使用无绳底座的数据通信的制作方法_2

文档序号:9735000阅读:来源:国知局
414输入的控制参数由下PCB 410编码成红外或L邸信号。PCB 410将 要传送的信号发送给下发射器401。下发射器401将信号发送给上接收器407。接收到的信号 由上PCB 409解码为对包括电动机411和加热元件413的组件的控制命令。上PCB 409把来自 热敏电阻器412的输出编码成反馈信号,并类似地通过光或红外传输把反馈信号传送给下 PCB 410。 在图5(a)所示实施例中,PCB之间的数据通信使用电磁化M)信号实现。EM发射器和EM接 收器,需要大体彼此相对或对齐才能工作,其可W使用各种形状和尺寸,取决于可用布局内 装配的发射器和接收器。在此例中,发射器环或天线501位于例如360°壶的下连接器502 的周围。发射器环501通过环绕金属环或忍504的绕组线503构成,并且使电流通过绕组503 产生EM场。EM接收器505位于上PCB 506上或者至少与之通信,并处于发射器环501的EM场 中。类似地,EM发射器环或天线507置于上连接器508的周围,而另一个M接收器509处于该 发射器的场内,并位于下PCB 510上或与之通信。运样,通过改变经过发射器环501和507 中绕组的电流,就可W W变化的EM场的形式发送数据。从控制面板511输入的控制参数由下 PCB 510转换成信号。下发射器环501将信号发送给上EM接收器505。上PCB 506将接收 到的信号解码为对组件如电动机512和加热元件514的控制命令。上PCB 506也能把来自热 敏电阻器513的输出编码成反馈信号,并类似地通过EM传输把反馈信号传送给下PCB 510。 如图5(b)所示,在优选实施例中,各接收器将位于例如其相应发射环的投影圆周内,W 获得最佳信号品质。因而,位于上PCB 516上的上接收器515通常处于下EM发射器518的投影 圆周内。同样地,位于下PCB 520上的下接收器519处于上发射器环522的投影圆周内。虽 然各接收器不必正好置于其相应发射环的圆周内,然而接收器必须放置在发射环产生的EM 场足够强W使其能够被接收到的位置。 如图6所示,水的沸腾溫度在较高海拔601处低于在海平面602处。因此,在较高海拔处, 因为海平面沸腾溫度永远达不到,所W设置为感应或检测海平面沸腾溫度的壶将持续沸腾 直至壶烧干。运产生与火灾危险和热损伤相关的安全问题。因此,人们希望一些实施例中含 有控制装置,能适应壶工作在各种海拔高度。 水溫度在到达沸点W后不会继续上升。因此,可W通过监测水溫变化来检测是否已达 到沸点。当水溫停止变化时,就W有意义的方式检测到水沸腾了。 图7所示实施例与图1所示的基本相同,但是图7中的实施例能工作在不同海拔高度。上 PCB 701接收的输入来自溫度传感器,例如位于壶700的控制隔间703中的热敏电阻器702。 此PCB 701在运里包含软件704,其通过评估在预定时间间隔溫度何时停止变化来判断水是 否达到沸点。可W设想在其它实施例中控制软件705可配备于下PCB 706上。还可将上PCB软 件和下PCB软件704、705都用于集成用户输入和传感器输入。在运类实施例中,无论海拔多 少,壶都可W安全地用来煮沸水或其它饮料。 如图8所示,底座连接器813和容器连接器814各有=条电力线:中线821和824,带电线 822和825, W及地线823和826。地线823和826提供接地连接。中线821和824W及带电线822 和825传输电能到加热元件815。开关827可操纵用于打开或关闭容器连接器814的带电线 825。除=极连接外,容器811和底座812之间不需要有其它电连接。 电力线传输通常在高压(通常120或240V)和低频(通常50或60 Hz)下进行。为了能通过 =极连接发送,控制信号为具有高频载波的低压脉宽调制数字数据。后面将会讨论,高频载 波允许数据通过信号滤波器并进入电力线。 底座中的发射器处理控制数据,用于将其发送给容器。容器中的接收器分离和处理控 制数据,并用它控制容器的操作。 如图9所示,发射器930含有放大器931和解禪装置932dMCU 917发送数字控制信号给放 大器931。放大器931将信号强度放大,并帮助判断要增添进电力线922和923的信号的强度。 优选是,放大器931在低功率工作并只在短距离内,如40厘米,沿着交流(AC)电缆线传送信 号。在运样设置的下,放大的信号传输到另一个接插在同一主电路中的壶的可能性较小。 放大的信号通过解禪装置932。解禪装置932是一个高通滤波器,其在低频如50或60化 时表现高阻抗,而在高频如125Hz时表现低阻抗。解禪的信号随后被加进电力线922和923 中。电力线922和923传送由电力信号和控制信号组成的复合信号。 如图10所示,容器电力线1024和1025从底座电力线1022和1023接收复合信号,将其发 送给负载1041如加热元件,也发送给接收器1040。接收器1040发送数据给容器MCU 1042。 接收器1040包括解禪装置1043。该解禪装置1043具有与发射器1030中的解禪装置1032 相同的或类似的频率特性。复合信号通过解禪装置1043后,控制数据被从复合信号的余下 部分中解禪出来。解禪的信号被传送给容器MCU 1042。 优选是,接收器1040也包括高通滤波器1044,其对解禪的信号进一步滤波后再传送给 容器MCU 1042。高通滤波器1044具有比解禪装置1043稍窄的通频带,因为高通滤波器1044 的下截止频率比解禪装置1043的下截止频率高。例如,高通滤波器1044的通频带开始于大 约38KHZ。 优选接收器1040还含有调谐放大器1045。调谐放大器1045为解禪的信号提供增益,但 仅在预调谐频率或预调谐频率范围内。特别是在优选实施例中,解禪的信号通过高通滤波 器1044,然后通过调谐放大器1045。高通滤波器1044和调谐放大器1045用于进一步分离和 增强控制数据。在一些实施例中,可能有附加的放大器1091对调谐放大器1045的输出进一 步增强(见图15)。在本例中,调谐放大器1045含有解调器(或包络检波器)1046,其将解禪的 信号解调成低压数字脉冲。在另一实施例中,解调器1046可与调谐放大器1045分开。 容器MCU 1042将解调的信号解码成各种控制功能或事件。容器MCU 1042产生的解码数 据被转播给控制负载1041的控制电路1047。优选是,控制电路47还监测负载电路1041的工 作或状态,并发送反馈数据给容器MCU 1042。 在另外的优选实施例中,容器和底座参与双向通信。容器11还含有一个发射器930。容 器MCU 1042对将由发射器930传送给底座的数据,如反馈数据,进行编码。相应地,底座还含 有一个接收器1040。底座MCU解码接收器接收到的数据。解码的数据可被转换为可显示的信 息。例如,该信息可能是当前溫度或当前的壶工作状态。信息可从显示区域例如液晶显示器 看到。 电路和数据示例 图11(a)描绘通过高频载波调制的低压数字数据。图11(b)描绘解调的低压数字数据。 逻辑值"r W长脉宽1151为特征,而逻辑值"0" W短脉宽1152为特征。如图11(c)所示,逻辑 "r脉冲1153、逻辑"0"脉冲1154、起始位1155和终止位1156各包含一个高电平1157和一个 跟随的低电平1158。高低电平1157和1158的持续时间显示在下表中。

图11(d)描绘示例的传送信号1159,并图示说明数据传送协议。起始位1155标记信号 1159的开始。起始位1155后面跟随一个四位的识别码1160。数据位1161跟随在识别码1160 之后。为了错误检查,数据位1161后面跟随一个四位校验和1162。最后,终止位56标记信号 1159的结束。 如图12所示,解禪装置(932和1043)可通过并联的电阻电容电路实现。 如图13所示,放大器931可采用单晶体管设计。在此示例中,采用了结型晶体管1370。解 禪的信号被发送到基极1371中,并且从集电极1372可获得放大的信号。 如图14所示,接收器1040中的高通滤波器1044是一个电阻电容高通电路。 图15描绘实现接收器1040的优选实施方案的电路。 图16描绘容器1601的电路示意图,该容器具有接收器1040,其接收来自电力线1024和 1025的数据并且将数据解码。该容器还具有发射器30,其将数据编码并通过电力线824和 825将数据发送给底座。 图17描绘底座1712的电路示意图。底座1712
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