ES2229758T3 - Soporte de circuito con partes de control que se comunican a traves delineas de bus. - Google Patents
Soporte de circuito con partes de control que se comunican a traves delineas de bus.Info
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Abstract
Soporte de circuito (1) integrado en una sola pieza con topología de circuito funcional original definida, con una pluralidad de componentes eléctricos que se comunican entre sí a través de líneas, en el que los componentes eléctricos están dispuestos sobre el soporte de circuito en una zona espacial (4a ¿ 4d) asociada en cada caso, estando conectadas entre sí estas zonas espaciales individuales por medio de las líneas que están conectadas fijamente con el soporte de circuito (1), y estando configuradas las zonas espaciales junto con las secciones de la línea que las conecta de tal forma que contienen secciones parciales predeterminadas, adyacentes en cada caso entre sí, con puntos teóricos de rotura o bien líneas teóricas de rotura (2), a lo largo de las cuales es posible una separación mecánica de las zonas espaciales (4a ¿ 4d) individuales unas de otras, sin que se vean afectados los componentes eléctricos como tales que están colocados encima.
Description
Soporte de circuito con partes de control que se
comunican a través de líneas de bus.
La presente invención se refiere a un soporte de
circuito según el preámbulo de la reivindicación 1.
Se conoce, por ejemplo, a partir del documento
DE-U-8 411 149 un soporte de
circuito de este tipo.
Para el control de los lugares de consumo
individuales de un aparato eléctrico, deben estar previstas unidades
de control, que posibilitan en cada caso individualmente la
activación de un lugar de consumo asociado.
Esto se explica a continuación con referencia a
una cocina eléctrica con varios campos de cocción como ejemplo de un
aparato eléctrico con varios lugares de consumo. Los campos de
cocción de una cocina de este tipo pueden estar realizados, por
ejemplo, en forma de placas individuales de cocción eléctrica, en
forma de radiadores infrarrojos colocados debajo de una placa
vitrocerámica, en forma de placas de inducción o en forma de otras
placas de cocción que son adecuadas para el calentamiento del
producto de fermentación que debe colocarse encima.
En este caso, se siguen habitualmente dos
alternativas para la activación individual de campos de cocción
individuales.
La activación de todos los campos de cocción se
realiza desde un soporte de circuito, que está colocado, por
ejemplo, en un panel frontal de una cocina. Sobre este soporte de
circuitos están alojadas varias unidades de control, que presentan
elementos de mando que son activados por el usuario (por ejemplo, en
forma de interruptores giratorios, sensores de contacto o sensores
optoelectrónicos), a través de cuya activación se lleva la unidad de
control a conectar determinados campos de cocción con una unidad de
potencia central, que prepara la energía eléctrica necesaria para el
calentamiento del campo de cocción.
En un concepto "centralizado" de este tipo,
deben estar previstos símbolos evidentes para los elementos de mando
individuales (rotulaciones, símbolos gráficos), para indicar al
usuario qué campo de cocción está asociado a un elemento de mando
determinado y que es activado por éste.
En este caso, puede suceder, por ejemplo, que un
símbolo de este tipo no sea comprendido por un usuario o sea
interpretado de forma errónea, con lo que se pueden producir manejos
erróneos no deseados.
Además, una unidad general compacta de este tipo,
sobre la que están alojadas todas las unidades de control sobre un
soporte de circuito individual, requiere un espacio de montaje
mínimo de volumen grande en la carcasa de la cocina. A este
respecto entonces, dado el caso, no pueden agotarse varios nichos de
montaje más pequeños, que se encuentran, respectivamente, por debajo
del volumen del espacio de montaje mínimo, pero pueden equivaler en
su totalidad a porciones del volumen muy significativas en el
interior de la cocina.
La activación de los campos de cocción
individuales se realiza en cada caso desde una unidad de control que
está instalada en la proximidad inmediata de un campo de cocción
determinado y que está asociada a este campo de cocción. Debido a la
disposición espacial estrecha de la unidad de control y del campo de
cocción correspondiente, son innecesarios los símbolos explicativos
para la asociación entre la unidad de control y el campo de cocción.
Para el montaje de las unidades de control individuales se pueden
utilizar también en cada caso espacios de nichos más pequeños en el
interior de la cocina.
Sin embargo, durante el montaje de tales cocinas,
se ha revelado que es parcialmente desfavorable que para el cableado
de las unidades de control respectivas con la parte de potencia,
deben instalarse líneas especiales en el lado inferior de las placas
de la cocina en el interior de la cocina.
Además, el almacenamiento y la logística
(registro y administración económicos del material) de varias
unidades de control individuales pueden conducir en la práctica a un
gasto más elevado que en las unidades generales compactas, como se
emplean en el concepto "centralizado" explicado
anteriormente.
A la vista de los inconvenientes respectivos de
los conceptos de montaje "centralizado" y
"descentralizado", respectivamente, explicados anteriormente de
las unidades de control en las carcasas de los consumidores
eléctricos, la presente invención tiene el cometido de concebir un
soporte de circuito con varias unidades de control para el control
de lugares de consumo individuales de un aparato eléctrico,
especialmente de una cocina eléctrica con varios lugares de cocción,
de tal forma que se puede almacenar con un gasto logístico lo más
reducido posible, y al mismo tiempo es posible aprovechar durante el
montaje también los espacios de nichos más pequeños, predeterminados
por situaciones de montaje específicas de los aparatos en la
proximidad de los lugares de consumo individuales respectivos a
través de la ocupación con los lugares de consumo de unidades de
control asociadas de forma individual.
Además, debe encontrarse un compromiso entre los
conceptos "centralizado y descentralizado" rígidos mencionados
anteriormente, y debe ofrecerse una solución variable, que se pueda
adaptar según las necesidades a estos dos extremos.
Este cometido se soluciona por medio de un
soporte de circuito según la reivindicación 1. Las reivindicaciones
dependientes 2 a 7 se refieren a formas de realización ventajosas de
un soporte de circuito de este tipo.
La reivindicación de utilización independiente 8
se refiere a la utilización de un soporte de circuito de este tipo
según la invención en una cocina con varios campos de cocción que se
pueden calentar individualmente.
Puesto que algunas o todas las unidades de
control del soporte de circuito según la invención se pueden separar
unas de otras, se pueden disponer, de acuerdo con las posibilidades
de montaje predeterminadas a través de las condiciones espaciales
geométricas forzosas en la carcasa del aparato, en cada caso de
forma individual en la proximidad inmediata de un lugar de consumo
individual.
En el caso de una cocina con varios lugares de
cocción, esto significa, por ejemplo, que algunas unidades de
control individuales, que han sido separadas unas de otras a lo
largo de secciones parciales predeterminadas adyacentes entre sí, y
que de esta manera ocupan en cada caso menos espacio que el soporte
de circuito fabricado completo, se pueden alojada en cada caso
individualmente en la proximidad más inmediata de un campo de
cocción. Si se conectan las unidades de control separadas de esta
manera entre sí por medio de líneas de puente, de tal manera que la
topología funcional del circuito de las unidades de control
conectadas de esta manera entre sí corresponde de nuevo a la
topología funcional del circuito del soporte de circuito original
(es decir, que en el espacio interior de una cocina se instalan
líneas de bus flexibles entre las unidades de control individuales
de tal manera que se restablece la funcionalidad de la arquitectura
del bus antes de la separación de los puntos teóricos de rotura),
entonces se obtiene a continuación a partir de las unidades de
control individualizadas de forma descentralizada de nuevo un
circuito totalmente equivalente al soporte de circuito de partida en
el sentido de la lógica eléctrica.
La reivindicación 9 se refiere a una cocina con
varios campos de cocción que se pueden calentar de forma individual,
en la que está incorporado un soporte de circuito según la invención
para el control selectivo de los lugares de consumo individuales, la
reivindicación 10 se refiere a una configuración ventajosa de una
cocina de este tipo.
Las ventajas y características de la presente
invención se deducen también a partir de los siguientes ejemplos de
realización en combinación con los dibujos.
En este caso:
La figura 1 muestra un soporte de circuito según
la invención con unidades de control que se pueden separar unas de
otras.
La figura 2 muestra una representación
esquemática de la arquitectura del bus del soporte de circuito
mostrado en la figura 1.
La figura 3 muestra una disposición de unidades
de control, como se obtiene cuando se separa, en el soporte de
circuito mostrado en la figura 1, un módulo de control a través de
la separación del resto del soporte de circuito según la invención y
a continuación se conecta de nuevo con este resto a través de la
interconexión de una línea de puente.
La figura 4 muestra otra disposición, en la que,
como en el modo de proceder descrito en combinación con la figura 3,
todos los módulos parciales del soporte de circuito original han
sido separados unos de otros y luego han sido conectados entre sí a
través de líneas de puente.
La figura 5 muestra una vista en planta superior
sobre puestos de cocción y campos de control de sensor de una cocina
de cocción de placas eléctricas, en la que se utiliza la disposición
de unidades de control que se muestra en la figura 1.
La figura 6 muestra una vista en planta superior
sobre puestos de cocción y campos de control de sensor de una cocina
de cocción de placas vitrocerámicas, en la que se utiliza la
disposición de unidades de control que se muestra en la figura 4,
estando dispuestos los módulos parciales en los puntos de las
esquinas de una placa de cocción vitrocerámica; y
La figura 7 muestra una vista lateral de un
soporte de circuito según la invención con parte de potencia
correspondiente, que está instalada a distancia.
La figura 1 muestra una vista en planta superior
sobre un soporte de circuito 1 según la invención con secciones
parciales 12 predeterminadas adyacentes en cada caso entre sí a la
izquierda y a la derecha a lo largo de las líneas teóricas de rotura
2. A lo largo de las líneas teóricas de rotura 2 es posible una
separación mecánica de las zonas espaciales 4a - 4d individuales del
soporte de circuito 1 entre sí, sin que de vean afectadas las partes
de control 3a - 3d como tales que están instaladas encima. No
obstante, no necesariamente tienen que estar previstos puntos
teóricos de rotura marcados expresamente; en su lugar, solamente es
esencial de la invención que en las zonas individuales 12 adyacentes
entre sí no estén presentes componentes de las partes de control 3a
- 3d que están instaladas en cada caso sobre una de las zonas
espaciales 4a - 4d, y que experimentan daños en el caso de una
separación mecánica de las zonas espaciales 4a - 4d.
El soporte de circuito 1 mostrado en la figura 1
comprende un módulo maestro 3a con funciones de control de orden
superior así como tres módulos esclavos 3b - 3d con funciones de
control subordinadas. El significado de los conceptos "de orden
superior" y "subordinado" se explica más adelante.
El módulo maestro 3a y los módulos esclavos 3b -
3d están alojados en zonas espaciales 4a - 4d, asociadas en cada
caso individualmente, del soporte de circuito 1. Sobre los módulos
individuales 3a - 3d están alojados en cada caso componentes
electrónicos de una unidad de control, como por ejemplo sensores 5,
elementos de representación 6, etc., que están conectados fijamente
entre sí sobre cada zona espacial 4a - 4d individual en una
topología de circuito predeterminada para la realización de
determinadas funciones técnicas de circuito.
Entre estas zonas espaciales 4a - 4d se extienden
líneas teóricas de rotura o bien puestos teóricos de rotura 2 en el
soporte de circuito 1 mostrado en la figura 1. A lo largo de estas
líneas teóricas de rotura 2 es posible una separación sencilla de
las zonas espaciales 4a - 4d individuales.
Esto se facilita de una manera opcional porque
las líneas teóricas de rotura 2 entre dos módulos parciales 3a - 3d
adyacentes, son cubiertas en cada caso por piezas de adaptación de
enchufe 10a, 10b correspondientes, que están dispuestas por parejas.
En el caso de la separación de los módulos parciales, se desprenden
las piezas de adaptación de enchufe 10a y 10b una de la otra.
En la forma de realización de un soporte de
circuito 1 mostrada en la figura 1, están previstos, por ejemplo,
campos de sensores 5 optoelectrónicos, que están constituidos en
cada caso por una fuente de luz (por ejemplo, un LED infrarrojo) y
por un sensor fotosensible o bien sensible a la luz infrarroja.
Si se coloca un dedo sobre un campo sensor
infrarrojo de este tipo, entonces la luz emitida por la fuente de
luz es reflejada en el sensor fotosensible correspondiente y a
continuación se genera en este sensor una señal de conmutación
eléctrica, que puede ser procesada en una lógica de circuito
asociada. En función de las entradas de las señales, se modifica a
continuación el estado de la lógica de circuito, que puede ser
representado, por ejemplo, sobre los campos de representación 6 de
siete segmentos.
Más allá de los puntos teóricos de rotura 2 se
extienden, además, líneas de bus 7 (ver la figura 2) desde cada
módulo parcial hacia módulos parciales adyacentes. A través de estas
líneas de bus 7 se pueden intercambiar señales de conmutación o de
control entre los módulos parciales 3a -3d. De esta manera, todo el
soporte de circuito 1 forma con los módulos parciales 3a - 3d que se
encuentran encima una unidad mecánica y técnica de circuitos
electrónicos. De esta manera, se puede preparar un soporte de
circuito compacto 1 con una funcionalidad de circuito colectiva
determinada.
Un soporte de circuito 1 de este tipo ofrece, por
ejemplo, ventajas durante el almacenamiento o bien en la economía
del material en el flujo de producción y en la manipulación, puesto
que la funcionalidad de circuito colectiva determinada está alojada
en un componente compacto.
La figura 2 muestra una representación
esquemática de la arquitectura del bus del soporte de circuito 1 que
se muestra en la figura 1. En la parte izquierda de la figura 2 se
representa de forma esquemática el módulo maestro 3a que se
encuentra en el lado derecho de la figura 1. Este módulo maestro 3a
controla, por ejemplo a través de una línea de bus bidireccional 7,
la transmisión de datos en serie entre el módulo maestro 3a y los
módulos esclavos 3b - 3d individuales. En la figura 2, las líneas
teóricas de rotura 2 o bien las parte de adaptación de enchufe 10a y
10b entre los módulos de control individuales están indicadas de
forma esquemática por medio de líneas de trazos.
El soporte de circuito 1 mostrado en la figura 1
se puede emplear, por ejemplo, en una cocina para el control de
varios campos de cocción individuales. En este caso, por ejemplo, el
módulo maestro 3a puede tener la función de un conmutador principal,
que actúa como conmutador "ON/OFF" para la cocina, o puede ser
un conmutador selector de programa de orden superior, con el que se
predeterminan, por ejemplo, determinadas características de control
en función del tiempo para las placas individuales de la cocina (por
ejemplo, interrupción de la alimentación de la corriente después de
un tiempo que puede ser seleccionado libremente por el usuario, de
manera que éste puede abandonar la casa después de la conexión de la
cocina en la certeza de que la cocina se desconecta después de la
expiración del periodo de tiempo seleccionado.
Si el módulo de control 3a tiene la función de un
módulo maestro para el control de un conmutador principal, entonces
los tres módulos de control 3b - 3c que permanecen en la figura 1
pueden presentar la función de módulos esclavos subordinados, que se
pueden utilizar, después de la conexión del conmutador principal a
través del módulo maestro 3a, por ejemplo, para la activación de
tres placas de cocción.
En el soporte de circuito 1 mostrado en la figura
1, los módulos parciales 3a - 3d comprenden, por ejemplo, campos de
sensores infrarrojos 5. Si se pulsa un campo sensor infrarrojo 5
sobre un módulo de control 3a - 3d por medio de un dedo, entonces se
alimenta energía eléctrica, por ejemplo, a un campo de cocción
correspondiente desde una unidad de potencia.
Por medio de la arquitectura mostrada en la
figura 2 se lleva a cabo todo el intercambio de datos entre el
módulo maestro 3a y los módulos esclavos 3b - 3d individuales a
través del soporte de circuito 1.
El soporte de circuito 1 mostrado en la figura 1
se puede incorporar en caso necesario en una pieza completa en un
aparato con varios consumidores eléctricos. Si se tiene, por
ejemplo, una cocina eléctrica, en la que se han instalado campos de
cocción infrarrojos sobre una placa vitrocerámica y en la que en la
proximidad de los campos de cocción 8a - 8d individuales no existe
ninguna posibilidad de instalar controles de sensores asociados de
forma individual, entonces se puede obtener la disposición mostrada
en la figura 5. Por lo tanto, debido a la falta de espacio en la
proximidad de los campos de cocción 8a - 8d individuales, todos los
campos de control de sensores 5 han sido instalados aquí en un lugar
central en la proximidad de la parte frontal delantera de la cocina.
Por lo tanto, se trata de una realización del concepto
"centralizado" explicado anteriormente, en el que deben
instalarse símbolos 10 explicativos en la zona de los campos
sensores 5 individuales, para ilustrar su asociación a los campos de
cocción 8 individuales (un circuito negro simboliza la posición de
la placa de cocina explicada con relación a las otras placas de
cocina simbolizadas por medio de anillos circulares).
Sin embargo, si existe todavía espacio en una
cocina correspondiente con campos de cocción infrarrojos, en virtud
de las particularidades constructivas específicas del tipo, en el
interior de la cocina en la proximidad de los campos de cocción 8a -
8d, para alojar módulos de control individuales, específicos en cada
caso del campo de cocción, entonces se puede dividir el soporte de
circuito 1 mostrado en la figura 1 a lo largo de las líneas teóricas
de rotura 2 individuales, por ejemplo, a través de la separación de
las piezas de adaptación de enchufe 10a, 10b correspondientes en
módulos parciales 3a - 3d individuales. Éstas se pueden disponer
entonces, como se muestra en las figuras 3 ó 4, separadas en el
espacio unas de otras y se pueden conectar entre sí, por ejemplo,
por medio de líneas de bus flexibles 9, que se conectan en las
piezas de adaptación de enchufe 10a, 10b.
La conexión a través de líneas de bus flexibles 9
es una etapa de trabajo que se puede realizar con facilidad y
conduce a un contacto eléctrico de los módulos parciales 3a - 3d
individuales, que presentan como colectivo exactamente de nuevo la
misma función general de la técnica de circuitos que el soporte de
circuito 1.
Sin embargo, a través de la separación espacial
de los módulos parciales individuales 3a - 3d es posible ahora
instalarlos en la proximidad de los campos de cocción 8a - 8d
individuales.
Si se utiliza a tal fin la disposición mostrada
en la figura 4 de cuatro unidades de control 3a - 3d separadas unas
de otras, pero conectadas entre sí por medio de líneas de puente 9,
que se disponen aproximadamente en los puntos de las esquinas de una
de cocción vitrocerámica, que se muestra en una vista en planta
superior en la figura 6, con cuatro puestos de cocción 8a - 8d,
entonces se obtiene una disposición con módulos de control 3a - 3d
que están asociados en cada caso directamente (es decir, de forma
descentralizada) a los puestos de cocción 8a - 8d individuales.
Por medio de las medidas según la invención se
prepara un soporte de circuito, que se puede adaptar de una manera
extraordinariamente flexible a las situaciones de montaje
específicas del tipo en cada caso. Esto conduce especialmente
también en la técnica de producción, durante la fabricación de
varios tipos variados de una clase determinada de aparatos
eléctricos, con una disposición, que varía de un tipo a otro, de los
lugares de consumo eléctrico respectivos, en el tipo de aparatos, a
una flexibilidad y variabilidad más elevadas de la gama de
productos. Puesto que ahora es posible controlar, con un tipo
individual de soportes de circuito según la invención, una
pluralidad de variantes de modelos de aparatos electrónicos con
situaciones de montaje espaciales diferentes en cada caso con
respecto a los circuitos de control para los lugares de consumo
individuales. Adicionalmente, se consiguen también ventajas
económicas considerables durante el almacenamiento y la logística,
puesto que no deben administrarse y almacenarse ya tipos diferentes
de circuitos de control para cada tipo individual de aparato
terminal.
Si debe utilizarse el soporte de circuito según
la invención realmente para el control de la alimentación de energía
de consumidores eléctricos, entonces debe prepararse todavía una
parte de potencia adicional, que lleva a cabo la alimentación de
energía propiamente dicha del consumidor.
Se ha revelado que es ventajoso también en este
caso en la práctica que el soporte de circuito esté conectado
fijamente con una parte de potencia separada, es decir, que forme un
componente general compacto, desde el que se pueden desprender los
módulos parciales de control individuales de acuerdo con las
necesidades. En este caso, es especialmente ventajoso de nuevo que,
en una estructura como se muestra en la figura 7, la parte de
potencia 11 esté instada sobre un segundo soporte de circuito 12,
que está instalada a distancia del primer soporte de circuito 1.
Por medio de una estructura de dos fases de este
tipo se prepara un componente general especialmente compacto.
Claims (7)
1. Soporte de circuito (1) integrado en una sola
pieza con topología de circuito funcional original definida, con una
pluralidad de componentes eléctricos que se comunican entre sí a
través de líneas,
en el que los componentes eléctricos están
dispuestos sobre el soporte de circuito en una zona espacial (4a -
4d) asociada en cada caso, estando conectadas entre sí estas zonas
espaciales individuales por medio de las líneas que están conectadas
fijamente con el soporte de circuito (1), y estando configuradas las
zonas espaciales junto con las secciones de la línea que las conecta
de tal forma que contienen secciones parciales predeterminadas,
adyacentes en cada caso entre sí, con puntos teóricos de rotura o
bien líneas teóricas de rotura (2), a lo largo de las cuales es
posible una separación mecánica de las zonas espaciales (4a - 4d)
individuales unas de otras, sin que se vean afectados los
componentes eléctricos como tales que están colocados encima,
caracterizado
porque las líneas son líneas de bus (7) que se
extienden sobre los puntos teóricos de rotura (2) y los componentes
eléctricos tienen partes de control (3a -3d), que se comunican entre
sí a través de estas líneas de bus (7),
predominando entre las partes de control (3a -3d)
una jerarquía funcional y al menos una parte de control central (3a)
de orden superior sirve para la coordinación del control para las
partes de control (3b - 3d) subordinadas restantes,
porque cada parte de control comprende en cada
caso elementos de entrada (5) para la entrada de variables de
ajuste,
porque las líneas de bus se pueden separar a lo
largo de los puntos teóricos de rotura y las unidades de control
separadas de esta manera se pueden conectar entre sí por medio de
líneas de puente, de tal forma que la topología de circuito
funcional definida de tales unidades de control conectadas entre sí
por medio de tales líneas de puente corresponde de nuevo a la
topología de circuito funcional original definida.
2. Soporte de circuito según la reivindicación 1,
caracterizado porque están previstos en cada caso elementos
de representación (6) para la ilustración de las variables de
ajuste, activadas por medio de los elementos de entrada, en las
zonas espaciales (4a - 4d) individuales.
3. Soporte de circuito según la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque en la zona de las secciones
parciales (12) predeterminadas adyacentes entre sí están previstas
en cada caso piezas de adaptación de enchufe (10a, 10b)
correspondientes que se pueden separar unas de otras.
4. Soporte de circuito según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el soporte
de circuito (1) está conectado con una parte de potencia (11)
separada.
5. Soporte de circuito según la reivindicación 4,
caracterizado porque la parte de potencia (11) está instalada
sobre un segundo soporte de circuito (12), que está instalado a
distancia del primer soporte de circuito (1).
6. Soporte de circuito según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las líneas
de bus (7) presentan entre las unidades de control (3a - 4d) una
arquitectura de bus en serie bidireccional.
7. Procedimiento para el montaje de un soporte de
circuito (1) según una de las reivindicaciones anteriores en la
carcasa de un aparato eléctrico, que comprende las siguientes
etapas:
separación de algunas o de todas las unidades de
control (3a -3d) del soporte de circuito unas de otras a lo largo de
las secciones parciales (4a - 4d) predeterminadas adyacentes entre
sí;
disposición de las unidades de control de una
manera individual en cada caso en la proximidad inmediata de un
consumidor eléctrico individual en la carcasa del aparato teniendo
en cuenta las posibilidades de montaje predeterminadas a través de
las condiciones forzadas por la geometría del espacio;
conexión de unidades de control (3a - 3d),
separadas a lo largo de secciones parciales (4a - 4d)
predeterminadas adyacentes entre sí, por medio de líneas de puente
(9), de manera que la topología del circuito funcional de las
unidades de control (3a - 3d) conectadas entre sí de esta manera
corresponde de nuevo a la topología del circuito funcional del
soporte de circuito original (1).
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|---|---|
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