemmen des Potentiometers an eine Steuerelektrode eines gesteuerten Schalters angelegt ist, der ein Signal mit konstantem Pegel an den Dateneingang des Mikroprozessors anlegt, wenn das Signal an der Steuerelektrode den Leitungsschwellenwert des gesteuerten Schalters überschreitet.

Dieser gesteuerte Schalter leitet nur, wenn der Wert des Steuersignals den Leitungsschwellenwert überschreitet; für den Fall eines Transistors ist dieser Schwellenwert gleich der Spannung Vbe. Im Verlauf jeder Periode des Wechselsignals ist die Dauer, während der dieser Schwellenwert überschritten wird, um so größer, je größer der Wert des Wechselsignals ist, wobei dieser Wert von der Einstellung des Potentiometers abhängt. Der Mikroprozessor ist so programmiert, daß er diese Dauer in einen digitalen Datenwert umsetzt.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist sehr einfach und besonders kostengünstig. Es gilt jedoch auch, daß ihre Genauigkeit von der Genauigkeit der Versorgungsspannung abhängt, die im allgemeinen in der Größenordnung von ±10% liegt. Diese geringe Genauigkeit ist jedoch bei den meisten Anwendungen kein Nachteil. Insbesondere ist die Genauigkeit beim Angeben der Drehzahl beim Schleudern für die Trommel einer Waschmaschine oder für die Festlegung der Heiztemperatur des Waschwassers in einer Waschmaschine ausreichend.

Die Ungewißheit, d. h. die Ungenauigkeit, ist für die kleinsten Werte des Wechselsignals am größten. Aus diesem Grund wird der Mikroprozessor vorzugsweise so programmiert, daß die kleinsten Werte des Eingangssignals nicht berücksichtigt werden. Es ist auch möglich, den Mikroprozessor so zu programmieren, daß die größten Werte des Eingangssignals nicht berücksichtigt werden, insbesondere deshalb, damit vermieden wird, daß ein Grenzwert dieses Signals nicht überschritten wird, der beispielsweise eine Trommeldrehzahl der Waschmaschine sein kann. Wenn (beispielsweise) von einem drehbaren Potentiometer Gebrauch gemacht wird, können dabei an den Enden der Bewegungsbahn des Knopfs "Tot-Bereiche" vorgesehen werden. Jeder dieser Bereiche erstreckt sich beispielsweise über einen Winkelsektor von 30º.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung gewisser Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen

Fig. 1 eine Anordnung nach der Erfindung zeigt und

Fig. 2a und 2b Diagramme zur Erläuterung der Anordnung von Fig. 1 zeigen.

Im Ausführungsbeispiel ist die Anordnung 10 zum Eingeben von Daten in einen Mikroprozessor 11 (Fig. 1) dazu bestimmt, die Drehzahl der Trommel einer Waschmaschine bei der Schleuderphase durch den Benutzer anzugeben. Diese ausgewählte Drehzahl bildet einen Vorgabewert für eine Regelung, d. h. daß dieser Vorgabewert im Mikroprozessor 11 mit der tatsächlichen Drehzahl der Trommel verglichen wird, wie durch einen (nicht dargestellten) Drehzahlmeßgenerator bestimmt wird. Das Ergebnis dieses Vergleichs ist ein Fehlersignal, das zum Steuern des Phasenwinkels eines Schalters verwendet wird, der mit dem Antriebsmotor der Trommel in Serie geschaltet ist.

Die Dateneingabeanordnung enthält ein Potentiometer 12, d. h. einen Widerstand mit variablem Wert, dessen Maximalwert in einer Ausführung 2,2 kΩ beträgt und von dem eine Klemme 13 an eine Klemme des Versorgungsnetzes mit im allgemeinen 220 V und 50 Hz angeschlossen ist, während die andere Klemme 14 an die zweite Klemme 15 des Wechselstromversorgungsnetzes über einen Widerstand 16 mit größerem Wert angeschlossen ist, in der vorliegenden Ausführung von 470 kΩ. Die Klemmen 13 und 15 können aber auch an die Sekundärklemmen eines Transformators angeschlossen sein, deren Primärwicklung vom Netz gespeist wird; um die Kosten niedrig zu halten, ist in diesem zuletzt genannten Fall der Transformator nicht nur für die Dateneingabevorrichtung, sondern auch für die Abgabe anderer Signale an die Waschmaschine vorgesehen.

Die gemeinsame Klemme 14 der Widerstände 12 und 16 ist an die Basis 17 eines NPN-Transistors 18 vom Typ BC 538 angeschlossen, dessen Emitter 19 mit einer (nicht dargestellten) Quelle verbunden ist, die ein Signal mit konstantem Wert liefert, und dessen Kollektor 20 direkt an den Eingang 21 des Mikroprozessors 11 angeschlossen ist.

Für die Beschreibung der Wirkungsweise wird auf die Fig. 2a und 2b Bezug genommen, die Diagramme darstellen, bei denen an der Abszisse die Zeit und an der Ordinate die Amplitude der Signale dargestellt sind.

In Fig. 2a repräsentiert die mit ausgezogener Linie dargestellte Kurve 25 das an die Basis 17 des Transistors 18 angelegte Signal, wenn der Widerstand 12 einen ersten Wert hat, und die mit gestrichelter Linie dargestellte Kurve 26 entspricht ebenfalls dem an die Basis 17 angelegten Signal, jedoch für einen kleineren Wert des Widerstandes 12.

Der Transistor 18 leitet nur dann, wenn die Amplitude des an seine Basis angelegten Signals das durch die unterbrochene Linie 27 parallel zur Abszisse in Fig. 2a dargestellte Signal Vbe überschreitet. Wie die Fig. 2a und 2b zeigen, ist unter diesen Bedingungen die Leitdauer in jeder Periode des Wechselsignals des Netzes von der Amplitude des an die Basis 17 angelegten Signals abhängig, d. h. vom Wert des Widerstandes 12 und somit von der Einstellung des Potentiometers. Es ist nämlich zu erkennen, daß die Kurve 25 mit ansteigenden Werten den Wert Vbe schneller erreicht als die Kurve 26, und daß umgekehrt, mit abnehmenden Werten, die Kurve 26 die Gerade 27 früher schneidet als die Kurve 25. Während einer Periode des 50 Hz-Wechselsignals leitet der Transistor 18 somit für eine erste Einstellung des Potentiometers während einer Dauer t&sub1; und für eine zweite Einstellung des Potentiometers mit einem kleineren Wert des Widerstandes 12 für eine kürzere Dauer t&sub2;.

Die Dauer, während der der Eingang 21 ein Signal empfängt, hängt somit von der Einstellung des Potentiometers 12 ab.

Der Mikroprozessor 11 ist so programmiert, daß er diese Dauer t des Leitzustandes des Transistors 18 im Verlauf jeder Periode des Wechselsignals in einen digitalen Wert umsetzt, der die ausgewählte Drehzahl repräsentiert.

Die Spannung Vbe ist für die Umgebungstemperatur relativ empfindlich. Aus diesem Grund ist der Mikroprozessor 11 so programmiert, daß er die kleinsten Werte des Signals, die für den Wert Vbe am empfindlichsten sind, nicht berücksichtigt. Anders ausgedrückt ist die Programmierung derart, daß der Anfang der Bahn des Potentiometers 12 als ein Tot-Bereich, beispielsweise für eine Drehung von 30º, betrachtet wird.

Außerdem wird vorzugsweise ebenfalls durch Programmierung ein weiterer Tot-Bereich am anderen Ende der Bahn des Potentiometers vorgesehen, d. h. für die größten Werte des Widerstandes 12. Diese Anordnung ermöglicht es, daß ein Grenzwert der Drehzahl der Waschmaschinentrommel beim Schleudern nicht überschritten wird.

Diese Tot-Bereiche an den Enden der Bahn des Potentiometers ermöglichen in einem gewissen Maß eine Befreiung von den Ungenauigkeiten, die der Ausführung der Anordnung 10 anhaften. Außer der Ungenauigkeit bezüglich der Spannung Vbe muß nämlich auch die übliche Ungenauigkeit der Netzspannung berücksichtigt werden, die in der Größenordnung von ±10% liegt. In der beschriebenen Ausführung liegt auch die Genauigkeit des Widerstandes 12 in der Größenordnung von ±10%, während die Genauigkeit des Widerstandes 16 bei ±2% liegt.

Die Dateneingabeanordnung ist besonders einfach und kostengünstig. Sie erfordert keine Gleichrichtung, und die Analog/ Digital-Umsetzung ist auf einen Transistor, allgemeiner gesagt auf einen gesteuerten Schalter reduziert.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf das beschriebene Beispiel beschränkt. Sie betrifft allgemeiner eine Vorrichtung zum Eingeben von Daten in einen Mikroprozessor insbesondere für elektrische Haushaltsgeräte, wobei das einzugebende Signal dem Netzwechselsignal proportional ist und an die Steuerelektrode des gesteuerten Schalters angelegt wird, damit der Dateneingang 21 des Mikroprozessors 11 nur dann ein Signal empfängt, wenn das analoge Eingangssignal den Leitungsschwellenwert des Schalters übersteigt, wobei der Mikroprozessor so programmiert ist, daß er die Dauer des Leitungszustandes im Verlauf jeder Periode in einen digitalen Wert umsetzt, der das angegebene Signal repräsentiert.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum Eingeben von Daten in einen Mikroprozessor (11), insbesondere für eine Haushaltsmaschine, in dem der Datenwert durch die Betätigung des Steuerorgans eines Potentiometers oder veränderlichen Widerstandes bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer mit einem Wechselstromsignal gespeist wird, das dem Signal des Versorgungsnetzes proportional ist, und daß das Signal an den Klemmen des Potentiometers (12) an eine Steuerelektrode (17) eines gesteuerten Schalters (18) angelegt ist, der ein Signal mit konstantem Pegel an den Dateneingang (21) des Mikroprozessors (11) anlegt, wenn das Signal an der Steuerelektrode den Leitungsschwellenwert (Vbe) des gesteuerten Schalters überschreitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Schalter (18) von einem Transistor gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (12) oder der veränderliche Widerstand in Serie mit einem Widerstand (16) mit wesentlich größerem Wert geschaltet ist, wobei das Netzsignal oder ein proportionales Signal an die Klemmen der Serienschaltung angelegt ist, das von dem veränderlichen Widerstand (12) und den Widerstand (16) mit größerem Wert angelegt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befreiung von Ungenauigkeiten der Leitungsschwelle des gesteuerten Schalters die kleinsten Werte des Eingangssignals durch den Mikroprozessor (11) nicht berücksichtigt werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die größten Werte des Eingangssignals vom Mikroprozessor (11) nicht berücksichtigt werden.

6. Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 beim Eingeben von Daten in einen Mikroprozessor (11), der ein Mittel zum Steuern einer Waschmaschine bildet.







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