PROCEDIMIENTO, DISPOSITIVOS Y SISTEMA PARA TRANSMITIR INFORMACIÓN A TRAVÉS DE UNA LÍNEA DE SUMINISTRO ELÉCTRICO.

Procedimiento para transmitir información a través de una línea de suministro eléctrico (PL) desde un dispositivo de control y/o monitorización (SA) a un equipo eléctrico (HA),

en particular un electrodoméstico, quedando intercalado dicho dispositivo (SA) entre una fuente de energía eléctrica (Va) y dicho equipo eléctrico (HA), de tal modo que dicho dispositivo (SA) se alimenta con tensión alterna y de modo que dicho equipo eléctrico (HA) se alimenta con tensión alterna a través de dicho dispositivo (SA), comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes: i) asociar un fragmento de información que debe transmitirse a un valor de tiempo (ti), estando comprendido dicho valor de tiempo (ti) en un conjunto predeterminado de valores de tiempo (t1,..., tn) y midiendo dichos valores de tiempo (t1,...,tn) partiendo de la aparición de un estado predeterminado de la tensión alterna suministrada a dicho dispositivo (SA), y ii) generar, dicho valor de tiempo (ti), una variación (ΔV) de la tensión alterna suministrada a dicho equipo eléctrico (HA), en el que se genera dicha variación (ΔV) reduciendo la tensión alterna suministrada a dicho equipo eléctrico (HA) y finalizando dicha reducción del valor de tensión alterna en el valor de tiempo (ti)

La presente invención se refiere a un procedimiento para transmitir información, en particular, desde un dispositivo de control y/o monitorización a un equipo eléctrico, en particular un electrodoméstico, a través de su línea de suministro eléctrico. Por otra parte, la presente invención se refiere asimismo a un dispositivo de control y/o monitorización, en particular a un electrodoméstico, y a un sistema apto para poner en práctica dicho procedimiento.

La necesidad de transmitir información a un equipo eléctrico, en particular a un electrodoméstico, desde un dispositivo externo de control y/o monitorización, para modificar y/o ampliar el rendimiento de dicho electrodoméstico, se ha generalizado. De hecho, en la técnica actual se conocen diversos sistemas para proporcionar dicha transmisión de información entre un electrodoméstico y un aparato externo de control y/o monitorización. En particular, dicho aparato externo puede comunicarse con el electrodoméstico a través de una línea de comunicación en serie, aunque esta técnica adolece del inconveniente de requerir cableado adicional. Se ha proporcionado asimismo comunicación por radiofrecuencia, aunque dicha técnica de comunicación implica incorporar un nodo de comunicaciones en el interior del electrodoméstico. El elevado coste de dicho nodo de comunicaciones y la dificultad de su instalación en el interior del electrodoméstico (frecuentemente, su carcasa es metálica), han impedido una difusión a gran escala de la radiofrecuencia como medio de comunicación entre un electrodoméstico y un aparato externo de control y/o monitorización.

Como una alternativa a la comunicación en serie y a la radiofrecuencia, se ha considerado la posibilidad de emplear la propia red de suministro eléctrico del electrodoméstico como medio de comunicación bidireccional entre el equipo eléctrico y el dispositivo externo de control y/o monitorización. Por lo tanto, se han establecido diversos tipos de técnicas, denominadas “telecomunicaciones por cable eléctrico”, u onda transportadora, que emplean unos módems adecuados capaces de enviar y recibir información, respectivamente modulando y demodulando específicamente la tensión de línea; unas señales eléctricas cuya amplitud es relativamente reducida y cuya frecuencia es relativamente elevada se superponen a la tensión de suministro de red y circulan desde el transmisor al receptor utilizando la línea de suministro eléctrico como medio de transmisión. Debido al coste muy elevado de dicho tipo de módems, las telecomunicaciones por cable eléctrico todavía no se han impuesto como estándar de comunicaciones desde/hacia el electrodoméstico.

Con el objetivo de superar dicho inconveniente, en el documento WO 02/21664A1 se ha propuesto y se ha descrito una técnica de comunicaciones denominada “modulación de energía”. Dicha técnica de comunicaciones es asimétrica y actúa sobre la línea de suministro eléctrico, de modo que la transmisión de datos desde el electrodoméstico al dispositivo externo de control y/o monitorización tiene lugar empleando, como procedimiento de codificación de información binaria, absorciones controladas de la energía eléctrica, aportadas mediante conmutadores de estado sólido, en particular mediante tiristores bidireccionales (triacs), mientras que la transmisión de datos desde el dispositivo externo de control y/o monitorización al electrodoméstico tiene lugar empleando, como procedimiento de codificación de información binaria, interrupciones breves adecuadas de la tensión alterna de la red de suministro eléctrico (dichas interrupciones se denominan “huecos de red”), asimismo aportadas mediante conmutadores de estado sólido, en particular mediante tiristores bidireccionales (triacs). La modulación de energía que se ha descrito, sin embargo, aunque permite superar dichos inconvenientes relacionados con las telecomunicaciones por cable eléctrico, adolece de un cierto número de inconvenientes relacionados con la transmisión de datos entre el dispositivo externo de control y/o monitorización al electrodoméstico mediante la técnica de huecos de red. De hecho, puesto que en dichos huecos de red existe una interrupción breve del suministro eléctrico del electrodoméstico, es necesario separar convenientemente dichos huecos por ondas completas de tensión, de modo que en promedio, el electrodoméstico continúa recibiendo energía eléctrica de modo correcto. Este requisito reduce la frecuencia de la transmisión de información desde el dispositivo externo de control y/o monitorización al electrodoméstico. Por otra parte, dicha transmisión de información únicamente puede efectuarse en ciertos instantes, en los que el valor de la impedancia de la carga representada por el electrodoméstico sea tal que no se genere durante el hueco de red un ruido relevante (en forma de harmónicos espurios) en la red eléctrica, que requeriría la instalación de sistemas de filtrado costosos y voluminosos (lo que ocasionaría una reducción sustancial de las ventajas económicas de la “modulación de energía” en comparación con las telecomunicaciones por cable eléctrico) a fin de cumplir con las leyes de compatibilidad electromagnética, en particular las que regulan las emisiones que actúan sobre la red de suministro eléctrico.

El documento WO 01/90828 da a conocer un procedimiento para transmitir información a través de la línea de suministro eléctrico desde un primer dispositivo a un equipo eléctrico, intercalando dicho dispositivo entre una fuente de energía eléctrica y dicho equipo eléctrico, alimentándolo con tensión alterna, y alimentando dicho equipo eléctrico con tensión alterna a través de dicho dispositivo. El documento WO 01/90828 no describe la aplicación de dicho procedimiento para aparatos domésticos.

El documento WO 09726751 da a conocer un sistema de comunicaciones por cable eléctrico para utilizarlo con una fuente de CA convencional con un cable vivo y un cable neutro, que comprende un transmisor de impulsos y por lo menos un receptor conectado corriente abajo de dicho transmisor de impulsos. El transmisor de impulsos está acoplado entre el cable vivo de la fuente de CA y ya sea su cable neutro o bien la puesta a tierra. Cada uno de los receptores está acoplado a la fuente de CA. El transmisor de impulsos comprende un circuito de control para controlar la conducción de un circuito de derivación y envía mensajes a los receptores generando impulsos momentáneos en la tensión alterna suministrada por la fuente de CA. El circuito de derivación comprende un interruptor de alimentación y un circuito de bloqueo de energía para poder limitar la amplitud y la duración de la corriente que atraviesa dicho interruptor de alimentación y el impulso generado en la tensión alterna de línea. Cada uno de los receptores detecta los impulsos momentáneos y convierte una secuencia dada de impulsos en el mensaje correspondiente. En una forma de realización preferida, el transmisor de impulsos se emplea para enviar comandos de control a una o más reactancias electrónicas controlables para suministrar energía a lámparas fluorescentes.

El objetivo de la presente invención es superar los inconvenientes descritos anteriormente en relación con la técnica de transmisión de datos que se basa en los huecos de red, y simultáneamente mantener sus ventajas en términos de simplicidad y reducido coste.

Dicho objetivo se alcanza mediante el procedimiento de transmisión, los dispositivos de transmisión y recepción y un sistema que comprende dichos dispositivos que presente las características establecidas en las reivindicaciones adjuntas, que forman parte de la presente memoria descriptiva.

La idea general sobre la cual se basa la presente invención es la transmisión de información, típicamente desde un dispositivo de control y/o monitorización hasta un equipo eléctrico, variando la tensión de alimentación eléctrica del equipo eléctrico, que se puede detectar mediante medios receptores aptos incorporados en el equipo eléctrico.

En particular, el dispositivo de control y/o monitorización, que está conectado a una fuente de energía eléctrica, suministra la tensión de alimentación al equipo eléctrico a través de una conexión punto a punto que, a su vez, está conectado con una fuente de energía eléctrica; según esta arquitectura, el sistema de control y/o monitorización puede generar variaciones controladas de la tensión de alimentación del equipo eléctrico, en particular reducir controladamente su amplitud y duración. Dichas variaciones, que son limitadas en comparación... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para transmitir información a través de una línea de suministro eléctrico (PL) desde un dispositivo de control y/o monitorización (SA) a un equipo eléctrico (HA), en particular un electrodoméstico, quedando intercalado dicho dispositivo (SA) entre una fuente de energía eléctrica (Va) y dicho equipo eléctrico (HA), de tal modo que dicho dispositivo (SA) se alimenta con tensión alterna y de modo que dicho equipo eléctrico (HA) se alimenta con tensión alterna a través de dicho dispositivo (SA), comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:

i) asociar un fragmento de información que debe transmitirse a un valor de tiempo (ti), estando comprendido dicho valor de tiempo (ti) en un conjunto predeterminado de valores de tiempo (t1, …, tn) y midiendo dichos valores de tiempo (t1, …,tn) partiendo de la aparición de un estado predeterminado de la tensión alterna suministrada a dicho dispositivo (SA), y

ii) generar, dicho valor de tiempo (ti), una variación (ΔV) de la tensión alterna suministrada a dicho equipo eléctrico (HA),

en el que se genera dicha variación (ΔV) reduciendo la tensión alterna suministrada a dicho equipo eléctrico (HA) y finalizando dicha reducción del valor de tensión alterna en el valor de tiempo (ti).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha reducción presenta una duración predeterminada (Δt).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho estado predeterminado es el paso por cero de la tensión alterna suministrada a dicho dispositivo (SA).

4. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2 o 3, en el que dicha información consiste en un conjunto de bits.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho conjunto está compuesto por una matriz de cuatro bits.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha variación de la tensión de alimentación presenta una amplitud predeterminada (ΔV).

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se generan dos o más variaciones (ΔV) en un periodo de dicha tensión alterna suministrada a dicho equipo eléctrico (HA).

8. Dispositivo (SA) para controlar y/o monitorizar un equipo eléctrico (HA), en particular un electrodoméstico, en el que dicho dispositivo (SA) está adaptado para que quede intercalado entre una fuente de energía eléctrica (Va) y dicho equipo eléctrico (HA), y estando adaptado para que se alimente con tensión alterna, caracterizado porque dicho dispositivo (SA) es apto para transmitir por lo menos un fragmento de información a través de la línea de suministro eléctrico (PL) utilizando el procedimiento de transmisión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

9. Dispositivo (SA) según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende:

i) unos primeros medios de control electrónicos (MC1);

ii) unos primeros medios de detección (ZCD1), preferentemente aptos para detectar el paso por cero realizado por la tensión alterna suministrada a dicho dispositivo (SA) y para transmitirlo a dichos primeros medios de control electrónicos (MC1), y

iii) un circuito transmisor (P), dispuesto en serie entre dicha fuente de energía eléctrica (Va) y dicha línea de suministro eléctrico (PL) y controlado por dichos primeros medios de control electrónicos (MC1).

10. Dispositivo (SA) según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho circuito transmisor (P) comprende unos medios electrónicos (D), aptos para que se produzca una caída de tensión cuando atraviese una cierta intensidad, y un conmutador electrónico (ES), estando controlado dicho conmutador electrónico por dichos primeros medios de control electrónicos (MC1) y estando conectados dichos medios electrónicos (D) en paralelo con dicho conmutador electrónico (ES).

11. Dispositivo (SA) según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho circuito transmisor (P) comprende asimismo un conmutador (LS) adicional, conectado en paralelo con dicho conmutador electrónico (ES) y controlado por dichos primeros medios de control electrónicos (MC1).

12. Dispositivo (SA) según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque dichos medios electrónicos (D) comprenden por lo menos un diodo Zener, preferentemente dos diodos Zener conectados en serie cuyo ánodo o cátodo sea común.

13. Dispositivo (SA) según la reivindicación 10 u 11 o 12, caracterizado porque dicho conmutador electrónico (ES) comprende por lo menos un transistor de tipo MOSFET.

14. Dispositivo (SA) según la reivindicación 9 o 10 u 11 o 12 o 13, en el que una primera memoria no volátil (M1) se asocia a dichos primeros medios de control electrónicos (MC1), caracterizado porque dicha primera memoria no volátil (M1) almacena la relación entre información predeterminada y dichos valores de tiempo (t1, …, tn).

15. Equipo eléctrico (HA), en particular un electrodoméstico, en el que dicho equipo eléctrico (HA) es apto para recibir suministro con una tensión alterna, caracterizado porque es apto para recibir por lo menos un primer fragmento de información a través de una línea de suministro eléctrico (PL), transmitido utilizando el procedimiento de transmisión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

16. Equipo eléctrico (HA) según la reivindicación 15, caracterizado porque comprende:

i) unos segundos medios de control electrónicos (MC2);

ii) unos segundos medios de detección (ZCD2), preferentemente aptos para detectar el paso por cero realizado por la tensión alterna suministrada a dicho equipo eléctrico (HA) y para transmitirlo a dichos segundos medios de control electrónicos (MC2), y

iii) un circuito receptor (R), apto para detectar dicha variación (ΔV) de la tensión alterna suministrada a dicho equipo eléctrico (HA) y para enviar una señal a dichos segundos medios de control electrónicos (MC2) como resultado de dicha detección.

17. Equipo eléctrico (HA) según la reivindicación 16, caracterizado porque dicho circuito receptor (R) es un circuito de derivación (C1, C2, R1, R2).

18. Equipo eléctrico (HA) según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 17, caracterizado porque dichos segundos medios de control electrónicos (MC2) son aptos para detectar el valor de tiempo (ti*) en el que tiene lugar la recepción de dicha señal por parte de dicho circuito receptor (R).

19. Equipo eléctrico (HA) según la reivindicación 18, en el que una segunda memoria no volátil (M2) está asociada a dichos segundos medios de control electrónicos (MC2), caracterizado porque dichos segundos medios de control electrónicos (MC2) son aptos para decodificar la información asociada a dicho valor de tiempo (ti*), basándose en relaciones almacenadas en dicha segunda memoria no volátil (M2).

20. Sistema para transmitir información a través de una línea de suministro eléctrico (PL), comprendiendo dicho sistema un dispositivo de control y/o monitorización (SA) y un equipo eléctrico (HA), en particular un electrodoméstico, caracterizado porque dicho dispositivo (SA) es tal como se ha descrito según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14 y dicho equipo eléctrico (HA) es tal como el descrito según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19.