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EP1892601B1 - Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gerätes - Google Patents

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Publication number
EP1892601B1
EP1892601B1 EP07016239A EP07016239A EP1892601B1 EP 1892601 B1 EP1892601 B1 EP 1892601B1 EP 07016239 A EP07016239 A EP 07016239A EP 07016239 A EP07016239 A EP 07016239A EP 1892601 B1 EP1892601 B1 EP 1892601B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
batteries
amplification factor
voltage amplifier
display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP07016239A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1892601A2 (de
EP1892601A3 (de
Inventor
Frank Schäfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1892601A2 publication Critical patent/EP1892601A2/de
Publication of EP1892601A3 publication Critical patent/EP1892601A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1892601B1 publication Critical patent/EP1892601B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an electrical device, in particular a control for a heating system, according to the preamble of claim 1.
  • a remote control device, a timer and / or a room thermostat is connected to a heater directly associated control device to allow the users of a building to operate the heating system from a living room.
  • a heater directly associated control device to allow the users of a building to operate the heating system from a living room.
  • various measured values are required, according to which the generated heat output and / or introduced into the rooms heat energy is regulated.
  • this also includes the room temperature, because this is decisive for the feedback to the control of the heating system, in particular in relation to the actual conditions compared to the user-set setpoints for a room or for the entire usage unit.
  • the remote control device, the timer and / or a room thermostat are located in a room usually at a remote from the central control unit, one knows on the one hand the communication with the control unit via a two-wire line and on the other hand, the signal transmission by radio. This has the advantage that the line connection is omitted. At the same time it is also avoided for practical reasons to connect the control device in the room to the mains. A separate power supply with at least one battery is therefore common, but may possibly lead to increased expense for the user of the heating system because of the limited battery life.
  • Power-saving methods such as the wait-time-dependent switching of an entire electronic module to a power-saving mode known from microprocessor technology, can not be transferred to the heating technology. This is essentially due to the fact that the main function of a room thermostat, namely the detection, display and forwarding of a room temperature value to the heating control, must always be guaranteed.
  • a room temperature controller with wireless signal transmission which activates the temperature control circuit only at intervals with a view to low energy consumption.
  • the resistance of the room temperature controller is generally measured during battery operation at larger time intervals and also sent in correspondingly longer time intervals as in solar cell operation.
  • this definition of the time intervals between individual evaluations may result in control inaccuracies and thus loss of comfort over the entire period of use of the regulation.
  • the graphics-capable display This is usually operated at a higher voltage than other components of the device. Often you only have a low battery voltage available. Then, the higher voltage is generated with a voltage amplifier, so as not to have to provide another power supply device. This generates, for example, 2.2 volts with a gain of factor 3 then 6.6 volts.
  • the voltage amplifier is usually located in the LCD controller and the voltage gain at this LCD controller is realized via a hard-wired external capacitor circuit.
  • the invention is therefore based on the object to optimize a method for operating an electrical device, in particular a control for a heating system, in order to reduce the power consumption in a battery-operated remote control device, a timer and / or a room thermostat.
  • the method for operating an electrical device is characterized in that via an A / D converter in a microcontroller, the current voltage value of Batteries and / or the output voltage of the voltage amplifier is measured and evaluated, and that depending on this evaluation, the gain of the voltage amplifier is varied.
  • the variation of the amplification factor of the voltage amplifier is realized by switching the amplification factor at the voltage amplifier by connecting or disconnecting capacitors.
  • electromechanical switches or semiconductor switches preferably FET transistors, are used as switches.
  • the charge factor of charged batteries in the device is lower than that of discharged batteries, so that the device operates at a lower supply voltage with a smaller gain. This leads to a significantly lower power consumption and a longer battery life with simultaneous reliability.
  • a threshold value for the amplification factor is exceeded, a signal can also be triggered which indicates in good time the required replacement of the batteries and / or activates further power-saving measures in the device in order to maintain an emergency operation.
  • a simple method for operating an electrical device in particular a control for a heating system, is available with which the power consumption in a battery-operated remote control device, a timer and / or a room thermostat is significantly reduced.
  • the battery life is extended, and yet all control and comfort functions integrated in the heating control are always available to a room user, since the activity of the display, as one of the relevant components with one of the relatively large power consumption, according to the inventive measures is not limited.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gerätes, insbesondere einer Regelung für eine Heizungsanlage, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Üblicherweise ist an das einem Heizgerät direkt zugeordnete Regelgerät bei einer Heizungsanlage ein Fernbedienungsgerät, eine Schaltuhr und/oder ein Raumthermostat angeschlossen, um den Nutzern eines Gebäudes die Bedienung der Heizungsanlage von einem Wohnraum aus zu ermöglichen. Für einen vollautomatischen Betrieb von bekannten Heizungsanlagen sind außerdem diverse Messwerte erforderlich, nach denen die erzeugte Wärmeleistung und/oder die in die Räume eingebrachte Wärmeenergie geregelt wird. Neben der Außentemperatur gehört dazu auch die Raumtemperatur, denn diese ist maßgebend für die Rückmeldung zur Regelung der Heizungsanlage, insbesondere in Bezug auf die tatsächlichen Verhältnisse gegenüber den vom Nutzer eingestellten Sollwerten für einen Raum bzw. für die gesamte Nutzungseinheit.
  • Da sich das Fernbedienungsgerät, die Schaltuhr und/oder ein Raumthermostat in einem Raum in der Regel an einer vom zentralen Regelgerät entfernten Position befinden, kennt man einerseits die Kommunikation mit dem Regelgerät über eine Zweidrahtleitung und andererseits die Signalübertragung per Funk. Dies hat den Vorteil, dass die Leitungsverbindung entfällt. Gleichzeitig wird dabei auch aus praktischen Gründen vermieden, die Bedieneinrichtung im Raum an das Stromnetz anzuschließen. Eine eigene Stromversorgung mit mindestens einer Batterie ist daher üblich, kann aber wegen der begrenzten BatterieLebensdauer möglicherweise zu einem erhöhten Aufwand für den Nutzer der Heizungsanlage führen.
  • Stromsparverfahren, wie zum Beispiel das aus der Mikroprozessortechnik bekannte wartezeitabhängige Umschalten einer ganzen elektronischen Baugruppe in einen Stromsparmodus, lassen sich nicht auf die Heizungstechnik übertragen. Begründet ist dies im Wesentlichen damit, dass die Hauptfunktion eines Raumthermostaten, nämlich die Erfassung, Anzeige und Weiterleitung eines Raumtemperatur-Wertes an die Heizungsregelung, immer gewährleistet sein muss.
  • Aus der DE 197 29 575 A1 ist weiterhin ein Raumtemperaturregler mit drahtloser Signalübertragung bekannt, der im Hinblick auf einen geringen Energieverbrauch den Temperaturregelkreis nur in zeitlichen Abständen aktiviert. Der Widerstand des Raumtemperaturreglers wird dabei generell bei Batteriebetrieb in größeren zeitlichen Abständen gemessen und auch in entsprechend größeren zeitlichen Abständen weiter gesendet als bei Solarzellenbetrieb. Durch diese Festlegung der Zeitabstände zwischen einzelnen Auswertungen ergeben sich aber möglicherweise Regelungenauigkeiten und somit Komforteinbußen im gesamten Nutzungszeitraum der Regelung.
  • Zu den relativ großen Stromverbrauchern in gattungsgemäßen Geräten gehört das grafikfähige Display. Dieses wird in der Regel mit einer höheren Spannung als andere Bauteile des Gerätes betrieben. Oft hat man nur eine niedrige Batteriespannung zur Verfügung. Dann wird die höhere Spannung mit einem Spannungsverstärker erzeugt, um nicht eine weitere Stromversorgungseinrichtung vorsehen zu müssen. Dieser erzeugt zum Beispiel aus 2,2 Volt mit einer Verstärkung um Faktor 3 dann 6,6 Volt. Der Spannungsverstärker sitzt meistens im LCD-Controller und die Spannungsverstärkung an diesem LCD-Controller wird über eine fest bedrahtete externe Kondensatorbeschaltung realisiert.
  • Ungünstig für die Lebensdauer der Batterien ist es, wenn eine relativ große Verstärkung fest eingestellt wird, beispielsweise damit das Display auch bei geringer Spannung noch arbeitet, aber der Mikrocontroller für das Display bei dieser Verstärkung dann unnötigerweise in Phasen mit einer ausreichenden Spannungsversorgung über die Batterie mehr Strom verbraucht.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gerätes, insbesondere einer Regelung für eine Heizungsanlage, zu optimieren, um den Stromverbrauch in einem batteriebetriebenen Fernbedienungsgerät, einer Schaltuhr und/oder einem Raumthermostaten zu reduzieren.
  • Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Das Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gerätes ist dadurch gekennzeichnet, dass über einen A/D-Wandler in einem Mikrocontroller der aktuelle Spannungswert der Batterien und/oder die Ausgangsspannung des Spannungsverstärkers gemessen und ausgewertet wird, und dass in Abhängigkeit dieser Auswertung der Verstärkungsfaktor des Spannungsverstärkers variiert wird. Dabei wird die Variation des Verstärkungsfaktors des Spannungsverstärkers durch eine Umschaltung des Verstärkungsfaktors am Spannungsverstärker durch Zu- oder Abschalten von Kondensatoren realisiert. Dazu werden elektromechanische Schalter oder Halbleiterschalter, vorzugsweise FET-Transistoren, als Schalter eingesetzt.
  • Somit ist der Verstärkungsfaktor bei geladenen Batterien im Gerät niedriger als bei entladenen Batterien, sodass das Gerät bei noch hoher Versorgungsspannung mit einer kleineren Verstärkung arbeitet. Dies führt zu einem erheblich geringeren Stromverbrauch und einer verlängerten Batterielebensdauer bei gleichzeitiger Betriebssicherheit. So kann beim Überschreiten eines Schwellwertes für den Verstärkungsfaktor auch ein Signal ausgelöst werden, welches rechtzeitig auf einen erforderlichen Austausch der Batterien hinweist und/oder weitere Strom sparende Maßnahmen im Gerät aktiviert, um noch einen Notbetrieb aufrecht zu erhalten.
  • Erfindungsgemäß steht ein einfaches Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gerätes, insbesondere einer Regelung für eine Heizungsanlage, zur Verfügung, mit dem der Stromverbrauch in einem batteriebetriebenen Fernbedienungsgerät, einer Schaltuhr und/oder einem Raumthermostaten deutlich reduziert wird. Die Batterielebensdauer wird verlängert, und trotzdem sind alle in der Heizungsregelung integrierten Regel- und Komfortfunktionen für einen Raumnutzer immer verfügbar, da die Aktivität des Displays, als eines der maßgeblichen Bauteile mit einem der relativ großen Stromverbrauch, gemäß den erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht eingeschränkt wird.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Regelung für eine Heizungsanlage, mit einem dem Heizgerät direkt zugeordneten Regelgerät sowie mindestens einem Fembedienungsgerät, einer Schaltuhr und/oder einem Raumthermostaten in einem zu beheizenden Raum, an einer vom Regelgerät entfernten Position, einer Signalübertragung per Funk zur Kommunikation mit dem Regelgerät, einem Display als Anzeigevorrichtung für Betriebswerte und mit einer eigenen Stromversorgung mit Batterien, wobei das Display mit einer höheren Spannung als andere Bauteile des Gerätes betrieben wird und wobei die höhere Spannung mit einem Spannungsverstärker erzeugt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass über einen AID-Wandler in einem Mikrocontroller der aktuelle Spannungswert der Batterien und/oder die Ausgangsspannung des Spannungsverstärkers gemessen und ausgewertet wird, und dass in Abhängigkeit dieser Auswertung der Verstärkungsfaktor des Spannungsverstärkers variiert wird, indem eine Umschaltung des Verstärkungsfaktors am Spannungsverstärker durch Zu- oder Abschalten von Kondensatoren erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass elektromechanische Schalter oder Halbleiterschalter als Schalter eingesetzt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfaktor bei geladenen Batterien im Gerät niedriger ist als bei entladenen Batterien, sodass das Gerät bei noch hoher Versorgungsspannung mit einer kleineren Verstärkung arbeitet.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten eines Schwellwertes für den Verstärkungsfaktor ein Signal ausgelöst wird, welches auf einen erforderlichen Austausch der Batterien hinweist und/oder weitere Strom sparende Maßnahmen im Gerät aktiviert.
EP07016239A 2006-08-26 2007-08-18 Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gerätes Not-in-force EP1892601B1 (de)

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EP1892601A2 EP1892601A2 (de) 2008-02-27
EP1892601A3 EP1892601A3 (de) 2009-11-04
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