DE19603295A1 - Optical interface, in particular for diagnosis of an optoelectronic hotplate control - Google Patents

Optical interface, in particular for diagnosis of an optoelectronic hotplate control

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DE19603295A1 DE1996103295 DE19603295A DE19603295A1 DE 19603295 A1 DE19603295 A1 DE 19603295A1 DE 1996103295 DE1996103295 DE 1996103295 DE 19603295 A DE19603295 A DE 19603295A DE 19603295 A1 DE19603295 A1 DE 19603295A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Schnittstelle, insbesondere zur Diagnose einer optoelektronischen Kochstel­ lensteuerung, gemäß Patentanspruch 1.The invention relates to an optical interface, especially for the diagnosis of an optoelectronic hob len control, according to claim 1.

Durch die DE-A1-39 21 344 ist ein externes Programmiergerät für eine Datenein- bzw. Datenausgabe zum Programmieren von Systemen zur Prozeßsteuerung oder dergleichen bekannt, dessen Ankopplung an die zu programmierende Einheit als optisch ar­ beitende Schnittstelle mit beidseitig geschlossenen Berüh­ rungsflächen und gegenseitig einander zuordenbaren Licht-Sen­ dern bzw. Licht-Sensoren ausgebildet ist.DE-A1-39 21 344 is an external programming device for data input or output for programming Process control systems or the like are known, the Coupling to the unit to be programmed as optical ar processing interface with closed contact on both sides surfaces and mutually assignable light sensors or light sensors is formed.

Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll eine derartige op­ tische Schnittstelle, insbesondere in Anwendung auf eine ex­ terne Programmier- und/oder Diagnoseeinheit für eine durch eine Schutzscheibe abgedeckte optische Kochstellensteuerung, im Hinblick auf hohe Unempfindlichkeit gegenüber Fremd- bzw. Streulicheinflüsse ertüchtigt werden.According to the object of the present invention, such an op table interface, especially when used on an ex tern programming and / or diagnostic unit for one a protective cover for the optical hob control, with regard to high insensitivity to foreign or Influences of scatter are trained.

Die erfindungsgemäße Ankopplung zwischen einer Programmier­ und/oder Diagnoseeinheit einerseits und einer Steuereinheit andererseits gewährleistet trotz des für eine einfache Hand­ habung vorteilhaften Verzichts auf eine gegenseitige galva­ nische Verbindung eine hohe Übertragungsgüte der gesendeten pulsweitenmodulierten Signale, da durch die hohe Flanken­ steilheit ein herkömmliches, keine steilen Flanken aufweisen­ des Raumlicht und durch die hohe Pulsamplitude Sendeimpulse von üblicherweise nicht in unmittelbarer Nähe befindlichen üblichen Fernbedienungen ohne Einfluß bleiben.The coupling according to the invention between programming and / or diagnostic unit on the one hand and a control unit on the other hand, despite that ensures for a simple hand have advantageous avoidance of a mutual galva African connection a high transmission quality of the sent Pulse width modulated signals because of the high edges steepness a conventional, no steep flanks of the ambient light and due to the high pulse amplitude transmit pulses of those that are usually not in the immediate vicinity usual remote controls remain without influence.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im fol­ genden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:The invention and further advantageous configurations of the Invention according to the features of the subclaims are in the fol genden on the basis of schematically illustrated embodiments explained in more detail in the drawing; show in it:

Fig. 1 Eine optische Schnittstelle mit auf eine Ceran-Ab­ deckscheibe einer Kochstellensteuerung aufgesetzter externer Programmier- und/oder Diagnoseeinheit; FIG. 1 is an optical interface with a ceramic cover plate from a heating element controller patch external programming and / or diagnostic unit;

Fig. 2 ausgehend von einem durch die Programmier- und/oder Diagnoseeinheit abgegebenen pulsweitenmodulierten Diagnosesignal dessen erfindungsgemäße Bearbeitung zur Erzielung einer hohen Übertragungsgüte; Fig. 2 starting from a discharged by the programming and / or diagnostic unit pulse width modulated signal whose diagnosis processing according to the invention for achieving a high transmission quality;

Fig. 3 das Blockschaltbild zu der in Fig. 1 in seiner Anwen­ dungsfiguration dargestellten optischen Schnittstel­ le. Fig. 3 shows the block diagram of the optical interface shown in Fig. 1 in its application configuration.

Fig. 1 zeigt in der baulichen Anwendungsfiguration und Fig. 3 im zugehörigen Blockschaltbild eine optische Schnittstelle zwischen einer externen Programmier- und/oder Diagnoseeinheit DE oberhalb einer als Schutzabdeckung vorgesehenen strah­ lungsdurchlässigen Ceran-Scheibe CE und einer Steuereinheit MC in Form eines Mikro-Controllers unterhalb der Ceran-Schei­ be CE als Bestandteil einer auf einer Platine (PL) angeord­ neten und verschalteten optoelektronischen Kochstellensteue­ rung mit hier nicht näher dargestellten mehreren optoelektro­ nischen Berührungstasten. Zur optischen Übertragung dienen auf der Oberseite der Ceran-Scheibe CE ein erster Sender 51 sowie ein erster Empfänger E1 sowie unterhalb der Ceran- Scheibe CE ein dem ersten Sender S1 zugeordnet er zweiter Empfänger E2 und ein dem ersten Empfänger E1 zugeordnet er zweiter Sender S2. Der zweite Sender S2 und der zweite Emp­ fänger E2 sind an einen seriellen Schnittstellenausgang des Mikro-Controllers angeschlossen, über den ein derartiger Controller einschließlich der notwendigen Prüfsoftware in der Regel verfügt. Fig. 1 shows in the structural application configuration and Fig. 3 in the associated block diagram an optical interface between an external programming and / or diagnostic unit DE above a radiation-permeable ceramic pane CE provided as a protective cover and a control unit MC in the form of a micro-controller below the Ceran plate CE as part of an optoelectronic hotplate control arranged and connected on a circuit board (PL) with several optoelectronic touch buttons (not shown here). A first transmitter 51 and a first receiver E1 are used for optical transmission on the top side of the ceramic disc CE, and a second receiver E2 assigned to the first transmitter S1 and a second transmitter S2 assigned to the first receiver E1 are located below the ceramic disc CE. The second transmitter S2 and the second receiver E2 are connected to a serial interface output of the microcontroller, which a controller of this type, including the necessary test software, generally has.

Um einen Störeinfluß, insbesondere durch unmittelbare Ref­ lexion an der Schutzabdeckung, eines aktivierten Senders auf seinen zugehörigen, in der gleichen Sende- bzw. Empfangsebene benachbarten Empfänger auszuschließen, bleibt dieser in vor­ teilhafter Weise während der Sendezeit des aktivierten Sen­ ders gesperrt; die Daten werden im Halbduplexverfahren über­ tragen, bei dem abwechselnd nur einer der Teilnehmer sendet, während der andere Teilnehmer nur empfängt.To avoid interference, especially through immediate ref lexion on the protective cover of an activated transmitter its associated, in the same transmission or reception level to exclude neighboring recipients, this remains in front in part during the broadcasting time of the activated Sen locked; the data is transferred in half duplex wear, in which only one of the participants alternately transmits, while the other party is only receiving.

Zur normierten Anpassung ist auf der externen Seite zwischen dem ersten Sender S1 und dem ersten Empfänger E1 einerseits sowie der externen Programmier- und/oder Diagnoseeinheit DE andererseits ein Schnittstellenwandler SW vorgesehen, der die von der Programmier- und/oder Diagnoseeinheit DE aus- bzw. eingehenden Signale auf sogenannten TTL-Pegel konvertiert.For standardized adaptation, on the external side is between the first transmitter S1 and the first receiver E1 on the one hand and the external programming and / or diagnostic unit DE on the other hand, an interface converter SW is provided, which from the programming and / or diagnostic unit DE incoming signals converted to the so-called TTL level.

Durch die Einbeziehung des an sich für die Kochstellensteue­ rung vorgesehenen Mikro-Controllers kann, insbesondere wäh­ rend des Fertigungsablaufs, dieser Mikro-Controller selbst als diagnostizierendes Bauteil mitverwendet werden, um die korrekte Funktion der gesamten Kochstellensteuerung prüfen zu können; darüber hinaus ist auf einfache Weise eine Initiali­ sierung bzw. Aktualisierung von Betriebsparametern und bei einem eventuell notwendigen Kundendiensteinsatz eine schnelle Lokalisierung der Fehler möglich.By including that for the hob control tion provided micro-controller can, especially wäh During the manufacturing process, this micro controller itself can also be used as a diagnostic component in order to Check correct function of the entire hotplate control can; moreover is an initial in a simple way Setting or updating of operating parameters and at a quick service call, if necessary Localization of errors possible.

Fig. 2 zeigt in seinem oberen ersten Bild das Beispiel einer Pulsfolge für ein pulsweitenmoduliertes Signal, das über den ersten Sender S1 störungsfrei an den zweiten Empfänger E2 mittels Infrarotstrahlung durch die Ceran-Scheibe CE zu über­ tragen ist und zu einer bestimmten Befehlskonstellation im Mikro-Controller MC der Steuereinheit führen soll, die seinerseits dann eine Rückmeldung über den zweiten Sender 52 durch Infrarotstrahlung durch die Ceran-Scheibe CE an den ersten Empfänger E1 und somit an die Programmier- und/oder Diagnoseeinheit geben kann. Die Ausgangssignale sind dabei normalerweise auf High, die Datenbits auf aktiv Low gesetzt. Fig. 2, the example shows in its upper first image of a pulse sequence for a pulse width modulated signal applied to the second receiver E2 by means of infrared radiation by the ceramic disk CE is via the first station S1 without interference to be transmitted and to a certain command constellation in the micro- Controller MC of the control unit, which in turn can then provide feedback via the second transmitter 52 by infrared radiation through the ceramic disc CE to the first receiver E1 and thus to the programming and / or diagnostic unit. The output signals are usually set to high, the data bits to active low.

Entsprechend den Pulsen des Signalverlaufes im ersten Bild in Fig. 2 wird eine als erster Sender S1 vorgesehene Infrarot-LED gepulst, wobei in dieser während der Übertragungspolpausen kein Strom fließt, jedoch beim jeweiligen pulskonformen Ein­ schalten ein kurzer Stromstoß derart erzeugt wird, daß die notwendige hohe Flankensteilheit und hohe Pulsamplitude er­ reicht wird; im zweiten Signalverlauf von Fig. 2 ist das derart gebildete ausgesendete Infrarotsignal mit steiler Flanke beim jeweiligen Pulswechsel gemäß dem ersten Signal­ verlauf dargestellt. Das entsprechende unterhalb der Ceran- Scheibe CE am zweiten Empfänger E2 ankommende Signal setzt sich gemäß dem dritten Signalverlauf in Fig. 2 aus dem vom ersten Sender S1 abgestrahlten Signal mit erhöhter Flanken­ steilheit und Pulsamplitude und einem überlagerten Rauschen durch Störgrößen wie z. B. Raumbeleuchtung und Fernbedienungen zusammen.Corresponding to the pulses of the signal curve in the first picture in Fig. 2, an infrared LED provided as the first transmitter S1 is pulsed, during which no current flows during the transmission pole pauses, but during the respective pulse-conforming switch on a short current surge is generated in such a way that the necessary high slope and high pulse amplitude, it is sufficient; in the second waveform of FIG. 2, the infrared signal formed in this way is shown with a steep flank during the respective pulse change according to the first signal. The corresponding signal arriving below the Ceran disc CE at the second receiver E2 is, according to the third signal curve in FIG. 2, composed of the signal emitted by the first transmitter S1 with increased slope steepness and pulse amplitude and a superimposed noise caused by disturbance variables such as. B. room lighting and remote controls together.

Dieses Signal ist Eingangssignal eines nach einer Ausgestal­ tung der Erfindung dem zweiten Empfänger E2 nachgeschalteten Differenzierers DI, dessen Ausgangssignal eine Funktion der Steilheit seiner Eingangssignale ist. Eine Signaländerung entsprechend den bearbeiteten Pulsflanken des Signalverlaufs im ersten Bild führt zu einem kurzen Ausgangsimpuls mit hoher Amplitude, während eine langsame Signaländerung nur zu einer kleinen Ausgangsamplitude führt. Dieser letzte Sachverhalt ist im Signalverlauf des vierten Bildes in Fig. 2 angedeutet. Dem Differenzierer DE ist zur Identifizierung eines dem ur­ sprünglichen pulsweitenmodulierten Signal entsprechenden Be­ fehlssignals ein Schmitt-Trigger ST mit einer oberen und einer unteren, mit gestrichelter Kennlinie im vierten Bild angedeu­ teten, Schaltschwellen zugeordnet, mit Hilfe derer das ur­ sprünglich pulsweitenmodulierte Signal gemäß dem Signalver­ lauf im fünften Bild dadurch wieder rückmoduliert werden kann, daß bei jeweiligem Erreichen einer Schaltschwelle durch eine große Ausgangsamplitude eine Pulsflanke gesetzt wird.This signal is the input signal of a differentiator DI connected downstream of the second receiver E2, the output signal of which is a function of the steepness of its input signals. A signal change corresponding to the processed pulse edges of the signal curve in the first image leads to a short output pulse with a high amplitude, while a slow signal change only leads to a small output amplitude. This last state of affairs is indicated in the waveform of the fourth image in FIG. 2. The differentiator DE is assigned to identify a command signal corresponding to the original pulse-width-modulated signal, a Schmitt trigger ST with an upper and a lower switching thresholds indicated by the dashed characteristic curve in the fourth picture, with the aid of which the originally pulse-width-modulated signal according to the signal ver run in the fifth picture can be modulated back in that a pulse edge is set when a switching threshold is reached due to a large output amplitude.

Claims (7)

1. Optische Schnittstelle mit bidirektionaler optischer Da­ tenübertragung zwischen einer Programmier- und/oder Diagnose­ einheit (DE) mit einem ersten Sender (S1) und einem ersten Empfänger (E1) einerseits und einer Steuereinheit (MC) mit einem zweiten Sender (S2) und einem zweiten Empfänger (E2) andererseits mit folgenden Merkmalen:
  • a) Zur Datenübertragung sind seriell, spezifisch pulsweiten­ modulierte Signale vorgesehen;
  • b) die Pulse der pulsweitenmodulierten Signale sind sender­ seitig mit einer im Vergleich zu gleichzeitigen Streusig­ nalen erhöhten Flankensteilheit und/oder Pulsamplitude auf.
1. Optical interface with bidirectional optical data transmission between a programming and / or diagnostic unit (DE) with a first transmitter (S1) and a first receiver (E1) on the one hand and a control unit (MC) with a second transmitter (S2) and a second receiver (E2) on the other hand with the following features:
  • a) Serial, specifically pulse-width modulated signals are provided for data transmission;
  • b) the pulses of the pulse-width-modulated signals are on the transmitter side with an increased edge steepness and / or pulse amplitude compared to simultaneous scatter signals.
2. Optische Schnittstelle nach Anspruch 1 mit dem Merkmal:
  • c) Dem zweiten Empfänger (E2) ist ein Differenzierer (DI) nachgeschaltet.
2. Optical interface according to claim 1 with the feature:
  • c) The second receiver (E2) is followed by a differentiator (DI).
3. Optische Schnittstelle nach Anspruch 2 mit dem Merkmal:
  • d) Dem Differenzierer (DI) ist ein Schmitt-Trigger (ST) nach­ geschaltet.
3. Optical interface according to claim 2 with the feature:
  • d) The differentiator (DI) is followed by a Schmitt trigger (ST).
4. Optische Schnittstelle nach zumindest einem der Ansprüche 1-3 mit dem Merkmal:
  • e) Der Programmier- und/oder Diagnoseeinheit (DE) ist ein Schnittstellenwandler (SW) nachgeschaltet.
4. Optical interface according to at least one of claims 1-3 with the feature:
  • e) The programming and / or diagnostic unit (DE) is followed by an interface converter (SW).
5. Optische Schnittstelle nach zumindest einem der Ansprüche 1-3 mit dem Merkmal:
  • f) Der Empfänger (E1 bzw.E2) einer Sende- und Empfangsebene (S1, E1 bzw. S2, E2), insbesondere der erste Empfänger (E1), ist jeweils unaktiviert bei aktiviertem Sender (S1 bzw. S2) seiner Sende- und Empfangsebene.
5. Optical interface according to at least one of claims 1-3 with the feature:
  • f) The receiver (E1 or E2) of a transmission and reception level (S1, E1 or S2, E2), in particular the first receiver (E1), is in each case inactivated when the transmitter (S1 or S2) of its transmission and Reception level.
6. Optische Schnittstelle nach zumindest einem der Ansprüche 1-5 mit den Merkmalen:
  • g) Der zweite Sender (S2) und der zweite Empfänger (E2) sind Teile einer hinter einer strahlungsdurchlässigen Schutzab­ deckung, insbesondere einer Ceran-Scheibe (CE), angeord­ neten optoelektronischen Kochstellensteuerung;
  • h) der erste Sender (S1) und der erste Empfänger (E1) sind Teile einer zugeordneten, vor der Schutzabdeckung fixier­ baren Programm- und/oder Diagnoseeinheit (DE).
6. Optical interface according to at least one of claims 1-5 with the features:
  • g) The second transmitter (S2) and the second receiver (E2) are parts of a cover behind a radiation-permeable protective cover, in particular a ceramic disc (CE), arranged optoelectronic hotplate control;
  • h) the first transmitter (S1) and the first receiver (E1) are parts of an associated program and / or diagnostic unit (DE) which can be fixed in front of the protective cover.
7. Optische Schnittstelle mit einem Mikro-Controller als zen­ trale Steuereinheit (MC) für die optoelektronische Kochstel­ lensteuerung nach Anspruch 6 mit dem Merkmal:
  • i) Der zweite Sender (S2) und der zweite Empfänger (E2) sind an einem externen seriellen Schnittstellenanschluß des Mikro-Controllers angeschlossen.
7. Optical interface with a micro-controller as a central control unit (MC) for the optoelectronic hob control according to claim 6 with the feature:
  • i) The second transmitter (S2) and the second receiver (E2) are connected to an external serial interface connection of the microcontroller.
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