Circuito integrado (CSA) para medir magnitudes eléctricas, del tipo diseñado para conectarse en serie entre una línea de suministro de potencia de un aparato eléctrico (HA1,

HA2, HA3, UI) y una toma de corriente de suministro de potencia asociada a una red de distribución eléctrica de tensión alterna (Vac), comprendiendo el circuito (CSA) medios de medición (PM1), para medir al menos 5 una magnitud EJ representativa de la energía eléctrica absorbida desde dicha red eléctrica (Vac) durante un periodo de red de distribución genérico TJ por dicho aparato eléctrico (HA1, HA2, HA3, UI), caracterizado porque el circuito (CSA) integra además:

- medios de comparación de hardware (CMP), para comparar el valor de dicha magnitud EJ con al menos un valor de referencia (ER; EH y EL),

- medios de generación de hardware (CMP), para generar una señal digital (D) cuyo estado lógico (DJ) durante un periodo considerado (TJ) de la tensión de red de distribución es una función del resultado de la comparación realizada por los medios de comparación (CMP) entre el valor de la magnitud EJ-1 medida durante el periodo TJ-1 de la tensión de red de distribución, es decir el valor de la magnitud medida al final del periodo de red de distribución inmediatamente precedente al periodo de red de distribución considerado, con dicho al menos un valor de referencia (ER; EH, EL).

Dispositivo de comunicación para aparatos electrodomésticos y sistema de monitorización que usa dicho dispositivo.

Campo de la invención La presente invención se refiere al ámbito de la asistencia remota y el mantenimiento preventivo de aparatos eléctricos, particularmente electrodomésticos.

Estado de la técnica

Este tema fue abordado por el mismo solicitante en el documento WO 99/43068. Este documento describe un sistema para monitorizar aparatos de uso doméstico instalados en el mismo entorno doméstico, cuyos sistemas de control están previstos para generar información de tipo funcional, diagnóstico y estadístico, útil para un mantenimiento técnico. La información generada por los aparatos de uso doméstico se introduce en una red de área local, conectada a la cual hay un dispositivo de monitorización, configurado para recopilar la información anteriormente mencionada. La red local está representada por el mismo sistema eléctrico doméstico, siendo el sistema de comunicación de tipo de comunicación por línea de potencia: para tal fin, el dispositivo de monitorización y los aparatos de uso doméstico del sistema están dotados de respectivos módems de línea de potencia que permiten la conexión a dicha red local. El dispositivo de monitorización está previsto para almacenar información recopilada a partir de la red doméstica y a continuación mostrarla dentro del entorno doméstico, por ejemplo por medio de una visualización de la misma. En una posible implementación, el dispositivo de monitorización puede estar dotado de un módem telefónico, tal como un módem telefónico inalámbrico según la norma europea GSM, para transmitir información fuera del entorno doméstico, hacia un centro remoto de asistencia técnica.

En esta realización conocida, el dispositivo de monitorización anteriormente mencionado cumple las funciones de pasarela, es decir las funciones de un dispositivo que permite interconectar redes que usan diferentes arquitecturas entre sí, en particular con el fin de transferir la información recopilada en la red de distribución eléctrica local hacia el exterior del entorno doméstico.

La solución descrita en este documento tiene el inconveniente de que se consideran exclusivamente aparatos eléctricos que tienen en su interior un dispositivo de comunicación adecuado, que es distinto del sistema de control digital de dichos aparatos y se comunica con el mismo por medio de una conexión por cable directa adecuada, que incorpora los medios de hardware y software requeridos para conectarse a una red local basada en PLC (comunicación por línea de potencia) . Esto implica limitar el aparato eléctrico a una determinada tecnología de comunicación que podría hacerlo obsoleto poco tiempo después y, al mismo tiempo, implica necesariamente un aumento significativo de costes para el propio aparato, perjudicando así gravemente su competitividad en el mercado.

A partir del documento WO 02/21664, del mismo solicitante, se conocen métodos, sistemas y aparatos, diseñados para permitir a un aparato eléctrico transmitir una secuencia de K bits (o una secuencia de K información digital o binaria) , asociada a una secuencia análoga de K periodos de red de distribución consecutivos, mediante la variación de una magnitud representativa de la energía eléctrica consumida por el mismo aparato durante cada periodo de red de distribución de la secuencia de K periodos de red de distribución consecutivos anteriormente mencionada. El término "periodos de red de distribución" se usa en el presente documento para indicar el intervalo de tiempo transcurrido entre dos cruces por cero de la tensión alterna de la red de distribución eléctrica. Las enseñanzas generales mencionadas en el citado documento anterior, por lo que respecta a las técnicas empleadas para conseguir la transmisión anteriormente mencionada, se consideran incorporadas en la presente descripción.

La variación del valor de una magnitud representativa de la energía eléctrica consumida durante el periodo de red genérico se realiza, según el documento WO 02/21664, por el sistema de control del aparato eléctrico mediante la variación del valor de la tensión aplicada a una carga eléctrica del propio aparato y, por consiguiente, de la corriente o potencia absorbida por la carga en cuestión. La variación anteriormente mencionada se consigue por medio de un triac, que deriva la carga en cuestión del aparato eléctrico.

La información enviada al aparato eléctrico de la manera descrita puede recibirse interponiendo un dispositivo de monitorización entre el cable de suministro de potencia del aparato y la toma de corriente asociada. Este dispositivo de monitorización puede medir, dentro de cada periodo de red, el valor de la magnitud anteriormente mencionada que es representativa de la energía eléctrica consumida dentro del periodo de red de distribución, comparar tales valores con un valor de referencia adecuado y generar información binaria dependiendo del resultado de tal comparación.

Un diagrama de bloques del dispositivo de monitorización según el documento WO 02/21664 está representado en la figura 1, indicado con SA en su conjunto. Tal como se menciona, el dispositivo SA sirve esencialmente como un dispositivo para recibir información digital enviada por el aparato eléctrico asociado al mismo, indicado en la figura con HA, y está constituido por los siguientes tres bloques funcionales principales: un denominado medidor de potencia PM, un microcontrolador M1 y un nodo de comunicación N que controla la comunicación bidireccional con una red de área local HN (home network, red doméstica) . La información, enviada según el documento WO 02/21664 por el aparato eléctrico HA a través del cable de suministro de potencia del mismo conectado al sistema eléctrico Vac, se captura por el dispositivo PM, se decodifica por el microcontrolador M1 y se transmite a la red HN a través del nodo de comunicación N.

El medidor de potencia PM está representado por un dispositivo de medición comercial, y específicamente el dispositivo CS5460 de la empresa estadounidense Cirrus Logic, permitiendo tal dispositivo realizar mediciones precisas de magnitudes eléctricas que son representativas de la energía consumida por el aparato HA dentro de cada periodo de la tensión de red de distribución.

El microcontrolador M1 dialoga constantemente con el medidor de potencia PM a través de una línea de comunicación SL1 especialmente rápida (por ejemplo, una línea serie síncrona tal como un SPI, en el caso mencionado del dispositivo de Cirrus Logic CS5460) , con el fin de obtener el valor anteriormente mencionado de la magnitud representativa de la energía eléctrica consumida durante un periodo de red de distribución genérico por el aparato HA. A continuación, el mismo microcontrolador M1 compara, con un valor de referencia determinado, el valor previamente obtenido a través del PM y, según el resultado de la comparación, genera un valor lógico alto o bajo según determinados criterios de decodificación. De esta manera, el microcontrolador M1 realiza, mediante la ejecución de rutinas de software adecuadas, la decodificación de la información enviada por el aparato eléctrico HA mediante la variación del valor de la magnitud representativa de la energía eléctrica consumida por el aparato durante cada periodo de red de distribución y, tras haber procesado adecuadamente la información, envía esta última, a través de una línea de comunicación SL2 adecuada, al nodo de comunicación N, que está conectado a la red local HN.

Por último, el nodo de comunicación N está formado por dos partes: un microcontrolador NC adicional, que implementa el protocolo de comunicación, y un transceptor PLM, que es el dispositivo que intercambia información con la red de área local HN. También en el caso descrito por el documento WO 02/21664 la red de área local HN está representada por el mismo sistema eléctrico del entorno doméstico, dado que el sistema de comunicación es de tipo de comunicación por línea de potencia.

El dispositivo SA del documento WO 02/21664 tiene la ventaja aparente de realizar dos funciones complementarias al mismo tiempo: medición precisa (debido a la elevada exactitud típica de los dispositivos "medidores de potencia" comerciales del tipo anteriormente mencionado) de los consumos de energía eléctrica asociados al aparato HA y la decodificación de la información digital enviada por el mismo aparato HA mediante la variación del valor de la magnitud representativa de la energía eléctrica consumida durante... [Seguir leyendo]

1. Circuito integrado (CSA) para medir magnitudes eléctricas, del tipo diseñado para conectarse en serie entre una línea de suministro de potencia de un aparato eléctrico (HA1, HA2, HA3, UI) y una toma de corriente de suministro de potencia asociada a una red de distribución eléctrica de tensión alterna (Vac) , comprendiendo el circuito (CSA) medios de medición (PM1) , para medir al menos una magnitud EJ representativa de la energía eléctrica absorbida desde dicha red eléctrica (Vac) durante un periodo de red de distribución genérico TJ por dicho aparato eléctrico (HA1, HA2, HA3, UI) , caracterizado porque el circuito (CSA) integra además:

- medios de comparación de hardware (CMP) , para comparar el valor de dicha magnitud EJ con al menos un valor de referencia (ER; EH y EL) ,

- medios de generación de hardware (CMP) , para generar una señal digital (D) cuyo estado lógico (DJ) durante un periodo considerado (TJ) de la tensión de red de distribución es una función del resultado de la comparación realizada por los medios de comparación (CMP) entre el valor de la magnitud EJ-1 medida durante el periodo TJ-1 de la tensión de red de distribución, es decir el valor de la magnitud medida al final del periodo de red de distribución inmediatamente precedente al periodo de red de distribución considerado, con dicho al menos un valor de referencia (ER; EH, EL) .

2. Circuito integrado según la reivindicación 1, caracterizado porque

- el valor de referencia es único (ER) y dichos medios de generación (CMP) están configurados para asignar el estado lógico (DJ) a la señal digital (D) según la lógica siguiente:

- si EJ-1 > ER entonces DJ = H

- si EJ-1 < ER entonces DJ = L

- si EJ-1 = ER entonces DJ = DJ-1.

donde H y L son dos niveles lógicos binarios opuestos, particularmente H=1 y L=0, y ER es el valor de referencia único, o

- se proporciona un par de valores de referencia (EH, EL) y dichos medios de generación (CMP) están configurados para asignar el estado lógico (DJ) a la señal digital (D) según la lógica siguiente:

- si EJ-1 > EH entonces DJ = H

- si EJ-1 < EL entonces DJ = L

- si EL J-1 H entonces DJ = DJ-1

donde H y L son dos niveles lógicos binarios opuestos, particularmente H=1 y L=0, EH es un valor de referencia mayor y EL es un valor de referencia menor.

3. Circuito integrado según la reivindicación 1, caracterizado porque integra demás medios de memoria (EJ-1, EH, EL) para retener al menos uno de:

- el valor medido de la magnitud EJ-1;

- el valor o valores de referencia (ER; EH, EL) .

4. Circuito integrado según una de las reivindicaciones 1 - 3, caracterizado porque dichos medios de generación (CMP) están configurados para asociar a la actualización del estado lógico (DJ) de la señal digital (D) una señal de sincronismo (SV, SI) generada en cada cruce por cero de sólo los flancos descendentes o de sólo los flancos ascendentes de al menos una de la tensión de red de distribución alterna (Vac) y la corriente alterna (IHA) absorbida por dicho aparato eléctrico (HA1, HA2, HA3, UI) .

5. Circuito integrado según la reivindicación 4, caracterizado porque integra además medios de sincronismo de hardware (SYNC) , previstos para generar dicha señal de sincronismo (SV, SI) .

6. Circuito integrado según la reivindicación 3 y/o 4, caracterizado porque está configurado para estar en comunicación de señales con un microcontrolador (AMC, NC) , estando el circuito (CSA) previsto para recibir, a través de una línea de comunicación (SL) , señales para modificar el respectivo presente modo de funcionamiento, tal como señales que indican el valor o valores de referencia (ER; EH, EL) y/o señales que indican el tipo de señal de sincronismo (SV, SI) que debe usarse.

7. Circuito integrado según la reivindicación 4, caracterizado porque está configurado para transmitir secuencias de valores binarios generados por dicha señal digital (D) , junto con la señal de sincronismo (SV,

SI) relacionada.

8. Circuito integrado según la reivindicación 7, caracterizado porque las secuencias de valores binarios generados por dicha señal digital (D) se diseñan para su adquisición, con ayuda de dicha señal de sincronismo (Sv, SI) , por un microcontrolador (MC) .

9. Circuito integrado según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho microcontrolador (AMC, NC) está configurado para controlar la comunicación hacia el exterior, en particular hacia una red local (HN1) y/o remota (RMC) .

10. Circuito integrado según la reivindicación 3 y/o 4, caracterizado porque está configurado además de tal manera que, tras cada etapa de inicialización del mismo,

- el valor o valores de referencia (ER; EH, EL) adquiere o adquieren un valor predeterminado por defecto, y/o

- la señal de sincronismo adquirida por defecto es una señal de sincronismo (Sv) generada en cada cruce por cero de sólo los flancos descendentes o de sólo los flancos ascendentes de la tensión de red de distribución alterna.

11. Circuito integrado según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de medición (PM1) están previstos para medir al menos uno de:

- el valor máximo, el valor promedio, el valor efectivo, cualquier otro valor, que se derivan todos de un procesamiento adecuado de un conjunto significativo de valores precisos de la corriente eléctrica o potencia absorbida durante un periodo de red de distribución, y

- el valor de la energía real consumida en un periodo de red de distribución.

12. Dispositivo de comunicación y/o monitorización (HG, SA1) de un aparato eléctrico (HA1, HA2, HA3, UI) , particularmente un electrodoméstico, que comprende un circuito integrado para medir magnitudes eléctricas según una o más de las reivindicaciones 1 - 11, presentando el dispositivo de comunicación y/o monitorización (HG, SA1) un microcontrolador (AMC, NC) en comunicación de señales con el circuito integrado (CSA) a través de al menos una línea de comunicación (SL) , particularmente una línea de comunicación bidireccional (SL) .