ITTO20000841A1

ITTO20000841A1 - Sistema e dispositivo per il monitoraggio di almeno una utenza elettrica domestica, in particolare un elettrodomestico.

Info

Publication number: ITTO20000841A1
Application number: IT2000TO000841A
Authority: IT
Inventors: Valerio Aisa
Original assignee: Wrap Spa
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-03-05
Also published as: ITTO20000841A0; US7034707B2; EP1316132B1; WO2002021660A1; ATE422107T1; AU2001246750A1; US20050099314A1; EP1316132A1; US7336192B2; IT1320622B1; US20060109134A1; DE60137578D1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

"SISTEMA E DISPOSITIVO PER IL MONITORAGGIO DI ALMENO UNA UTENZA ELETTRICA DOMESTICA, IN PARTICOLARE UN ELETTRODOMESTICO"

RIASSUNTO

Viene descritto un sistema per il monitoraggio di almeno una utenza elettrica domestica (HA1-HA4), in particolare un elettrodomestico, ove un dispositivo di monitoraggio (MSA) è connesso tra una sorgente di energia elettrica (OUT) e detta utenza, detto dispositivo di monitoraggio (MSA) comprendendo mezzi di misura per rilevare una o più grandezze elettriche associate al funzionamento di detta utenza (HA1-HA4). Secondo l’invenzione, detto dispositivo di monitoraggio (MSA) comprende

- mezzi di controllo programmati per

- confrontare la o le grandezze elettriche misurate tramite detti mezzi di misura con valori di riferimento di detta o dette grandezze elettriche, che sono memorizzati aH’interno di detti mezzi di controllo;

- generare, in funzione di detto confronto, informazioni rappresentative dello stato o fase di funzionamento corrente di detta utenza elettrica (HA1-HA4);

- consentire la lettura o trasmissione di dette informazioni all’esterno di detto dispositivo (MSA);

- mezzi di comunicazione, per realizzare una trasmissione e/o ricezione di dati o informazioni sulla linea di alimentazione elettrica che collega detta utenza (HA1HA5) a detto dispositivo (MSA), tramite una modulazione di potenza elettrica tra detta utenza (HA1-HA5) e detto dispositivo (MSA) e/o viceversa.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un sistema ed un dispositivo per il monitoraggio di un’utenza elettrica domestica, in particolare un elettrodomestico.

E’ noto che le utenze elettriche domestiche possono essere suddivise in due categorie di base, ossia utenze dotate di sistemi di controllo sofisticati, in grado di dialogare con periferiche ed apparati esterni, ed utenze più tradizionali, concepite secondo la filosofia dello “stand-alone”.

Un requisito comune ad entrambe le suddette tipologie di utenze è quello di essere “user friendly”, ossia permettere il loro uso in maniera semplice ed efficace, sia se installati da soli, sia se inseriti in un contesto più complesso (qual è ad esempio un sistema di automazione domestica) e consentire la loro manutenzione ed assistenza tecnica nel modo più efficiente possibile.

Ad esempio, è ben noto come i componenti di talune utenze elettriche domestiche, quali ad esempio gli elettrodomestici, sono soggetti ad usura e guasti occasionali e come, nella pratica quotidiana, i necessari interventi di riparazione siano la conseguenza dei suddetti guasti.

Taluni elettrodomestici possono essere dotati di un sofisticato sistema di controllo elettronico, dotato di specifici mezzi sensori, che consente di individuare, sostanzialmente in tempo reale, la natura di un malfunzionamento e segnalarla in modo opportuno, per facilitare una successiva fase di riparazione; un tale tipo di approccio si dimostra tuttavia assai costoso.

Nella maggior parte degli elettrodomestici di tipo tradizionale, invece, l’individuazione della natura del guasto di un componente da parte del personale addetto all’assistenza tecnica non è immediata; infatti, tale personale è spesso costretto a verificare più parti dellelettrodomestico e/o simulare lo svolgimento di un suo normale programma di lavoro, per individuare il momento in cui si verifica l’anomalia di funzionamento e, da ciò, tentare di risalire all’effettiva causa del problema.

Ciò può comportare talune difficoltà ed un considerevole spreco di tempo, che si riflettono negativamente sui costi della riparazione.

Dall’altro lato, è anche noto che l’attività di manutenzione o d’assistenza “preventiva”, intesa come attività associata al controllo diretto o indiretto dello stato d’usura di taluni componenti di un elettrodomestico, è ad oggi praticamente inesistente. Tale attività, infatti, si limita quasi esclusivamente al consiglio per l’utente di far verificare la funzionalità o lo stato d’usura di taluni componenti dopo che sia trascorso un certo periodo di tempo a partire dalla data d’installazione dell’elettrodomestico, ovvero dalla data di un precedente intervento di manutenzione.

Un tale tipo di approccio non consente tuttavia di realizzare un effettivo controllo dello stato di usura dei componenti dell’elettrodomestico tenendo conto del reale sfruttamento dei medesimi, né di rilevare prontamente i primi sintomi di anomalia nel funzionamento del’elettrodomestico prima ancora che questi si traducano in un problema per l’utente. Si pensi, ad esempio, ad un elettrodomestico (ed in particolare ad un suo specifico programma di funzionamento) che è utilizzato molto più frequentemente rispetto ai canoni di normale sfruttamento, ovvero al caso contrario di un elettrodomestico che sia utilizzato solo saltuariamente rispetto alla norma (e senza un particolare sfruttamento intensivo di un suo specifico programma).

E’ chiaro che, nel primo caso, un determinato componente dell’ elettrodomestico risulterà usurato ben prima della data “stimata” per la sua sostituzione, mentre nel secondo caso il componente, anche se di fatto non usurato, potrebbe venire sostituito prima del necessario, durante un’operazione di manutenzione programmata.

La presente invenzione si basa sul riconoscimento del fatto che sarebbe molto vantaggioso, per chi è chiamato ad effettuare interventi di riparazione o manutenzione, poter disporre di informazioni relative allo stato di funzionamento ed alle vicende "storiche" di una o più utenze elettriche domestiche, soprattutto se questa non sono dotate di un proprio sofisticato sistema di “autodiagnosi” di guasti o malfunzionamenti. In tale ottica, l’idea alla base della presente invenzione è quella di realizzare un dispositivo di monitoraggio che possa essere associato in modo semplice e rapido ad una o più utenze elettriche domestiche e che sia in grado di generare, ed eventualmente ricevere, almeno informazioni di tipo diagnostico e statistico, ossia informazioni che, da un lato, sono rappresentative di eventuali malfunzionamenti cui l’utenza elettrica è soggetta (ivi inclusi quelli non direttamente rilevabili dall’utente) e, dall’altro lato, del tipo di attività svolta nel passato dall’utenza elettrica stessa.

In tal modo, tramite l’associazione del suddetto dispositivo di monitoraggio ad un’utenza elettrica domestica, è offerta la possibilità di individuare e/o segnalare efficacemente la natura di un malfunzionamento appena questo si verifichi, e di rilevare i primi sintomi di un’anomalia di funzionamento dell’utenza stessa prima ancora che questa si traduca in un problema per l’utente. Parimenti, un tale dispositivo di monitoraggio consente di rilevare le condizioni e le modalità di sfruttamento nel tempo dell’utenza elettrica, per consentire una stima sufficientemente precisa dello stato di usura dei suoi componenti interni.

Altro problema degli elettrodomestici di tipo tradizionale è quello di non poter costituire parte attiva di un sistema di “gestione distribuita” degli assorbimenti domestici di potenza elettrica, cioè di un sistema che realizza il controllo dell’assorbimento totale di potenza dei suoi elementi (utenze elettriche) senza utilizzare un controllore centrale, ma impiegando la capacità di autoregolazione dei consumi propria di ognuno di essi, in accordo con il livello di priorità assegnato a ciascuno. Un sistema di questo tipo è descritto ad esempio in EP-A-0 727668.

Tale modalità di gestione presuppone, per il suo corretto funzionamento:

- la presenza, a monte, di un misuratore della potenza o corrente totale assorbita dall’ambiente domestico, in grado di comunicare spontaneamente il valore misurato a tutte le utenze connesse ad un idoneo bus domestico;

- la presenza di utenze a controllo elettronico programmate per auto-regolare il proprio assorbimento di potenza sulla base dell’effettiva potenza disponibile e in relazione alle priorità che le caratterizzano.

La modalità di gestione nota da EP-A-0727 668 ha il vantaggio, rispetto a quelle basate sull’impiego di un’unità centrale di controllo attivo, di essere molto più robusto ed efficiente e di non richiedere alcun intervento da parte dell’utente.

La maggiore robustezza deriva dal fatto che l’impegno della rete di comunicazione è minimo (tipicamente inferiore al 5%) ed indipendente dal numero dei componenti del sistema, dovendo per lo più trasportare ad intervalli regolari la sola informazione della misura della potenza totale assorbita dall’intero sistema di utenze elettriche, in base alla quale ciascuna di esse auto-regola il proprio assorbimento; mentre, nel caso di sistemi dotati di un load manager centralizzato (master), quest’ultimo, per poter suddividere opportunamente la potenza disponibile fra le utenze elettriche (slave) che ne fanno richiesta, ha bisogno di interrogare continuamente quest’ultime attraverso un sistema di interrogazione di tipo “polling”, che, per sua natura, tende ad impegnàre fortemente la banda della rete di comunicazione e tale impegno aumenta in maniera più che proporzionale all’aumentare del numero delle utenze elettriche stesse.

La maggiore efficienza è associata, invece, al migliore sfruttamento delle utenze elettriche che deriva dal fatto che la loro capacità di autoregolazione (ottenuta attraverso un opportuno “auto-dosaggio” dell’assorbimento di potenza, coerente con l’effettiva disponibilità di potenza dell’intero ambiente domestico in quel determinato istante) consente l’attivazione contemporanea di più apparecchi senza il rischio di superare l’assorbimento massimo di potenza elettrica consentito (potenza contrattuale).

La soluzione descritta in EP-A-0 727 668 ha, tuttavia, lo svantaggio di richiedere utenze elettriche dotate di un sistema di controllo sofisticato, per cui le utenze tradizionali, o comunque non programmate per auto-regolare il proprio assorbimento di potenza, non possono contribuire in modo attivo ed efficiente al sistema di gestione distribuita degli assorbimenti domestici di potenza elettrica.

In tale ottica, la presente invenzione si propone anche di indicare un dispositivo di monitoraggio che possa essere associato, in modo semplice e rapido, ad una generica utenza elettrica domestica e che sia in grado di generare almeno informazioni di tipo funzionale, ossia indicative della modalità di funzionamento corrente dell’utenza elettrica stessa, che possono essere utilizzate per realizzare una gestione più efficiente degli assorbimenti di potenza elettrica.

In tal modo, tramite l’associazione del suddetto dispositivo di monitoraggio ad una generica utenza elettrica domestica, diventa possibile estendere anche ad utenze elettriche tradizionali, o non programmate allo scopo, i vantaggi propri della connessione in rete di cui godono i prodotti dotati di sofisticati sistemi di controllo elettronici; tutto ciò al fine di consentire il contenimento degli assorbimenti di potenza elettrica al di sotto di determinato un limite massimo in maniera efficiente e totalmente trasparente per l’utente.

Sulla base delle considerazioni che precedono, lo scopo principale della presente invenzione è quindi quello di indicare un dispositivo di monitoraggio in grado di generare, ed eventualmente ricevere e/o conservare in una memoria di tipo non volatile ma aggiornabile, informazioni di tipo diagnostico e statistico relative ad una o più utenze elettriche, per renderle poi disponibili a chi è chiamato ad effettuare interventi di riparazione o manutenzione sull’utenza medesima.

Altro scopo dell'invenzione è quello di indicare un dispositivo di monitoraggio che consenta l’eventuale ricezione e trasmissione di informazioni verso il mondo esterno. Altro scopo dell 'invenzione è di indicare un dispositivo di monitoraggio che, all 'occorrenza, sia in grado di generare informazioni relative allo stato di funzionamento corrente della o delle utenze elettriche ad esso associate, utili ad esempio per l’efficiente gestione di un sistema di razionalizzazione dei consumi energetici in ambito domestico. Altro scopo dell’invenzione è quello di indicare un dispositivo di monitoraggio che, all’occorrenza, consenta di realizzare, anche da una sede esterna all’ambiente domestico in cui una o più utenze elettriche sono installate, un controllo remoto sul funzionamento delle medesime.

Altro scopo dell’invenzione è quello di indicare un dispositivo di monitoraggio che sia adattabile a varie tipologie di utenze elettriche domestiche.

Questi ed altri scopi ancora, che saranno chiariti in seguito, sono raggiunti, secondo la presente invenzione, da un sistema ed un dispositivo per il monitoraggio di un’utenza elettrica domestica, in particolare un elettrodomestico, aventi le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, che si intendono parte integrante della presente descrizione. Scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue, effettuata con riferimento ai disegni annessi, che si intendono fomiti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la Fig. 1 illustra la modalità di connessione fra un dispositivo di monitoraggio secondo l’invenzione ed una pluralità di utenze elettriche;

- la Fig. 2 illustra uno schema a blocchi di una possibile realizzazione fìsica del dispositivo di monitoraggio di Fig. 1;

- la Fig. 3 illustra uno schema a blocchi semplificato del dispositivo di monitoraggio di Fig. 1 e 2;

- la Fig. 4 illustra un esempio di stadio di trasmissione di informazioni binarie, o trasmettitore, inglobato nel sistema di controllo del dispositivo di monitoraggio secondo l’invenzione di Fig. 1;

- la Fig. 5a illustra un esempio di stadio di ricezione di informazioni binarie, o ricevitore, inglobato nel sistema di controllo di una o più delle utenze elettriche HA di Fig. 1;

- le Fig. 5b, 5c e 5d illustrano tre altre possibili forme realizzati ve di uno stadio di ricezione di informazioni binarie, inglobato nel sistema di controllo di una o più delle utenze elettriche HA di Fig. 1 ;

- la Fig. 6 illustra un esempio di stadio di trasmissione di informazioni binarie, o trasmettitore, inglobato nel sistema di controllo di una o più delle utenze elettriche di Fig. 1;

- la Fig. 7 illustra un esempio di stadio di ricezione di informazioni binarie, o ricevitore, inglobato nel sistema di controllo del dispositivo di monitoraggio di Fig.

1 ;

- la Fig. 8a illustra un diagramma di flusso descrittivo di una generica trasmissione di informazioni digitali secondo l’invenzione;

- la Fig. 8b illustra un diagramma di flusso associato allo stadio di ricezione di informazioni digitali secondo l’invenzione;

- la Fig. 9 illustra in forma schematica un sistema di utenze elettriche domestiche, nel quale il dispositivo di monitoraggio secondo la presente invenzione può trovare una sua applicazione particolarmente vantaggiosa.

1. Il dispositivo di monitoraggio secondo l’invenzione

In Fig. 1 è illustrata ia modalità di connessione fra un dispositivo di monitoraggio secondo la presente invenzione, indicato con MSA (Multiple Smart Adapter), ed una pluralità di utenze elettriche domestiche che, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, sono in numero di quattro e sono indicate con HA1-HA4, rappresentando rispettivamente un piano di cottura con relativa cappa aspirante, un forno elettrico, una lavastoviglie ed un frigorifero. Come si intuisce, una tale configurazione risulta particolarmente vantaggiosa nel settore degli elettrodomestici built-in, ossia nelle applicazioni dedicate alla cucina in cui i sopra citati elettrodomestici sono integrati all’interno dei mobili.

Il dispositivo MSA è interposto fra una presa di corrente, indicata in Fig. 1 con “OUT”, e le utenze elettriche HA1-HA4; ai fini di tale collegamento, il dispositivo MSA è dotato di una pluralità di prese di corrente, indicate con PC1-PC4, in cui vanno inserite le spine dei cavi di alimentazione delle stesse utenze elettriche HA1-HA4. Quindi, come si nota, la connessione fìsica del dispositivo di monitoraggio MSA alle relative utenze elettriche HA1-HA4 avviene in modo molto semplice, lungo la linea d’alimentazione elettrica di queste ultime.

Il dispositivo MSA è previsto per svolgere una funzione di monitoraggio e di controllo nei confronti delle utenze elettriche stesse; secondo l’applicazione dell’invenzione qui descritta, essendo le funzioni di base svolte dal dispositivo di monitoraggio MSA almeno una delle seguenti:

a) misura della corrente elettrica assorbita istante per istante da ciascuna delle utenze elettriche HA1-HA4;

b) misura della tensione di rete applicata a ciascuna delle utenze elettriche HAI -HA; c) misura del fattore di potenza (cos(|)) del carico elettrico rappresentato da ciascuna delle utenze elettriche HA1-HA4;

d) misura della potenza assorbita istante per istante da ciascuna delle utenze elettriche HA1-HA4;

e) misura, e memorizzazione in apposita memoria non volatile, dell’energia elettrica consumata da ciascuna delle utenze elettriche HA1-HA4;

f) misura, e memorizzazione in apposita memoria non volatile, delle sovratensioni (overvoltages) e degli abbassamenti (brownouts) della tensione di rete in un certo intervallo di tempo;

g) controllo remoto di ciascuna delle utenze elettriche HA1-HA4 tramite relè;

h) generazione, e memorizzazione in apposita memoria non volatile, di informazioni relative allo stato di funzionamento di ciascuna delle utenze elettriche HA1-HA4; i) generazione, e memorizzazione in apposita memoria non volatile, di dati statistici relativi al funzionamento di ciascuna delle utenze elettriche HA1-HA4 ed alle loro modalità d’impiego da parte dell’utente;

j) generazione, e memorizzazione in apposita memoria non volatile, di informazioni diagnostiche relative al funzionamento di ciascuna delle utenze elettriche HA1-HA4, ricavate sulla base degli andamenti delle grandezze elettriche misurate da MSA; k) capacità di dialogo con il mondo esterno, ottenuto mediante l’impiego di opportune tecnologie di comunicazione (onde convogliate, radiofrequenza, doppino, eccetera). Una possibile implementazione fisica del dispositivo MSA è rappresentata nella Fig. 2, dove è mostrato lo schema a blocchi del dispositivo stesso e la sua modalità di interconnessione con una sola delle utenza elettriche HA; si noti a tale scopo che, in Fig.2, per semplicità di rappresentazione, viene indicato un unico blocco funzionale indicato con PMR, in seguito descritto; si consideri tuttavia che, come evidenziato nella successiva Fig. 3, i blocchi PMR previsti dal dispositivo MSA sono preferibilmente in numero pari a quello delle prese, che in Fig. 1 sono, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, quattro (PC1-PC4).

Il blocco PLM (Power Line Modem) rappresentato in Fig. 2 è realizzato impiegando, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, il transceiver PLT-22 di Echelon (USA), il cui scopo è garantire la comunicazione bidirezionale ad onde convogliate verso il mondo esterno attraverso il protocollo LonTalk® (ANSI EIA-709). Tale protocollo è implementato all’interno del blocco indicato con NC, realizzato da un dispositivo NeuronChip®, attualmente prodotto da Toshiba e Cypress (LonTalk® e NeuronChip® sono marchi registrati dalla ditta americana Echelon Ine,).

L’insieme dei blocchi PLM e NC, quindi, realizza un cosiddetto nodo di comunicazione, rappresentato in Fig. 2 dal blocco tratteggiato N.

Il blocco MI (Microcontrollore) è rappresentato, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, da un qualsiasi microcontrollore ad 8 bit (preferibilmente, ma non necessariamente, dotato di memoria flash), il cui scopo è quello di presiedere alla gestione del dispositivo MSA.

Il blocco PS (Power Supply) è il blocco che fornisce l’alimentazione stabilizzata a tutti i dispositivi attivi del dispositivo MSA, in accordo con le loro specifiche elettriche.

Il blocco MEM è un blocco di memoria costituito, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, da una memoria non volatile di tipo eeprom, opportunamente connessa al microcontrollore MI, in cui quest’ultimo memorizza le informazioni ricavate dallo studio degli andamenti di una o più grandezze elettriche associate al funzionamento dell’utenza elettrica HA, rilevate tramite il blocco di misura indicato con PM (Power Meter).

Tale blocco PM ha l’importante compito di misurare una o più delle varie grandezze elettriche associate al funzionamento di ciascuna delle utenze associate al dispositivo MS A e di comunicarne il valore misurato al microcontrollore MI, a cui è opportunamente connesso.

Il blocco PM è realizzato, a titolo puramente esemplificativo e non limitativo, mediante il sofisticato dispositivo CS5460 di Cirrus Logic (USA), in grado di effettuare misure di corrente, tensione, fattore di potenza (cosΦ ), potenza ed energia.

In forma molto più semplice ed economica, il blocco PM può essere costituito unicamente da un sensore di corrente, per esempio uno shunt resistivo oppure un toroide, la cui tensione generata, che è proporzionale alla corrente assorbita dalla relativa utenza elettrica, viene letta (direttamente o dopo opportuna amplificazione) dal microcontrollore MI attraverso un opportuno canale di conversione analogico-digitale di cui sia dotato.

E’ evidente che un qualsiasi altro dispositivo PM, la cui complessità sia intermedia rispetto a quella associata ai due casi limite appena descritti, rientra pienamente negli scopi della presente invenzione.

Nel caso del dispositivo PM descritto nella Fig. 2, la misura delle grandezze elettriche primarie, rappresentate come noto dalla corrente assorbita dai carichi HA1-HA4 e dalla tensione applicata ai loro capi, è effettuata rispettivamente attraverso la misura della tensione V2, rilevata ai capi di un opportuno sensore di corrente (shunt resistivo oppure toroide o altro rilevatore di corrente), indicato dal blocco S, e della tensione VI, rilevata attraverso un opportuno partitore resistivo, non rappresentato in quanto contenuto all interno del blocco PM stesso.

Le grandezze elettriche derivate, quali cosΦ , potenza ed energia, vengono poi ottenute attraverso opportune elaborazioni matematiche, realizzate dallo stesso dispositivo CS5460 di cui al blocco PM, e rese disponibili al microcontrollore MI per eventuali ulteriori elaborazioni.

Nella Fig. 2, con TCR è indicato un blocco rappresentativo di un triac T e del contatto RC di un relè normalmente chiuso, le cui funzionalità saranno in seguito descritte.

I blocchi PM, TCR ed S in Fig. 2 sono contenuti in un blocco PMR rappresentato in tratteggio; come accennato, il dispositivo MSA prevede, nella realtà, una serie di blocchi PMR, che nel caso specifico, rappresentato in Fig. 3 a puro titolo esemplificativo e non limitativo, raggiungono un totale di quattro e sono indicati con PMR1 - PMR4.

Come si intuisce, la presenza di più blocchi PMR, gestiti dal medesimo microcontrollore MI, consente il controllo e/o dialogo contemporaneo con altrettante utenze elettriche, ossia quelle indicate con HA1-HA4 che, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, sono in numero di quattro.

Poiché la parte più costosa del dispositivo MSA è rappresentata dal nodo dì comunicazione N, costituito come detto dal modem per onde convogliate di cui al blocco PLM e dal Neuronchip di cui al blocco NC di Fig. 2, ne consegue che un dispositivo MSA dotato di “k” blocchi PMR (k = 4 nell’esempio di Fig. 3), risulta, secondo l’invenzione, molto conveniente e di facile impiego, rispetto alla soluzione di dotare ciascun elettrodomestico di un proprio nodo di comunicazione.

2. Principio di funzionamento generale del dispositivo secondo l’invenzione Come in precedenza accennato, il dispositivo MSA è in grado di misurare almeno una fra le varie grandezze elettriche (corrente, tensione, fattore di potenza, potenza, energia) associate al funzionamento delle utenze elettriche HA1-HA4 e di comunicare il risultato della misura al microcontrollore MI, a cui è opportunamente connesso.

Secondo l’invenzione, attraverso lo studio dell’andamento nel tempo di una o più di tali grandezze, il dispositivo MSA è in grado di generare informazioni che consentono di valutare lo stato di funzionalità dell’utenza ed individuare il tipo di ciclo di lavoro o di programma che questa sta svolgendo. Inoltre, sulla base della storia passata (cioè del numero e del tipo dei cicli di lavoro effettuati), opportunamente memorizzata nella apposita memoria MEM, è resa possibile la stima dello “stato d’usura” dei principali componenti dell’utenza stessa e, conseguentemente, l’elaborazione di un opportuno piano di manutenzione preventiva.

Dall’analisi delle grandezze suddette, effettuata dal microcontrollore MI interpretando le misure effettuate dal blocco PM, è infatti possibile monitorare il funzionamento di quest’ ultima, individuare il numero ed il tipo di cicli di lavoro effettuati sia istantaneamente che giorno per giorno, e rilevare eventuali anomalie.

Ciò è ottenuto confrontando, mediante opportuno software del microcontrollore MC, i profili di riferimento delle suddette grandezze, rilevati tramite il sensore PM, con profili di riferimento rappresentativi di condizioni di normale funzionamento dell’utenza elettrica, contenuti nella memoria del microcontrollore MI stesso.

I suddetti profili di riferimento sono codificati nella memoria del microcontrollore MI in modo opportuno, sulla base dei risultati di analisi sperimentali effettuate su varie tipologie di prodotti che possono essere associate al dispositivo MSA.

Per meglio comprendere il suddetto concetto di “profilo di riferimento”, ad esempio con specifico riferimento ai soli assorbimenti di corrente, si faccia riferimento ad un normale ciclo di funzionamento di una macchina lavastoviglie HA3, il quale può tipicamente comprendere, partendo dalla sua fase iniziale:

- l’apertura di un’elettrovalvola per il caricamento dell’acqua dalla rete idrica domestica;

- la commutazione di un pressostato elettromeccanico al raggiungimento di un determinato livello dell’acqua entro la vasca della macchina, con la conseguente chiusura della citata elettrovalvola di caricamento;

- l’attivazione di una resistenza elettrica, preposta al riscaldamento dell’acqua caricata in vasca;

- la rilevazione, per mezzo di un apposito sensore, del raggiungimento della temperatura dell’acqua prevista dal ciclo di lavaggio, con la conseguente disattivazione della citata resistenza;

- l’attivazione, per un tempo determinato, del motore elettrico di una pompa di ricircolo dell’acqua nella vasca;

- l’attivazione di una pompa che consente lo scarico dell’acqua utilizzata per il lavaggio delle stoviglie,

e così via per tutte le varie operazioni che progressivamente sono svolte durante le varie fasi del ciclo di lavaggio selezionato.

E’ chiaro che le suddette operazioni comportano, nella sostanza, una determinata sequenza di assorbimenti di corrente dalla rete elettrica da parte della lavastoviglie, gli uni diversi dagli altri; tale sequenza di assorbimenti o “profili” di corrente può essere descritta mediante opportuni parametri (insieme di valori di assorbimento di corrente correlati alle relative durate), ricavati attraverso attività sperimentali, che sono parte dei “profili di riferimento” per il suddetto elettrodomestico.

Nella memoria associata al microcontrollore MI sarà quindi contenuta una molteplicità di tali profili di riferimento, ciascuna delle quali relativa ad una data utenza elettrica domestica e rappresentativa del suo normale funzionamento, che il dispositivo MSA utilizzerà per monitorare il corretto funzionamento delle varie utenze e per ricavare le informazioni relative alle loro modalità di impiego sia istantanee che nel tempo.

Si noti che, stante la presenza dei suddetti profili di riferimento, il sistema di controllo del dispositivo di monitoraggio MSA è perfettamente in grado di riconoscere in modo autonomo il tipo di elettrodomestico associato alle varie prese PC1-PC4; infatti, a seguito della sua installazione, il dispositivo MSA è in grado di riconoscere, in occasione del primo ciclo (o dei primi cicli) di funzionamento di ciascuno degli elettrodomestici ad esso associati, la tipologia di questi ultimi, tramite l’analisi delle varie grandezze elettriche (corrente, tensione, fattore di potenza, potenza, energia) che ne caratterizzano il funzionamento, ed il loro confronto con i profili memorizzati.

In alternativa a tale metodo di “autoapprendimento”, peraltro, il dispositivo MSA potrebbe essere informato direttamente dagli stessi elettrodomestici in relazione alla loro tipologia, nel caso in cui questi siano all’uopo predisposti (ad esempio attraverso le tecniche di comunicazione, che saranno in seguito descritte).

Altra possibilità, più semplice e particolarmente idonea ad esempio nel caso degli elettrodomestici che equipaggiano una cucina componibile, è quella di prevedere preventivamente il tipo di elettrodomestico da associare a ciascuna presa delle PC1-PC4, le quali riporteranno opportune indicazioni in tal senso; in questo modo, ad esempio, il microcontrollore MI del dispositivo MSA saprebbe a priori che alla presa PC2 è associato un forno, alla presa PC3 è associata lavastoviglie, eccetera.

Da quanto sopra, risulta chiaro come il microcontrollore MI, conoscendo il tipo di utenza elettrica ed i relativi profili di riferimento, sia in grado di riconoscere con buona approssimazione, sulla base degli assorbimenti di corrente effettivamente rilevati istante per istante tramite il sensore PM, le operazioni che l’utenza elettrica sta svolgendo e le eventuali condizioni anomale di funzionamento.

Ovviamente diversi programmi di funzionamento di una macchina di lavaggio danno luogo, in generale, ad assorbimenti di corrente con diversa durata e diversamente distribuiti nel tempo, cioè a differenti profili di riferimento. Ad esempio, nel caso di un ciclo di lavaggio energico di una lavabiancheria, il riscaldamento dell’acqua di lavaggio avverrà a temperatura elevata (ad esempio 90°C) ed inoltre le fasi di movimentazione del cesto contenente la biancheria saranno più energiche (fase di rotazione molto maggiore della fase di pausa); al contrario, un ciclo di lavaggio per biancheria delicata comporterà il riscaldamento del liquido di lavaggio a bassa temperatura (ad esempio 40°C), con brevi e delicate movimentazioni del cestello. Ciò significa che, nel primo caso (lavaggio energico), la durata dell’assorbimento di corrente da parte della resistenza di riscaldamento dell’ acqua e quella da parte del motore d’azionamento del cesto sarà notevolmente maggiore rispetto al secondo caso (lavaggio delicato).

Considerazioni analoghe possono evidentemente essere fatte anche con riferimento ad altre utenze elettriche domestiche, in grado di espletare una pluralità di diverse funzioni o cicli di lavoro selezionabili dall’utente, quali ad esempio una lavastoviglie, un forno, un’asciugatrice di biancheria, un frigorifero, eccetera.

Il dispositivo di monitoraggio MSA, quindi, è perfettamente in grado di riconoscere, con buona approssimazione, tramite l’analisi degli assorbimenti di corrente, il ciclo di funzionamento, o programma, o funzione che l’utenza elettrica sta eseguendo e, disponendo di un’opportuna memoria non volatile MEM, può registrare in maniera permanente il numero ed il tipo di programmi effettuati, cioè la storia della modalità d’uso dell’utenza elettrica stessa.

E’ altrettanto evidente come, in base al suesposto principio di analisi, il dispositivo di monitoraggio MSA, oltre a riconoscere il numero ed il tipo di programmi eseguiti, sia in grado anche di rilevare eventuali anomalie di funzionamento dell’utenza elettrica.

Si consideri, ad esempio, il caso di una lavabiancheria, che tipicamente è dotata di una resistenza per il riscaldamento dell’acqua di lavaggio avente una potenza dell’ordine dei 2 kW. E’ chiaro che, se a seguito dell’avvio di un ciclo di funzionamento della macchina, il dispositivo di monitoraggio MSA non riscontra il tipico assorbimento di corrente determinato dall’ attivazione delle resistenza, ciò è indicativo di un possibile guasto della resistenza stessa, ovvero del sistema che controlla l’attivazione della medesima.

Un altro esempio può essere descritto in relazione all’analisi del rapporto di funzionamento, o duty cycle , del compressore di un frigorifero o di un congelatore, ossia del tempo di GN del compressore riferito al tempo totale (tempo di ON tempo di OFF) di ciclo. E’ infatti chiaro che, se, a parità di temperatura ambiente rilevata in modo noto, il tempo di attivazione del compressore (il cui assorbimento di corrente è rilevato dal dispositivo MSA) tende ad aumentare lentamente ma progressivamente nel tempo, ciò è indicativo di un malfunzionamento che sta riducendo l’efficienza del frigorifero, dovuto probabilmente a perdite di fluido refrigerante causate da micro-lesioni nelle condutture del circuito frigorigeno (tipicamente in corrispondenza di saldature) oppure ad un accumulo anomalo di ghiaccio in corrispondenza della zona di evaporazione con conseguente riduzione di efficienza nello scambio termico con l’ambiente interno del frigorifero stesso.

Un altro tipo di rilevazione di malfunzionamento, sempre relativo al caso di un apparato refrigerante, può essere effettuato con riferimento all’analisi dello “spunto” del compressore, cioè del sovra-assorbimento transitorio di corrente che si ha in occasione dell attivazione del compressore stesso. In particolare, se tale spunto è breve rispetto alla norma, ciò significa che il compressore incontra una bassa coppia resistente associata all’inizio della circolazione del fluido refrigerante all'interno del circuito frigorigeno. Tale circostanza può essere indicativa del fatto che la quantità di fluido refrigerante, presente nel circuito frigorigeno, sia ridotta a causa di micro-perdite del tipo descritto sopra.

Un altro tipo di rilevazione di malfunzionamento, sempre relativo al caso di un frigorifero, riguarda la situazione in cui, a causa di un’elevata temperatura dell’ ambiente esterno (rilevata con mezzi noti dal dispositivo di monitoraggio MSA, non rappresentati per semplicità), il compressore resta permanentemente attivo, causando un eccessivo accumulo di ghiaccio sulla zona d’evaporazione e, conseguentemente, un progressivo degrado delle prestazioni, associato anche a consumi d’energia elettrica molto elevati. Ciò è causato dalle eccessive dispersioni termiche verso l’ambiente esterno che impediscono il raggiungimento della soglia di disattivazione del compressore, gestita da un tradizionale termostato elettromeccanico. In tal caso il dispositivo di monitoraggio MSA, rilevata facilmente l’anomalia, potrebbe ad esempio risolvere il problema imponendo una pausa forzata del compressore mediante l’interruzione della tensione di alimentazione. Tale interruzione della tensione di alimentazione, effettuata attivando il relè RC (Fig. 2), avrà una durata tale da consentire il completo sbrinamento della zona di evaporazione, il valore di detta durata essendo un parametro contenuto nella memoria del microcontrollore MI che gestisce il dispositivo di monitoraggio MSA stesso.

Infine, un altro tipo di rilevazione di malfunzionamento, relativo al caso di un congelatore, riguarda la possibilità di individuare la condizione di guasto del compressore. Il rilevamento tempestivo di tale condizione, che risulta molto semplice in quanto associato ad una pausa eccessivamente lunga del compressore (al confronto con quelle di normale ciclatura, memorizzate nella memoria del microcontrollore MI del dispositivo MSA), appare estremamente importante se abbinato ad un sistema di segnalazione di allarme (es. attivazione allarme acustico, oppure segnalazione remota) ih quanto consente di salvaguardare l’integrità delle derrate alimentari in conservazione. Va sottolineato che sinora si è presa in considerazione, per semplicità di descrizione, la misura della sola corrente elettrica assorbita dall’utenza oggetto di monitoraggio da parte del dispositivo MSA; è evidente però, all’uomo del ramo, che quanto sopra detto resta perfettamente valido anche per le ulteriori grandezze elettriche in precedenza menzionate (tensione, fattore di potenza (cosΦ ), potenza ed energia), che il sensore PM, nella sua forma di implementazione descritta in Fig. 2, è in grado di misurare,

in sostanza, pertanto, il dispositivo di monitoraggio MSA è in grado, in virtù di un’opportuna programmazione, di generare localmente, e sulla base dell’analisi di una o più delle grandezze elettriche suddette, informazioni di varia tipologia.

Come si evince da quanto sopra, tali informazioni possono essere distinte, ai fini della presente invenzione, in informazioni di tipo funzionale, diagnostico, statistico ed energetico.

Le informazioni di tipo funzionale riguardano la modalità di funzionamento corrente di ciascuna delle utenze elettriche connesse al dispositivo MSA. Tali informazioni sono ottenute, come detto, confrontando le varie grandezze elettriche di interesse con i relativi profili di riferimento, il che consente al dispositivo MSA di riconoscere, con buona approssimazione, ciò che l’utenza elettrica sta facendo e di rendere tale informazione disponibile all’estemo.

Le informazioni di tipo diagnostico riguardano la qualità del funzionamento di ciascuna delle utenze elettriche HA1-HA4, ossia forniscono indicazioni sullo stato di efficienza o funzionalità dei componenti delle medesime. Tali informazioni sono il risultato della rilevazione, da parte del dispositivo di monitoraggio MSA, di scostamenti considerati significativi tra le grandezze elettriche rilevate per l’utenza e quello definito dai relativi profili di riferimento. Le informazioni di tipo diagnostico vengono memorizzate, a cura del microcontrollore MI, in un’apposita area dei mezzi di memoria MEM, per essere poi rese disponibili ai fini dell’assistenza tecnica.

Le informazioni di tipo statistico riguardano invece i dati statistici di funzionamento, che costituiscono in pratica "la storia" delle varie utenze elettriche HA1-HA4 (sia dal punto di vista delle operazioni e/o funzioni svolte, sia dal punto di vista della modalità d'uso da parte dell’utente) e che sono quindi idonee a fornire indicazioni sullo stato di usura dei componenti delle utenze stesse. Tali informazioni sono in pratica costituite dal numero e dal tipo di cicli di lavoro o programmi svolti dall’utenza elettrica, che il microcontrollore MI è in grado di riconoscere, tramite opportuno programma che utilizza le stesse informazioni di tipo funzionale, e di registrare ed aggiornare nel tempo in un’apposita area dei mezzi di memoria MEM.

Infine, le informazioni di tipo energetico riguardano la distribuzione dei consumi di energia elettrica distribuiti nell’arco del giorno e della notte (per esempio memorizzati in MEM ad intervalli regolari di 5 minuti ciascuno, ovvero altro intervallo di tempo ritenuto più idoneo), nell’arco della settimana (per esempio memorizzati in MEM ad intervalli regolari di un’ora ciascuno, ovvero altro intervallo di tempo ritenuto più idoneo), nell’arco del mese (per esempio memorizzati in MEM ad intervalli regolari di un giorno ciascuno) e nell’arco dell’anno (per esempio memorizzati ad intervalli regolari di un mese ciascuno).

Le informazioni di tipo energetico vengono memorizzate, a cura del microcontrollore MI, in un’apposita area dei mezzi di memoria MEM, per essere poi opportunamente impiegate in funzione di una ottimizzazione dei consumi energetici, in particolare nel caso in cui esista un sistema di gestione del costo dell’energia elettrica differenziato per fasce orarie.

Come sarà chiarito in seguito con riferimento all’esempio applicativo illustrato in Fig. 9, le informazioni di tipo funzionale possono essere utilizzate anche al fine di realizzare una gestione razionale dei consumi di energia elettrica in un ambiente domestico, o di consentire il controllo remoto dell’utenza elettrica a cui il dispositivo MSA è collegato. Le informazioni di tipo diagnostico sono invece utilizzate per agevolare l’assistenza dell’utenza elettrica a cui si riferiscono.

Le informazioni di tipo statistico sono impiegate per effettuare una stima dello stato di usura delle varie parti che costituiscono detta utenza, allo scopo di poter pianificare opportune attività di manutenzione preventiva.

Infine, le informazioni di tipo energetico sono impiegate per consentire all’utente di avere una maggiore coscienza dei propri consumi energetici, al fine di evitare sprechi di energia elettrica e di beneficiare delle agevolazioni associate al costo differenziato per fasce orarie della stessa.

3. Sistema di trasmissione/ricezione dati del dispositivo secondo l’invenzione Nella forma realizzativa preferita dell’invenzione, il dispositivo MSA può essere altresì programmato per scambiare informazioni o dati con il sistema di controllo elettronico delle varie utenze elettriche HA1-HA4 ad esso associate ed all’uopo predisposte, utilizzando quale mezzo trasmissivo gli stessi cavi di alimentazione di queste ultime. Ciò viene ottenuto, secondo l’invenzione, attraverso due particolari tecniche di trasmissione/ricezione dati, nel seguito descritte.

3.1 Prima tecnica di trasmissione/ricezione dati su rete elettrica dal dispositivo “MSA” ad un’utenza “HA”: modulazione della potenza erogata

La prima tecnica di trasmissione/ricezione di dati su linea elettrica utilizzata dal dispositivo MSA secondo l’invenzione utilizza, come mezzi di codifica delle informazioni binarie, opportune mancanze o interruzioni controllate della rete elettrica, qui indicate con il termine di buchi di rete o buchi di tensione, ed è caratterizzata dai seguenti due elementi fondamentali:

- un trasmettitore, in grado di generare buchi di rete o buchi di tensione in accordo con le informazioni binarie da trasmettere; un possibile schema circuitale di tale trasmettitore, che è parte del dispositivo MSA, è illustrato nella parte superiore di Fig. 4;

- un ricevitore, in grado di rilevare e decodificare tali buchi di rete,' un possibile schema circuitale di tale ricevitore, che è parte del sistema di controllo elettronico di una generica utenza HA associata al dispositivo MSA, è illustrato nella parte superiore di Fig.5a. Possibili varianti realizzative di tale ricevitore, indicate a puro titolo esemplificativo e non limitativo, sono poi illustrate nella parte superiore delle Figg. 5b, 5c e 5d.

La tecnica di trasmissione/ricezione dati su rete elettrica a modulazione della potenza erogata prevede secondo un’implementazione di base dell’invenzione, l’associazione di un bit a ciascuna semi-onda della tensione di rete; convenientemente, può essere assegnata a ciascun buco di rete (relativo ad ogni semi-onda) una durata fìssa, ad esempio 5 mSec o altro valore similare ritenuto più idoneo in relazione anche all’applicazione utilizzata. Pertanto, considerando che la frequenza di rete è di 50 o 60 Hz (Europa / USA, Giappone), la velocità di trasmissione dei dati ( baud-rate ) risulta pari rispettivamente a 100 o 120 bps (bits per second).

3.2 Descrizione del trasmettitore di buchi di rete

La descrizione del trasmettitore di buchi di rete, secondo l’invenzione, fa riferimento alla Fig. 4. Si noti che tale trasmettitore risulta implementato entro ciascuno dei blocchi PMR delle Figg. 2 e 3, ed è di fatto costituito dall’insieme del microcontrollore MI e del blocco TCR di Fig. 2.

Secondo l’invenzione nella sua versione base, il trasmettitore associato al sistema di controllo del dispositivo di monitoraggio MSA genera buchi di rete, di durata controllata in un periodo di tempo prefissato, mediante l’impiego di un interruttore o relè allo stato solido, rappresentato dal triac T (già indicato anche in Fig. 2), il cui segnale di attivazione G (applicato al gate del triac T) è opportunamente sincronizzato con un segnale ZD che rileva il passaggio per lo zero (zero-crossing) della tensione di rete.

Il triac T è posto in parallelo al contatto normalmente chiuso RC di un opportuno relè elettromeccanico, in grado di gestire (e di interrompere, se necessario, come descritto in seguito) il flusso di corrente verso l’utenza elettrica HA, quando non vi è necessità di trasmettere dati, cioè di generare buchi di rete. Inoltre, il triac T ha l’ulteriore scopo di salvaguardare il contatto RC stesso, intervenendo prima di ogni sua commutazione per evitare lo scintillio (arco fotovoltaico) e quindi l’usura.

Ciò è ottenuto effettuando le commutazioni del contatto RC del relè sempre in condizioni di triac T chiuso (attivato), secondo una modalità, nota all’uomo del ramo, che si può riassumere nella sequenza delle tre operazioni che seguono:

1. chiusura del triac T ;

2. eccitazione (o diseccitazione) della bobina del relè RC;

3. apertura del triac T dopo che il contatto del relè RC ha terminato la sua operazione di commutazione, raggiungendo uno stato di stabilità (assenza di rimbalzi del contatto).

Il relè RC, il triac T ed il segnale di sincronismo ZD sono gestiti dal microcontrollore M1.

Riguardo alla logica di codifica dei dati binari da trasmettere, sono previste, secondo l’invenzione nella sua versione base, le seguenti due possibili modalità fra di loro alternative:

- codifica in logica positiva: un “uno” logico corrisponde alla presenza di un buco di rete ed uno “zero” logico corrisponde alla sua assenza nel periodo di tempo previsto per la trasmissione dati;

- codifica in logica negativa: uno “uno” logico corrisponde alla presenza di un buco di rete ed un “zero” logico corrisponde alla sua assenza nel periodo di tempo previsto per la trasmissione dati.

Il grafico rappresentato nella parte inferiore di Fig. 4 evidenzia, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, la trasmissione di una sequenza di 8 bit, impiegante una codifica in logica positiva, in cui la durata dei buchi di rete, associati agli “uno” logici, è pari ad un quarto del periodo di rete (5 mSec, nel caso in cui la frequenza di rete sia di 50 Hz). Tale sequenza di bit è preceduta da un segnale di avvio trasmissione, indicato con “Start”, che, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, è rappresentato con un buco di rete di durata pari ad un semi-periodo di rete (10 mSec, se la frequenza di rete è di 50 Hz).

La parte alta del grafico di Fig. 4 indica la sequenza temporale delle semi-onde alternate della tensione di rete (tensione A applicata all’utenza HA dal dispositivo MSA - vedi parte superiore di Fig. 4), mentre la parte bassa del grafico di Fig. 4 indica gli impulsi di segnale G applicati dal microcontrollore M1 al gate del triac T, in accordo con il livello logico di ciascun bit da trasmettere.

Nella Fig. 8a viene rappresentato, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, un diagramma di flusso indicante uno dei possibili protocolli di comunicazione da adottare per la trasmissione di informazioni digitali su rete elettrica secondo la forma realizzativa illustrata in Fig. 4.

Il blocco 1 di tale diagramma di flusso è un blocco di avvio; il blocco 2 è un blocco di test, in cui il programma di controllo verifica l’eventuale condizione di inizio della trasmissione. Se la condizione di inizio trasmissione non è verificata, il controllo resta al blocco 2; altrimenti, esso viene ceduto al blocco 3.

Il blocco 3 è un blocco di test in cui il programma di controllo ricerca la condizione di sincronismo con il passaggio per lo zero della tensione di rete (zero-crossing). Se la condizione di sincronismo non è verificata, il controllo resta al blocco 3; altrimenti, si procede al blocco 4, dove ha inizio la trasmissione.

I blocchi 4, 5 e 6 schematizzano, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, le seguenti tre fasi della trasmissione dei dati binari:

1. invio del segnale (STX) di avvio trasmissione, ossia del segnale indicato con “Start” in Fig. 2;

2. invio di una sequenza fissa di bit associata all’informazione digitale da trasmettere; 3. invio del segnale di controllo checksum relativo alla sequenza di bit trasmessi.

Concluso l’invio del checksum, il controllo passa al blocco 7, che è un blocco di test in cui è atteso un segnale ACK ( acknowledge ) di corretta ricezione da parte del sistema di controllo dell’utenza elettrica ricevente HA di Fig. 4.

Se il segnale ACK non è presente, il controllo passa al blocco 8; che è un blocco di test, il quale verifica il raggiungimento di un determinato tempo massimo ( time-out ) entro cui deve sopraggi ungere il segnale di ACK da parte del dispositivo ricevente HA.

Se il segnale ACK non sopraggiunge entro il tempo massimo previsto, il controllo torna al blocco 3, per una ripetizione completa della trasmissione; se invece il suddetto segnale di corretta ricezione sopraggiunge entro il tempo previsto, il controllo viene ceduto al blocco 9, che è un blocco di fine trasmissione.

3.3 Descrizione del ricevitore di buchi di rete

La descrizione del ricevitore di buchi di rete, secondo l’invenzione, fa riferimento alle Figg. Sa, 5b e 5c, dove sono rispettivamente illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, tre sue possibili realizzazioni circuitali.

Una prima realizzazione circuitale del ricevitore di buchi di rete, secondo l’invenzione nella sua versione base, è rappresentata in Fig. 5a, dove con TF (Transformer) è indicato il normale trasformatore contenuto nella scheda di controllo dell’utenza elettrica HA; con RB (Rectifier Bridge) è indicato un ponte di diodi impiegato per raddrizzare la tensione in uscita dal secondario del trasformatore TF; con FC (Filtering Capacitor) è indicato un condensatore di filtro; con VR (Voltage Regulator) è indicato un regolatore di tensione e con M2 è indicato un microcontrollore che gestisce il sistema di controllo dell’utenza elettrica HA.

Il ricevitore di Fig. 5a, associato al sistema di controllo dell’utenza elettrica HA, decodifica i buchi di rete prodotti dal trasmettitore di Fig. 4 mediante due diodi indicati con DI e D2, i cui anodi sono posti ai capi del secondario del trasformatore TF.

Le semi-onde in uscita dal secondario del trasformatore TF, raddrizzate dai diodi D 1 e D2, sono applicate alla base di un transistor TRI attraverso un partitore resistivo costituito dai resistori indicati con RI ed R2, generando un impulso positivo quando il transistor TRI è in interdizione (tensione applicata alla base inferiore a 0,6 Volt).

Ne segue che, in assenza di buchi di rete, il segnale B in corrispondenza del collettore del transistor TRI, applicato all’ingresso SD del microcontrollore M2, è normalmente basso, salvo nell’intorno del passaggio per lo zero della tensione di rete (zero-crossing) in cui si genera un impulso positivo (come indicato nella rappresentazione grafica di dettaglio posta sulla sinistra di Fig. 5a) del segnale in uscita dai catodi comuni dei diodi D1 e D2 amplificato dal transistor TRI. In tale rappresentazione di dettaglio si è considerato, per semplicità, il valore del resistore R2 molto maggiore di quello del resistore RI; quindi il transistor TRI si intende interdetto quando la tensione sui catodi dei diodi DI e D2 risulta inferiore a 0,6 Volt.

Più in generale, poiché l’ampiezza del suddetto impulso di zero-crossing dipende dal partitore R1-R2, quest’ultimo sarà scelto secondo convenienza in base all’applicazione, senza peraltro limitare in alcun modo la generalità dell’ invenzione.

In presenza di un buco dì rete , invece, il segnale B sul collettore del transistor TRI assume un valore alto, pari a Vcc (tensione regolata in uscita al regolatore di tensione VR) per effetto della presenza di un resistore di pull-up, indicato con R3. Conseguenza di ciò è l’andamento del segnale B (evidenziato nella parte alta del grafico in Fig. 5a), espresso in funzione del segnale A (evidenziato nella parte bassa dello stesso grafico) ed applicato all’utenza elettrica HA attraverso il dispositivo di monitoraggio MSA.

Come si può facilmente notare, l’informazione (“Start”, valore logico “uno”, valore logico “zero”) è contenuta nella durata del segnale B che si genera in corrispondenza del transistor TRI .

Una seconda possibile realizzazione circuitale del ricevitore di buchi di rete secondo l’invenzione, è rappresentata in Fig. 5b, dove TF è il trasformatore della scheda di controllo dell’utenza elettrica HA, RB è il ponte di diodi impiegato per raddrizzare la tensione in uscita dal secondario del trasformatore TF, DI è il diodo utilizzato per disaccoppiare l’uscita del secondario del trasformatore TF, FC è il condensatore di filtro, VR è il regolatore di tensione ed M2 è il microcontrollore che gestisce il sistema di controllo dell’utenza HA.

Rispetto alla precedente realizzazione circuitale, le semi-onde in uscita dal trasformatore TF sono raddrizzate dal ponte di diodi RB, anziché dai due diodi DI e D2 di Fig. 5a. Sempre attraverso il partitore resistivo RI-R2, il segnale è fornito alla base del transistore TRI,

Come si nota nella rappresentazione grafica di dettaglio sulla sinistra di Fig. 5b, il segnale B prelevato dal collettore del transistor TRI ha un andamento sostanzialmente coincidente con quello già descritto in relazione alla Fig. 5a.

Nel grafico di cui alla parte inferiore della Fig. 5b è poi evidenziato l’andamento del segnale B in funzione del segnale A, che, come si può facilmente riscontrare, è analogo a quello rappresentato in Fig. 5a.

In entrambe le soluzioni (Fig. 5a e Fig. 5b), il segnale applicato all’ingresso SD del microcontrollore M2 è di tipo digitale e i diversi tipi di informazione portati dal segnale decodificato sono distinti in base alla durata dell’impulso che viene prodotto.

Con riferimento alla durata del suddetto impulso, si distinguono i seguenti tre differenti tipi di informazione:

1. breve impulso di zero-crossing, la cui durata dipende sostanzialmente dal valore del partitore resistivo R1-R2 e che in figura corrisponde all’invio di uno “zero” logico (ipotizzando la scelta di una logica positiva);

2. impulso di durata pari a quella del buco di rete, che in figura corrisponde ad un quarto del periodo di rete, corrispondente all’invio di un “uno” logico (ipotizzando la scelta di una logica positiva);

3. impulso di avvio, indicato con “Start”, di durata pari ad un semi-periodo di rete. Una terza possibile realizzazione circuitale del ricevitore di buchi di rete secondo l’invenzione è rappresentata in Fig. 5c, dove TF è il trasformatore della scheda di controllo dell’utenza elettrica HA, RB è il ponte di diodi impiegato per raddrizzare la tensione in uscita dal secondario del trasformatore TF, DI è il diodo utilizzato per disaccoppiare l’uscita del secondario del trasformatore TF, FC è il condensatore di filtro, VR è il regolatore di tensione ed M2 è il microcontrollore che gestisce il sistema di controllo dell’utenza HA.

L’unica differenza, rispetto alla realizzazione circuitale di Fig. 5b, è rappresentata dal fatto che il segnale applicato all’ingresso SD del microcontrollore M2 è di tipo analogico, anziché digitale. Tale segnale, opportunamente adattato in ampiezza all’ingresso SD tramite il partitore resistivo R1-R2, sarà decodificato con l’ausilio di un opportuno convertitore analogico-digitale presente all'interno del microcontrollore M2. Nella parte alta del grafico in Fig. 5c viene rappresentato l’andamento del segnale B, espresso in funzione del segnale A (evidenziato nella parte bassa dello stesso grafico), applicato all’utenza elettrica HA attraverso il dispositivo di monitoraggio MSA.

Come si intuisce, in tutti e tre gli esempi di realizzazione circuitale del ricevitore di buchi di rete appena descritti, il costo dell’elettronica è minimo e coincide di fatto con quello di un normale circuito di rilevazione dello zero-crossing. Tuttavia, considerando che tale circuito è comunque necessario per il normale funzionamento del sistema di controllo dell’utenza elettrica HA, si evince come la rilevazione dei buchi dì rete, secondo l’invenzione, risulta praticamente a costo zero.

Nella Fig. 8b è rappresentato, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, un diagramma di flusso indicante uno dei possibili protocolli di comunicazione da adottare per la ricezione di informazioni digitali su rete elettrica, trasmesse attraverso la tecnica dei buchi di rete, secondo le forme realizzative dell’invenzione illustrate nelle Figg. 5a, 5b e 5c.

11 blocco 10 di tale diagramma di flusso è un blocco di avvio; il blocco 11 è un blocco di test, in cui il programma di controllo verifica l’eventuale arrivo del segnale STX, in precedenza indicato con “Start”, indicante l’inizio della trasmissione da parte del sistema di controllo del dispositivo di monitoraggio MSA. Se la condizione di inizio trasmissione non è verificata, il controllo resta al blocco 11; altrimenti, questo viene ceduto al blocco 12.

Il blocco 12 è un blocco di inizializzazione di un contatore N, in cui è memorizzato il numero NBT dei bit previsti nella trasmissione.

Il blocco 12 cede poi il controllo al blocco 13, che è un blocco di test in cui il programma di controllo ricerca la condizione di sincronismo, che è associata al passaggio per lo zero della tensione di rete (zero-crossing).

Se la condizione di sincronismo non è verificata, il controllo resta al blocco 13; altrimenti si procede al blocco 14, dove ha inizio il processo di ricezione vero e proprio. Il blocco 14 è un blocco di test in cui viene verificato il livello logico del bit ricevuto. Se il livello logico corrisponde ad un “1”, viene memorizzato tale valore nel corrispondente registro dei bit ricevuti; altrimenti, in assenza di un impulso associabile all”’l” logico all’interno del semi-periodo di rete (blocco 16, in cui la variabile “timeout” vale 10 mSec quando la frequenza di rete è 50 Hz), viene memorizzato uno “0” (blocco 17).

Successivamente il controllo passa al blocco 18, dove viene decrementato di un’unità il valore presente all’interno del registro N.

Segue poi il blocco 19, che è un blocco di test, in cui viene verificato il contenuto del registro N. Se N è maggiore di zero, il controllo toma al blocco 14 per l’acquisizione del successivo bit; se invece N è uguale a 0, il controllo passa al blocco 20, che è un blocco di test in cui viene effettuata la verifica della bontà dei dati attraverso la nota tecnica del controllo del checksum.

Se la verifica del checksum dà esito negativo, il controllo toma al blocco 11, dove viene attesa la ripetizione dell’ intera trasmissione da parte del dispositivo di monitoraggio MS A; se invece tale verifica è positiva, il controllo passa al blocco 21, che provvede all’invio del segnale ACK ( acknowledge ) di corretta ricezione delle informazioni digitali trasmesse dal dispositivo di monitoraggio MSA.

Il blocco 21 cede poi il controllo al blocco 22 di fine ricezione.

3.4 Generalizzazione della tecnica di trasmissione dati su rete elettrica a modulazione della potenza erogata

Un’implementazione più generale della sopra descritta tecnica di trasmissione dati su rete elettrica a modulazione/demodulazione della potenza erogata può prevedere, secondo l’invenzione, l’associazione di più bit a ciascuna semi-onda della tensione di rete. Ciò può essere ad esempio ottenuto imponendo a ciascun buco di rete una durata variabile, espressa come multiplo di una durata base DO (ad esempio: D0=0,1mSec), corrispondente al peso del bit più leggero

In tal caso la velocità di trasmissione può aumentare sensibilmente rispetto all ’esempio base in precedenza fornito (associazione di un bit a ciascuna semi-onda, con buchi di rete di una durata fissa,), dipendentemente dal tipo di modulazione adottato.

Ipotizzando per ragioni di semplicità l’impiego di una logica positiva, la codifica o la decodifica dei dati binari rispettivamente trasmessi o ricevuti può essere effettuata, secondo Γ invenzione nella sua versione più generale, adottando la modalità descritta qui di seguito. Tale modalità di codifica/decodifìca, indicata a puro titolo esemplificativo e non limitativo, associa ad ogni semi-onda della tensione di rete un “nibble", ossia una configurazione binaria costituita da 4 bit; alcuni esempi di codifica/decodifica secondo la suddetta modalità sono i seguenti:

nibble=”0000”: trasmissione/ricezione del numero decimale “zero” associato alla totale assenza di un buco di rete-,

nibble=”0001”: trasmissione/ricezione del numero decimale “uno” associato alla presenza di un buco di rete di durata pari a 0,1 mSec;

nibble- ’0011”: trasmi s sio ne/ricezione del numero decimale “tre” associato alla presenza di un buco di rete di durata pari a 0,3 mSec;

nibble=”0110”: trasmissione/ricezione del numero decimale “dieci” associato alla presenza di un buco di rete di durata pari a 1 mSec;

nibble=”1111”: trasmissione/ricezione del numero decimale “quindici” associato alla presenza di un buco di rete di durata pari a 1 ,5 mSec.

La velocità di trasmissione che ne deriva è quindi pari a 400 o 480 bps, con riferimento rispettivamente ad una frequenza di rete di 50 o 60 Hz.

3.5 Caso di utenza elettrica con sistema di controllo alimentato senza trasformatore di tensione.

Nel caso particolare in cui l’utenza elettrica HA fosse dotata di un sistema di controllo elettronico alimentato direttamente da rete tramite un’opportuna impedenza (per esempio di tipo R-C serie) anziché tramite trasformatore, la modalità di trasmissione e ricezione appena descritta dovrà essere limitata ad una sola semi-onda: quella che, attraverso l’impedenza di caduta della tensione di rete, alimenta il sistema di controllo elettronico. In tal caso, ovviamente, si dimezza la quantità di informazioni che si possono inviare in un secondo (baud-rate), ma la logica di trasmissione resta sempre la stessa, rientrando pienamente, come caso particolare, nei dettami della presente invenzione.

Un esempio di ricevitore di buchi di rete del tipo appena menzionato, associato ad un’utenza elettrica HA dotata di sistema di controllo elettronico alimentato direttamente dalla tensione di rete tramite un’impedenza capacitiva, è rappresentato nella Fig. 5d.

In tale figura, DZ1 indica un diodo zener che stabilizza la tensione di alimentazione Vcc, FC è il condensatore di filtro, ZI è l’impedenza di caduta (costituita dalla connessione in serie di un condensatore CI e di una resistenza RI ’) che alimenta il sistema direttamente dalla tensione di rete; M2 è il microcontrollore del sistema di controllo di HA, R2’ è la resistenza (di elevato valore: tipicamente 1 megaohm) attraverso cui viene prelevato il segnale di zero-crossing; con DI’, D2’ e R3’ sono indicati rispettivamente i due diodi e la resistenza che proteggono l’ingresso SD del microcontrollore M2 verso eventuali sovratensioni transitorie.

Il segnale di sincronismo prelevato attraverso la resistenza R2’ e presentato, tramite R3’, all’ingresso SD del microcontrollore M2, è tipicamente costituito, in assenza di buchi di rete, da un’onda quadra con duty-cyde 50% e con periodo TR pari al periodo associato alla frequenza di rete (es: TR = 10 mSec nel caso in cui la frequenza di rete sia di 50 Hz). In presenza di un buco di rete, invece, lintervallo temporale TRB fra due successivi fronti positivi diventa maggiore rispetto al periodo di rete TR, come indicato nella rappresentazione grafica di dettaglio sulla sinistra della Fig. 5d.

In questo caso l’informazione utile è associata alla sola semi-onda che alimenta il sistema di controllo di HA ed è contenuta, per esempio, nell’intervallo di tempo che separa un fronte negativo del segnale B dal suo successivo fronte positivo, in modo che l’intervallo TU associato ad un “uno” logico sia ben distinto dall’intervallo TZ associato ad uno “zero” logico, come rappresentato graficamente nella parte bassa della Fig. 5d. E’ evidente come sia possibile, per l’uomo del ramo, individuare altre possibili varianti circuitali di ricevitori di buchi di rete ed altre possibili modalità di interpretazione delle informazioni codificate senza, comunque, uscire dagli ambiti di novità insiti nell’idea inventiva.

E’ anche evidente, infine, che un ricevitore semplificato del tipo appena descritto può essere applicato con vantaggio, in virtù del suo costo minimo, anche quando il sistema di controllo elettronico dell’utenza elettrica HA fosse dotato di trasformatore, ma non richiedesse l’isolamento galvanico fra la propria massa logica e la tensione di rete.

4.1 Seconda tecnica dì trasraissione/ricezione dati su rete elettrica da un’utenza “HA” al dispositivo “MSA”: modulazione della potenza assorbita

La seconda tecnica di trasmissione dati su linea elettrica secondo l’invenzione utilizza, come mezzi di codifica di informazioni binarie, degli assorbimenti controllati di potenza elettrica ed è caratterizzata dai seguenti due elementi fondamentali:

- un trasmettitore, in grado di effettuare assorbimenti controllati di potenza elettrica in accordo con le informazioni binarie da trasmettere; un possibile schema circuitale di tale trasmetitore, che è parte del sistema di controllo elettronico di una generica utenza HA associata al dispositivo MSA, è illustrato nella parte superiore di Fig. 6; - un ricevitore, in grado di rilevare e decodificare tali assorbimenti di potenza elettrica; un possibile schema circuitale di tale ricevitore, che fa parte del dispositivo MSA, è illustrato nella parte superiore di Fig. 7.

La tecnica di trasmissione dati su rete elettrica a modulazione della potenza assorbita prevede, secondo un’implementazione di base dell’invenzione, l’associazione di un bit a ciascuna semi-onda della tensione di rete, essendo imposto ad ogni assorbimento di potenza un valore superiore ad una determinata soglia SS (ad esempio SS = 3W). In tal caso, considerando una frequenza di rete di 50 o 60 Hz, la velocità di trasmissione dei dati (baud-rate) è rispettivamente pari a 100 o 120 bps (bits per second).

4.2 Descrizione del trasmettitore di assorbimenti controllati di potenza elettrica La descrizione del trasmettitore di assorbimenti controllati di potenza elettrica, secondo l’invenzione, fa riferimento alla Fig. 6.

Secondo l’invenzione nella sua versione base, il trasmetitore inglobato nel sistema di controllo dell’utenza elettrica HA è programmato per generare assorbimenti controllati di potenza elettrica mediante l’impiego di un interruttore o relè allo stato solido, rappresentato dal triac indicato in Fig. 6 con Tl, il cui segnale di attivazione 01 (applicato al gate) è gestito dal microcontrollore M2, alimentato tramite un regolatore di tensione PS (Power Supply), ed è opportunamente sincronizzato con il segnale ZD che rileva il passaggio per lo zero della tensione di rete (zero-crossing).

Il triac Tl è associato ad un generico carico elettrico indicato con LI, opportunamente scelto fra quelli presenti sull’utenza eletrica HA.

Nel caso, molto particolare, in cui l’utenza elettrica HA non disponesse di alcun carico controllato con triac (ad esempio nel caso in cui tutti i carichi fossero gestiti con relè elettromeccanici), si impiegherà, secondo l’invenzione, una soluzione a basso costo costituita da un piccolo triac (quale, per esempio, un dispositivo da 0,8 A in contenitore plastico T092) con associato un carico elettrico resistivo di modesta potenza (ad esempio 10 W).\

Riguardo alla logica di codifica dei dati binari da trasmettere, sono previste secondo l’invenzione nella sua versione base, le seguenti due possibili modalità fra loro alternative:

- codifica in logica positiva: un “1” logico corrisponde alla presenza di un assorbimento di potenza elettrica superiore ad una determinata soglia SS (ad esempio SS = 3W) ed uno “0” logico corrisponde all’assenza di assorbimento di potenza; - codifica in logica negativa: uno “0” logico corrisponde alla presenza di un assorbimento di potenza elettrica superiore ad una determinata soglia SS (ad esempio SS = 3W) ed un “1” logico corrisponde all’assenza di assorbimento di potenza.

Il grafico presente nella parte inferiore di Fig. 6 rappresenta, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, la trasmissione di una sequenza di 8 bit impiegante una codifica in logica positiva, in cui gli assorbimenti di potenza, associati agli “1” logici, sono pari alla metà della potenza istantanea associata al carico LI e riguardano un quarto del periodo di rete (5 mSec, nel caso in cui la frequenza di rete sia di 50 Hz). Tale sequenza di bit è preceduta da un segnale di “Start” che, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, è stato rappresentato con un assorbimento pari alla piena potenza del carico LI, associato ad un periodo di rete (20 mSec, se la frequenza di rete è di 50 Hz).

Nella parte alta del grafico è rappresenta la tensione A ai capi del triac Tl, mentre nella parte bassa del grafico sono rappresentati gli impulsi O1 applicati dal microcontrollore M2 al gate del triac Tl stesso, in accordo con il livello logico di ciascun bit da trasmettere.

Uno dei possibili protocolli di comunicazione da adottare per la trasmissione di informazioni digitali su rete elettrica secondo la tecnica appena descritta, basata sugli assorbimenti controllati di potenza elettrica, è illustrato nel diagramma di flusso di Fig. 8a; come si nota, quindi, tale protocollo può coincidere perfettamente con quello associato al trasmettitore di buchi di rete, già descritto precedentemente (si veda il paragrafo 3 relativo alla “Descrizione del trasmettitore di buchi di rete”).

4.3 Descrizione del ricevitore di assorbimenti controllati di potenza elettrica La descrizione del ricevitore di assorbimenti controllati di potenza elettrica, secondo l’invenzione, fa riferimento alla Fig. 6, in cui con PM, S e MI indicano rispettivamente il misuratore di grandezze elettriche (tra cui la potenza), il sensore di corrente (uno shunt resistivo oppure un toroide o altro tipo di rilevatore di corrente) ed il microcontrollore che equipaggiano il dispositivo di monitoraggio SA, già descritti con riferimento alla Fig. 2.

Il microcontrollore MI, che gestisce il ricevitore presente nel dispositivo di monitoraggio MSA secondo l’invenzione nella sua versione base rileva la presenza di assorbimenti di potenza elettrica da parte dell’utenza HA e ne determina l’entità attraverso la misura continua della potenza erogata in corrispondenza di ciascuna semionda della tensione di rete, effettuata mediante il misuratore PM.

La decodifica degli assorbimenti controllati di potenza elettrica secondo l’invenzione, rappresentata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nel grafico di cui alla parte inferiore di Fig. 7, utilizza una logica di tipo positivo (cioè ad ogni assorbimento di potenza relativo ad una semi-onda è associato un “1” logico).

La parte inferiore del grafico rappresenta l’andamento della tensione di rete A misurata ai capi del triac TI impiegato per la comunicazione dall’utenza elettrica HA, mentre la parte superiore del grafico rappresenta la potenza B misurata dal dispositivo PM.

Il rilevatore di corrente S è rappresentato in Fig. 7, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, da un resistore di precisione a basso coefficiente termico (ad esempio S = 5 m Ω 1%), la cui tensione ai capi (V2) è proporzionale alla corrente che lo attraversa, secondo la nota legge di Ohm.

Più in generale, tale rilevatore S può essere rappresentato, secondo l’invenzione, da un qualsiasi altro rilevatore di corrente (ad esempio un trasformatore di corrente o toroide, un sensore ad effetto di Hall, eccetera).

Uno dei possibili protocolli di comunicazione da adottare per la ricezione di informazioni digitali su rete elettrica secondo la tecnica appena descritta, basata sugli “ assorbimenti controllati di potenza elettrica è illustrato nel diagramma di flusso di Fig. 8b; come si nota, quindi, tale protocollo può coincidere perfettamente con quello associato al ricevitore di buchi di rete, già descritto precedentemente (si veda il paragrafo 4 relativo alla “Descrizione del ricevitore di buchi di rete”).

Riguardo, infine, alla logica di decodifica dei dati binari ricevuti, valgono, secondo l’invenzione nella sua versione base, le due modalità descritte sopra in relazione al trasmettitore (vedere -paragrafo “Descrizione del trasmettitore di assorbimenti controllati di potenza elettrica ”).

4.4 Generalizzazione della tecnica di trasmissione dati su rete elettrica a modulazione della potenza assorbita

Un’implementazione più generale della sopra descritta tecnica di trasmissione dati su rete elettrica a modulazione/demodulazione della potenza assorbita può prevedere, secondo l’invenzione, l’associazione di più bit a ciascuna semi-onda della tensione di rete. Ciò può essere ad esempio ottenuto imponendo ad ogni assorbimento controllato di potenza elettrica un valore di entità variabile, espresso come multiplo di un assorbimento base PO (ad esempio: PO = 1 Watt) corrispondente a! peso del bit più leggero

In tal caso la velocità di trasmissione può aumentare sensibilmente rispetto all’esempio base in precedenza fornito (associazione di un bit a ciascuna semi-onda); ipotizzando infatti, per ragioni di semplicità, l’impiego di una logica positiva, la codifica o la decodifica dei dati binari rispettivamente trasmessi o ricevuti può essere effettuata, secondo l’invenzione nella sua versione più generale, adottando la modalità descritta qui di seguito.

Tale modalità di codifica/decodifica, indicata a puro titolo esemplificativo e non limitativo, associa ad ogni semi-onda della tensione di rete un nibble, ossia una configurazione binaria costituita da 4 bit; alcuni esempi di codifica/decodifica secondo la suddetta modalità sono i seguenti:

nibble=”0000”: trasmissione/ricezione del numero decimale “zero” associato alla totale assenza di assorbimento di potenza;

nibble=”0001”: trasmissione/ricezione del numero decimale “uno” associato ad un assorbimento di potenza pari ad 1 Watt;

nibble=”0011”: trasmissione/ricezione del numero decimale “tre” associato ad un assorbimento di potenza pari a 3 Watt;

nibble=”0110”: trasmissione/ricezione del numero decimale “dieci” associato ad un assorbimento di potenza pari a 10 Watt;

nibble=”1111”: trasmissione/ricezione del numero decimale “quindici” associato ad un assorbimento di potenza pari a 15 Watt.

La velocità di trasmissione che ne deriva è, come nel caso descritto al paragrafo 3.4, pari a 400 o 480 bps, con riferimento rispettivamente ad una frequenza di rete di 50 o 60 Hz.

Va infine precisato che, in accordo con quanto asserito in occasione della descrizione del dispositivo PM (power meter) rappresentato in Fig. 2 e replicato in Fig. 7, la misura rigorosa della potenza (grandezza derivata) quale è in grado di effettuare il dispositivo CS5460 di Cirrus Logic (Fig. 2) può essere sostituita da una semplice misura di corrente (grandezza primaria), senza peraltro uscire dagli ambiti di novità insiti nell’idea inventiva.

In tal caso, infatti, il concetto di “ potenza assorbita ” associato alle Figg. 6 e 7 viene semplicemente sostituito con quello di “ corrente assorbita ”, senza pregiudicare in alcun modo la valenza innovativa dell’idea appena descritta.

5. Esempi di impiego delle tecniche di modulazione di potenza

Posto che entrambe le tecniche di trasmissione dati su rete elettrica appena descritte riguardano la modulazione della potenza erogata o assorbita, si conviene di definire tale tipo di modulazione, a scopo puramente indicativo, con il termine di modulazione di potenza {power modulation).

Le suddette tecniche di trasmissione dati su linea elettrica possono essere vantaggiosamente impiegate, secondo l’invenzione, sia in modalità singola che in modalità combinata; inoltre, l’invenzione può essere applicata nella sua versione base, oppure in quella di carattere più generale.

5.1 Primo esempio di impiego del dispositivo MSA

(Ricezione informazioni diagnostiche)

Per fare un esempio specifico di impiego delle tecniche di trasmissione/ricezione in precedenza indicate, si faccia riferimento alla Fig. 2, e si ipotizzi una implementazione del sistema nella sua versione base (cioè caratterizzata dalla trasmissione/ricezione di un bit per ogni semi-onda della tensione di rete).

Come detto, il PM di Fig. 2 rappresenta di fatto il blocco di ricezione delle informazioni trasmesse dall’utenza HA sotto forma di assorbimenti controllati potenza elettrica, secondo la tecnica in precedenza descritta; il blocco TCR rappresenta invece il blocco di trasmissione da parte del dispositivo di monitoraggio MSA delle informazioni codificate attraverso la tecnica dei buchi di rete in precedenza descritta.

Viceversa, il sistema di controllo della generica utenza HA contiene al suo interno due opportuni blocchi funzionali: l’uno per la trasmissione di informazioni digitali mediante la tecnica degli assorbimenti controllati di potenza elettrica (si veda quanto descritto in precedenza con riferimento alla Fig. 6) e l’altro per la ricezione di informazioni digitali mediante la tecnica dei buchi di rete, inviate dal dispositivo di monitoraggio MSA (si veda quanto descritto in precedenza con riferimento alle Figg. 5a, 5b, 5c e 5d).

Si consideri ora che una delle funzioni più rilevanti del dispositivo MSA, fra quelle elencate in apertura della descrizione dell’invenzione, è costituita dal punto “j”, ossia la generazione di informazioni diagnostiche relative al funzionamento di ciascuna delle utenze elettriche HA1-HA4, ricavate sulla base degli andamenti delle grandezze elettriche misurate da MSA; ciò in considerazione del fatto che tale funzione è associata all’importantissimo concetto di assistenza remota e di manutenzione preventiva nei confronti delle stesse utenze elettriche.

Tale punto, però, è anche fra i più critici, perché presuppone la capacità, da parte del dispositivo di monitoraggio MSA, di individuazione di guasti o malfunzionamenti dell’utenza elettrica HA in maniera indiretta, ossia sulla base della sola analisi dei valori degli assorbimenti di potenza e/o di quelli di eventuali altre grandezze elettriche misurabili tramite il misuratore PM.

Una tale criticità potrebbe essere risolta solo mediante un dialogo diretto fra il dispositivo di monitoraggio MSA e l’utenza elettrica HA, presupponendo però che il sistema di controllo della seconda sia dotato di capacità di autodiagnosi.

Tale dialogo diretto, però, non è facilmente realizzabile impiegando tecniche note, in quanto troppo costose (sistemi di trasmissione ad onde convogliate) o difficilmente praticabili (connessione diretta tramite cavo specifico che induce complessità e costi in sede di produzione ed installazione delle utenze elettriche).

Applicando invece le tecniche di trasmissione a modulazione di potenza in precedenza descritte, il problema del dialogo diretto fra il dispositivo MSA e le utenze ad esso connesse può essere risolto in maniera totale e praticamente senza costi aggiuntivi. Tornando, infatti, al caso dell’applicazione di Fig. 1 e 3, una o più delle utenze elettriche HA1-HA4, se all’uopo predisposta secondo quanto descritto con riferimento alle Figg. 6 e 7, potrà inviare al dispositivo MSA secondo l’invenzione tutte le informazioni che, giorno dopo giorno, il suo sistema di controllo elettronico è in grado di ricavare o generare; a tale scopo verrà impiegata la tecnica della modulazione/demodulazione della potenza assorbita, basata sugli assorbimenti controllati di potenza elettrica.

Tali informazioni potranno alToccorrenza essere memorizzate nel blocco di memoria MEM del dispositivo MSA: si pensi ad esempio ad informazioni di tipo diagnostico, che in un secondo tempo potranno essere rese disponibili a chi è preposto all’assistenza tecnica delle utenze stesse (ad esempio tramite un centro di elaborazione dati remoto, raggiunto telefonicamente in maniera opportuna, prelevando i dati da trasmettere direttamente dalla rete elettrica domestica) attraverso il blocco PLM, gestito secondo il protocollo di comunicazione LonTalk®.

Analogamente, il dispositivo di monitoraggio MSA potrà inviare ad una o più delle utenze HA1-HA4, se all’uopo predisposte secondo quanto descritto con riferimento alle Figg. 4 e 5, informazioni di varia tipologia, ad esempio relative agli assorbimenti di potenza dei propri carichi elettrici (utili per fini diagnostici) ed eventuali altre informazioni provenienti dal mondo esterno (attraverso il sistema di comunicazione ad onde convogliate rappresentato in Fig. 2 dal blocco N tratteggiato); a tale scopo verrà impiegata la tecnica della modulazione/demodulazione della potenza erogata, basata sulla trasmissione di buchi di rete.

In conclusione, quindi, l’applicazione appena descritta indica una soluzione particolarmente efficace per realizzare prodotti in grado di generare importanti informazioni (di tipo energetico, funzionale, diagnostico e statistico) e di metterle a disposizione del mondo esterno mediante un opportuno sistema di comunicazione. 5.2 Secondo esempio di impiego del dispositivo MSA

(Gestione consumi, assistenza tecnica e controllo remoto)

In Fig. 9 viene illustrata una possibile applicazione generale del dispositivo MSA secondo la presente invenzione.

In tale figura viene illustrato in maniera schematica un sistema costituito da una pluralità di utenze elettriche domestiche, connesse mediante una opportuna rete di comunicazione, avente l’obiettivo di razionalizzare gli assorbimenti di potenza elettrica da parte di dette utenze, allo scopo di evitare il superamento di un determinato limite di potenza prestabilito, rappresentato dal valore della potenza contrattuale o da altro valore limite fissato per convenienza dall’utente.

La struttura generale del sistema di Fig. 9 è del tipo descritto in EP-A-0 727 668, i cui insegnamenti al riguardo si intendono qui incorporati per riferimento.

In tale ottica, alcune delle utenze elettriche domestiche sono opportunamente predisposte per auto regolare dinamicamente il proprio assorbimento di potenza adattandolo costantemente alle esigenze energetiche globali, variabili nell'arco della giornata, dell'ambiente domestico in cui si trovano ad operare. In altre parole, tali utenze elettriche domestiche sono dotate, secondo l'invenzione, di rispettivi sistemi di controllo “intelligenti” aventi almeno le seguenti caratteristiche fondamentali:

1) Capacità di ricevere l'informazione sulla potenza totale assorbita (o, più semplicemente, sulla corrente totale assorbita) dall’ambiente domestico, unitamente al limite massimo prefissato per tale ambiente, dette informazioni essendo fornite da un apposito dispositivo di misura adatto allo scopo. L’esemplificazione legata alla misura della corrente anziché della potenza è giustificata dal fatto che il dispositivo che limita il valore massimo di potenza erogabile in base al contratto di fornitura è tipicamente un limitatore termico, il cui intervento di interruzione della rete elettrica è causato dal riscaldamento provocato dal flusso della corrente.

2) Capacità di interpretare l’informazione sull’assorbimento totale di potenza in funzione del limite di potenza massima erogabile definito dal contratto di fornitura (potenza contrattuale), oppure in funzione di un limite di convenienza (legato ad esempio ad un minore costo dell’energia elettrica) prefissato dall’utente.

3) Capacità di gestire costantemente il proprio assorbimento di potenza in maniera coerente con la funzione propria dell’utenza elettrica stessa e, per quanto possibile, con quella svolta dalle altre utenze elettriche della casa con cui essa può dialogare. Dal punto 1) citato emerge l'esigenza di disporre di un idoneo strumento per la misura della potenza elettrica (ovvero, più semplicemente, della corrente) assorbita dall’ambiente domestico e quella di disporre di un adeguato sistema di comunicazione fra il suddetto apparato di misura e le utenze elettriche all’uopo dotate di un sistema di autoregolazione dinamica del proprio assorbimento di potenza.

Dai punti 2) e 3) citati emerge la necessità di dotare le utenze elettriche domestiche di un sistema di controllo che sia in grado, in base alle informazioni trasmesse dal misuratore di potenza (o di corrente), di contribuire a mantenere l’assorbimento totale di potenza (o di corrente) dell’intero ambiente domestico al di sotto del limite massimo, ricercando di volta in volta il miglior compromesso possibile fra la necessità di ridurre la potenza assorbita e quella di garantire comunque una prestazione accettabile.

A tale scopo, in Fig. 9 è indicata con RE una rete di comunicazione dell’ambiente domestico, a cui sono collegati i vari apparati domestici. Nel caso esemplificato, la rete RE è costituita dalla stessa rete elettrica dell’ambiente domestico ed il sistema di comunicazione tra i vari apparati domestici è del tipo ad onde convogliate (power line carrier). Questo sistema di comunicazione è noto e consente lo scambio di informazioni tra vari moduli di interfaccia, o nodi di comunicazione N, attraverso lo stesso cavo di alimentazione dell’utenza elettrica, senza cioè la necessità di introdurre nella casa un sistema di cablaggio supplementare.

Con CE è indicato un comune contatore di energia elettrica associato all’ambiente domestico cui il sistema di Fig. 9 si riferisce. Con QE è indicato il quadro elettrico principale, posizionato subito a valle del contatore CE, o comunque all’ingresso dell’ambiente domestico, e contenente, oltre ai tradizionali dispositivi di attuazione (interruttori) e di sicurezza (limitatori di potenza, “salvavita”, eccetera...), anche un opportuno dispositivo MPE, connesso in rete attraverso un relativo nodo di comunicazione N.

Il dispositivo MPE è previsto per misurare costantemente il valore della potenza (o corrente) totale assorbita dall’ambiente domestico e di inviare sulla rete RE il valore di tale misura, unitamente a quello del limite massimo di potenza (o corrente) consentito. Si noti che i nodi indicati con N in Fig. 9 sono del tutto simili a quello in precedenza descritto con riferimento alle Figg. 2 e 3.

Con HA1-HA4 sono rappresentate le già citate utenze elettriche connesse al dispositivo di monitoraggio MS A secondo l’invenzione, ossia un piano di cottura con relativa cappa aspirante, un forno elettrico, una lavastoviglie ed un frigorifero; si supponga che tali elettrodomestici siano dei tipo built-in, ed in quanto tali integrati all’interno dei mobili di una cucina componibile, indicata nel complesso con CC. Il dispositivo MSA risulta naturalmente connesso alla rete di comunicazione costituita da RE tramite il relativo nodo N, illustrato in Fig. 2.

Con LB è poi indicata una macchina lavabiancheria, opportunamente connessa in rete attraverso un proprio modulo di interfaccia N.

Si supponga che il sistema di controllo elettronico di tale lavabiancheria LB e quello del frigorifero HA4 abbiano le funzionalità in precedenza citate con riferimento a EP-A-0 727 668; elettrodomestici di tale tipo saranno in seguito anche indicati, per le ragioni descritte sopra, come elettrodomestici o utenze “intelligenti”;

Si supponga invece che l’utenza “piano di cottura - cappa aspirante” HAI, il forno HA2, la lavastoviglie HA3 siano dotati di un sistema di controllo che, seppur di tipo elettronico, non abbia le potenzialità indicate sopra con riferimento a EP-A-0 727 668, e quindi di tipo “non intelligente”, cioè non in grado di autoregolare il proprio consumo di energia sulla base delle informazioni fomite dal misuratore di potenza (o corrente) MPE posto all’inizio dell’impianto elettrico.

Tali utenze HA1-HA3 possono tuttavia essere rese parti attive del sistema di auto regolazione degli assorbimenti di potenza tramite l’impiego del dispositivo MSA secondo la presente invenzione.

A tale scopo, il sistema di controllo del dispositivo di monitoraggio MSA è programmato per “emulare” le capacità proprie dei sistemi di controllo degli elettrodomestici “intelligenti”; infatti detto sistema di controllo del dispositivo di monitoraggio MSA sarà in grado, in base alle informazioni trasmesse in rete dal misuratore di potenza MPE, di contribuire a mantenere l’assorbimento totale di potenza dell’intero ambiente domestico al di sotto del limite massimo, ricercando di volta in volta il miglior compromesso possibile fra la necessità di ridurre la potenza assorbita, attraverso azioni ON/OFF sull’alimentazione della relativa utenza effettuate mediante i relè normalmente chiusi RC (Figg. 2-4), e quella di garantire comunque una prestazione accettabile da parte dell’utenza stessa.

A tale proposito si noti che, grazie al fatto che il dispositivo di monitoraggio MSA secondo Γ invenzione è in grado di conoscere in quale fase di lavoro si trovino le relative utenze elettriche associate, l’eventuale azione di ON/OFF su più di un apparato di tipo “non intelligente” può essere decisa in maniera tale da limitare al minimo le inefficienze legata alla interruzione dell’alimentazione di rete.

Il dispositivo MPE, dovendo misurare la potenza (o corrente) totale assorbita dall’ambiente domestico, è riferito al tratto iniziale non sezionato della rete elettrica RE ed è, come detto, in grado di inviare direttamente sulla rete elettrica RE, tramite il relativo modulo di interfaccia N, Γ informazione contenente il valore della potenza (o corrente) totale assorbita dall’ambiente domestico e quello del limite massimo consentito (potenza contrattuale o altro valore di convenienza fissato dall’utente).

La logica di controllo del misuratore MPE, basata sull'impiego di un microprocessore, svolge almeno due funzioni fondamentali:

- la funzione di misura della potenza attiva (o più semplicemente della corrente) totale assorbita dalla globalità delle utenze elettriche presenti nel medesimo ambiente domestico;

- la funzione di invio di tale informazione, unitamente a quella relativa al limite massimo di potenza (o corrente) assorbibile, sulla stessa linea elettrica RE mediante il sistema di trasmissione ad onde convogliate attraverso il nodo di comunicazione N. In termini generali, il funzionamento del sistema di Fig. 9 in relazione all’obiettivo di razionalizzare gli assorbimenti di potenza elettrica è il seguente.

L’energia elettrica per l’ambiente domestico viene prelevata dalla rete di distribuzione esterna attraverso il contatore di energia CE. La potenza assorbita dall’ambiente domestico è, come già accennato, limitata mediante un opportuno dispositivo limitatore (non rappresentato) che limita la potenza installata in accordo con il contratto di fornitura; nel caso esemplificato, si assuma ad esempio che sia stabilito un limite massimo Pmax di potenza erogabile pari a 3 kWh (potenza contrattuale).

Attraverso normali prese di corrente vengono alimentati elettricamente sia la lavabiancheria LB che il dispositivo di monitoraggio MSA, e quindi, attraverso questo, le utenze HA1-HA4.

Il sistema di controllo della lavabiancheria LB riceve quindi periodicamente, dal misuratore MPE, il valore misurato della potenza totale PT, assorbita dall’ intero ambiente domestico, ed il prefissato valore Pmax della potenza massima consentita. Le stesse informazioni vengono inoltre ricevute dal dispositivo MSA, il quale provvede a comunicarle anche all’ unico elettrodomestico “intelligente” ad esso associato, ossia il frigorifero HA4 (come sopra ipotizzato a puro titolo esemplificativo e non limitativo), tramite la tecnica di trasmissione basata sulla modulazione della potenza erogata, in precedenza descritta.

A seguito del ricevimento delle suddette informazioni, il sistema di controllo di ciascuno elettrodomestico “intelligente” attivo, ossia LB e HA4 verifica se il valore corrente della potenza totale PT assorbita dall’intero ambiente domestico sia in fase di superamento del valore della massima consentita Pmax.

Con riferimento alla lavabiancheria LB, se ad esempio il valore attuale della potenza totale assorbita PT dall’ambiente domestico, con la messa in funzione di un certo ciclo di funzionamento della lavabiancheria stessa, risultasse maggiore di Pmax, allora il sistema di controllo provvederebbe immediatamente a ridurre il consumo di energia del relativo elettrodomestico “intelligente” LB di una quantità maggiore o uguale alla differenza PT-Pmax; successivamente, il sistema di controllo della lavabiancheria LB si aggiornerebbe sul nuovo valore della potenza totale PT assorbita dalle varie utenze attive dell'ambiente domestico, sempre sfruttando la comunicazione periodica del misuratore MPE.

Al contrario, se PT fosse minore o uguale a Pmax, allora il sistema di controllo verificherebbe lo stato di assorbimento di potenza del relativo elettro domestico “intelligente” LB in funzione di un’eventuale modifica del suo modo di funzionamento. Se l'elettrodomestico “intelligente” LB, a seguito di questo controllo, risultasse operare in condizioni di funzionamento normale, cioè se la potenza da questo assorbita risultasse esattamente quella necessaria in quel momento per il suo normale funzionamento, il sistema di controllo della lavabiancheria LB effettuerebbe il solo aggiornamento nella sua memoria interna del valore della potenza totale assorbita dall’ambiente domestico, senza variare però la sua modalità di funzionamento.

Se invece il sistema di controllo della lavabiancheria LB fosse già stato costretto in precedenza a ridurre il consumo di energia del relativo elettrodomestico, il medesimo potrebbe ora decidere per un aumento dell’assorbimento di potenza, tenendo però presente che la quantità massima di potenza aggiuntiva non potrà comunque superare la differenza Pmax-PT.

Analoghe considerazioni valgono con riferimento anche all’altro elettrodomestico “intelligente” HA4 connesso in rete tramite il dispositivo MSA; ovviamente, trattandosi quest’ultimo di un frigorifero e quindi di un apparato che deve necessariamente lavorare con continuità, le azioni di “autoregolazione” della potenza assorbita saranno limitate rispetto al caso di una lavabiancheria; in altri termini, al fine di non superare il limite Pmax, il sistema di controllo del frigorifero HA4 sarà programmato per limitare i propri assorbimenti, ma sempre nel rispetto dell’esigenza di garantire la buona conservazione delle derrate in esso contenute).

Pertanto, il sistema di controllo di ciascun elettrodomestico “intelligente” LB e HA4, HA2-HA4 ha la capacità di ridurre o riportare alla normalità l’assorbimento di potenza elettrica richiesto dalla particolare fase del ciclo di funzionamento in cui si trova ad operare l'elettrodomestico stesso.

Il sistema di auto regolazione della potenza assorbita da ciascuna utenza “intelligente” può ovviamente essere molto più sofisticato di quello appena descritto a puro scopo esemplificativo, ma l’approfondimento di questo aspetto esula dagli scopi della presente invenzione.

Il sistema descritto prevede, ovviamente, delle regole di priorità fra le varie utenze elettriche, allo scopo di garantire una ripartizione dinamica della potenza in funzione del tipo di apparati domestici che sono di volta in volta contemporaneamente attivi, ed in funzione del l'importanza del ruolo svolto da detti apparati nei confronti dell'utente. Infatti, nel caso in cui siano contemporaneamente attivi, per esempio, il forno HA2 e la lavabiancheria LB, quest’ultima può decidere automaticamente di lasciare spazio al forno, in quanto la cottura del cibo è da considerarsi prioritaria rispetto al lavaggio delle biancheria; come conseguenza, ad esempio, la lavabiancheria procederà al riscaldamento dell'acqua solo durante le pause naturali del riscaldamento del forno. Per quello che riguarda gli elettrodomestici non intelligenti HA1-HA3, essi potrebbero, in generale, avere assegnata la priorità massima a causa della impossibilità, da parte del dispositivo MSA, di effettuare un “dosaggio” raffinato dell’assorbimento di potenza, salvo la possibilità di intervenire in modalità ON/OFF - aprendo il contatto RC del relè rappresentato nelle Figg. 2, 3 e 4 - quando necessario.

Infatti, come in precedenza chiarito, il dispositivo di monitoraggio MSA è in grado di riconoscere con buona approssimazione la funzione che le utenze elettriche associate stanno realizzando; pertanto, se la fase di funzionamento che sta eseguendo una data utenza elettrica “non intelligente” non fosse considerata critica, il dispositivo di monitoraggio MSA potrebbe decidere, se necessario al fine di non superare il limite della potenza contrattuale, di interrompere il flusso della corrente elettrica verso l’utenza stessa, mediante l’apertura del relativo relè RC comandata dal microcontrollore MI. Quando la potenza totale PT assorbita dall’ambiente domestico sarà ritornata al di sotto del valore Pmax, il sistema di controllo del dispositivo MSA potrà decidere la chiusura di tale del relè RC, tornando ad alimentare la relativa utenza.

Inoltre, anche il fatto che il dispositivo di monitoraggio MSA sia in grado di generare ed immettere sulla rete RE informazioni rappresentative delle funzioni che le relative utenze elettriche domestiche stanno realizzando, consente di aumentare ulteriormente l’efficienza del sistema di gestione dell’energia in ambito domestico.

Si supponga ad esempio, a tale proposito, il caso in cui siano contemporaneamente attivi un condizionatore d’aria (non rappresentato) connesso al dispositivo MSA, e la lavastoviglie LS; si supponga altresì che il condizionatore abbia determinato il raggiungimento di una temperatura ambiente ormai prossima a quella selezionata, mentre la lavastovìglie sia quasi alla fine di una fase di risciacquo. Per tale caso, il sistema di controllo del dispositivo MSA potrà decìdere di arrestare temporaneamente l’assorbimento di corrente del condizionatore stesso (tramite apertura del relativo relè RC), onde consentire il completamento della fase che la lavastoviglie sta svolgendo; al termine di tale fase, il sistema di controllo del dispositivo MSA potrà comandare la chiusura del citato relè RC, consentendo così una nuova alimentazione del condizionatore.

In conclusione, attraverso la modalità di gestione degli assorbimenti di potenza appena descritta, diventa possibile per l’utente l’attivazione contemporanea di più utenze elettriche, sia del tipo “intelligente” che del tipo “reso intelligente” dalla presenza del dispositivo MSA oggetto della presente invenzione. In questo modo è possibile impegnare una potenza elettrica teorica complessiva ben superiore a quella installata per il singolo ambiente domestico, senza tuttavia che ciò provochi dei black-out o, comunque, il superamento di un prefissato limite massimo di potenza assorbibile.

Pertanto il dispositivo di monitoraggio MSA secondo l’invenzione può vantaggiosamente essere utilizzato anche ai fini della razionalizzazione dei consumi energetici in ambito domestico.

Completando la descrizione della Fig. 9, con RT viene indicata una linea telefonica presente nell’ambiente domestico, alla quale è ad esempio connesso un apparecchio telefonico TE; alla linea RT è connesso anche un nodo telefonico NT, impiegato per la trasmissione remota di informazioni verso un eventuale Centro di Assistenza e Manutenzione preventiva per le varie utenze elettriche domestiche.

11 nodo NT è dotato di opportuni mezzi per

- raccogliere periodicamente, attraverso la stessa rete elettrica RE, informazioni di tipo funzionale , diagnostico e statistico (ed eventualmente energetico),' nel caso dell’utenza LB, tali informazioni saranno generate direttamente dal sistema di controllo elettronico “intelligente” della lavabiancheria LB e trasmesse in rete tramite il relativo nodo N; nel caso dell’utenza HA4, tali informazioni saranno generate direttamente dal sistema di controllo elettronico “intelligente” del frigorifero e trasmesse da questo, tramite il sopra descritto sistema di trasmissione ad assorbimenti controllati di potenza elettrica, al dispositivo MSA, che a sua volta le trasmetterà in rete tramite il proprio nodo N interno (Fig. 2); nel caso degli elettrodomestici HA1-HA3, le informazioni funzionali, diagnostiche e statistiche (ed eventualmente energetiche ) verranno invece generate direttamente dal dispositivo MSA, nei modi in precedenza descritti, che poi le immetterà in rete tramite il proprio nodo N interno di Fig. 2 (si noti che, come spiegato in precedenza al paragrafo 5.1, informazioni diagnostiche potrebbero essere generate direttamente dal sistema di controllo degli elettrodomestici HA1-HA3, e da questi trasmessi al dispositivo MSA tramite il sistema basato sugli assorbimenti controllati di potenza elettrica)',

- memorizzare dette informazioni su opportuni mezzi di memoria non volatile, - rendere successivamente dette informazioni disponibili verso l’esterno, secondo modalità opportune, attraverso la linea telefonica.

Tali funzioni sono svolte dal dispositivo NT mediante mezzi noti, quali un microcontrollore opportunamente programmato, dotato di un idoneo modulo di interfaccia ad onde convogliate N e di mezzi di memoria elettronica non volatile, ma elettricamente aggiornabile (ad esempio di tipo EEPROM oppure di tipo FLASH). Si noti che il sistema di controllo del nodo telefonico NT può essere programmato per richiedere periodicamente (per esempio ogni 10 minuti o altro intervallo di tempo eventualmente programmabile attraverso opportuni mezzi esterni associabili al medesimo sistema di comunicazione ad onde convogliate), sempre tramite la linea di comunicazione costituita dalla stessa rete elettrica RE, le nuove informazioni, di volta in volta eventualmente disponibili, che vengono generate dai sistemi di controllo di ciascun elettrodomestico “intelligente” attivo e dal sistema di controllo del dispositivo MSA associato ad utenze elettriche “non intelligenti” attive; dette informazioni vengono raccolte all’interno degli opportuni mezzi di memoria non volatile di cui, come detto, dispone lo stesso nodo telefonico NT.

Il “data base” associato ai mezzi di memoria del nodo telefonico NT viene pertanto mantenuto costantemente aggiornato e costituisce l’immagine dei contenuti di informazione presenti all’interno dei mezzi di memoria propri di ciascun elettrodomestico “intelligente” e del dispositivo MSA.

Il contenuto di detto “data base” può essere periodicamente inviato, da parte del nodo telefonico NT, ad un Centro di Assistenza e manutenzione preventiva per gli scopi sopra descritti. Il nodo NT, infatti, può essere programmato per inviare periodicamente, (per esempio ogni 24 ore o altro intervallo di tempo eventualmente programmabile attraverso opportuni mezzi esterni associabili al medesimo sistema di comunicazione ad onde convogliate), verso un Centro di Assistenza e manutenzione preventiva esterno, tramite la rete telefonica commutata tradizionale e mediante un opportuno modem analogico tradizionale, detto “data base” contenente le informazioni messe a disposizione sulla rete elettrica RE dai vari elettrodomestici “intelligenti” e dai dispositivi di monitoraggio AI.

Preferibilmente, il nodo NT dispone anche di opportuni mezzi di input, quali ad esempio una tastiera, attraverso cui l’utente possa attivare a sua discrezione la trasmissione del contenuto di detto “data base” verso il suddetto Centro di Assistenza remoto. Detto Centro di Assistenza è previsto per svolgere attività di assistenza e di manutenzione preventiva delle varie utenze domestiche, dette attività essendo regolate, ad esempio, da un apposito contratto stipulato con l’utente.

L’attività di assistenza è basata sui dati diagnostici, inviati al Centro dall’utente tramite il nodo telefonico NT, mentre l'attività di manutenzione preventiva è basata, oltre che su detti dati diagnostici , anche e soprattutto sui dati statistici, inviati al Centro di assistenza sempre tramite il noto telefonico NT.

In tal modo, quindi, il personale che è chiamato ad effettuare interventi di riparazione o manutenzione sulle varie utenze elettriche, ha la possibilità di disporre di informazioni relative allo stato di funzionamento ed alle vicende "storiche" delle stesse; secondo l’invenzione ciò è reso possibile, tramite l’impiego del dispositivo di monitoraggio MS A, anche per quelle utenze elettriche HA1-HA3 i cui sistemi di controllo interni non sono autonomamente in grado di generare tali informazioni.

Tornando ora alla Fig. 9, in essa viene indicato con GSM un nodo telefonico dotato di modem cellulare, di realizzazione in sé è nota, in grado di gestire la trasmissione e la ricezione di dati digitali.

Rispetto al nodo NT precedentemente descritto, il nodo telefonico MC impiega un modem in tecnologia GSM o GPRS (ed in futuro di tipo UMTS) anziché un modem analogico, ed utilizza la comunicazione a radiofrequenza (wireless) anziché quella basata sull’invio di segnali attraverso una linea telefonica commutata tradizionale.

Il nodo telefonico GSM risulta anch’esso connesso alla rete elettrica RE tramite un modulo di interfaccia N ad onde convogliate.

Con TC viene inoltre indicato un telefono cellulare di tipo GSM esterno, in grado di comunicare digitalmente con il nodo telefonico GSM, in particolare tramite messaggi alfanumerici di tipo SMS che sono più facilmente gestibili da parte dell’utente.

In generale, il nodo telefonico GSM può essere dotato di un sistema di controllo, e di relativi mezzi di memoria, che consentono di espletare, oltre alle sue funzioni specifiche di dialogo digitale con il telefono cellulare GSM dell’utente, anche le medesime funzioni proprie del nodo telefonico NT che sono state appena descritte. La presenza di tale nodo telefonico GSM, sebbene opzionale, si dimostra tuttavia particolarmente vantaggiosa, in abbinamento ad un telefono cellulare, ai fini di consentire direttamente ad un utente la possibilità di controllo remoto delle utenze elettriche presenti nell’ambiente domestico, siano esse del tipo “intelligente” oppure rese tali secondo l’invenzione dalla presenza di un dispositivo di monitoraggio MS A.

In tale ottica, infatti, è possibile controllare da una posizione remota, tramite il telefono cellulare TC, il funzionamento di una data utenza elettrica, ed è altresì possibile intervenire per modificare detto funzionamento.

Il sistema può ad esempio essere concepito in modo che l’utente possa inviare al nodo telefonico GSM, tramite il proprio telefono cellulare TC, comandi di tipo alfanumerico, ad esempio sotto forma di messaggi SMS, selezionandoli da un apposito menu (es: menu denominato “home control”). Il suddetto menu di comandi per la gestione delle utenze elettriche domestiche può risiedere all’intemo della memoria del cellulare, oppure in una opportuna SIM card, oppure ancora essere residente su un opportuno WAP Server, in accordo con la nota tecnologia WAP. Tali aspetti di tipo tecnologico, in ogni caso, sono ininfluenti ai fini della presente invenzione. Comunque, indipendentemente dalla tecnologia adottata per la gestione del menu per il controllo remoto della casa, tali tipi di messaggi possono ad esempio essere costituiti, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, da tre soli caratteri alfabetici e/o numerici, due dei quali indicativi della funzione richiesta (ad esempio “CS”, ad indicare Check Status), ed il rimanente indicativo dell’utenza di cui si desidera conoscere lo stato (ad esempio, 1 per la lavastoviglie HA3, 2 per il forno HA2, 3 per la lavabiancheria LB, eccetera).

Al ricevimento del suddetto messaggio, la logica di controllo del nodo telefonico GSM potrà ottenere le informazioni richieste interrogando, tramite la rete di comunicazione RE, direttamente il sistema di controllo dell’utenza “intelligente” o del dispositivo di monitoraggio MSA cui è associata l’utenza “non intelligente” di interesse.

In seguito all’ottenimento dell’ informazione richiesta, la logica di controllo del nodo telefonico GMS potrà poi informare l’utente inviando un opportuno messaggio SMS al suo telefono cellulare TC.

Il nodo telefonico GMS ed il telefono cellulare TC possono inoltre essere programmati per consentire la disattivazione di un’utenza elettrica domestica.

Tale operazione può essere eseguita, per esempio, nel caso in cui, a fronte della richiesta dello stato di funzionamento di cui al punto precedente, risulti che una determinata utenza sia attiva e l’utente desideri invece disattivarla.

In tale caso, l’utente potrà inviare al nodo telefonico GSM, a mezzo del telefono cellulare TC, un opportuno messaggio SMS contenente il comando di spegnimento dell’utenza elettrica di interesse.

Al ricevimento di detto messaggio, il sistema di controllo del nodo telefonico GSM provvederà a trasmettere, tramite la rete RE, un’istruzione al sistema di controllo dell’elettrodomestico “intelligente” di interesse, qual è ad esempio la lavabiancheria LB, il quale provvederà ad interrompere il ciclo di funzionamento in corso.

Nel caso di elettrodomestici “non intelligenti”, invece, il sistema di controllo del nodo telefonico GSM provvederà a trasmettere, tramite la rete RE, un’opportuna istruzione al sistema di controllo del dispositivo di monitoraggio MSA, il quale provvederà a comandare l’apertura del relè RC di pertinenza dell’utenza elettrica “non intelligente” di interesse, con la conseguente interruzione dell’alimentazione elettrica di quest’ultima. Una tecnica perfettamente analoga a quella appena descritta può essere utilizzata anche al fine di consentire l’attivazione di un’utenza elettrica domestica.

Un tale caso, naturalmente, presuppone che l’utenza “intelligente” (o resa tale secondo l’invenzione mediante il dispositivo MSA) di interesse sia comunque predisposta per essere attivata, ossia che il suo interruttore generale di alimentazione (tasto di ON/OFF) sia in condizione di chiusura ed il suo sistema di controllo, o quello del relativo dispositivo MSA, sia in uno stato di stand-by , nell’attesa dell’arrivo del comando di attivazione dell’utenza stessa.

Nel caso specifico del dispositivo MSA, esso dovrà prevedere opportuni mezzi che consentano all’utente di portare preliminarmente il contatto RC di ciascun relè (che sono, come detto, uno per ciascuno degli elettrodomestici controllati) in condizione di apertura, ossia in una sorta di posizione di stand-by. Tali mezzi potrebbero, ad esempio, essere costituiti da un semplice tasto di comando, posto sul dispositivo MSA ed associato ad una spia luminosa che espliciti lo stato del contatto RC del relè, tali tasti e spie sarebbero, ovviamente, in numero pari a quello dei relè e delle prese PC1-PC4 previsti dal dispositivo MSA.

Tramite tale tasto Putente, prima di uscire di casa, potrà pertanto interrompere a monte, attraverso l’apertura del contatto RC del relè, l’alimentazione all’utenza elettrica di interesse e procedere poi alla chiusura dell’interruttore di ON/OFF della stessa.

Qualora Putente desiderasse procedere all’attivazione, da posizione remota, dell’utenza elettrica di interesse, non dovrebbe far altro che inviare al nodo telefonico GSM, attraverso il proprio telefono cellulare TC, il relativo comando sotto forma di messaggio SMS.

Al ricevimento del detto comando, il sistema di controllo del nodo telefonico GSM provvederà a trasmettere, tramite la rete RE, un’istruzione al sistema di controllo del dispositivo di monitoraggio MSA, il quale a sua volta provvederà a comandare la chiusura del contatto RC del relè di interesse, con la conseguente alimentazione della relativa utenza elettrica, il cui tasto di ON/OFF già si trova in condizione di chiusura. A questo punto va sottolineato il fatto che la possibilità di utilizzo del dispositivo MSA secondo l’invenzione, in abbinamento ad una rete di comunicazione o “bus” domestico ed un nodo telefonico per la trasmissione di informazioni a livello remoto (quali sono rispettivamente la rete RE ed il nodo NT e/o il nodo GSM descritti con riferimento alla Fig. 9), costituisce unicamente un’applicazione particolarmente vantaggiosa dell’invenzione, tramite la quale può essere effettuata, da postazione remota rispetto all’ambiente domestico, sia una verifica diagnostica della funzionalità delle relative utenze elettriche, sia un loro controllo in termini di attivazione/disattivazione.

Ciò non toglie tuttavia che il dispositivo di monitoraggio MSA possa essere previsto semplicemente per generare e memorizzare localmente le informazioni, onde poi renderle accessibili in loco, al personale tecnico addetto.

In tale ottica, pertanto, il dispositivo MSA secondo l’invenzione potrebbe non essere dotato del nodo di comunicazione N, in quanto il prelievo delle necessarie informazioni contenute nei mezzi di memoria MEM potrebbe tranquillamente essere effettuato dal personale tecnico utilizzando un personal computer od altro opportuno apparato programmabile, connesso al sistema di controllo del dispositivo MSA tramite un’idonea porta di comunicazione.

Da quanto sopra risultano chiare le caratteristiche della presente invenzione, le quali vengono dettagliate nelle rivendicazioni allegate, che costituiscono parte integrante della presente descrizione; dalla descrizione effettuata e dalle relative rivendicazioni sono anche chiari i vantaggi della presente invenzione.

E’ chiaro che numerose varianti sono possibili per l’uomo del ramo al dispositivo descritto come esempio, senza per questo uscire dagli ambiti di novità insiti nell’idea inventiva.

Come in precedenza accennato, ad esempio, il trasmettitore associato alla tecnica di modulazione della potenza assorbita può, in generale, basarsi su qualsiasi carico elettrico della relativa utenza, purché gestito da un triac o simile interruttore controllato allo stato solido. In tal caso, nell’ipotesi in cui il carico fosse di potenza eccessiva, il sistema di controllo dell’utenza sarebbe programmato per applicare a tale carico solo la parte della tensione di rete necessaria per garantire un assorbimento di potenza adeguato ai fini di una corretta trasmissione delle informazioni.

E’ parimenti chiaro che, se il sistema di controllo dell’utenza è in grado di rilevare un eventuale malfunzionamento o guasto dello stadio di trasmissione costituito dal sistema "triac T carico elettrico LI" (si veda Fig. 6), il sistema di controllo stesso, opportunamente programmato allo scopo, può decidere di utilizzare un altro stadio "triac carico elettrico" al fine di trasmettere informazioni verso il mondo esterno; tale caso viene esemplificato in Fig. 6, ove con L2 ed LN sono appunto indicati degli ulteriori carichi elettrici dell’utenza HA, gestiti dai rispettivi triac T2 e TN comandati dal microcontrollore M2, ciascuno dei quali è perfettamente in grado di generare, in alternativa a TI , gli assorbimenti controllati di potenza elettrica secondo l’invenzione. Ne segue che, in caso di rilevazione di un malfunzionamento dello stadio di trasmissione “principale” Ll-Tl, il sistema di controllo dell’utenza HA sarà perfettamente in grado di segnalare tale problema diagnostico al mondo esterno, utilizzando allo scopo uno degli stadi “secondari” (ad esempio L2-T2), mediante la tecnica della modulazione della potenza assorbita.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema per il monitoraggio di almeno una utenza elettrica domestica (HA,HA1-HA4), in particolare un elettrodomestico, ove un dispositivo di monitoraggio (MSA) è connesso tra una sorgente di energia elettrica (OUT) e detta utenza, detto dispositivo di monitoraggio (MSA) comprendendo mezzi di misura (MP) per rilevare una o più grandezze elettriche associate al funzionamento di detta utenza (HA, HAI -HA4), caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di monitoraggio (MSA) comprende - mezzi di controllo (MI ,ΜΕΜ,Ν) programmati per - confrontare la o le grandezze elettriche misurate tramite detti mezzi di misura (MP) con valori di riferimento di detta o dette grandezze elettriche, che sono memorizzati all’ interno di detti mezzi di controllo; - generare, in funzione di detto confronto, informazioni rappresentative dello stato o fase di funzionamento corrente di detta utenza elettrica (HA,HA1-HA4); - consentire la lettura o la trasmissione di dette informazioni all’esterno di detto dispositivo (MSA); - mezzi di comunicazione, per realizzare una trasmissione e/o ricezione di dati o informazioni sulla linea di alimentazione elettrica che collega detta utenza (HA;HA1-HA4) a detto dispositivo (MSA), tramite una modulazione di potenza elettrica tra detta utenza (HA;HA1-HA4) e detto dispositivo (MSA) e/o viceversa.
2. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette grandezze elettriche comprendono: - la corrente elettrica assorbita istante per istante da detta utenza (HA;HA1 -HA4) e/o - la tensione di rete applicata a detta utenza (HA;HA1 -HA4) e/o - il fattore di potenza (cosΦ ) del carico elettrico rappresentato da detta utenza (HA;HA1-HA4) e/o - la potenza assorbita istante per istante da detta utenza (HA;HA1-HA4) e/o - l 'energia elettrica consumata da detta utenza (HA;HA 1 -H A4) e/o - le eventuali sovratensioni e/o abbassamenti di tensione della tensione di rete in un certo intervallo di tempo.
3. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (MI, MEM, N) sono inoltre programmati per generare, in funzione di detto confronto, informazioni rappresentative dello stato di efficienza o di funzionalità di detta utenza (HA;HA1-HA4).
4. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (ΜΙ,ΜΕΜ,Ν) sono inoltre programmati per generare, in funzione di detto confronto, almeno informazioni utili alla stima dello stato di usura di detta utenza (HA;HA1-HA4).
5. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (MI, MEM, N) sono inoltre programmati per generare informazioni rappresentative dei consumi di energia di detta utenza (HA;HA1-HA4), ed in particolare rappresentative della distribuzione di detti consumi in un periodo di riferimento.
6. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (ΜΙ,ΜΕΜ,Ν) sono inoltre programmati per ricevere direttamente da detta utenza (HA;HA1-HA4), tramite detti mezzi di comunicazione, delle informazioni, in particolare rappresentative dello stato di efficienza o di funzionalità dell’utenza medesima.
7. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (ΜΙ,ΜΕΜ,Ν) comprendono mezzi di memoria (MEM) contenenti dati o profili di riferimento, rappresentativi di un livello teorico di dette grandezze elettriche che detta utenza (HA,HA1-HA4) determinerebbe in condizioni di suo normale e corretto funzionamento.
8. Sistema, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (ΜΙ,ΜΕΜ,Ν) sono programmati per realizzare la memorizzazione di almeno una parte di dette informazioni in mezzi di memoria non volatile a lettura/scrittura (MEM).
9. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (ΜΙ,ΜΕΜ,Ν) comprendono mezzi di interfaccia (N), per la connessione di detto dispositivo (MSA) ad un bus di comunicazione (RE), in particolare del tipo ad onde convogliate, detti mezzi di controllo (MI, MEM, N) essendo programmati per rendere disponibili su detto bus (RE) almeno una parte di dette informazioni e/o a ricevere tramite detto bus (RE) delle istruzioni o informazioni.
10. Sistema, secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (MI, MEM, N) sono programmati per trasmettere a detta utenza (HA;HA1-HA4), tramite detti mezzi di comunicazione, informazioni e/o istruzioni ricevute tramite detto bus (RE).
11. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi interruttori (RC), in particolare comprendenti un relè del tipo normalmente chiuso, controllati da detti mezzi di controllo (ΜΙ,ΜΕΜ,Ν) per determinare un’interruzione dell’ alimentazione elettrica a detta utenza (HA;HA1-HA4).
12. Sistema, secondo le rivendicazioni 9 e 11, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (MI, MEM, N) sono programmati per realizzare la commutazione di detti mezzi interruttori (RC) in funzione di istruzioni ricevute tramite detto bus (RE).
13. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (ΜΙ,ΜΕΜ,Ν) sono programmati per riconoscere in modo automatico, tramite detto confronto, il tipo di detta utenza elettrica (HA,HA1-HA4).
14. Sistema, secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi di comando manuale per determinare una commutazione di detti mezzi interruttori (RC).
15. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comunicazione comprendono uno stadio di trasmissione o trasmettitore (T,RC,G,ZD) di detto dispositivo (MSA), controllato da detti mezzi di controllo (ΜΙ,ΜΕΜ,Ν) e programmato per realizzare una modulazione della potenza elettrica erogata da detto dispositivo (MSA) a detta utenza (HA;HA1-HA4).
16. Sistema, secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detta utenza (HA;HA1-HA4) è dotata di un sistema di controllo elettronico comprendente uno stadio di ricezione o ricevitore

programmato per decodificare detta modulazione della potenza elettrica erogata da detto dispositivo (MSA).
17. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta utenza (HA;HA1-HA4) è dotata di un sistema di controllo elettronico comprendente uno stadio di trasmissione o trasmettitore programmato per realizzare una modulazione della potenza elettrica assorbita da un carico (L1;L2,LN) dell’utenza medesima.
18. Sistema, secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comunicazione comprendono uno stadio di ricezione o ricevitore (PM,S,ZD) di detto dispositivo (MSA), controllato da detti mezzi di controllo (MI) e programmato per decodificare detta modulazione della potenza elettrica assorbita da detto carico (L1;L2,LN).
19. Sistema, secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detto trasmettitore di detto dispositivo (MSA) comprende mezzi (T,RC,G,ZD) per codificare informazioni binarie tramite interruzioni controllate della alimentazione della rete elettrica fornita da detto dispositivo (MSA) a detta utenza (HA;HA1-HA4).
20. Sistema, secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per codificare (T,RC,G,ZD) comprendono un interruttore o relè allo stato solido, in particolare un triac (T), il cui segnale di attivazione (G) è sincronizzato con un segnale (ZD) che rileva il passaggio per lo zero (zero-crossing) della tensione di rete.
21. Sistema, secondo la rivendicazione 20, caratterizzato dal fatto che detto interruttore o relè allo stato solido (T) è posto in parallelo al contatto normalmente chiuso (RC) di un relè elettromeccanico.
22. Sistema, secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che detto ricevitore di detta utenza (HA,HA1-HA4) comprende mezzi

per decodificare informazioni binarie prodotte da dette interruzioni controllate.
23. Sistema, secondo la rivendicazione 22, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per decodificare

comprendono due diodi (D1,D2), gli anodi dei quali sono in particolare posti ai capi del secondario di un trasformatore (TF) del sistema di controllo (M2) di detta utenza (HA,HA1-HA4).
24. Sistema, secondo la rivendicazione 23, caratterizzato dal fatto che le semionde in uscita dal secondario di detto trasformatore (TF), raddrizzate da detti diodi (D1,D2), sono applicate alla base di un transistor (TRI) attraverso un partitore resistivo (R1,R2), per generare un impulso applicato ad un ingresso di segnale digitale (SD) di un microcontrollore (M2).
25. Sistema, secondo la rivendicazione 23, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per decodificare

comprendono un ponte di diodi (RB), per raddrizzare le semi-onde in uscita da un trasformatore (TF) del sistema di controllo (M2) di detta utenza ed applicarle alla base di un transistor (TRI), attraverso un partitore resistivo per generare un impulso diretto ad un ingresso di segnale digitale (SD) di un microcontrollore (M2).
26. Sistema, secondo la rivendicazione 23, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per decodificare

comprendono un ponte di diodi (RB), per raddrizzare la tensione in uscita dal secondario di un trasformatore (TF) del sistema di controllo (M2) di detta utenza (HA,HA1-HA4) e generare, attraverso un partitore resistivo (R1,R2), un segnale applicato ad un ingresso di segnale analogico (SD) di un microcontrollore (M2).
27. Sistema, secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che detto trasmettitore di detta utenza comprende mezzi

per codificare informazioni binarie tramite assorbimenti controllati di potenza elettrica da parte di detto carico (LI ;L2,LN).
28. Sistema, secondo la rivendicazione 27, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per codificare comprendono un interruttore o relè allo stato solido, quale un triac (T1;T2,TN), associato a detto carico elettrico (L1;L2,LN).
29. Sistema, secondo la rivendicazione 28, caratterizzato dal fatto che il segnale di attivazione (01;02,0N) di detto interruttore o relè allo stato solido (T1;T2,TN) è gestito da un microcontrollore (M2) ed è sincronizzato con un segnale (ZD) che rileva il passaggio per lo zero della tensione di rete (zero-crossing).
30. Sistema, secondo la rivendicazione 27, caratterizzato dal fatto che detto ricevitore di detto dispositivo (MSA) comprende mezzi (PM,S,ZD) per decodificare informazioni binarie prodotte da detti assorbimenti controllati di potenza elettrica.
31. Sistema, secondo la rivendicazione 30, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per decodificare (PM,S,ZD) comprendono detti mezzi di misura (MP) e/o un misuratore di potenza elettrica (PM) e/o un rilevatore di corrente (S).
32. Sistema, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che almeno una parte di dette informazioni è utilizzata ai fini della razionalizzazione degli assorbimenti di potenza elettrica dell’ambiente domestico in cui l’utenza elettrica (HA,HA1-HA4) è installata..
33. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno una parte di dette informazioni è utilizzata ai fini del controllo, da una posizione remota, dello stato di funzionamento dell’utenza elettrica (HA,HA1-HA4), in particolare per realizzare l’attivazione e/o la disattivazione di quest’ultima.
34. Sistema, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (ΜΙ,ΜΕΜ,Ν) sono atti a comandare la commutazione di detti mezzi interruttori (RC) in funzione di dati disponibili su detta rete (RE) e/o in funzione di dette informazioni rappresentative dello stato o fase di funzionamento corrente di detta utenza elettrica (HA,HA1-HA4), al fine di evitare il superamento del valore della massima potenza elettrica utilizzabile (Pmax).
35. Sistema, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che a detta rete (RE) è associato almeno un dispositivo di comunicazione (NT,GSM) per la trasmissione a livello remoto di dati disponibili su detta rete (RE) e/o per la ricezione, dall’esterno di detto ambiente domestico, di istruzioni per detto dispositivo di monitoraggio (MSA) e/o detta utenza elettrica (HA,HA1-HA4).
36. Sistema, secondo la rivendicazione 35, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di monitoraggio (MSA) è previsto per consentire, tramite detto dispositivo di comunicazione (NT,GSM) e detta rete (RE), il controllo da una posizione remota dello stato di funzionamento di detta utenza elettrica (HA,HA1-HA4), e/o la sua attivazione e/o la sua disattivazione.
37. Sistema, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di monitoraggio (MSA) è previsto per la connessione ad una pluralità di utenze elettriche (HA1-HA4) e comprende una pluralità di detti mezzi di misura (MP), per rilevare una o più grandezze elettriche associate al funzionamento di ciascuna di dette utenze (HA,HA1-HA4), affinché detti mezzi di controllo (MI) provvedano a generare, in funzione di detto confronto, dette informazioni rappresentative dello stato o fase di funzionamento corrente di ciascuna di dette utenze (HA,HA1-HA4).
38. Sistema, secondo la rivendicazione 37, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo (MSA) comprendere una pluralità di detti trasmettitori (T,RC,G,ZD), per realizzare un controllo o una modulazione della potenza elettrica erogata ad altrettante utenze elettriche (HA1-HA4).
39. Sistema, secondo la rivendicazione 37, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo (MSA) comprende una pluralità di detti ricevitori (PM,S,ZD) per decodificare la modulazione della potenza elettrica assorbita da detto da detto carico (L1;L2,LN) di altrettante utenze elettriche (HA1-HA4).
40. Dispositivo per il monitoraggio di almeno una utenza elettrica domestica (HA,HA1-HA4), in particolare un elettrodomestico, del tipo connesso tra una sorgente di energia elettrica (OUT) e detta utenza, detto dispositivo di monitoraggio (MSA) comprendendo mezzi di misura (MP) per rilevare una o più grandezze elettriche associate al funzionamento di detta utenza (HA,HA1-HA4), caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di monitoraggio (MSA) comprende inoltre - mezzi di controllo (MI ,ΜΕΜ,Ν) programmati per - confrontare la o le grandezze elettriche misurate tramite detti mezzi di misura (MP) con valori di riferimento di detta o dette grandezze elettriche, che sono memorizzati all’interno di detti mezzi di controllo; - generare, in funzione di detto confronto, informazioni rappresentative dello stato o fase di funzionamento corrente di detta utenza elettrica (HA,HA1-HA4); - consentire la lettura o la trasmissione di dette informazioni al’esterno di detto dispositivo (MSA); - mezzi di comunicazione, per realizzare una trasmissione e/o ricezione di dati o informazioni sulla linea di alimentazione elettrica che collega detta utenza (HA;HA1-HA4) a detto dispositivo (MSA), tramite una modulazione di potenza elettrica tra detta utenza (HA;HA1-HA4) e detto dispositivo (MSA) e/o viceversa.
41. Dispositivo per il monitoraggio di una pluralità di utenza elettriche domestiche (HA1-HA4), in particolare elettrodomestici, detto dispositivo (MSA) essendo connesso tra una sorgente di energia elettrica (OUT) e dette utenze, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo (MSA) comprende - una pluralità di mezzi di misura (MP), per rilevare una o più grandezze elettriche associate al funzionamento di ciascuna di dette utenze (HA1-HA4), - mezzi di controllo (ΜΙ,ΜΕΜ) programmati per - confrontare la o le grandezze elettriche misurate in relazione a ciascuna di dette utenze (HA1-HA4) tramite i rispettivi mezzi di misura (MP), con valori di riferimento di detta o dette grandezze elettriche, che sono memorizzati all’interno di detti mezzi di controllo (MI); - generare, in funzione di detto confronto, informazioni rappresentative dello stato o fase di funzionamento corrente di ciascuna di dette utenze (HA1-HA4); - consentire la lettura di dette informazioni dall’esterno di detto dispositivo (MSA).
42. Dispositivo, secondo la rivendicazione 41, caratterizzato dal fatto che dette grandezze elettriche comprendono: - la corrente elettrica assorbita istante per istante da ciascuna di dette utenze (HA1-HA4) e/o - la tensione di rete applicata a ciascuna di dette utenze (HA1-HA4) e/o - il fattore di potenza (cosΦ ) del carico elettrico rappresentato da ciascuna di dette utenze (HA1-HA4) e/o - la potenza assorbita istante per istante da ciascuna di dette utenze (HAI -H A4) e/o - l’energia elettrica consumata da ciascuna di dette utenze (HA 1-HA4) e/o - le eventuali sovratensioni e/o abbassamenti di tensione della tensione di rete in un certo intervallo di tempo.
43. Dispositivo, secondo la rivendicazione 41, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi di trasmissione, per realizzare una trasmissione di dati o informazioni sulla linea di alimentazione elettrica che collega ciascuna di dette utenze (HA1-HA4) a detto dispositivo (MSA), detta trasmissione essendo realizzata tramite una modulazione della potenza elettrica erogata da detto dispositivo (MSA) a ciascuna di dette utenze (HA1-HA4).
44. Dispositivo, secondo la rivendicazione 41, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi dì ricezione, per realizzare una ricezione di dati o informazioni sulla linea di alimentazione elettrica che collega ciascuna di dette utenze (HA1-HA4) a detto dispositivo (MSA), detta ricezione essendo realizzata tramite una demodulazione della potenza elettrica assorbita da detta utenza (HA1-HA4).