DE4336524A1

DE4336524A1 - Optical interface

Info

Publication number: DE4336524A1
Application number: DE19934336524
Authority: DE
Inventors: Paul Freitag; Bernhard Bokel; Alfons Braeutigam; Christian Kaiser; Bruno Wendland
Original assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Current assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Priority date: 1993-10-26
Filing date: 1993-10-26
Publication date: 1995-04-27

Abstract

Coupling of sub-units within a common unit housing by means of conductorless transmission of light waves. <IMAGE>

Description

Technical field

Das Verfahren betrifft die Kopplung von Geräteeinheiten.The method relates to the coupling of device units.

State of the art

Größere informationstechnische Geräte, beispielsweise Geld ausgabeautomaten, werden aus Teilgeräten aufgebaut, die mit einander durch Datenübertragungsmittel verkoppelt werden müssen.Larger information technology devices, such as money automatic dispensers, are built from sub-devices that with are coupled together by data transmission means have to.

Insbesondere bei einzelnen Teilgeräten, z. B. Druckern, müs sen diese in dem Gehäuse des Gesamtsystems wartbar ange ordnet sein, weshalb häufig die Teilgeräte auf verschieb baren Trägern angeordnet sind, um für Wartungszwecke in eine andere Position gebracht zu werden. Daher muß in solchen Fällen die Datenverbindung als flexibles Schleppkabel ausge bildet werden. Solche Schleppkabel und ihre Steckverbinder können bekanntermaßen bei Schließ- und Verschiebetätigkeiten beschädigt werden oder abreißen. Um hohe Betriebssicherheit zu erreichen, muß die Steckverbindung gesichert werden, was meist durch Schrauben erfolgt. Damit ist ein Austausch des Geräts mühsam, insbesondere wenn aus konstruktiven Gegeben heiten des vorgegebenen Geräts die Steckverbindung an un günstiger Stelle liegt.Especially with individual sub-devices, e.g. B. printers These are maintained in the housing of the overall system be ordered, which is why the sub-devices are often moved to cash carriers are arranged in a for maintenance purposes other position to be brought. Therefore, in such If the data connection is a flexible trailing cable be formed. Such trailing cables and their connectors can be known for closing and moving activities damaged or torn off. To ensure high operational reliability to achieve, the connector must be secured, what mostly done by screws. This is an exchange of the Troublesome device, especially if for structural reasons units of the specified device convenient location.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Datenverbindung von Teilgeräten innerhalb von Geräten bereitzustellen, die die Beweglichkeit des Teilgeräts nicht oder nur unerheblich ein schränkt, unempfindlich gegen mechanische Beschädigung ist und bei Austausch des Teilgeräts keinen zusätzlichen Ar beitsaufwand erfordert.The object of the invention is therefore a data connection from Provide sub-devices within devices that the Movement of the sub-device is not or only insignificantly limited, insensitive to mechanical damage and when replacing the sub-device no additional ar effort required.

Presentation of the invention

Die Erfindung benutzt die Erkenntnis, daß eine leiterlose optische Verbindung die geforderten Eigenschaften erfüllt. Optische Verbindungen sind zwar bereits bekannt, so in Fern bedienungen und für die Kopplung anderer tragbarer Geräte an ortsfeste Zentralstationen. Für die Verbindung von Moduln oder Teilgeräten innerhalb eines Gesamtgehäuses jedoch wer den bislang ausschließlich kabelgebundene Verbindungen be nutzt, weil für die Energieversorgung ohnehin eine Kabelver bindung notwendig ist.The invention uses the knowledge that a ladderless optical connection meets the required properties. Optical connections are already known, so far operations and for pairing other portable devices stationary central stations. For connecting modules or sub-devices within an overall housing, however, who the previously only wired connections uses because a cable connection anyway for the energy supply commitment is necessary.

Die Erfindung besteht daher darin, für die Verbindung von Moduln oder Teilgeräten innerhalb eines Gesamtgehäuses eine kabellose optische Verbindung zu verwenden. Diese Anordnung ist auch dann vorteilhaft, wenn das Modul oder Teilgerät eine zusätzliche Kabelverbindung zur Energieversorgung benö tigt. Diese Verbindung ist in der Regel unspezifisch, z. B. 220 Volt Wechselstrom. Für diese Verbindung kann also einer der günstig gelegenen Versorgungsanschlüsse verwendet wer den, im Servicefall auch ein von außen vorübergehend bereit gestellter Anschluß, wohingegen die Datenverbindung einen spezifischen Gegenpartner benötigt. Außerdem sind Energie versorgungsanschlüsse, beispielsweise Kaltgerätestecker, meist grob und robust, verglichen mit Niederspannungs- Signalsteckverbindungen.The invention therefore consists in the connection of Modules or sub-devices within an overall housing to use wireless optical connection. This arrangement is also advantageous if the module or sub-device need an additional cable connection for power supply does. This connection is usually unspecific, e.g. B. 220 volt alternating current. So for this connection one can of the conveniently located supply connections the, in the event of service, also temporarily available from the outside provided connection, whereas the data connection one specific counterparty needed. There is also energy supply connections, for example IEC connectors, mostly coarse and robust, compared to low voltage Signal connectors.

Weitere Vorteile und Ausprägungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung dargestellt.Further advantages and features of the invention are in the following description.

Brief description of the drawings

Es zeigen Show it

Fig. 1 eine Kopplung zwischen einer Druckeinrichtung und einer Transportvorrichtung, Fig. 1 is a coupling between a printing device and a transport device,

Fig. 2 ein mögliches Übertragungsformat, Fig. 2 shows a possible transmission format,

Fig. 3 verschiedene Möglichkeiten der Übertragung inner halb eines Gehäuses. Fig. 3 different ways of transmission within half a housing.

Detailed description of the invention

In Fig. 1 ist ein Gerät mit einem Gehäuse 9 gezeigt, welches zum Zugriff auf die innen angeordneten Teilgeräte in der Regel mit einer Tür 8 versehen ist. Als Teilgeräte sind ein Drucker 11 und eine Papiertransportvorrichtung 21 gezeigt. Der Drucker 11 besteht in bekannter Art aus einem Blattmaga zin 12, enthaltend einen Blattstapel 13, eine Abzugsvorrich tung 14 und einen Transportkanal entlang der Richtung A mit Transportvorrichtungen, durch die Rollen 16a, b angedeutet, sowie einem Druckmechanismus 17. Das aus dem Drucker ausge worfene Blattmaterial wird dann von der Papiertransportvor richtung 21 zu einem Ausgabeschlitz 31, 32, 33 transportiert und verläßt dort das Gehäuse 9. Die Papiertransportvor richtung 21 enthält ein Transportband 22 mit Antriebsorganen 23a, b. Die Papiertransportvorrichtung 21 ist mechanisch ent weder am Gehäuse 9 oder am Drucker 11 abgestützt; diese mechanische Verbindung ist der Übersichtlichkeit halber weg gelassen.In Fig. 1 a device is shown with a housing 9 which is provided for accessing the internally disposed part devices typically with a door 8. A printer 11 and a paper transport device 21 are shown as sub-devices. The printer 11 consists in a known manner from a sheet magazin 12 , containing a sheet stack 13 , a device 14 Abzugvorrich and a transport channel along the direction A with transport devices, indicated by the rollers 16 a, b, and a printing mechanism 17th The sheet material ejected from the printer is then transported from the paper transport device 21 to an output slot 31 , 32 , 33 and leaves the housing 9 there . The Papiertransportvor direction 21 contains a conveyor belt 22 with drive members 23 a, b. The paper transport device 21 is mechanically supported either on the housing 9 or on the printer 11 ; this mechanical connection is omitted for the sake of clarity.

Zur Steuerung der Antriebsorgane 23a, b der Papiertransport vorrichtung 21 sind elektrische Signale notwendig, deren Übermittlung in zwei Varianten dargestellt ist. In der ersten Variante ist eine Lichtsendediode 42 in das Gehäuse 11 des Teilgeräts "Drucker" eingebaut. In kurzem Abstand von wenigen Zentimetern ist gegenüber in der Papiertransportvor richtung 21 eine Empfangsdiode 27 eingebaut. Die elektroni schen Schaltungen zur Beaufschlagung der Sendediode 42 und zum Auswerten des Signals der Empfangsdiode 27 sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, wie auch die sonstigen elektronischen Steuereinrichtungen weggelassen sind.To control the drive elements 23 a, b of the paper transport device 21 , electrical signals are necessary, the transmission of which is shown in two variants. In the first variant, a light-emitting diode 42 is installed in the housing 11 of the “printer” subunit. At a short distance of a few centimeters, a receiving diode 27 is installed opposite in the Papiertransportvor direction 21 . For the sake of clarity, the electronic circuits for acting on the transmitter diode 42 and for evaluating the signal of the receiver diode 27 are not shown, as are the other electronic control devices.

In einer zweiten Variante ist die Empfangsdiode 26 unten an der Papiertransportvorrichtung 21 angebracht. Der Drucker 11 hat ein Anschlußfeld 17 mit einem Steckverbinder 18. Ein Datenübermittlungskasten 40 ist durch Steckung auf den Steckverbinder 18 und durch Einführen in das Anschlußfeld mechanisch fixiert. An seiner Oberseite ist die Sendediode 41 angebracht, so daß das von ihr ausgestrahlte Licht auf die Empfangsdiode 26 fällt.In a second variant, the receiving diode 26 is attached to the bottom of the paper transport device 21 . The printer 11 has a connection field 17 with a plug connector 18 . A data transmission box 40 is mechanically fixed by plugging it into the connector 18 and by inserting it into the connector panel. The transmitter diode 41 is attached to its upper side so that the light emitted by it falls on the receiver diode 26 .

In Fig. 1 ist ein Steuer- und Informationsgerät 7 darge stellt, welches über eine Sendediode 43 Nachrichten, bei spielsweise Druckdaten, an den Datenübermittlungskasten 40, sendet. In diesem Fall kann als Drucker ein handelsüblicher Drucker unmodifiziert verwendet werden. Ist eine Wartung notwendig, so wird der alte Drucker durch die Tür 8 entfernt und der Datenübermittlungskasten 40 an dem neuen Ersatz drucker befestigt. In Fig. 1 ist zwar nur eine statische Ab stützung des Druckers 11 gezeigt; eine Ausführung über Rol len oder Teleskopstangen ist aber in diesem Fall besonders vorteilhaft. Bevor der Ersatzdrucker wieder eingeschoben wird, kann er außerhalb des Gehäuses an eine Netzspannungs versorgung angeschlossen werden und seine Funktion im Zusam menspiel mit dem Steuergerät 7 getestet werden. Wird, wie weiter unten dargestellt, für die Kopplung diffuse Reflek tion verwendet, kann sogar das Zusammenspiel mit der Papier transportvorrichtung 21 getestet werden. Nach erfolgtem Test wird der Drucker in das Gehäuse verfahren und im Inneren mit elektrischer Energie versorgt. Ahnliche Überlegungen gelten, wenn der Drucker fest und die Papiertransportvorrichtung 21 beweglich ist.In Fig. 1, a control and information device 7 is Darge, which sends 43 messages, for example print data, to the data transmission box 40 via a transmission diode. In this case, a commercially available printer can be used unmodified as the printer. If maintenance is necessary, the old printer is removed through the door 8 and the data transmission box 40 is attached to the new replacement printer. In Fig. 1, only a static support from the printer 11 is shown; an execution via Rol len or telescopic rods is particularly advantageous in this case. Before the replacement printer is inserted again, it can be connected to a mains voltage supply outside the housing and its function tested together with the control unit 7 . If, as shown below, diffuse reflection is used for the coupling, even the interaction with the paper transport device 21 can be tested. After the test has been carried out, the printer is moved into the housing and supplied with electrical energy inside. Similar considerations apply when the printer is fixed and the paper transport device 21 is movable.

Ein mögliches Übertragungsformat für die über die optische Schnittstelle auszutauschenden Daten ist in Fig. 2 darge stellt. Hierbei findet ein Asynchronverfahren mit beispiels weise einem Bitabstand von 1 ms Verwendung. Die Aussendung eines Datenpakets von vier Bit beginnt mit einem Startbit, welches durch Lichtstrahlung dargestellt wird, und endet mit einem Stopbit, welches durch das Fehlen von Lichtstrahlung, jeweils in einem vorbestimmten Zeitabschnitt, dargestellt wird. Diese Form der Datenübertragung ist weithin bekannt. In der bevorzugten Ausführungsform wird nach jedem Datenpaket eine Pause verwendet, die mindestens so lange ist wie ein Datenpaket mit Start- und Stopbit dauert. Jedes Paket wird mehrfach wiederholt; sein Empfang gilt als richtig, wenn drei aufeinderfolgende Pakete gleich sind. Hierdurch wird eine hohe Sicherheit der Datenübertragung erreicht. Die Wiederholung kann kontinuierlich erfolgen, bis neue Daten anstehen.A possible transmission format for the data to be exchanged via the optical interface is shown in FIG. 2. Here, an asynchronous method with, for example, a bit spacing of 1 ms is used. The transmission of a data packet of four bits begins with a start bit, which is represented by light radiation, and ends with a stop bit, which is represented by the lack of light radiation, in each case in a predetermined time period. This form of data transmission is well known. In the preferred embodiment, a pause is used after each data packet, which is at least as long as a data packet with a start and stop bit. Each package is repeated several times; its receipt is considered correct when three successive packets are equal. This ensures high data transmission security. The repetition can take place continuously until new data are pending.

Durch eine gleichartig aufgebaute Rückstrecke wird der Emp fang quittiert, und es werden Fehlerzustände signalisiert.The Emp start acknowledged and error states are signaled.

In Fig. 3 sind zwei Teilgeräte X und Y in einem gemeinsamen Gehäuse 9 dargestellt. Die direkte Kopplung 63 ist eine Mög lichkeit der Datenübertragung. Als weitere Möglichkeit ist die diffuse Reflektion an einer Wandung für den Strahlengang 64 dargestellt. In diesem Fall müssen die Geräte nicht un mittelbar nebeneinander stehen; es kann eine Abschirmung 67 zwischen den Geräten vorhanden sein. Um den Energieaufwand klein zu halten und andere Strahlführungen zu ermöglichen, ist eine Reflektorfläche 66 möglich, die entsprechend dem Reflektionsgesetz angebracht ist und deren Oberfläche vor zugsweise spiegelnd ausgeführt ist.In Fig. 3 two subunits X and Y are shown in a common housing 9. The direct coupling 63 is a possibility of data transmission. Diffuse reflection on a wall for beam path 64 is shown as a further possibility. In this case, the devices do not have to stand side by side; there may be a shield 67 between the devices. In order to keep the energy expenditure low and to enable other beam paths, a reflector surface 66 is possible, which is attached in accordance with the law of reflection and the surface of which is preferably mirrored.

Für die Ausführungsform nach Fig. 1 ist es auch möglich, daß eine mechanische, in der Fig. nicht dargestellte Kopplung der Antriebseinrichtungen 23a, b mit der durch dir Rollen 16 symbolisierten Transporteinrichtung z. B. durch ineinander greifende Zahnräder, gegeben ist. Dann kann in der Papier transportvorrichtung 21 ein elektrischer Generator mit der Antriebseinrichtung gekoppelt werden, so daß eine zusätz liche Stromversorgung entfällt. Damit kann im Wartungsfall die Papiertransportvorrichtung 21 einfach ohne Lösung von elektrischen Steckverbindern ausgetauscht werden.For the embodiment according to FIG. 1, it is also possible that a mechanical coupling, not shown in the figure, of the drive devices 23 a, b with the transport device symbolized by you rollers 16 z. B. is given by intermeshing gears. Then, in the paper transport device 21, an electric generator can be coupled to the drive device, so that an additional power supply is not required. In the event of maintenance, the paper transport device 21 can thus be easily replaced without the need for electrical plug connectors.

Die Energie des zu steuernden oder Daten übermittelnden Geräts kann auch durch Licht bereitgestellt werden. Dazu ist einerseits bei sehr geringem Leistungsbedarf auch die Licht energie der Datenübertragung selbst ausreichend. Eine andere Möglichkeit ist dadurch gegeben, daß das zu steuernde Teil gerät eine Anzeigeeinheit 7 ist, die durch eine Öffnung in dem Gerätegehäuse ragt. Auf der Außenseite ist dann eine Solarzelle angebracht, die die Energie für den Licht empfänger und die Anzeige bereitstellt.The energy of the device to be controlled or data transmitted can also be provided by light. On the one hand, the light energy of the data transmission itself is sufficient with a very low power requirement. Another possibility is given by the fact that the part to be controlled is a display unit 7 which projects through an opening in the device housing. A solar cell is then attached to the outside, which provides the energy for the light receiver and the display.

Besondere Vorteile bietet die Kopplung von Teilgeräten innerhalb von Gehäusen dann, wenn eines der Teilgeräte betriebsmäßig bewegt wird oder vibriert. Durch die Kabel bewegung entsteht ein kapazitiver Ausgleichsstrom, der sich als hochfrequentes Rauschen darstellt. Auf einer möglichen Versorgungsleitung sind diese Störungen ohne Bedeutung; auf der optischen Kopplung entstehen sie gar nicht erst.The coupling of sub-devices offers particular advantages inside enclosures when one of the sub-devices is moved or vibrated during operation. Through the cables movement creates a capacitive compensating current, which is as high-frequency noise. On a possible one These disturbances are irrelevant to the supply line; on they do not arise in the optical coupling.

Claims

1. Coupling of sub-devices within a common one Device housing by means of conductorless transmission of Rays of light.

2. Coupling according to claim 1, wherein the sub-devices are mechanically connected and transmitters and Receiver for light transmission at or near the ver Binding point are arranged.

3. Coupling according to claim 1, wherein the light waves in Be diffusely reflected inside the housing.

4. Coupling according to claim 1, wherein the light waves through Reflector surfaces directed from the transmitter to the receiver become.

5. Coupling according to claim 1, wherein at least one sub-device Movable within the housing for maintenance purposes is arranged.

6. Coupling according to claim 1, wherein the power supply of Sub-devices via an unspecific supply network, especially the general AC network.

7. Coupling according to one of the preceding claims, wherein the transmission as data packets using the asynchronous method with the binary values "light emission" and "no light emission "takes place when light emission start bit ver a data packet is assumed to be valid, if the data bits are in three consecutive transmissions a pause between two data packets of at least one data packet length is observed and data packets are sent repeatedly.