BE1022291B1 - EASY INSTALLABLE SENSOR SYSTEM AND PARTS - Google Patents
EASY INSTALLABLE SENSOR SYSTEM AND PARTS Download PDFInfo
- Publication number
- BE1022291B1 BE1022291B1 BE2014/5124A BE201405124A BE1022291B1 BE 1022291 B1 BE1022291 B1 BE 1022291B1 BE 2014/5124 A BE2014/5124 A BE 2014/5124A BE 201405124 A BE201405124 A BE 201405124A BE 1022291 B1 BE1022291 B1 BE 1022291B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- sensor
- circuit board
- printed circuit
- sensors
- subsystem
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
- G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10151—Sensor
Abstract
De uitvinding omvat een compact sensorsysteem (1000) opgebouwd uit twee printplaten (100, 110), elk respectievelijk een subsysteem (1300, 1310) vertegenwoordigend. De printplaten (100, 110) welke quasi orthogonaal georiënteerd zijn ten opzichte van elkaar, zijn mechanisch en elektronisch geconnecteerd, waarbij één van de printplaten (110) en overeenkomstig subsysteem (1310) één of meerdere sensoren bevat (400, 510 / 1400, 1410), welke sensorsignalen (1200) genereren, terwijl de andere printplaat (100) en toebehorend subsysteem (1300) in de elektronische verwerking van deze sensorsignalen (1200) voorziet.The invention includes a compact sensor system (1000) made up of two printed circuit boards (100, 110), each representing a subsystem (1300, 1310) respectively. The printed circuit boards (100, 110), which are oriented quasi orthogonal to each other, are mechanically and electronically connected, one of the printed circuit boards (110) and corresponding subsystem (1310) containing one or more sensors (400, 510/1400, 1410). ), which generate sensor signals (1200), while the other printed circuit board (100) and associated subsystem (1300) provides for the electronic processing of these sensor signals (1200).
Description
GEMAKKELIJK INSTALLEERBAAR SENSORSYSTEEM EN ONDERDELEN Technisch veldEASY INSTALLABLE SENSOR SYSTEM AND PARTS Technical field
De uitvinding heeft betrekking op systemen en subsystemen en aanverwante sensorsysteem ontwerpmethoden en geselecteerde toepassingen daarvan.The invention relates to systems and subsystems and related sensor system design methods and selected applications thereof.
Achtergrond van de uitvindingBACKGROUND OF THE INVENTION
Kenmerkend voor elk type sensor wordt op het gebied van sensorsysteemontwerp, een specifiek elektronisch subsysteem gemaakt (volledig geïntegreerd met de sensor), bijvoorbeeld volledig bedraad, wat resulteert in een gebrek aan programmeerbaarheid Ήβΐ gebruik van specifiek elektronische subsysteem heeft echter het voordeel dat men naast de elektronische verwerking van de gerelateerde sensorsignalen ook gemakkelijk bijkomende functies kan bundelen, zoals het aansturen van bepaalde signalen, zoals bijvoorbeeld geschikt voor een zekere aandrijving of activering, zonder dat dit een aanzienlijke toename van de oppervlakte van het elektronisch ontwerp tot gevolg heeft.Characteristic of each sensor type, in the field of sensor system design, a specific electronic subsystem is made (fully integrated with the sensor), for example fully wired, which results in a lack of programmability. However, use of specific electronic subsystem has the advantage that in addition to the electronic processing of the related sensor signals can also easily bundle additional functions, such as controlling certain signals, such as suitable for a certain drive or activation, without this resulting in a significant increase in the surface of the electronic design.
Wanneer typisch meerdere sensoren vereist zijn, zal dit anderzijds omwille van bovengenoemde enkelvoudige sensorintegratie, op het vlak van sensorsysteemontwerp, makkelijk tot een verdubbeling van het aantal lichtjes verschillende systemen leiden.On the other hand, if several sensors are typically required, this will easily lead to a doubling of the number of slightly different systems due to the above-mentioned single sensor integration, in terms of sensor system design.
Doel van de uitvindingObject of the invention
Het doel van de uitvinding is om sensorsystemen en overeenkomstige subsystemen te verschaffen welke makkelijker in een omgeving kunnen geïntegreerd of geïnstalleerd worden, omwille van een compactheid die niet via de stand van de techniek wordt aangereikt, terwijl deze de hardware efficiëntie verhoogt.The object of the invention is to provide sensor systems and corresponding subsystems that are easier to integrate or install in an environment, because of a compactness that is not provided through the prior art, while increasing hardware efficiency.
Samenvatting van de uitvinding , In een eerste aspect betreft de uitvinding een sensorsysteem 1000, bestaande uit een eerste subsysteem 1300, uitgevoërd op een eerste printplaat 100, en een tweede subsysteem 1310 of arrangement 1500, welke één of meerdere sensoren 400, 510 / 1400, 1410 omvat dewelke sensorsignalen 1200 genereren, waarbij de printplaat 100 en het arrangement 1500 mechanisch en elektronisch worden verbonden. Het eerste subsysteem 1300 staat in voor de verwerking van sensorsignalen 1200, terwijl het sensorsysteem 1000 verder wordt gekenmerkt door het feit dat de printplaat 100 en het arrangement 1500 quasi orthogonaal georiënteerd zijn ten opzichte van elkaar.Summary of the invention In a first aspect, the invention relates to a sensor system 1000, consisting of a first subsystem 1300, executed on a first printed circuit board 100, and a second subsystem 1310 or arrangement 1500, which one or more sensors 400, 510/1400, 1410 includes which sensor signals 1200 generate, wherein the circuit board 100 and the arrangement 1500 are mechanically and electronically connected. The first subsystem 1300 is responsible for processing sensor signals 1200, while the sensor system 1000 is further characterized by the fact that the printed circuit board 100 and the arrangement 1500 are quasi orthogonal to each other.
In een verdere uitvoeringsvorm van dit eerste aspect betreft de uitvinding een sensorsysteem 1000, bestaande uit een eerste subsysteem 1300, uitgevoerd op een eerste printplaat 100, en een tweede subsysteem 1310, welke één of meerdere sensoren 400, 510 / 1400, 1410 omvat dewelke sensorsignalen 1200 genereren, uitgevoerd op een tweede printplaat 110, waarbij de eerste en tweede printplaat 100, 110 mechanisch en elektronisch worden verbonden, respectievelijk door middel van een connecter 600 en een (flexibele) verbinding 700. Bovendien worden eerste en tweede printplaat 100, 110 mechanisch typisch verbonden door solderen. Het eerste subsysteem 1300 staat in voor de verwerking van sensorsignalen 1200, terwijl het sensorsysteem 1000 verder wordt gekenmerkt door het feit dat de eerste en tweede printplaat 100, 110 quasi orthogonaal georiënteerd zijn ten opzichte van elkaar.In a further embodiment of this first aspect, the invention relates to a sensor system 1000, consisting of a first subsystem 1300, executed on a first printed circuit board 100, and a second subsystem 1310, which comprises one or more sensors 400, 510/1400, 1410, which sensor signals 1200 generated on a second printed circuit board 110, the first and second printed circuit boards 100, 110 being mechanically and electronically connected, respectively, by means of a connecter 600 and a (flexible) connection 700. Moreover, first and second printed circuit boards 100, 110 are mechanically typically connected by soldering. The first subsystem 1300 is responsible for processing sensor signals 1200, while the sensor system 1000 is further characterized by the fact that the first and second printed circuit boards 100, 110 are quasi orthogonal to each other.
In een alternatieve verdere uitvoeringsvorm van dit eerste aspect betreft de uitvinding een sensorsysteem 1000, bestaande uit een eerste subsysteem 1300, uitgevoerd op een .printplaat 100, en »een tweede subsysteem 1310, welke één of meerdere sensoren 400, 510/1400, 1410 omvat dewelke sensorsignalen 1200 genereren, waarbij de printplaat 100 en het arrangement van sensoren 1500 op een directe manier mechanisch en elektronisch worden verbonden, respectievelijk door middel van een connecter 600 en een (flexibele) verbinding 700.In an alternative further embodiment of this first aspect, the invention relates to a sensor system 1000, consisting of a first subsystem 1300, implemented on a printed circuit board 100, and a second subsystem 1310, which comprises one or more sensors 400, 510/1400, 1410 which sensor signals 1200 generate, wherein the printed circuit board 100 and the arrangement of sensors 1500 are mechanically and electronically connected in a direct manner, respectively, by means of a connecter 600 and a (flexible) connection 700.
Vervolgens kan het eerste subsysteem 1300 worden uitgevoerd langs beide zijden 300, 310 van de eerste printplaat 100, zodat tenminste één eerste elektronisch systeem of component 200 gemonteerd is op de ene zijde 300 terwijl tenminste één tweede elektronisch systeem of component 210 gemonteerd is op de andere zijde 310, waarbij tiet eerste en tweede elektronisch systeem of component 200, 210 elektronisch verbonden zijn en samen in de elektronische verwerking voorzien.Next, the first subsystem 1300 can be executed along both sides 300, 310 of the first printed circuit board 100, so that at least one first electronic system or component 200 is mounted on one side 300 while at least one second electronic system or component 210 is mounted on the other side 310, wherein the first and second electronic system or component 200, 210 are electronically connected and together provide electronic processing.
Het sensorsysteem 1000 kan ook een andere, flexibele printplaat 500 omvatten, al dan niet uitgevoerd in één stuk met de flexibele verbinding 700 waarop één of meerdere sensoren 510 gesoldeerd zijn. De verbinding met de tweede printplaat 110 wordt dan gevormd met sensor 400 waarin de andere printplaat 500 gekleefd (of aangebracht) is, en connector 600. De sensoren 400, 510 van het sensorsysteem 1000, staan typisch op maximum een afstand van 16 mm van elkaar.The sensor system 1000 may also comprise another flexible circuit board 500, whether or not formed in one piece with the flexible connection 700 on which one or more sensors 510 are soldered. The connection to the second printed circuit board 110 is then formed with sensor 400 in which the other printed circuit board 500 is glued (or fitted), and connector 600. The sensors 400, 510 of the sensor system 1000 are typically at a maximum distance of 16 mm from each other .
Voor de elektronische verbindingen 700 tussen het eerste subsysteem 1300 en het arrangement van sensoren 1500 (al dan niet gemonteerd op een tweede en/of derde printplaat) kan (en voor elk van deze afzonderlijk) een flexibele connectie of een elektrische kabel worden gebruikt. Alternatief kan een deel van de mechanische verbinding 600 worden geheel of gedeeltelijk hergebruikt voor de elektronische verbinding.For the electronic connections 700 between the first subsystem 1300 and the arrangement of sensors 1500 (whether or not mounted on a second and / or third printed circuit board), a flexible connection or an electrical cable can be used (and for each of these separately). Alternatively, part of the mechanical connection 600 can be fully or partially reused for the electronic connection.
Volgens een tweede aspect, voorziet de uitvinding in een sensorinrichting, bestaande uit een cilindrische plastic tube welke gebruikt wordt als behuizing voor het sensorsysteem ,1000 -zoals hierboven , beschreven. Daarenboven is de buitendiameter van de tube bij voorkeur kleiner dan of gelijk aan 16 mm (bijvoorbeeld bij gebruik van een tube met wanddikte van 1 mm). In een alternatieve uitvoeringsvorm is de wanddikte dunner dan 1 mm en is de buitendiameter van de tube kleiner dan 16 mm.According to a second aspect, the invention provides a sensor device consisting of a cylindrical plastic tube which is used as housing for the sensor system, 1000, as described above. In addition, the outer diameter of the tube is preferably smaller than or equal to 16 mm (for example, when using a tube with a wall thickness of 1 mm). In an alternative embodiment, the wall thickness is thinner than 1 mm and the outer diameter of the tube is smaller than 16 mm.
In een derde aspect omvat de uitvinding een subsysteem 1300 (bv. voor een sensorsysteem 1000 zoals hierboven beschreven), welke geschikt is om signalen 1200 van één of meerdere sensoren 400, 510 / 1400, 1410 te ontvangen, uitgevoerd op een printplaat 110, waarbij deze printplaat 110 aangepast is om een andere printplaat 100 of een ander arrangement 1500 van één of meerdere sensoren 400, 510 /1400, 1410 mechanisch en elektronisch te verbinden met één of meerdere sensoren 400, 510 / 1400, 1410 van de printplaat 110, waarbij het subsysteem 1300 instaat voor de verwerking van de sensorsignalen 1200, en waarbij het subsysteem 1300 aangepast is om de printplaat 110 en de andere printplaat 100 met elkaar te verbinden, zodat de printplaat 110 en de andere printplaat 100 quasi orthogonaal georiënteerd zijn ten opzichte van elkaar. Het subsysteem 1300 kan langs beide zijden 300, 310 van de eerste printplaat 100 worden uitgevoerd, zodat tenminste één eerste elektronisch systeem of component 200 gemonteerd is op de ene zijde 300 terwijl tenminste één tweede elektronisch systeem of component 210 gemonteerd is op de andere zijde 310, waarbij het eerste en tweede elektronisch systeem of component 200, 210 elektronisch verbonden zijn en samen in de elektronische verwerking voorzien.In a third aspect, the invention comprises a subsystem 1300 (e.g. for a sensor system 1000 as described above), which is adapted to receive signals 1200 from one or more sensors 400, 510/1400, 1410, executed on a printed circuit board 110, wherein this printed circuit board 110 is adapted to mechanically and electronically connect another printed circuit board 100 or another arrangement 1500 of one or more sensors 400, 510/1400, 1410 to one or more sensors 400, 510/1400, 1410 of the printed circuit board 110, wherein the subsystem 1300 is responsible for processing the sensor signals 1200, and wherein the subsystem 1300 is adapted to connect the printed circuit board 110 and the other printed circuit board 100 to each other, so that the printed circuit board 110 and the other printed circuit board 100 are quasi orthogonal to each other . The subsystem 1300 can be formed along both sides 300, 310 of the first printed circuit board 100, so that at least one first electronic system or component 200 is mounted on one side 300 while at least one second electronic system or component 210 is mounted on the other side 310 wherein the first and second electronic system or component 200, 210 are electronically connected and together provide for electronic processing.
Volgens een vierde aspect, voorziet de uitvinding tevens in het gebruik van een sensorsysteem 1000 zoals hierboven beschreven, waarbij het sensorsysteem 1000 tenminste twee (bijvoorbeeld drie) sensoren 400, 510 / 1400, 1410, 1420 omvat met een verschillende sensorfunctionaliteit, waarbij de tenminste twee sensoren 400, 510 / 1400, 1410 gemonteerd staan op maximum een afstand van 16 mm van elkaar. Dit gebruik kan verder worden geëxpliciteerd, gezien het . sensorsysteem 1000 eveneens .een werkwijze kan omvatten voor de verwerking van sensorsignalen 1200 dewelke gegenereerd worden door de tenminste twee sensoren 400, 510 / 1400, 1410, en waarbij het sensorsysteem 1000 kan geïntegreerd worden in een muur of een gebouw via een opening met een diameter van net iets meer dan 16 mm, meer bepaald 16 mm en de nodige operationele marge om de tube in te brengen. In een alternatieve gebruikersvorm wordt het sensorsysteem zonder tube ingebracht in een opening, bijvoorbeeld met een diameter van minder dan 16mm, zelfs minder dan 14 mm tot zelfs 13 mm. De sensorkop wordt dan vastgemaakt aan het montage oppervlak.According to a fourth aspect, the invention also provides for the use of a sensor system 1000 as described above, wherein the sensor system 1000 comprises at least two (e.g. three) sensors 400, 510/1400, 1410, 1420 with a different sensor functionality, the at least two sensors 400, 510/1400, 1410 are mounted at a maximum distance of 16 mm from each other. This use can be further specified, given the. sensor system 1000 may also include a method for processing sensor signals 1200 which are generated by the at least two sensors 400, 510/1400, 1410, and wherein the sensor system 1000 may be integrated into a wall or a building through an aperture with a diameter of just over 16 mm, in particular 16 mm, and the necessary operating margin to insert the tube. In an alternative user form, the tube-free sensor system is inserted into an opening, for example with a diameter of less than 16 mm, even less than 14 mm to even 13 mm. The sensor head is then attached to the mounting surface.
In een vijfde aspect voorziet de uitvinding in een sensorkop 900, bestaande uit een subsysteem 1310, welke één of meerdere sensoren 400, 510 /1400, 1410 omvat dewelke sensorsignalen 1200 genereren, uitgevoerd bijvoorbeeld op een printplaat 110; waarbij de printplaat 110 voorzien is van connecter 600 om de sensorkop 900 mechanisch te verbinden met een ander subsysteem 1300, uitgevoerd op een andere printplaat 100, welke instaat voor de verwerking van de sensorsignalen 1200, en waarbij de sensorkop 900 wordt gekenmerkt door bijkomende printplaat 500 uitgevoerd op dezelfde zijde van één of meerdere sensoren 400, en waarbij een bijkomende sensor 510 op de bijkomende printplaat 500, bij voorkeur een flexibele PCB, is voorzien. Bovendien kan de sensorkop 900 aangepast worden om aan te sluiten op een cilindrische plastic tube welke kan gebruikt worden als behuizing voor het sensorsysteem 1000 waarvan de sensorkop 900 deel uitmaakt. Als alternatief kan sensor 400 ook direct mechanisch met printplaat 100 zijn verbonden.In a fifth aspect, the invention provides a sensor head 900 consisting of a subsystem 1310, which comprises one or more sensors 400, 510/1400, 1410, which generate sensor signals 1200, for example, executed on a printed circuit board 110; wherein the circuit board 110 is provided with connecter 600 to mechanically connect the sensor head 900 to another subsystem 1300, executed on another circuit board 100, which is responsible for processing the sensor signals 1200, and wherein the sensor head 900 is characterized by additional circuit board 500 performed on the same side of one or more sensors 400, and wherein an additional sensor 510 is provided on the additional printed circuit board 500, preferably a flexible PCB. In addition, the sensor head 900 can be adapted to connect to a cylindrical plastic tube which can be used as housing for the sensor system 1000 of which the sensor head 900 forms a part. Alternatively, sensor 400 can also be directly mechanically connected to circuit board 100.
Overzicht van de tekeningenOverview of the drawings
Figuur 1 illustreert schematisch concept van een uitvoeringsvorm van uitvinding.Figure 1 illustrates schematic concept of an embodiment of the invention.
Figuur 2 illustreert schematisch het functioneel Jalokdiagram voor de uitvinding.Figure 2 schematically illustrates the functional Jalok diagram for the invention.
Figuur 3 toont een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding in perspectief, waarbij één van de printplaten wordt gevisualiseerd.Figure 3 shows an embodiment of the invention in perspective, wherein one of the printed circuit boards is visualized.
Figuur 4 toont de uitvoeringsvorm volgens de uitvinding uit Figuur 3, in topaanzicht van sensorkop.Figure 4 shows the embodiment according to the invention of Figure 3, in top view of sensor head.
Figuur 5 toont de uitvoeringsvorm volgens de uitvinding uit Figuur 3 in een ander perspectief, waarbij één van de printplaten wordt gevisualiseerd.Figure 5 shows the embodiment according to the invention from Figure 3 in a different perspective, in which one of the printed circuit boards is visualized.
Figuur 6 toont een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, van één van printplaten (a) langs voorzijde, en (b) langs achterzijde.Figure 6 shows an embodiment according to the invention, of one of printed circuit boards (a) on the front, and (b) on the rear.
Figuur 7 toont een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, van sensorkop in topaanzicht.Figure 7 shows an embodiment according to the invention of the sensor head in top view.
Figuur 8 toont een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, van sensorkop (a) met lichtsensor, bewegingssensor en temperatuursensor, en (b) met aanwezigheidssensor, temperatuur- en vochtigheidsgraadsensor en gassensor.Figure 8 shows an embodiment according to the invention, of sensor head (a) with light sensor, motion sensor and temperature sensor, and (b) with presence sensor, temperature and humidity degree sensor and gas sensor.
Figuur 9 toont een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, (a) langs voorzijde van één van printplaten, en (b) langs achterzijde van één van printplaten. Figuur 10 toont een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, (a) langs voorzijde van één van printplaten, en (b) langs achterzijde van één van printplaten, en (c) met sensorkop in topaanzicht.Figure 9 shows an embodiment according to the invention, (a) along the front of one of printed circuit boards, and (b) along the rear of one of printed circuit boards. Figure 10 shows an embodiment according to the invention, (a) on the front side of one of printed circuit boards, and (b) on the rear side of one of printed circuit boards, and (c) with sensor head in top view.
Figuur 11 illustreert schematisch concept van de uitvinding.Figure 11 illustrates schematic concept of the invention.
Beschrijving van de uitvindingDescription of the invention
Figuur 11 illustreert schematisch een systeem volgens de uitvinding, het systeem omvat: een eerste printplaat 100 en een arrangement 1500 van een of meerdere (bv twee of drie) sensoren, op zijn minst mechanisch verbonden via één of meerdere connectoren 600 (en een manier om deze aan te sluiten - zoals soldeerbultjes 610), waarbij de mechanische verbinding ook geheel kan dienen als elektronischeverbinding .doch .in, een alternatieve uitvoeringsvorm kan de elektronische verbinding gedeeltelijk of geheel via een elektronische verbinding 700 worden gerealiseerd. De een of meerdere sensoren en de printplaat 100 zijn zodanig georiënteerd dat de normalen van hun respectievelijke oppervlakken (voor de sensor het sensorisch gedeelte) niet samenvallen, meer specifiek zijn ze behoorlijk anders georiënteerd, bij voorkeur zijn ze quasi orthogonaal georiënteerd, en liefst zelfs zijn ze orthogonaal georiënteerd. Op de printplaten 100 worden elektronische componenten 200, 210 gemonteerd op de eerste printplaat 100. De elektronische componenten 200, 210 zijn tenminste in staat zijn om elektronische verwerking te doen, in het bijzonder van de signalen afkomstig van · het arrangement van een of meerdere sensoren . Bij voorkeur wordt de functionaliteit van de componenten 200, 210 (en eventuele andere componenten op deze printplaat 100) en dus ook hun afmetingen en montage zodanig bepaald dat deze passen binnen een virtuele cilinder 800. Het is daarenboven nog wenselijker om een deel van de componenten 200, 210 van de eerste printplaat 100 langs de ene zijde 300 van de eerste printplaat 100 te monteren terwijl een ander deel gemonteerd wordt op de andere zijde 310 of van deze printplaat 100. Er wordt naar beide zijden 300, 310 van de eerste printplaat 100 ook verwezen als voor- en achterzijde van de printplaat 100.Figure 11 illustrates schematically a system according to the invention, the system comprising: a first printed circuit board 100 and an arrangement 1500 of one or more (e.g. two or three) sensors, at least mechanically connected via one or more connectors 600 (and a way of to connect these - such as soldering bumps 610), wherein the mechanical connection can also serve entirely as an electronic connection, but, in an alternative embodiment, the electronic connection can be realized partially or entirely via an electronic connection 700. The one or more sensors and the printed circuit board 100 are oriented such that the normals of their respective surfaces (for the sensor the sensory part) do not coincide, more specifically they are oriented quite differently, preferably they are almost orthogonal oriented, and most preferably they are even they are orthogonally oriented. On the printed circuit boards 100, electronic components 200, 210 are mounted on the first printed circuit board 100. The electronic components 200, 210 are at least capable of electronic processing, in particular of the signals from the arrangement of one or more sensors . Preferably, the functionality of the components 200, 210 (and any other components on this printed circuit board 100) and therefore their dimensions and mounting is determined such that they fit within a virtual cylinder 800. In addition, it is even more desirable to have a part of the components 200, 210 of the first printed circuit board 100 to be mounted along one side 300 of the first printed circuit board 100 while another part is mounted on the other side 310 or of this printed circuit board 100. Both sides 300, 310 of the first printed circuit board 100 are mounted also referred to as the front and back of the printed circuit board 100.
Figuur 1 illustreert een systeem volgens de uitvinding, het systeem omvat: een eerste printplaat 100 en een tweede printplaat 110, mechanisch verbonden via één of meerdere connectoren 600 (en een manier om deze aan te sluiten - zoals soldeerbultjes 610) en elektronisch verbonden via een elektronische verbinding 700. De eerste en tweede printplaat 100, 110 zijn zodanig georiënteerd dat de normalen van hun respectievelijke oppervlakken niet samenvallen, meer specifiek zijn ze behoorlijk anders georiënteerd, bij voorkeur zijn ze quasi orthogonaal georiënteerd, en liefst zelfs zijn ze orthogonaal georiënteerd. Op elk van de printplaten 100, 110 worden elektronische componenten 200, 210, 400 uitgevoerd, in het bijzonder worden de elektronische componenten 200, 210 gemonteerd op de eerste printplaat 100 terwijl de elektronische .component 400 op de tweede printplaat 110 of alternatief direct op de component 100 wordt gemonteerd. Bovendien heeft de elektronische component 400 tenminste een sensor functionaliteit (of gedraagt zich als sensor of is een sensor) terwijl de elektronische componenten 200, 210 tenminste in staat zÿn om elektronische verwerking te doen, in het bijzonder van de signalen afkomstig van een sensor uitgevoerd op de eerste printplaat 110, en dit mede omwille van de verbinding 700. Bij voorkeur wordt de functionaliteit van de componenten 200, 210, 400 en dus ook hun afmetingen en montage zodanig bepaald dat deze passen binnen een virtuele cilinder 800. Het is daarenboven nog wenselijker om een deel van de componenten 200, 210 van de eerste printplaat 100 langs de ene zgde 300 van de eerste printplaat 100 te monteren terwijl een ander deel gemonteerd wordt op de andere zijde 310 of van deze printplaat 100. Er wordt naar beide zijden 300, 310 van de eerste printplaat 100 ook verwezen als voor- en achterzijde van de printplaat 100. Zoals te zien via de connectoren 600, is de tweede printplaat 110 mechanisch verbonden met de eerste printplaat 100, en in een verdere uitvoeringsvorm wordt het volledige systeem voorzien van een behuizing (hetzij gemaakt uit plastiek of een waterdicht materiaal) door middel van een cilindrische tube (waarin bv. de virtuele cilinder 800 vervangen werd door een echt omhulsel). In een uitvoeringsvorm van de uitvinding, wordt er als alternatief bovenop de printplaat 110 een derde printplaat 500, bij voorkeur flexibel, gemonteerd, op dezelfde zijde van de gemonteerde sensor 400, terwijl op de printplaat 500 sensoren 510 gemonteerd worden.Figure 1 illustrates a system according to the invention, the system comprising: a first printed circuit board 100 and a second printed circuit board 110, mechanically connected via one or more connectors 600 (and a way to connect them - such as soldering bumps 610) and electronically connected via a electronic connection 700. The first and second printed circuit boards 100, 110 are oriented such that the normals of their respective surfaces do not coincide, more specifically they are oriented quite differently, preferably they are practically orthogonally oriented, and most preferably even they are orthogonally oriented. Electronic components 200, 210, 400 are provided on each of the printed circuit boards 100, 110, in particular the electronic components 200, 210 are mounted on the first printed circuit board 100 while the electronic component 400 is mounted on the second printed circuit board 110 or alternatively directly on the component 100 is mounted. In addition, the electronic component 400 has at least one sensor functionality (or acts as a sensor or is a sensor) while the electronic components 200, 210 are at least capable of electronic processing, in particular of the signals from a sensor output on the first printed circuit board 110, and this partly for the sake of the connection 700. Preferably, the functionality of the components 200, 210, 400 and thus also their dimensions and mounting is determined such that they fit within a virtual cylinder 800. Moreover, it is even more desirable to mount a part of the components 200, 210 of the first printed circuit board 100 along the one so-called 300 of the first printed circuit board 100 while another part is mounted on the other side 310 or of this printed circuit board 100. 310 of the first printed circuit board 100 also referred to as the front and rear of the printed circuit board 100. As can be seen through the connectors 600, the second printed circuit board is 1 10 mechanically connected to the first printed circuit board 100, and in a further embodiment the entire system is provided with a housing (either made of plastic or a waterproof material) by means of a cylindrical tube (in which, for example, the virtual cylinder 800 was replaced by a real shell). In an embodiment of the invention, alternatively, a third printed circuit board 500, preferably flexibly, is mounted on top of the printed circuit board 110 on the same side of the mounted sensor 400, while sensors 510 are mounted on the printed circuit board 500.
Figuur 2 toont een elektronisch sensorsysteem 1000, inclusief elektronisch subsysteem 1300, welke aangepast is voor de verwerking van sensorsignalen 1200, en verdere signalen 1205 genereert die dan gebruikt kunnen worden door een ander (centraal) systeem 1010, welke op zich bepaalde stuursignalen 1210 kan genereren, voor het aansturen van zekere aandrijving of activeringselement (niet vertoond).Figure 2 shows an electronic sensor system 1000, including electronic subsystem 1300, which is adapted to process sensor signals 1200, and generates further signals 1205 that can then be used by another (central) system 1010, which can generate control signals 1210 per se , for controlling a certain drive or activation element (not shown).
Teneinde de compactheid volgens onderhavige uitvinding te garanderen, wordt overeenkomstige ontwerpkeuze opzettelijk zo bepaald dat deze niet langer in het genereren van aanstuursignalen voorziet (zoals bv. de setting van schakelingen aanpassen). Verder zal bij deze welbepaalde ontwerpkeuze (met minder componenten als gevolg), een nieuwe ontwerpvrijheid ontstaan, waardoor het gebruik van meer programmeerbare componenten (ofwel geheel ofwel als aanvulling op enkele bedrade stukken) wordt mogelijk gemaakt dan doorgaans gebruikt in sensorsysteemontwerp, en terwijl hierbij aan de compactheidsvereisten wordt voldaan. De definitieve keuze gemaakt binnen de scope van de uitvinding omvat een elektronisch subsysteem 1300, welke werkt op sensorsignalen van diverse sensors. Dus om verder voordeel te halen uit dit operationeel gevolg, wordt het elektronisch subsysteem 1300 best niet volledig geïntegreerd met de sensor.In order to guarantee the compactness according to the present invention, corresponding design choice is intentionally determined so that it no longer provides for the generation of control signals (such as, for example, adjusting the setting of circuits). Furthermore, with this specific design choice (with fewer components as a result), a new design freedom will arise, allowing for the use of more programmable components (either wholly or as a supplement to some wired parts) than normally used in sensor system design, and while doing so on the compactness requirements are met. The final choice made within the scope of the invention comprises an electronic subsystem 1300, which operates on sensor signals from various sensors. So to further benefit from this operational consequence, the 1300 electronic subsystem is best not fully integrated with the sensor.
Met andere woorden, in onderhavige uitvinding wordt een elektronisch subsysteem 1300 (aangepast voor de elektronische verwerking van sensorsignalen) gebruikt, welke werkt op sensorsignalen afkomstig van diverse sensoren. Dit wordt schematisch voorgesteld aan de hand van Figuur 2, waarin verder ook een sensorsubsysteem 1310 wordt weergegeven, hetwelke op zich één of meerdere sensoren 1400, 1410 kan bevatten.In other words, an electronic subsystem 1300 (adapted for the electronic processing of sensor signals) is used in the present invention, which operates on sensor signals from various sensors. This is schematically represented with reference to Figure 2, in which furthermore a sensor subsystem 1310 is also shown, which per se may comprise one or more sensors 1400, 1410.
In een uitvoeringsvorm betreffen de één of meerdere sensoren 1400,1410 tot zelfs 1420, de sensor 400, en in een verdere uitvoeringsvorm de een of meerdere sensoren 510. In een uitvoeringsvorm is sensor 400 een bewegingsdetector.In one embodiment, the one or more sensors 1400, 1410 to even 1420, relate to the sensor 400, and in a further embodiment the one or more sensors 510. In one embodiment, sensor 400 is a motion detector.
De uitvinding voorziet in zo’n elektronisch subsysteem 1300 als standalone product, aangepast om hieraan een sensor te koppelen. De uitvinding betreft bijgevolg een volledig andere installatie dan de stand-van-techniek, gezien een stap voor het voorzien van een elektronisch subsysteem 1300 en bijpassende sensor 1400, 1410 gevolgd wordt door het aansluiten van deze sensor 1400, 1410 op dit subsysteem,1300,-Bij voorkeur is het .elektronisch subsysteem 1300 danig aangepast dat sensoren makkelijk kunnen worden aangesloten of aangekoppeld, bv. door middel van een geschikte connecter 600 en een verbinding 700, zodat de onderdelen mechanisch zowel als elektronisch eenvoudig kunnen verbonden worden.The invention provides such an electronic subsystem 1300 as a standalone product, adapted to connect a sensor thereto. The invention therefore relates to a completely different installation than the prior art, since a step for providing an electronic subsystem 1300 and corresponding sensor 1400, 1410 is followed by connecting this sensor 1400, 1410 to this subsystem, 1300, Preferably, the electronic subsystem 1300 is adapted in such a way that sensors can be easily connected or connected, e.g. by means of a suitable connecter 600 and a connection 700, so that the components can be easily connected mechanically as well as electronically.
Hernemen we de compactheidsvereisten volgens onderhavige uitvinding, zoals hierboven beschreven. In een welbepaalde uitvoeringsvorm, zoals geïllustreerd in Figuur 1, wordt de compactheidsvereiste uitgedrukt door een virtuele cilinder 800 waarvan in het bijzonder de diameter beperkt is in afmeting, in relatie tot het instrumentarium· dat gehanteerd wordtOm de nodige openingen of gaten te maken in de omgeving (zoals bv. in een muur) waarin het gehele systeem moet worden geplaatst. In een voorbeeld is de diameter kleiner dan 16 mm. De compactheid wordt dus vooral gedetermineerd door de diameter. Bijgevolg worden elektronisch subsysteem 1300 en connecter ontworpen opdat het volledige systeem (inclusief aangesloten sensor 400, 1400, 1410) past binnen de afmetingen van de virtuele cilinder 800.We resume the compactness requirements of the present invention as described above. In a specific embodiment, as illustrated in Figure 1, the compactness requirement is expressed by a virtual cylinder 800, the diameter of which is particularly limited in size, in relation to the instruments used to make the necessary openings or holes in the environment. (such as in a wall) in which the entire system must be placed. In one example, the diameter is less than 16 mm. The compactness is therefore mainly determined by the diameter. Consequently, electronic subsystem 1300 and connecter are designed so that the entire system (including connected sensor 400, 1400, 1410) fits within the dimensions of the virtual cylinder 800.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt opgemerkt dat terwijl de schematische mechanische verbinding van eerste en tweede printplaat 100, 110 (bijvoorbeeld gerealiseerd door het solderen van één of meerdere connectoren 600 op de eerste printplaat 100) of direct de component 400 met printplaat 100 op zich als kwetsbaar zou kunnen beschouwd worden. Desalniettemin, het gecombineerd effect van een kokerachtige behuizing 800 waarin het volledige elektronische subsysteem 1300 geïntegreerd op de eerste printplaat 100 past, en deze kokerachtige behuizing 800 waarop een kopstuk 900 wordt gedragen, welke laatste voorzien is van sensoren, verzekert dat de eerste en tweede printplaat 100, 110 niet bewegen ten opzichte van elkaar, zodat elke fragiliteit kan worden verhinderd.In an embodiment of the invention, it is noted that while the schematic mechanical connection of first and second printed circuit boards 100, 110 (e.g. realized by soldering one or more connectors 600 to the first printed circuit board 100) or directly the component 400 with printed circuit board 100 per se could be considered as vulnerable. Nevertheless, the combined effect of a box-like housing 800 in which the entire electronic subsystem 1300 fits integrally on the first printed circuit board 100, and this box-like housing 800 on which a head piece 900 is supported, the latter being provided with sensors, ensures that the first and second printed circuit boards 100, 110 do not move relative to each other, so that any fragility can be prevented.
Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een elektronisch sensorsysteem 1000 voorzien, bestaande uit een eerste subsysteem 1300, (het elektronisch subsysteem or basissysteem), op een eerste printplaat 100; en een tweede subsysteem 1310 (het sensorsubsysteem) welke één of meerdere sensoren 400, 1400, 1410 omvat dewelke sensorsignalen 1200 genereren, uitgevoerd op een tweede printplaat 110, waarbij de eerste en tweede printplaat 100, 110 mechanisch en elektronisch worden verbonden (bijvoorbeeld gebruik makend van een connecter 600 of een elektronische verbinding 700), waarbij het eerste subsysteem (bij voorkeur enkel) instaat in voor de verwerking van sensorsignalen 1200.According to an embodiment of the invention, an electronic sensor system 1000 is provided, consisting of a first subsystem 1300, (the electronic subsystem or base system), on a first printed circuit board 100; and a second subsystem 1310 (the sensor subsystem) comprising one or more sensors 400, 1400, 1410, which generate sensor signals 1200, output on a second printed circuit board 110, the first and second printed circuit boards 100, 110 being connected mechanically and electronically (e.g., using of a connecter 600 or an electronic connection 700), wherein the first subsystem (preferably only) is responsible for processing sensor signals 1200.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is één van de sensoren een bewegingsdetectiesensor, bv. op basis van een infrarood signaal. Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding, mogelijk gecombineerd met vorige uitvoeringsvorm, is één van de sensoren een aanwezigheidsdetectiesensor. In een nog andere uitvoeringsvorm van de uitvinding, mogelijk gecombineerd met één der vorige uitvoeringsvormen, is één van de sensoren een temperatuur- en/of gassensor (bv. voor CO, C02, VOCs, H2S, geur) en/of vochtigheidsgraadsensor. Of in een nog andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is dit een akoestische sensor. Als voorbeeld wordt met Figuur 8a een sensorkop 900 weergegeven voorzien van een lichtsensor 81, een bewegingssensor 82 en een temperatuursensor 83, alsook illustreert deze figuur een flexibele PBC ingang 70 voor het elektronisch connecteren van een flexibele verbinding 700. In Figuur 8b, wordt een sensorkop 900 weergegeven, welke is voorzien van een aanwezigheidssensor 84, een temperatuur- en vochtigheidsgraadsensor 85 en een gassensor 86, alsook vertoont deze figuur opnieuw een flexibele PBC ingang 70 voor het elektronisch connecteren van een flexibele verbinding 700.In one embodiment of the invention, one of the sensors is a motion detection sensor, e.g. based on an infrared signal. According to another embodiment of the invention, possibly combined with the previous embodiment, one of the sensors is a presence detection sensor. In yet another embodiment of the invention, possibly combined with one of the previous embodiments, one of the sensors is a temperature and / or gas sensor (e.g. for CO, CO2, VOCs, H2S, odor) and / or humidity level sensor. Or in yet another embodiment of the invention, this is an acoustic sensor. As an example, Figure 8a shows a sensor head 900 provided with a light sensor 81, a motion sensor 82 and a temperature sensor 83, as well as this figure illustrating a flexible PBC input 70 for electronically connecting a flexible connection 700. In Figure 8b, a sensor head is shown. 900, which is provided with a presence sensor 84, a temperature and humidity degree sensor 85 and a gas sensor 86, and this figure again shows a flexible PBC input 70 for electronically connecting a flexible connection 700.
In principe is elke combinatie van sensoren mogelijk, zolang als de sensoren voldoende klein zijn, .laten, we zeggen dat hun gecombineerde oppervlakte mag niet meer zijn dan (i) 2 keer de oppervlakte van een virtuele cirkel met een diameter van 16 mm, i.e. de cirkelvormige doorsnede van de virtuele cilinder 800, meer preferentieel eigenlijk (ii) één keer deze oppervlakte, en nog meer preferentieel (iii) de oppervlakte van een virtuele cirkel met een diameter van 13mm zoals te zien in Figuur 7. Bovendien, zoals geïllustreerd in Figuur 4, is in de praktijk de afmeting van de gecombineerde oppervlakte zelfs aanzienlijk kleiner dan de oppervlakte van een virtuele cirkel met diameter gelijk aan 13mm, terwijl de flexibele verbinding 700 eveneens dient in rekening gebracht te worden. Volgens onderhavige uitvinding, worden bij voorkeur l2C of gelijkaardige bus protocol compilant sensoren gebruikt.In principle, any combination of sensors is possible, as long as the sensors are sufficiently small, let's say that their combined area may not be more than (i) 2 times the area of a virtual circle with a diameter of 16 mm, ie the circular cross-section of the virtual cylinder 800, more preferably actually (ii) once this area, and even more preferentially (iii) the area of a virtual circle with a diameter of 13 mm as seen in Figure 7. Moreover, as illustrated in Figure 4, in practice, the size of the combined area is even considerably smaller than the area of a virtual circle with a diameter equal to 13 mm, while the flexible connection 700 must also be taken into account. According to the present invention, preferably 12 C or similar bus protocol compilant sensors are used.
Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding is het eerste subsysteem 1300 ontworpen om met een variabel aantal en variabele types sensoren te kunnen werken, onafhankelijk van het ontwerp en de samenstelling van de eerste printplaat 100, waarop het eerste subsysteem 1300 wordt geïnstalleerd.According to an embodiment of the invention, the first subsystem 1300 is designed to operate with a variable number and types of sensors, independent of the design and composition of the first printed circuit board 100 on which the first subsystem 1300 is installed.
Bovengenoemd concept laat tevens toe om arrays van sensoren van hetzelfde type (welke als individuele sensoren kunnen beschouwd worden) te gaan gebruiken. In een uitvoeringsvorm, wordt een array van infrarood sensoren, waaronder bv. pyroelectrische en/of thermopile sensoren en/of combinaties van beide, gebruikt. In tegenstelling tot het enkelvoudig pixel type sensorontwerp, kan nu een krachtigere signaalverwerking, zoals bv. voor het volgen van de beweging, of de grootte van een object, worden aangewend.The above concept also makes it possible to use arrays of sensors of the same type (which can be considered as individual sensors). In one embodiment, an array of infrared sensors, including, for example, pyroelectric and / or thermopile sensors and / or combinations of both, is used. In contrast to the single pixel type sensor design, a more powerful signal processing, such as for example following the movement or the size of an object, can now be used.
Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, en teneinde de compactheid van het eerste subsysteem 1300 verder te garanderen, wordt het eerste subsysteem 1300 uitgevoerd langs beide zijden 300, 310 van de eerste printplaat 100, zodat tenminste één eerste elektronisch systeem of component 200 gemonteerd is op de ene zijde 300 terwijl tenminste één tweede elektronisch systeem of component 210 gemonteerd is op de,andere zijde 310, waarbij het eerste en tweede elektronisch systeem of component 200, 210 elektronisch verbonden zijn (via printplaatverbindingen) en samen in de elektronische verwerking voorzien.According to an embodiment of the invention, and in order to further guarantee the compactness of the first subsystem 1300, the first subsystem 1300 is implemented along both sides 300, 310 of the first printed circuit board 100, so that at least one first electronic system or component 200 is mounted on one side 300 while at least one second electronic system or component 210 is mounted on the other side 310, wherein the first and second electronic system or component 200, 210 are electronically connected (via circuit board connections) and together provide electronic processing.
Daarenboven betreft de uitvinding een sensing concept, waarbij een veelvoud aan sensorsystemen 1000 volgens onderhavige uitvinding, kan communiceren met één of meerdere extra (centrale) systemen 1010, in het voorzien van verdere elektronische verwerking. De uitvinding voorziet alvast een deel van de elektronische verwerking via het sensorsysteem 1000, in het bijzonder wanneer er meerdere sensoren 400, 510, 1400, 1410 aanwezig zijn, volgens een samengestelde logica. Terwijl een deel van de elektronische verwerking via bedrading kan verlopen, voorziet het systeem 1000 eveneens een programmeerbare logische eenheid, welke kan geprogrammeerd worden vanuit de andere (centrale) systemen 1010 en/of door gebruik te maken van configuratie software, zoals bv. engineering tooi software (ETS).In addition, the invention relates to a sensing concept, wherein a plurality of sensor systems 1000 according to the present invention can communicate with one or more additional (central) systems 1010, in order to provide further electronic processing. The invention already provides a part of the electronic processing via the sensor system 1000, in particular when a plurality of sensors 400, 510, 1400, 1410 are present, according to a composite logic. While part of the electronic processing can take place via wiring, the system 1000 also provides a programmable logic unit, which can be programmed from the other (central) systems 1010 and / or by making use of configuration software, such as, for example, engineering tools. software (ETS).
Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, komt het inzicht tot stand dat de technologische evolutie in halfgeleidercomponentproductie kan leiden tot meer programmeerbare componenten die aan de compactheidsvereisten, opgelegd door het volledige sensorsysteem, kunnen voldoen; zeker nu (specifiek in building automation) bus controller en microcontrollers beschikbaar zijn binnen deze vereisten, in het bijzonder wanneer gecombineerd met de inzichten naar het gebruik toe van dubbelzijdige PCB printplaat montage en/of opzettelijk beperken van de subsysteemmogelijkheden gericht op sensorsignaal-verwerking zonder aansturing.According to an embodiment of the invention, the insight is realized that the technological evolution in semiconductor component production can lead to more programmable components that can meet the compactness requirements imposed by the entire sensor system; certainly now (specifically in building automation) bus controller and microcontrollers are available within these requirements, in particular when combined with the insights into the use of double-sided PCB PCB mounting and / or deliberately limiting the subsystem possibilities aimed at sensor signal processing without control .
Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de tweede printplaat 110 van het tweede subsysteem 1310, welke één of meerdere sensoren 400, 510, 1400, 1410 omvat dewelke sensorsignalen 1200 genereren, onder een bepaalde hoek gebracht, bij voorkeur loodrecht geplaatst ten opzicht van de eerste printplaat 100 van het eerste subsysteem 1300.According to an embodiment of the invention, the second printed circuit board 110 of the second subsystem 1310, which comprises one or more sensors 400, 510, 1400, 1410, which generate sensor signals 1200, is brought at a certain angle, preferably perpendicular to the first circuit board 100 of the first subsystem 1300.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de tweede printplaat 110 van het tweede subsysteem 1310, welke één of meerdere sensoren 400, 510 / 1400, 1410 omvat dewelke sensorsignalen 1200 genereren, voorzien van een mechanische (starre) verbinding door middel van één of meerdere connectoren 600 met de eerste printplaat 100 van het eerste subsysteem 1300, en een afzonderlijke (flexibele) elektronische verbinding 700 tussen deze twee printplaten 100, 110.According to a further embodiment of the invention, the second printed circuit board 110 of the second subsystem 1310, which comprises one or more sensors 400, 510/1400, 1410, which generate sensor signals 1200, is provided with a mechanical (rigid) connection by means of one or more connectors 600 with the first printed circuit board 100 of the first subsystem 1300, and a separate (flexible) electronic connection 700 between these two printed circuit boards 100, 110.
In een verdere uitvoeringsvorm volgens onderhavige uitvinding, en zoals geïllustreerd in Figuur 1, wordt de sensor 400 rechtstreeks op de printplaat 110 aangebracht, waarbij een bijkomende printplaat 500 wordt aangebracht (op dezelfde zijde van de gemonteerde sensor 400) en wordt op de bijkomende printplaat 500 een bijkomende elektronische component 510 gemonteerd, welke bij voorkeur minstens beschikt over een sensor functionaliteit (of zich gedraagt als sensor of een sensor is). Bijgevolg wordt het concept van het voorzien van meerdere sensoren (met verschillende functionaliteit) gerealiseerd door bovenop de printplaat 110 met primaire sensor 400, een extra printplaat 500 (bij voorkeur een flexibele PCB) met bijkomend secundaire sensor of sensor netwerk 510 aan te brengen (gezamenlijk definiëren die de sensoren 1400,1410 of gelijkaardig sensor netwerk). Naargelang geschikt, wordt een flexibele PCB of harde printplaat aangewend voor een printplaat 100, 110, 500. De elektronische verbinding tussen de printplaten echter, gebeurt bij voorkeur via een flexibele verbinding.In a further embodiment of the present invention, and as illustrated in Figure 1, the sensor 400 is mounted directly on the printed circuit board 110, an additional printed circuit board 500 is provided (on the same side of the mounted sensor 400) and the additional printed circuit board 500 is an additional electronic component 510 mounted, which preferably has at least one sensor functionality (or behaves as a sensor or is a sensor). Consequently, the concept of providing multiple sensors (with different functionality) is realized by providing on top of the printed circuit board 110 with primary sensor 400, an additional printed circuit board 500 (preferably a flexible PCB) with additional secondary sensor or sensor network 510 (collectively) define the sensors 1400,1410 or similar sensor network). According to suitability, a flexible PCB or hard printed circuit board is used for a printed circuit board 100, 110, 500. However, the electronic connection between the printed circuit boards is preferably done via a flexible connection.
Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, wordt een miniatuur KNX bewegings- en/of aanwezigheidsdetector voorzien. De uitvinding beperkt zich niet tot KNX, maar is ook van toepassing voor om het even welk ander communicatie protocol zoals bv. Ethernet, Wifi, KNX RF, CAN, RS-485, Zigbee, ZWave, 6LowPAN zolang correcte partitioning hardware/software en de keuze van de printplaatfunctionaliteit rekening ,houdt met de, fysische beperkingen van de behuizing, terwijl steeds voldoende berekeningsmogelijkheid voor meerdere sensoren wordt voorzien, en bij voorkeur, wanneer welke vorm van joint processing (gebruik van samengestelde logica op beide sensorsignalen) dan ook mogelijk is vanuit toepassingsoogpunt, dit bij voorkeur lokaal wordt voorzien.According to an embodiment of the invention, a miniature KNX motion and / or presence detector is provided. The invention is not limited to KNX, but is also applicable to any other communication protocol such as, for example, Ethernet, Wifi, KNX RF, CAN, RS-485, Zigbee, ZWave, 6LowPAN as long as correct hardware / software partitioning and the selection of the printed circuit board functionality takes into account the physical limitations of the housing, while always providing sufficient calculation possibilities for several sensors, and preferably when any form of joint processing (use of compound logic on both sensor signals) is also possible from application point of view, this is preferably provided locally.
Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt het volledige systeem 1000 geïnstalleerd in een kleine plastic tube behuizing, met bijvoorbeeld een diameter van kleiner dan of gelijk aan 16 mm.According to an embodiment of the invention, the entire system 1000 is installed in a small plastic tube housing with, for example, a diameter of less than or equal to 16 mm.
In een nog andere uitvoeringsvorm volgens onderhavige uitvinding, heeft de basis KNX bus coupler PCB als eerste printplaat 100 volgende elektronische componenten: (i) een microcontroller die zich gedraagt als (KNX) bus coupler unit, en (ii) een KNX bus interface en power IC, terwijl verder een connecter naar de met kopstuk te linken flexibele PCB wordt voorzien alsook een miniatuur bus connecter.In yet another embodiment of the present invention, the basic KNX bus coupler PCB has the following electronic components as the first printed circuit board 100: (i) a microcontroller that behaves as a (KNX) bus coupler unit, and (ii) a KNX bus interface and power IC, while furthermore a connecter to the flexible PCB to be linked to the head piece is provided as well as a miniature bus connecter.
Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding, wordt een modulaire sensorkop 900 bestaande uit een passieve infrarood (PIR) sensor en diverse andere sensoren zoals bv. optioneel een temperatuursensor, CO-sensor... op een (flex) PCB gemonteerd. Wanneer de PIR sensor beweging detecteert, registreert de microcontroller dit gebeuren en stuurt een telegram uit over de bus; optioneel wanneer bv. in building automation toepassingen, de omgevingslichtsterkte beneden een bepaalde instelbare drempel zit, wordt een signaal uitgestuurd. Door bijkomende interne software modules, kan ook een switch off timer en slave/master setup worden gerealiseerd. Op basis hiervan kunnen relais uitgangen geschakeld worden, of lichten gedimd, of bepaalde sferen geactiveerd, ...enz. De microcontroller volgt tevens andere optionele sensors, zoals voor detectie van CO- level of temperatuur. De sensorkop 900 is een modulair stuk en kan vervangen worden door toepassing van andere sensor configuraties. De kap of sensorcover is eveneens optioneel en „kan ook vlak zijn .in combinatie, met een ander soort bewegings-/aanwezigheidssensor. Er zijn mogelijk gaatjes in de kap of sensorcover gemaakt, zodat de lucht in de ruimte in rechtstreeks contact met de sensoren kan komen. Er wordt verwezen naar andere sensorcombinaties hierboven reeds genoemd. In dergelijke gevallen is het de bedoeling dat de microcontroller in de monitoring voorziet. Op basis van de metingen kan dan bvb. het ventilatiesysteem geschakeld worden.According to another embodiment of the invention, a modular sensor head 900 consisting of a passive infrared (PIR) sensor and various other sensors such as, for example, optionally a temperature sensor, CO sensor ... is mounted on a (flex) PCB. When the PIR sensor detects movement, the microcontroller registers this event and sends a telegram on the bus; optional when, for example, in building automation applications, the ambient light intensity is below a certain adjustable threshold, a signal is sent out. With additional internal software modules, a switch off timer and slave / master setup can also be realized. Based on this, relay outputs can be switched, or lights dimmed, or certain atmospheres activated, ... etc. The microcontroller also tracks other optional sensors, such as for CO level or temperature detection. The sensor head 900 is a modular piece and can be replaced by applying other sensor configurations. The hood or sensor cover is also optional and can also be flat in combination with another type of motion / presence sensor. There may be holes in the hood or sensor cover, so that the air in the room can come in direct contact with the sensors. Reference is made to other sensor combinations already mentioned above. In such cases, the microcontroller is intended to provide monitoring. Based on the measurements, for example. the ventilation system can be switched.
De uitvoeringsvormen van de uitvinding zoals hierboven beschreven kunnen onderling gecombineerd worden, waarbij ook eerder genoemde uitvoeringsvormen worden verondersteld.The embodiments of the invention as described above can be combined with one another, with the aforementioned embodiments also being assumed.
Figuur 3 toont een uitvoeringsvorm van de uitvinding, met een printplaat 100, een sensorkop 900 (voorzien van een andere printplaat 110 binnenin, niet vertoond), elektronisch verbonden met een (flexibele) stripachtige verbinding 700. Noteer dat in alternatieve uitvoeringsvormen bovenop de sensoren een (fresnel) lens kan worden aangebracht.Figure 3 shows an embodiment of the invention, with a printed circuit board 100, a sensor head 900 (provided with another printed circuit board 110 inside, not shown), electronically connected to a (flexible) strip-like connection 700. Note that in alternative embodiments on top of the sensors a (Fresnel) lens can be applied.
Figuur 4 geeft een ander zicht weer van de uitvoeringsvorm van de uitvinding zoals weergegeven in Figuur 3, en illustreert de sensorkop 900 (topaanzicht) met een primaire sensor 400 en een bijkomende printplaat 500 met daarop twee bijkomende secundaire sensoren 510 /1400, 1410 gemonteerd.Figure 4 shows a different view of the embodiment of the invention as shown in Figure 3, and illustrates the sensor head 900 (top view) with a primary sensor 400 and an additional circuit board 500 with two additional secondary sensors 510/1400, 1410 mounted thereon.
Figuur 5 geeft nog een ander zicht weer van de uitvoeringsvorm van de uitvinding zoals weergegeven in Figuur 3, met printplaat 100 (gezien van de andere zijde dan in Figuur 3), een sensorkop 900 (voorzien van een andere printplaat 110 binnenin, niet vertoond) en mechanisch verbonden via de connectoren 600.Figure 5 shows yet another view of the embodiment of the invention as shown in Figure 3, with printed circuit board 100 (viewed from the other side than in Figure 3), a sensor head 900 (provided with another printed circuit board 110 inside, not shown) and mechanically connected via the connectors 600.
Figuur 6 toont een uitvoeringsvorm van één van de printplaten 100 volgens onderhavige uitvinding. Specifiek wordt via Figuur 6a de voorzijde of bus coupler . zijde van de printplaat 100 .geïllustreerd, terwijL Figuur 6b de achterzijde of. microcontroller zijde van de printplaat 100 weergeeft. Additioneel worden met Figuur 9 en 10 verder illustraties weergegeven betreffende het sensorsysteem 1000 met printplaten 100, 110, elektronisch geconnecteerd via de verbinding 700 en mechanisch .gekoppeld door middel van connecter 600, en waarbij zowel voorzijde (Figuur 9a, Figuur 10a) als achterzijde (Figuur 9b, Figuur 10b) van de printplaat 100 te zien zijn. Terwijl Figuur 9 de uitvoeringsvorm van de uitvinding vertegenwoordigt, voorzien van een sferisch gekromde kap of sensorcover bovenop de sensorkop, vertoont Figuur 10 een uitvoeringsvorm zonder deze sferisch gekromde kap of sensorcover bovenop de sensorkop. In Figuur 10c, wordt ook topaanzicht van de sensorkop 900 weergegeven. Bovendien illustreren Figuur 9 en 10 elektronische componenten waaronder de microcontroller 62 en de bus interface 63Figure 6 shows an embodiment of one of the printed circuit boards 100 according to the present invention. Specifically, Figure 6a shows the front or bus coupler. side of the printed circuit board 100, while Figure 6b shows the rear side or. microcontroller side of the circuit board 100. Additionally, Figures 9 and 10 further show illustrations regarding the sensor system 1000 with printed circuit boards 100, 110, electronically connected via the connection 700 and mechanically coupled by means of connecter 600, and with both front (Figure 9a, Figure 10a) and rear ( Figure 9b, Figure 10b) of the printed circuit board 100. While Figure 9 represents the embodiment of the invention provided with a spherically curved cap or sensor cover on top of the sensor head, Figure 10 shows an embodiment without this spherically curved cap or sensor cover on top of the sensor head. In Figure 10c, top view of the sensor head 900 is also shown. In addition, Figures 9 and 10 illustrate electronic components including the microcontroller 62 and the bus interface 63
In Figuur 7 en 8 wordt een uitvoeringsvorm van de uitvinding geïllustreerd, waarbij de sensorkop 900 en de printplaat 500 (topaanzicht) en de (flexibele) stripachtige verbinding 700 worden weergegeven.Figures 7 and 8 illustrate an embodiment of the invention in which the sensor head 900 and the printed circuit board 500 (top view) and the (flexible) strip-like connection 700 are shown.
Figuur 6 en 7 kunnen als illustratief worden aanzien voor de te beschouwen vormfactoroverwegingen. Verwijzend naar Figuur 6a specifiek, bedraagt de korte verticale breedte 60 van de printplaat 100 minder dan 16 mm (hier 13mm), terwijl de horizontale lengte 61 in principe niet wordt beperkt, laat zeggen dat deze in de praktijk tenminste een factor 3.75 keer de breedte 60 is of zelfs tot 4.6 keer de breedte 60 bedraagt. Het valt op te merken dat de vormfactoroverwegingen, zeker wanneer de microcontroller 62 zoals te zien in Figuur 6b en/of bus controller 63 te zien in Figuur 6a vrij groot zijn in verhouding tot de breedte 60, belangrijke gevolgen heeft voor de uitvoering van de andere elektronische componenten, en bijgevolg in een preferentiële uitvoeringsvorm tenminste deze grote componenten op een tegenoverliggende zijde van de printplaat 100 worden geplaatst.Figures 6 and 7 can be seen as illustrative of the form factor considerations to be considered. Referring specifically to Figure 6a, the short vertical width 60 of the printed circuit board 100 is less than 16 mm (here 13 mm), while the horizontal length 61 is in principle not limited, say that in practice it is at least a factor of 3.75 times the width Is 60 or even up to 4.6 times the width 60. It is to be noted that the form factor considerations, certainly when the microcontroller 62 as seen in Figure 6b and / or bus controller 63 shown in Figure 6a are quite large in relation to the width 60, have important consequences for the implementation of the other electronic components, and therefore in a preferred embodiment at least these large components are placed on an opposite side of the printed circuit board 100.
Figuur 8 is een uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij de sensorkop 900 (topaanzicht) wordt geïllustreerd, alsook gemonteerde sensoren 81, 82, 83, 84, 85, 86 gemonteerd op 500, inclusief een flexibele PBC ingang 70 voor elektronische connectie via een flexibele verbinding 700.Figure 8 is an embodiment of the invention in which the sensor head 900 (top view) is illustrated, as well as mounted sensors 81, 82, 83, 84, 85, 86 mounted on 500, including a flexible PBC input 70 for electronic connection via a flexible connection 700 .
Terwijl typische actieve elektronische componenten groot kunnen zijn, zijn deze anderzijds redelijk plat of vlak. Echter dient men ook andere passieve elektronische componenten te beschouwen bij het ontwerp. Wanneer het systeem 1000, in een uitvoeringsvorm volgens onderhavige uitvinding, wordt ontworpen voor bedrade communicatie ren/of voeding, zullen minstens twee connectoren nodig zijn om de draden te kunnen op aansluiten. De hoogte van dergelijke connectoren is groot ten opzichte van de platte actieve componenten. Als gevolg dienen ook deze relatief omvangrijke componenten in rekening gebracht te worden tijdens het ontwerp van het volledige systeem 1000. In een preferentiële uitvoeringsvorm, wordt elk van de bv. twee connectoren aangebracht op respectievelijke en tegenoverliggende zijden van printplaat 100, via de hiervoor voorziene respectievelijke connectorlocaties 91, 92 in Figuur 9 en 10.While typical active electronic components can be large, on the other hand they are fairly flat or flat. However, other passive electronic components must also be considered when designing. When the system 1000, in an embodiment of the present invention, is designed for wired communication and / or power supply, at least two connectors will be required to connect the wires. The height of such connectors is large with respect to the flat active components. As a result, these relatively bulky components also need to be taken into account during the design of the entire system 1000. In a preferential embodiment, each of the e.g. two connectors is mounted on respective and opposite sides of printed circuit board 100, via the respective respective provided connector locations 91, 92 in Figures 9 and 10.
We herhalen nog eens dat de diameter van de kokerachtige behuizing bij voorkeur kleiner dan of gelijk is aan 16 mm, omwille van de beperkingen op het instrumentarium voor boren van een geschikte opening in de muur, ingeval een preferentieel eenvoudige boring plaatsvindt. Mogelijk kan men in dit geval een klein verschil waarnemen tussen enerzijds de korte verticale breedte 60 van de printplaat 100 welke in de tube moet passen, en anderzijds de topafmeting van de sensorkop 900 welke een beetje kan uitsteken uit de muur. Met andere woorden, deze topafmeting van de sensorkop 900, welke een beetje buiten de opening kan uitkomen, kan lichtjes buiten de dimensies komen van de korte verticale breedte 60 van de printplaat 100. Niettegenstaande, moet de afmeting van de onderzijde van de sensorkop 900, i.e. het deel dat naar de tube of behuizing gericht is, binnen de dimensies van de behuizing passen.We repeat that the diameter of the box-like housing is preferably smaller than or equal to 16 mm, because of the limitations on the instrumentation for drilling a suitable opening in the wall, in case a preferentially simple drilling takes place. Possibly in this case a small difference can be observed between on the one hand the short vertical width 60 of the printed circuit board 100 which has to fit in the tube, and on the other hand the top dimension of the sensor head 900 which can protrude a little from the wall. In other words, this top dimension of the sensor head 900, which may slightly extend out of the opening, may slightly extend beyond the dimensions of the short vertical width 60 of the circuit board 100. Notwithstanding, the dimension of the underside of the sensor head 900 must ie the part that faces the tube or housing fits within the dimensions of the housing.
Concluderend kunnen we stellen dat de uitvinding voorziet in een globale ontwerpmethode voor sensorsystemen, waarbij elektronische (externe functionaliteit - meerdere diverse sensors, interne functionaliteit van de componenten), intern mechanische (voor het vermijden van fragiele verbindingen), extern mechanische (installatie) en globale conceptoverwegingen allemaal samenkomen, wat leidt tot één of meerdere geselecteerde ontwerpkeuzes (bv. nogal onvoorziene oriëntatie van de printplaten, type mechanische verbinding, jegens klaarblijkelijke fragiliteit). In een meer preferentiële aanpak wordt het modulaire karakter van de uitvinding verder versterkt, door het mogelijk toevoegen van één of meerdere sensoren op de bestaande sensorkop, door gebruik te maken van een flexibele PCB waarop deze sensoren kunnen worden gemonteerd. Het resulterend systeem laat toe nieuwe combinaties sensoren en nieuwe applicaties te verwezenlijken, omwille van gecombineerde sensorsignaalverwerkingsnoden, welke ook deels gedragen worden door de elektronica van de eerste printplaat; specifiek wordt de geleverde sensorsignaalverwerking geselecteerd rekening houdend met installatiebeperkingen. De alomvattendheid van de aangereikte oplossing alsook het gewenst en mogelijk hergebruik, stimuleert de selectie van een minstens gedeeltelijk programmeerbare oplossing.In conclusion, we can state that the invention provides a global design method for sensor systems, whereby electronic (external functionality - multiple diverse sensors, internal functionality of the components), internal mechanical (for avoiding fragile connections), external mechanical (installation) and global Conceptual considerations all come together, leading to one or more selected design choices (eg rather unforeseen orientation of the printed circuit boards, type of mechanical connection, to apparent fragility). In a more preferential approach, the modular nature of the invention is further enhanced by the possibility of adding one or more sensors to the existing sensor head, by using a flexible PCB on which these sensors can be mounted. The resulting system allows new combinations of sensors and new applications to be realized, because of combined sensor signal processing needs, which are also partly supported by the electronics of the first printed circuit board; specifically, the supplied sensor signal processing is selected taking into account installation restrictions. The comprehensive nature of the solution provided, as well as the desired and possible reuse, stimulates the selection of an at least partially programmable solution.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE2014/5124A BE1022291B1 (en) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | EASY INSTALLABLE SENSOR SYSTEM AND PARTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE2014/5124A BE1022291B1 (en) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | EASY INSTALLABLE SENSOR SYSTEM AND PARTS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1022291B1 true BE1022291B1 (en) | 2016-03-14 |
Family
ID=52874883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE2014/5124A BE1022291B1 (en) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | EASY INSTALLABLE SENSOR SYSTEM AND PARTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1022291B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10345049B3 (en) * | 2003-09-26 | 2005-02-03 | Siemens Ag | Magnetic field sensor for measuring the revolutions of a rotating gearing arrangement comprises a housing and housing body formed as injection molded parts with a permanent magnet injected into the housing |
| EP2085993A1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-08-05 | Pepperl + Fuchs Gmbh | Sensor and method for its production |
| WO2010038103A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Aktiebolaget Skf | Detection assembly and pin for a joint between two pivoting parts |
| US20140254110A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-11 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Electronic device with sensor assembly |
-
2014
- 2014-12-17 BE BE2014/5124A patent/BE1022291B1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10345049B3 (en) * | 2003-09-26 | 2005-02-03 | Siemens Ag | Magnetic field sensor for measuring the revolutions of a rotating gearing arrangement comprises a housing and housing body formed as injection molded parts with a permanent magnet injected into the housing |
| EP2085993A1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-08-05 | Pepperl + Fuchs Gmbh | Sensor and method for its production |
| WO2010038103A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Aktiebolaget Skf | Detection assembly and pin for a joint between two pivoting parts |
| US20140254110A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-11 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Electronic device with sensor assembly |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9609184B2 (en) | Depth camera | |
| EP3473059B1 (en) | Driver system for a light emitting device | |
| US20130201024A1 (en) | Detector Assembly With Removable Detecting Module | |
| JP2012064551A (en) | External lighting unit using led | |
| JP3186753U (en) | Power saving lighting device with voice control module | |
| RU2636935C2 (en) | Camera system with modular arrangement of printed boards | |
| KR101445377B1 (en) | A module Type Temprature/Humidity Sensor | |
| BE1022291B1 (en) | EASY INSTALLABLE SENSOR SYSTEM AND PARTS | |
| JP2013068925A5 (en) | ||
| JP5367437B2 (en) | Lighting fixture and lighting system | |
| JP2010165077A (en) | Continuously-arranged sensor system, network unit and sensor unit | |
| JP2007305512A (en) | Led lighting system | |
| ATE398304T1 (en) | DISTRIBUTOR FOR AUTOMATION AND STORAGE MODULE FOR IT | |
| BE1026486B1 (en) | Modular control device | |
| JP2017521842A (en) | Retaining frame for plug connector module and / or plug connector | |
| EP3996060A1 (en) | Smoke detection system monitoring using visual code | |
| CN112055135B (en) | Electronic camera | |
| JP2016524834A (en) | Security camera having a cable assembly with an integrated processing module | |
| JP6480209B2 (en) | Support device | |
| KR200475612Y1 (en) | Installation housing for acoustic sensor | |
| JP6418485B2 (en) | Switch device | |
| JP6900865B2 (en) | Lighting sensor equipment and lighting system | |
| JP7063795B2 (en) | Power supply for light irradiator and light irradiation system | |
| JP2010286733A (en) | Exposure condition switching unit and camera unit | |
| GB2421620A (en) | Fire alarm sounder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20181231 |
|
| NE | Restoration requested |
Effective date: 20191017 |
|
| NF | Patent restored after lapse |
Effective date: 20200121 |