ITTO20090499A1 - Apparecchio elettrodomestico, sistema e metodo per verificarne il funzionamento. - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:

“APPARECCHIO ELETTRODOMESTICO, SISTEMA E METODO PER VERIFICARNE IL FUNZIONAMENTO”

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un apparecchio elettrodomestico secondo il preambolo della rivendicazione 1.

L’invenzione si riferisce inoltre ad un sistema ed un metodo per verificarne il funzionamento, in particolare per collaudarlo prima della vendita.

Al giorno d’oggi gli elettrodomestici sono provvisti di unità di controllo elettroniche che ne regolano il funzionamento a seconda delle scelte operative dell’utente (ad es. cicli di lavaggio o asciugatura in una macchina lavasciuga) e delle condizioni di lavoro rilevate mediante sensori (ad es. durezza dell’acqua in una lavasciuga).

Tipicamente, le unità di controllo comprendono una scheda PCB sulla quale è montato un microcontrollore in grado di comandare il funzionamento dei diversi componenti elettrici ed elettronici dell’elettrodomestico.

Nella maggior parte dei casi, la scheda PCB è provvista di un connettore accessibile dall’esterno dell’elettrodomestico mediante un’apertura d’ispezione richiudibile mediante uno sportello od un tappo.

Tale connettore permette un dialogo tra un dispositivo esterno (ad es. un computer) ed alcuni componenti dell’unità di controllo, ad esempio il microcontrollore.

Ciò permette un facile accesso all’unità di controllo sia per eventuali interventi di manutenzione, sia per il collaudo degli elettrodomestici prima della vendita.

Per facilitare e velocizzare operazioni automatizzate, quale il collaudo dell’elettrodomestico, il suddetto connettore è del tipo provvisto di linguette di contatto che sporgono in direzione trasversale al piano della PCB.

Queste linguette di contatto permettono di tenere conto di eventuali tolleranze nell’allineamento tra l’elettrodomestico da collaudare ed il dispositivo di collaudo.

Per quanto funzionanti, questi connettori presentano l’inconveniente tipico dei connettori che eventuali problemi di saldatura alla PCB ne possono compromettere il funzionamento.

Inoltre, essi sono soggetti ad usura col tempo e durante la fase di manutenzione è possibile che un errore umano del tecnico manutentore possa danneggiarli (ad es. piegando una delle linguette di contatto), cosicché vengono compromesse le operazioni di verifica del funzionamento dell’apparecchio elettrodomestico.

Inoltre, tali connettori aumentano il costo dell’apparecchio elettrodomestico.

Scopo della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti dell’arte nota e di presentare un apparecchio elettrodomestico di minor costo e che permetta una maggiore affidabilità del contatto tra unità di controllo elettronica ed apparecchiature esterne all’elettrodomestico.

Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un apparecchio elettrodomestico incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione.

L’idea generale alla base della presente invenzione è di prevedere delle metallizzazioni su almeno un bordo della PCB e di metterle in collegamento con il microcontrollore mediante piste, linee o circuiti di comunicazione, in modo tale da permettere la comunicazione tra un dispositivo esterno ed il microcontrollore semplicemente contattando il bordo metallizzato della PCB.

Questa soluzione di fatto permette di eliminare il connettore con le linguette di contatto e quindi di ridurre il costo dell’apparecchio elettrodomestico.

Tale soluzione, inoltre, migliora l’affidabilità dell’apparecchio elettrodomestico dato che le metallizzazioni sono meno soggette ai problemi tipici dei connettori sopra esposti.

Preferibilmente, l’apparecchio che esegue il collaudo o che viene utilizzato dal manutentore per controllare lo stato dell’apparecchio elettrodomestico, viene provvisto di un contatto con una sezione trasversale di lunghezza maggiore rispetto a quella del bordo metallizzato.

Questa soluzione permette di tenere in considerazione eventuali tolleranze nell’allineamento tra la scheda PCB ed il connettore del dispositivo che esegue il collaudo. Preferibilmente, poi, il contatto dell’apparecchio di collaudo è di tipo elastico e comprende una molla oppure è esso stesso flessibile, in modo tale da tenere in considerazione eventuali tolleranze nell’allineamento longitudinale tra PCB ed apparecchio di collaudo.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione dettagliata che segue e dai disegni annessi, forniti a puro titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:

-la figura 1 mostra un elettrodomestico secondo la presente invenzione;

- la figura 2 mostra un dettaglio di figura 1;

- la figura 3 mostra un esempio di collegamento tra l’apparecchio di figura 1 ed un connettore di un dispositivo esterno;

- la figura 4 mostra un secondo esempio di collegamento tra l’apparecchio di figura 1 ed un connettore di un dispositivo esterno.

- la figura 5 mostra un terzo esempio di collegamento tra l’apparecchio di figura 1 ed un connettore di un dispositivo esterno.

Nonostante la presente invenzione sia applicabile in generale a qualsiasi tipo di elettrodomestico dotato di una scheda di controllo interfacciabile ad un sistema esterno a scopo di collaudo e/o manutenzione (ad es. frigoriferi, forni, asciugatrici, televisioni, ecc…), nel prosieguo della presente descrizione l’invenzione viene descritta con riferimento ad una macchina lavabiancheria.

Nell’esempio di figura 1, la macchina lavabiancheria 1 è provvista di un’apertura di carico richiudibile mediante uno sportello 2.

L’utilizzatore inserisce la biancheria in un cestello (non mostrato in figura 1) attraverso l’apertura di carico e poi seleziona, mediante un pannello di controllo 3, il programma di lavaggio della biancheria.

Un’unità di controllo 4 interna alla macchina (e per questo mostrata in linea tratteggiata) è collegata al pannello di controllo 3 e riceve i comandi dell’utilizzatore.

L’unità di controllo 4 comprende una scheda a circuiti stampati 40 (“Printed Circuit Board” o PCB) sulla quale è montato un microcontrollore 41.

Il pannello di controllo 3 è collegato mediante un cavo 31 ad un connettore 42 dell’unità di controllo.

Mediante una o più linee 421 il microcontrollore riceve così i comandi dell’utilizzatore, seleziona il programma da effettuare e trasmette i relativi controlli ai diversi dispositivi della macchina lavabiancheria, ad esempio aziona le valvole di carico dell’acqua, controlla la velocità di rotazione del cestello e così via.

Alternativamente alle linee 421, è possibile prevedere un circuito o una scheda d’interfaccia che gestiscano le comunicazioni tra il microcontrollore 41 ed il pannello di controllo 3.

Come meglio illustrato in figura 2, la PCB 40 presenta su un bordo 43 delle metallizzazioni 44 che sono collegate al microcontrollore 41 mediante delle linee (ad es. delle piste stampate) 441.

Le metallizzazioni 44, tipicamente in rame, possono essere collegate al microcontrollore in altro modo, ad esempio tramite circuiti elettrici che comprendono altri dispositivi.

In generale, quindi, ai fini della presente invenzione è importante che le metallizzazioni siano operativamente connesse con il microcontrollore, ossia che i segnali ricevuti in ingresso sulla metallizzazione possano essere trasferiti (eventualmente anche in forma rielaborata) al microcontrollore.

Le metallizzazioni 44 funzionano da elemento di contatto per un connettore di un dispositivo esterno, quale ad esempio una macchina per il collaudo della lavabiancheria o per il controllo della stessa durante delle operazioni di manutenzione.

Per facilitare il contatto ed evitare involontari cortocircuiti tra le metallizzazioni, queste sono realizzate all’interno di superfici semicilindriche che si aprono sul bordo della PCB.

Tale bordo prende quindi una forma che in elettronica viene comunemente indicata col termine inglese “castellated”.

Vantaggiosamente, la realizzazione di tali superfici semicilindriche metallizzate avviene prevedendo dei fori passanti metallizzati nella scheda PCB e preparando il bordo del circuito stampato con tecnica VCut di per sé nota al tecnico del ramo.

Preferibilmente i fori hanno diametro inferiore o uguale a 4,7 mm e maggiore di 1 mm.

Mediante Vcut si esegue quindi un intaglio a V nella scheda in corrispondenza dei fori passanti. Quando successivamente si separano, mediante operazione di tranciatura, i due bordi dell’intaglio a V, sulla scheda rimane un bordo con una metallizzazione (44) disposta su una porzione di superficie cilindrica, la cui base è un arco di circonferenza di lunghezza preferibilmente compresa tra 1/3 (un terzo) e 2/3 (due terzi), e più preferibilmente pari a 1/2 (un mezzo) della circonferenza del foro originario; detta porzione è dunque semicilindrica.

Vantaggiosamente, l’operazione di tranciatura viene effettuata sulla superficie della PCB opposta a quella su cui giacciono le piste che partono dalle metallizzazioni 44, ad esempio le piste 431, in modo tale che l’operazione di tranciaturadella PCB non danneggi le piste stesse o l’anello di rame stampato sulla PCB in corrispondenza del foro in continuità elettrica con la metallizzazione del foro.

Per migliorare ulteriormente la contattazione sul bordo della scheda, in una forma di realizzazione preferita il semicilindro metallizzato viene anche ricoperto (almeno parzialmente) da un materiale conduttore, in particolare stagno o lega saldante, che offre una superficie di contatto più morbida rispetto a quella offerta dalla PCB metallizzata.

In una forma di realizzazione preferita, durante il processo di saldatura dei componenti alla PCB, ed in particolare durante la saldatura ad onda, si deposita tale materiale.

Durante il processo di saldatura ad onda, la lega stagnante risale lungo le metallizzazioni 44 e va a formare una superficie di contatto più morbida.

La quantità di lega saldante che risale e quindi si deposita sulla parete laterale del foro dipende dal solder mask che viene deposto sulla PCB in corrispondenza all’anello di rame in corrispondenza al foro: se, al limite, tale anello viene interamente coperto, non si ha risalita, invece più anello di rame si lascia scoperto più risalita e quindi quantità di lega saldante si deposita sulla parete del foro.

La PCB viene montata all’interno della macchina lavabiancheria con il bordo metallizzato rivolto verso un’apertura d’ispezione 5 che nell’esempio di figura 1 è posta su un fianco della macchina.

L’apertura 5 è preferibilmente richiudibile mediante uno sportello od un tappo (ad esempio del tipo che si chiude con un incastro a scatto) in modo tale da evitare di esporre l’unità di controllo all’ambiente esterno.

Per aumentare la superficie di contatto, le metallizzazioni 44 si estendono per tutta l’altezza del bordo, ossia si estendono dalla superficie superiore a quella inferiore della PCB.

Durante la fase di collaudo dell’apparecchio elettrodomestico o durante la manutenzione dello stesso, si procede inserendo nell’apertura d’ispezione un connettore provvisto di uno o più elementi di contatto adatti a contattare le metallizzazioni 44 sul bordo 43.

Preferibilmente, il connettore del dispositivo esterno che deve dialogare con l’unità di controllo, è provvisto di elementi di contatto 45 che presentano una superficie di contatto 46 di lunghezza superiore all’altezza del bordo 43.

In questo modo si compensano eventuali tolleranze nell’allineamento tra l’elettrodomestico ed il dispositivo esterno, il che risulta vantaggioso laddove le procedure di collegamento dell’unità di controllo 4 con il dispositivo esterno siano automatizzate.

Nell’esempio di figura 3, l’estremità del connettore del dispositivo esterno ha una testa a T, tuttavia altre forme sono possibili, come mostrato in figura 4.

Nell’esempio di figura 4, il connettore 45 presenta un contatto a molla realizzato mediante una lamina metallica flessibile a forma ad L, il che permette di compensare sia errori di allineamento in altezza (grazie alla lunghezza del lato maggiore del connettore), sia errori in profondità data la flessibilità del connettore.

Nell’esempio di figura 5, il connettore 45 è provvisto di una molla 47 che lo rende elastico e permette di tenere in considerazioni eventuali tolleranze longitudinali nell’allineamento tra il dispositivo esterno e l’apparecchio elettrodomestico.

La molla 47 viene a tale scopo inserita all’interno di un cilindro metallico 45a che si accoppia telescopicamente ad un secondo cilindro 45b che reca in testa l’elemento di contatto 46.

All’interno del cilindro 45a sono previsti dei contatti striscianti 48 che permettono il collegamento con l’elemento mobile ed il passaggio dei segnali elettrici dalla PCB al dispositivo esterno 49.

E’ chiaro ora che molte varianti sono possibili all’uomo esperto del ramo della tecnica senza per questo fuoriuscire dall’ambito di protezione della presente invenzione quale risulta dalle rivendicazioni allegate.

L’unità di controllo può infatti essere realizzata mediante una o più schede PCB tra loro collegate e comprendere uno o più microcontrollori dedicati a diverse funzioni.

In questo caso, a seconda dei collegamenti elettrici realizzati tra le PCB e degli elementi che si vogliono contattare dal dispositivo esterno, è possibile prevedere delle metallizzazioni su una o più schede PCB.

Alternativamente, è possibile prevedere tali metallizzazioni su un’unica PCB e poi prevedere delle linee cablate dalle metallizzazioni verso altre PCB.

Anche l’apertura d’ispezione 5, che nell’esempio di figura 1 è prevista su un fianco della macchina, può essere disposta in altra posizione o essere assente.

Ad esempio l’unità di controllo può essere posizionata sotto una parete (in particolare un pannello) dell’elettrodomestico facilmente removibile, ad esempio mediante viti.

In questo caso le operazioni di collaudo vengono realizzate con l’elettrodomestico privo di tale parete, e questa viene montata al termine del collaudo.

Anche in questo caso, risulta tuttavia preferibile che le metallizzazioni siano rivolte verso l’apertura che si realizza togliendo la suddetta parete.

Più in generale, quanto sopra esposto relativamente alle operazioni di collaudo è poi valido per verificare il funzionamento dell’apparecchio elettrodomestico anche in altre condizioni, quali ad esempio operazioni di manutenzione.

In questo caso l’elettrodomestico viene collegato ad un dispositivo di verifica del funzionamento dell’elettrodomestico, quale ad esempio un dispositivo di test dedicato od un dispositivo elettronico di interfaccia (quale ad es. un computer portatile) che, una volta collegato all’elettrodomestico esegue la verifica del funzionamento di quest’ultimo scambiando informazioni con esso.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio elettrodomestico (1) comprendente un’unità di controllo elettronica (4), detta unità di controllo elettronica (4) comprendendo una scheda a circuiti stampati (40) ed un microcontrollore (41), caratterizzato dal fatto che un bordo (43) di detta scheda (40) comprende almeno una metallizzazione (44) operativamente connessa a detto microcontrollore (41).
2. 2. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una metallizzazione (44) si estende su tutta l’altezza di detto bordo (43).
3. 3. Apparecchio secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta scheda a circuiti stampati (40) è montata entro detto apparecchio elettrodomestico (1) con detta almeno una metallizzazione (44) rivolta verso una parete removibile di detto apparecchio elettrodomestico (1).
4. 4. Apparecchio secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta scheda a circuiti stampati (40) è montata entro detto apparecchio elettrodomestico (1) con detta almeno una metallizzazione (44) rivolta verso un’apertura d’ispezione (5) realizzata in una parete di detto apparecchio elettrodomestico (1).
5. 5. Apparecchio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una metallizzazione (44) è disposta su una porzione di superficie cilindrica, preferibilmente una superficie semicilindrica, che si apre su detto bordo (43).
6. 6. Apparecchio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una metallizzazione (44) è ricoperta da un materiale conduttore, preferibilmente da lega saldante.
7. 7. Sistema per verificare il funzionamento di un apparecchio elettrodomestico (1) comprendente un’unità elettronica di controllo (4), in cui un dispositivo di verifica è atto ad essere collegato all’unità di controllo elettronica (4) di detto apparecchio elettrodomestico (1), caratterizzato dal fatto che detto apparecchio elettrodomestico (1) è realizzato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, e dal fatto che detto dispositivo di verifica comprende un connettore (45) provvisto di almeno un elemento di contatto (46) di tipo elastico e preferibilmente di lunghezza maggiore rispetto all’altezza del bordo (43) comprendente detta almeno una metallizzazione.
8. 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui detto connettore (45) ha un elemento di contatto (46) con una testa a forma di T.
9. 9. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui detto connettore (45) ha un elemento di contatto (46) con una testa a forma di L.
10. 10. Metodo per verificare il funzionamento di un apparecchio elettrodomestico (1) provvisto di un’unità di controllo elettronica (4), in cui si eseguono i passi di: collegare detto apparecchio elettrodomestico ad un dispositivo di verifica, ed eseguire la verifica del funzionamento di detto elettrodomestico scambiando informazioni tra detto dispositivo di verifica e detta unità di controllo, caratterizzato dal fatto che detto passo di collegare l’apparecchio elettrodomestico (1) al dispositivo di verifica comprende i passi di mettere in contatto un connettore (45) di detto dispositivo di verifica con almeno una metallizzazione (44) presente su un bordo (43) di una scheda a circuiti stampati (40) di detta unità di controllo (4).