UNIDAD DE CONEXIÓN DE UN SISTEMA DE BUS.

Unidad de conexión de un sistema de bus (10), que comprende un microprocesador (40) para generar una señal de orden de actor,

un órgano de conmutación (19) controlado por la señal de orden del actor para conmutar una línea de alimentación (15) que contiene una carga (13), una placa de circuito impreso (22) y un sensor de corriente magnéticamente sensible (35, 36) para detectar o medir la corriente en la línea de alimentación (15), caracterizada porque la línea de alimentación (15) presenta un tramo de línea dispuesto sobre la placa de circuito impreso (22) y dotado de líneas de ida y de vuelta (17, 18) con respecto al órgano de conmutación (19), y la línea de ida (17) y la línea de vuelta (18) presentan cada una de ellas un pista conductora principal (30), conteniendo cada pista conductora principal (30) un tramo de medida (31, 31a) tendido transversalmente a la pista conductora principal correspondiente (30) y estando previsto para cada tramo de medida un sensor de corriente (35, 36) que está dirigido hacia el respectivo tramo de medida (31, 31a) de la placa de circuito impreso (22)

Unidad de conexión de un sistema de bus.

La invención concierne a una unidad de conexión de un sistema de bus, que comprende un microprocesador para generar una señal de orden de actor, un órgano de conmutación controlado por la señal de orden del actor para conmutar una línea de alimentación que contiene una carga, y un sensor de corriente magnéticamente sensible para detectar o medir la corriente en la línea de alimentación.

En la técnica de sistemas de edificios se utilizan sistemas de bus que presentan unidades de conexión distribuidas en el edificio, las cuales contienen un sensor y/o un actor. Las unidades de conexión pueden comunicarse una con otra a través de telegramas de datos, pudiendo controlar un sensor un actor determinado o varios actores. El actor puede consistir, por ejemplo, en un órgano de conmutación para conmutar un aparato consumidor, por ejemplo una lámpara.

Normalmente, en un sistema de bus no se efectúa ningún retroaviso referente a la ejecución realizada de la orden. Cuando, por ejemplo, la lámpara que se debe conmutar es defectuosa y esta lámpara se conecta ciertamente ante una señal de orden correspondiente del actor, pero no se enciende, esto no es descubierto por el sistema y éste no efectúa tampoco ningún aviso de error.

Una unidad de conexión para un bus de datos con reconocimiento del estado de conmutación se encuentra descrita en el documento EP 0 777 907 B1. Allí se vigila el estado de conmutación de un circuito de carga por medio de sensores de campo magnético y se notifica dicho estado a través de un bus de datos. A este fin, se utiliza una sonda de efecto Hall diferencial. Un problema con el empleo de sensores de corriente consiste en que éstos son destruidos por campos magnéticos externos o bien por campos magnéticos que se generan en el circuito correspondiente. Además, los sensores de corriente necesitan un espacio no despreciable. Cuando están presentes varios de tales sensores, éstos deben tener distancias correspondientes para que no se influyan mutuamente.

Un procedimiento para medir la corriente en un aparato de conmutación con ayuda de sensores de corriente se encuentra descrito en el documento DE 102 53 018 A1. En este caso, unos sensores de corriente están montados en lados diferentes de un circuito amperimétrico. Las señales de los dos sensores de corrientes son restadas una de otra y la señal diferencia es puesta a disposición como señal de medida. El documento DE 197 41 417 A1 revela una unidad de conexión según el preámbulo de la reivindicación 1.

La invención se basa en el problema de crear una unidad de conexión de un sistema de bus con retroaviso de la ejecución de una orden de conmutación, que pueda construirse en formato pequeño y con insensibilidad frente a averías.

La unidad de conexión según la invención está definida por la reivindicación 1. Según la invención, la línea de alimentación que contiene el elemento de conmutación presenta un tramo de línea dispuesto sobre una placa de circuito impreso y que cuenta con una línea de ida y una línea de vuelta con respecto al órgano de conmutación. La línea de ida y la línea de vuelta contienen cada una de ellas una pista conductora principal, conteniendo al menos una pista conductora principal un tramo de medida que discurre transversalmente a dicha pista conductora principal y estando orientado los sensores de corriente, perpendicularmente a la placa de circuito impreso, hacia el tramo de medida.

Un sensor de corriente magnéticamente sensible es típicamente un sensor de Hall o una placa de campo. Se puede emplear cualquier clase de sensor que, ayudándose del campo magnético generado por una corriente, genere una señal que represente la intensidad de corriente. El término "transversal" ha de entenderse en el sentido de que el tramo de medida discurre bajo un ángulo diferente de 0 con respecto a la pista conductora principal. Este ángulo deberá estar preferiblemente en el rango de 90º, pero no está limitado a esto. En particular, son practicables ángulos comprendidos entre 60º y 120º. El sensor de corriente magnéticamente sensible está dirigido hacia el tramo de medida con la normal a su superficie de medida. Esta normal a la superficie discurre transversalmente a la dirección longitudinal del tramo de medida y preferiblemente en ángulo recto con ella, siendo practicables también aquí ángulos comprendidos entre 60º y 120º.

En la unidad de conexión según la invención la detección electromagnética de corriente está dispuesta en formato pequeño sobre una estructura de placa de circuito impreso, pudiendo estar las pistas conductoras principales relativamente próximas una a otra sin que se influyan de manera perturbadora. Si las pistas conductoras principales discurrieran paralelas una a otra y en línea recta, se tendría entonces que, en caso de una disposición mutua demasiado próxima, se superpondrían los campos electromagnéticos y, a causa de las direcciones de corriente diferentes en las líneas de ida y de vuelta, los campos se anularían mutuamente o al menos se perturbarían entre ellos. Debido al tramo de medida tendido transversalmente a las pistas conductoras principales se evita un efecto de intermodulación de esta clase, de modo que las pistas conductoras pueden discurrir relativamente próximas una a otra, con lo que es posible una materialización en formato pequeño, economizadora de espacio, de los sensores de corriente magnéticamente sensibles.

Preferiblemente, la línea de ida y la línea de vuelta tienen cada una de ellas un tramo de medida tendido transversalmente a la pista conductora principal correspondiente y para cada tramo de medida está previsto un sensor de corriente. Los sensores de corriente pueden estar dispuestos uno junto a otro debajo o bien encima del plano de la placa de circuito impreso en el que se encuentran las pistas conductoras. Los tramos de medida de pistas conductoras principales contiguas están dispuestos preferiblemente a lo largo de una línea recta, pero con distancias mutuas.

Otra ejecución de la invención contempla que esté previsto un dispositivo sumador que sume las señales de salida de ambos sensores de corriente con signos diferentes. Se suman así las señales de los dos tramos de medida, de los que uno pertenece a la línea de ida y el otro a la línea de vuelta, mientras que se anulan mutuamente las influencias de campos externos que actúen sobre ambos sensores de corriente con la misma dirección de campo. Por tanto, el sistema sensor de corriente es insensible frente a campos perturbadores externos.

La disposición y la configuración básicas de las pistas conductoras dependen sustancialmente de la intensidad de la corriente y se pueden optimizar especialmente mediante el empleo de placas madre multicapa respecto de la superficie de las pistas conductoras, el espesor de estas pistas conductoras y las distancias de dichas pistas conductoras. Las pistas conductoras transcontactadas y dispuestas en capas diferentes de una placa de circuito impreso hacen posible el agrandamiento de la superficie y el espesor de las pistas conductoras, con lo que se garantizan una disipación de calor suficiente y una carga de corriente suficiente sin que se modifique una superficie prefijada de las pistas conductoras. La disipación de calor puede mejorarse aún más disponiendo unas superficies adicionales junto a las zonas portadoras de corriente de la placa de circuito impreso, preferiblemente separadas de ellas por hendidura. Dado que la superficie de las pistas conductoras es agrandada en conjunto por esta disposición, pero se solicita poca superficie en la capa correspondiente, se pueden mantener fácilmente distancias mínimas entre circuitos de corriente diferentes.

Por tanto, la superficie de la placa de circuito impreso se puede aprovechar ventajosamente por medio de disposiciones multicapa de pistas conductoras, pudiendo materializarse variantes diferentes. Por un lado, cada capa puede ser equipada con un respectivo circuito de corriente separado y, por otro lado, se pueden hacer suficientemente grandes las distancias entre las pistas conductoras, de modo que en la misma capa estén dispuestos circuitos de corriente diferentes. En ambos casos, se minimizan las interacciones entre los circuito de corriente diferente.

La placa de circuito impreso que incorpora las pistas conductoras principales lleva preferiblemente también el órgano de conmutación, el cual puede consistir en un relé o un semiconductor, por ejemplo...

1. Unidad de conexión de un sistema de bus (10), que comprende un microprocesador (40) para generar una señal de orden de actor, un órgano de conmutación (19) controlado por la señal de orden del actor para conmutar una línea de alimentación (15) que contiene una carga (13), una placa de circuito impreso (22) y un sensor de corriente magnéticamente sensible (35, 36) para detectar o medir la corriente en la línea de alimentación (15),

caracterizada porque

la línea de alimentación (15) presenta un tramo de línea dispuesto sobre la placa de circuito impreso (22) y dotado de líneas de ida y de vuelta (17, 18) con respecto al órgano de conmutación (19), y

la línea de ida (17) y la línea de vuelta (18) presentan cada una de ellas un pista conductora principal (30), conteniendo cada pista conductora principal (30) un tramo de medida (31, 31a) tendido transversalmente a la pista conductora principal correspondiente (30) y estando previsto para cada tramo de medida un sensor de corriente (35, 36) que está dirigido hacia el respectivo tramo de medida (31, 31a) de la placa de circuito impreso (22).

2. Unidad de conexión según la reivindicación 1, caracterizada porque está previsto un dispositivo sumador (45) que suma las señales de salida de ambos sensores de corriente (35, 36) con signos diferentes.

3. Unidad de conexión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los tramos de medida (31, 31a) están dispuestos en planos diferentes de la placa de circuito impreso (22).

4. Unidad de conexión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el al menos un sensor de corriente (35, 36) está dispuesto en una placa de circuito impreso auxiliar (24) que discurre perpendicularmente a la primera placa de circuito impreso (22).

5. Unidad de conexión según la reivindicación 4, caracterizada porque paralelamente a la primera placa de circuito impreso (22) discurre una segunda placa de circuito impreso (23), estando unidas ambas placas de circuito impreso por medio de la placa de circuito impreso auxiliar (24).

6. Unidad de conexión según la reivindicación 5, caracterizada porque la segunda placa de circuito impreso (23) lleva, entre otros elementos, el microprocesador (40).

7. Unidad de conexión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el tramo de medida (31, 31a) es más estrecho que la pista conductora principal (30).

8. Unidad de conexión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque están previstas placas de circuito impreso separadas (22-24) para el órgano de conmutación (19), el sensor de corriente (35, 36) y el procesamiento de señales.

9. Unidad de conexión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque las pistas conductoras están construidas en varias capas sobre la placa de circuito impreso (22).

10. Unidad de conexión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el tramo de medida tiene una anchura más pequeña que la de las zonas restantes de las pistas conductoras.