DE19603295A1

DE19603295A1 - Optische Schnittstelle, insbesondere zur Diagnose einer optoelektronischen Kochstellensteuerung

Info

Publication number: DE19603295A1
Application number: DE1996103295
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Gay
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-07-31
Also published as: EP0788250A3; EP0788250A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Schnittstelle, insbesondere zur Diagnose einer optoelektronischen Kochstel lensteuerung, gemäß Patentanspruch 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.

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.

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.

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:

Fig. 1 Eine optische Schnittstelle mit auf eine Ceran-Ab deckscheibe einer Kochstellensteuerung aufgesetzter externer Programmier- und/oder Diagnoseeinheit;

Fig. 2 ausgehend von einem durch die Programmier- und/oder Diagnoseeinheit abgegebenen pulsweitenmodulierten Diagnosesignal dessen erfindungsgemäße Bearbeitung zur Erzielung einer hohen Übertragungsgüte;

Fig. 3 das Blockschaltbild zu der in Fig. 1 in seiner Anwen dungsfiguration dargestellten optischen Schnittstel le.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims

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.

2. Optische Schnittstelle nach Anspruch 1 mit dem Merkmal:

c) Dem zweiten Empfänger (E2) ist ein Differenzierer (DI) nachgeschaltet.

3. Optische Schnittstelle nach Anspruch 2 mit dem Merkmal:

d) Dem Differenzierer (DI) ist ein Schmitt-Trigger (ST) nach geschaltet.

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.

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.

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).

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.