AT509491A4 - Funksenderanordnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Funksenderanordnung für Bedienelemente einer Hausinstallationsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind Funksenderanordnung in modernen Hausinstallationsanordnungen bekannt, welche etwa als Funkschalter bzw. Funktaster zum Ein- bzw. Ausschalten eines Verbrauchers, wie etwa einer Beleuchtungsanlage, verwendet werden. Derartige Funksenderanordnungen weisen Schaltkontakte auf, welche mit einer Schaltwippe oder einem Schaltgriff geschlossen werden können, und mit welchen eine Eingabe bzw. ein Befehl an eine elektronische Schaltungsanordnung angelegt werden kann. Die elektronische Schaltungsanordnung steuert bzw. umfasst einen Funksender, mit welchem ein funktechnisches Steuersignal emittiert werden kann, um einen funkgesteuerten Aktuator anzusteuem, um einen an diesen angeschlossenen Verbraucher zu schalten bzw. zu steuern. Für die Akzeptanz derartiger Funksenderanordnung am Markt, hat es ich als Vorteilhaft herausgestellt, derartige Funksenderanordnung in Aufputzgehäusen unterzubringen, welche in deren Form den bekannten Schaltern bzw. Abdeckrahmen einer Hausinstallationsanordnung für Unterputzmontage gleichen, wodurch derartige

Funksenderanordnungen in einem Haushalt äußerlich nicht von herkömmlichen Schaltern bzw. Tastern unterschieden werden können, jedoch weiterhin den Vorteil aufweisen, dass zu deren Installation keine Stemmarbeiten und Leitungen erforderlich sind, und eine einfache Versetzung des Schalters möglich ist. Diese Limitierung auf ein sehr geringes Gehäusevolumen und eine sehr geringe Gehäusegrundfläche und Bauhöhe fuhrt jedoch zu Problemen hinsichtlich der Unterbringung sämtlicher zum Betrieb erforderlichen Komponenten. Die Anordnung der tatsächlichen Schaltkontakt-Paare innerhalb dieser, als Schalter bzw. Taster ausgebildeter, Funksenderanordnungen ist aufgrund der mechanischen Gegebenheiten in einer derartigen Funksenderanordnung weitestgehend vorgegeben. Dadurch besteht nur mehr ein geringer räumlicher Spielraum für die Unterbringung der weiteren Komponenten, wie etwa einer Antenne.

Es hat sich gezeigt, dass die Anpassung einer Antenne in deren tatsächlichen schaltungstechnischen Umgebung in einer Funksenderanordnung, welche in einem derartigen begrenzten Aufputzgehäuse angeordnet werden soll, beträchtliche Probleme bereitet. Durch die schaltungstechnische Umgebung der Antenne, wird deren Abstimmffequenz, abhängig von unterschiedlichen Betriebszuständen, unvorhersagbar beeinflusst bzw. verschoben, 2 wodurch die Funktion einer derartigen Funksenderanordnung nicht mehr gegeben ist. Dabei kann eine Veränderung eines Schaltzustandes in bzw. an der Funksenderanordnung jeweils zu einer individuellen Veränderung der Antenneneigenschaften führen, weshalb eine derartige Veränderung der Antenneneigenschaften nicht beim Design der Schaltung bzw. beim Layout durch eine gezielte „Fehlanpassung“ ausgeglichen werden kann. Weiters wird dadurch auch die Abstrahlcharakteristik der Antenne beeinflusst. Dadurch kann nicht sichergestellt werden, dass mit einer derartigen Funksenderanordnung auch tatsächlich ein Funksignal emittiert wird, welches ein Schalten eines entsprechenden Funkakuators verursacht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Funksenderanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die genannten Nachteile vermieden werden können, und bei welcher - auf konstruktiv einfachem Weg - deren vorgesehene Funktion bei unterschiedlichen Betriebszuständen sichergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

Dadurch kann die vorgesehene Funktionalität der Funksenderanordnung bei unterschiedlichen Betriebszuständen, welche etwa durch die Betätigung unterschiedlicher Schaltkontakt-Paare entstehen, sichergestellt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die gewünschte Abstimmung der Antenne durch den Aufbau und Betrieb der Funksenderanordnung nicht beeinflusst wird. Durch die Anordnung des elektrischen Bauteils in der - um die Antenne herumfuhrenden - Verbindungsleitung, kann eine Entkopplung der Zuleitung für den relevanten Frequenzbereich erzielt werden.

Die Unteranspriiche, welche ebenso wie der Patentanspruch 1 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung bilden, betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossene Zeichnung, in welcher eine lediglich bevorzugte Ausfiihrungsfonn beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt dabei eine besonders bevorzugte Ausbildung einer erfindungsgemäßen Funksenderanordnung als Funktaster für eine Hausinstallationsanwendung in Form einer Prinzipdarstellung der Anordnung der einzelnen Komponenten.

Die einzige Figur zeigt eine Funksenderanordnung 1 für Bedienelemente 10 einer Hausinstallationsanordnung, wobei die Funksenderanordnung 1 eine elektronische Schaltungsanordnung 2 und wenigstens ein - wenigstens mittelbar manuell schließbares - 3 erstes Schaltkontakt-Paar 3 aufweist, welches erste Schaltkontakt-Paar 3 mittels Verbindungsleitungen 4 schaltungstechnisch mit der elektronischen Schaltungsanordnung 2 verbunden ist, wobei die Funksenderanordnung 1 weiters eine Antenne 5 aufweist, welche schaltungstechnisch an die elektronische Schaltungsanordnung 2 angeschlossen ist, wobei die Antenne 5 wenigstens bereichsweise, insbesondere zu einem Großteil, räumlich zwischen dem ersten Schaltkontakt-Paar 3 und der elektronischen Schaltungsanordnung 2 angeordnet ist, und dass in wenigstens einer Verbindungsleitung 4 wenigstens ein elektrisches Bauteil 6 mit vorgebbarer Impedanz schaltungstechnisch angeordnet ist.

Dadurch kann die vorgesehene Funktionalität der Funksenderanordnung 1 bei unterschiedlichen Betriebszuständen, welche etwa durch die Betätigung unterschiedlicher Schaltkontakt-Paare 3 entstehen, sichergestellt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die gewünschte Abstimmung der Antenne 5 durch den Aufbau und Betrieb der Funksenderanordnung nicht beeinflusst wird. Durch die Anordnung des elektrischen Bauteils 6 in der - um die Antenne 5 herumfuhrenden - Verbindungsleitung 4, kann eine Entkopplung der Zuleitung für den relevanten Frequenzbereich erzielt werden.

Erfindungsgemäße Funksenderanordnung 1 sind für Bedienelemente 10 einer Hausinstallationsanordnung vorgesehen, wobei es sich bei einem Bedienelement 10 um jede Vorrichtung handeln kann, mit welcher eine andere Vorrichtung gesteuert bzw. geregelt werden kann. Bevorzugte Bedienelemente 10 sind etwa Taster, Schalter oder Dimmer, mit welchen elektrische Verbraucher, wie etwa Beleuchtungsköper, Heiz- und/oder Klimageräte oder weitere Komponenten einer Hausinstallations- und/oder Hausautomatisierungsanordnung bedient werden bzw. werden können.

Die Funksenderanordnung 1 weist wenigstens eine elektronische Schaltungsanordnung 2 auf, sowie wenigstens ein erstes Schaltkontakt-Paar 3. Das Schaltkontakt-Paar 3 ist dabei wenigstens mittelbar manuell schließbar, und bevorzugt in Form eines sog. Mikroschalters 12 ausgebildet. Dabei kann vorgesehen sein, mehrere Mikroschalter 12 parallel anzuordnen um unterschiedliche Schaltstellungen mehrerer parallel angeordneter Schaltwippen zu detektieren. Das erste Schaltkontakt-Paar 3 ist mittels Verbindungsleitungen 4 schaltungstechnisch mit der elektronischen Schaltungsanordnung 2 verbunden, und die elektronische Schaltungsanordnung 2 ist dazu ausgebildet, die Stellung des Schaltkontakt-Paars 3 einzulesen und zu verarbeiten. Hiezu ist bevorzugt vorgesehen, dass die elektronische Schaltungsanordnung 2 Halbleiterelemente, insbesondere eine integrierte Halbleiterschaltung aufweist. Die Verbindungsleitungen 4 sind als elektrische 4

Leiter, insbesondere elektrische 2-Drahtleiter ausgebildet, wobei auch eine andere Anzahl an Leitungen vorgesehen sein kann.

Die Funksenderanordnung 1 weist weiters eine Antenne 5 auf, welche schaltungstechnisch an die elektronische Schaltungsanordnung 2 angeschlossen ist. Die elektronische Schaltungsanordnung 2 steuert dabei die Antenne 5 mit einem Hochfrequenzsignal an, und weist weiters auch die nötigen Komponenten auf um ein solches Hochfrequenzsignal mit der erforderlichen Frequenz und Leistung zu erzeugen, wie etwa Hochfrequenzoszillatoren und/oder entsprechende Leistungsverstärker. Die elektronische Schaltungsanordnung 2 wird bevorzugt mittels einer Batterie mit elektrischer Energie versorgt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Funksenderanordnung 1 elektromagnetische Schwingungen in einem Frequenzbereich von 433 MHz oder 868 MHz abstrahlt. Die Länge der Antenne 5 ist weitestgehend durch den gewählten bzw. gewünschten Frequenzbereich vorgegeben. Die Formgebung der Antenne 5 beeinflusst die Abstrahlcharakteristik.

Wie aus der prinzipiellen Darstellung der einzigen Figur ersichtlich, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Mikroschalter 12 in einem Randbereich der Funksenderanordnung 1 angeordnet sind, wodurch eine hohe Betätigungssicherheit gegeben ist. Bei der Darstellung in der einzigen Figur sein daraufhingewiesen, dass - aus Gründen der Übersichtlichkeit - von den im oberen Bereich dargestellten vier Mikroschaltem 12 lediglich zu einem der Mikroschalter 12 die Verbindungsleitungen 4 dargestellt sind. Dessen ungeachtet ist bevorzugt vorgesehen, dass auch die weiteren Mikroschalter 12 mittels Verbindungsleitungen 4 mit der elektronischen Schaltungsanordnung 2 verbunden sind. Weiters wurde lediglich zu einem der Mikroschalter 12 das, in diesem angeordnete erste Schaltkontakt-Paar 3 schematisch dargestellt. Die einzige Figur zeigt weiters die Scharniere 11 zur Lagerung einer - nicht dargestellten - Schaltwippe.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die elektronische Schaltungsanordnung 2, das wenigstens eine erste Schaltkontakt-Paar 3 und die Antenne 5 auf einer Leiterplatte 8 angeordnet sind, wodurch eine einfache Herstellung ermöglicht wird. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Antenne 5 als Leiterbahn 9 auf der Leiterplatte 8 ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Antenne 5 wenigstens bereichsweise, insbesondere zu einem Großteil, räumlich zwischen dem ersten Schaltkontakt-Paar 3 und der elektronischen Schaltungsanordnung 2 angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann der sehr begrenzte Platz innerhalb der erfindungsgemäßen Funksenderanordnung 1 gut genutzt werden. Durch diese Anordnung ist es möglich die Mikroschalter 12 relativ weit 5 entfernt von den Scharnieren 11 und der durch diese definierte Achse der Schaltwippe zu setzen, wodurch wiederum ein relativ großer Hub der Schaltwippe für einen Schaltvorgang erforderlich ist. Dies trägt zu einer guten Haptik und einem definierten Schaltgefiihl bei. Allerdings wird durch die Anordnung der Antenne 5 die Abstimmung derselben erschwert bzw. unmöglich gemacht, da die Mikroschalter 12 und die Verbindungsleitungen 4 die Abstimmung der Antenne 5 so sehr beeinflussen können, dass mit dieser keine Kommunikation mit einem Empfänger in einem zu steuernden Gerät mehr möglich ist. Erfmdungsgemäß ist daher vorgesehen, dass in wenigstens einer Verbindungsleitung 4 wenigstens ein elektrisches Bauteil 6 mit vorgebbarer Impedanz schaltungstechnisch angeordnet ist, wobei besonders bevorzugt vorgesehen ist, dass in jeder Verbindungsleitung 4 zwischen der elektronischen Schaltungsanordnung 2 und dem ersten Schaltkontakt-Paar 3 wenigstens ein elektrisches Bauteil 6 schaltungstechnisch angeordnet ist.

Durch das elektrische Bauteil 6 kann die Wirksamkeit der Verbindungsleitung 4, insbesondere in den Frequenzbereichen einer Betriebsfrequenz der Antenne 5 reduziert werden. Es ist daher vorgesehen, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil 6 bei einer Betriebsfrequenz der Antenne 5 einen hohen Wirkwiderstand aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil 6 bei einer Betriebsfrequenz der Antenne 5 einen Wirkwiderstand größer 1 kQ, insbesondere größer 3 kQ, aufweist Dadurch kann die funktechnische Wirksamkeit der Verbindungsleitungen 4 deutlich verringert werden, und die Abstimmung der Antenne 5 wird deutlich vereinfacht.

Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine elektrische Bauteil 6 an beliebiger Stelle in der Verbindungsleitung 4 anzuordnen, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil 6 in der wenigstens einen Verbindungsleitung 4 in einem Bereich zwischen % und % der Leitungslänge zwischen der elektronischen Schaltungsanordnung 2 und dem ersten Schaltkontakt-Paar 3 angeordnet ist, wodurch die resultierenden Leitungsstücke sehr kurz gehalten werden können, und keine Auswirkungen auf die Antennen 5 haben.

Bei einem elektrischen Bauteil 6 kann es sich um jedes Bauteil handeln, welches die geforderten Eigenschaften aufweist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil 6 ein passives elektrisches Bauteil ist, wodurch der Strombedarf gering gehalten werden, und die Lebensdauer der Batterie verlängert wird.

Um sowohl einen geringen Einfluss der Verbindungsleitungen 4 auf die Antenne, als auch eine gute Auslesbarkeit der Stellung der Schaltkontakt-Paare 3 zu 6 erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil 6 als, bei der Betriebsfrequenz der Antenne 5 wirksame Induktivität ausgebildet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass es sich - wie in der HF-Technik üblich - bei dem elektrischen Bauteil 6 etwa um einen Widerstand oder einen anderen Bauteil handelt, welcher jedoch bei der Betriebsfrequenz der Antenne 5 als Induktivität wirkt.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil 6 als Spule 7 ausgebildet ist. Als besonders bevorzugt haben sich bei den angegebenen Betriebsfrequenzen der Antenne 5 im Bereich zwischen 400 MHz und 1 GHz Induktivitäten in einem Bereich zwischen 50 nH und 1 μΗ, insbesondere zwischen 200 nH und 600 nH, herausgestellt, Spulen 7 in einem derartigen Bereich weisen einen entsprechend hohen Widerstand bei der Betriebsfrequenz der Antenne 5 auf, verbunden mit einer vorteilhaft geringen Baugröße. Die einzige Figur zeigt derartige, als Spule 7 ausgebildete elektrische Bauteile 6, welche in beiden Verbindungsleitungen 4 schaltungstechnisch angeordnet sind. Bevorzugt sind lediglich in den Verbindungsleitungen 4, welche im Bereich der Antenne 5 angeordnet sind, bzw. welche um die Antenne 5 herum geführt sind, entsprechende elektrische Bauteile 6 angeordnet. Es kann aber auch vorgesehen sein, derartige elektrische Bauteile 6 in sämtlichen Verbindungsleitungen 4 vorzusehen. Überraschender Weise hat sich die Güte des verwendeten elektrischen Bauteils 6 als wichtiger Parameter für die Funktion der erfindungsgemäßen Funksenderanordnung 1 herausgestellt. Dabei konnten besonders gute Ergebnisse mit elektrischen Bauteilen 6 erzielt werden, welche bei der Betriebsfrequenz der Antenne 5 eine vorgebbare, insbesondere geringe bis mittlere, Güte aufweisen. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil 6 bei der Betriebsfrequenz der Antenne 5 eine Güte kleiner 40, insbesondere kleiner 30, vorzugsweise kleiner 20, aufweist. Dadurch kann eine besonders gute Wirkung erzielt werden, wobei die Verbindungsleitung 4 die Antenne nicht mehr beeinflusst.

Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen weisen lediglich einen Teil der beschriebenen Merkmale auf, wobei jede Merkmalskombination, insbesondere auch von verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen, vorgesehen sein kann.

Patentansprüche:

Claims (13)

1. GIBLER & POTH Patentanwälte OEG Dorotheergasse 7 - A-1010 Wien - patent@aon.at Tei: +43 (1) 512 10 98 - Fax: +43 (1) 513 47 76 32015/lh PATENTANSPRÜCHE 1. Funksenderanordnung (1) für Bedienelemente (10) einer Hausinstallationsanordnung, wobei die Funksenderanordnung (1) eine elektronische Schaltungsanordnung (2) und wenigstens ein - wenigstens mittelbar manuell schließbares - erstes Schaltkontakt-Paar (3) aufweist, welches erste Schaltkontakt-Paar (3) mittels Verbindungsleitungen (4) schaltungstechnisch mit der elektronischen Schaltungsanordnung (2) verbunden ist, wobei die Funksenderanordnung (1) weiters eine Antenne (5) aufweist, welche schaltungstechnisch an die elektronische Schaltungsanordnung (2) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (5) wenigstens bereichsweise, insbesondere zu einem Großteil, räumlich zwischen dem ersten Schaltkontakt-Paar (3) und der elektronischen Schaltungsanordnung (2) angeordnet ist, und dass in wenigstens einer Verbindungsleitung (4) wenigstens ein elektrisches Bauteil (6) mit vorgebbarer Impedanz schaltungstechnisch angeordnet ist.
2. 2. Funksenderanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil (6) bei einer Betriebsfrequenz der Antenne (5) einen hohen Wirkwiderstand aufweist.
3. 3. Funksenderanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil (6) bei einer Betriebsfrequenz der Antenne (5) einen Wirkwiderstand größer 1 kfl, insbesondere größer 3 kil, aufweist.
4. 4. Funksenderanordnung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil (6) bei der Betriebsfrequenz der Antenne (5) eine vorgebbare, insbesondere geringe bis mittlere, Güte aufweist. ! t • < t t s · t r t * I i t I f i ( ( 1 1 ' i / '· i t fr ·' f· ' ' 's
5. 5. Funksenderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil (6) bei der Betriebsfrequenz der Antenne (5) eine Güte kleiner 40, insbesondere kleiner 30, vorzugsweise kleiner 20, aufweist.
6. 6. Funksenderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil (6) ein passives elektrisches Bauteil ist.
7. 7. Funksenderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil (6) als, bei der Betriebsfrequenz der Antenne (5) wirksame Induktivität ausgebildet ist.
8. 8. Funksenderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil (6) als Spule (7) ausgebildet ist.
9. 9. Funksenderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Verbindungsleitung (4) zwischen der elektronischen Schaltungsanordnung (2) und dem ersten Schaltkontakt-Paar (3) wenigstens ein elektrisches Bauteil (6) schaltungstechnisch angeordnet ist.
10. 10. Funksenderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Bauteil (6) in der wenigstens einen Verbindungsleitung (4) in einem Bereich zwischen % und % der Leitungslänge zwischen der elektronischen Schaltungsanordnung (2) und dem ersten Schaltkontakt-Paar (3) angeordnet ist.
11. 11. Funksenderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltungsanordnung (2), das wenigstens eine erste Schaltkontakt-Paar (3) und die Antenne (5) auf einer Leiterplatte (8) angeordnet sind.
12. 12. Funksenderanordnung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (5) als Leiterbahn (9) auf der Leiterplatte (8) ausgebildet ist. 9
13. 13. Bedienelement (10), insbesondere Taster oder Schalter, für eine Hausinstallationsanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (10) eine Funksenderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist. Der Patentanwalt: G I\H LE»ä ^ PO TH Patentanwälte OEG Dorotheergassc 7 - A-1010 Wien - patenti@aon.iit Tel: +43 (1) 512 10 98 - Fax: +43 (1) 513 47 76