DE102004039650A1 - Method of contactless charging of an energy store by an energy source in a system with at least two units has two operating modes for data and energy transfer by alternating field - Google Patents

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Abstract

A method for contactless charging in a system of at least two units having an energy store in a sink (2) and energy source (1) comprises transmitting data (331,333) between the units and transferring energy (332) by alternating field where a unit can be used as a source in one operating mode and as a sink in a second mode. Independent claims are also included for the following: (A) a charging system as above;and (B) a device for the above.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zum Aufladen eines Akkumulators eines Gerätes und dabei insbesondere ein kontaktloses Aufladen für einen Akkumulator in einem tragbaren Datenträger.The The present invention relates to a method, a device and a system for charging a battery of a device and in particular, a contactless charging for an accumulator in one portable data carrier.

Tragbare Datenträger, wie beispielsweise Chipkarten oder Transponder, sind bisher vorwiegend auf eine externe Energieversorgung angewiesen. Zur Energieversorgung eines batterielosen Transponders wird üblicherweise ein hochfrequentes magnetische Wechselfeld eines RFID-Lesegerätes (typische Frequenzen: 125 kHz, 13,56 MHz) verwendet. Hierzu wird eine durch das magnetische Wechselfeld in der Antennenspule des Transponders induzierte Wechselspannung gleichgerichtet und dem Transponder als Versorgungsspannung zugeführt. Zur Spannungsregelung im Transponder werden sogenannte Shuntregler eingesetzt. Hierbei wird überschüssige Energie in einen Shuntwiderstand geleitet und in Wärme umgesetzt.portable disk, such as smart cards or transponders, are so far predominantly reliant on an external energy supply. To the energy supply A battery-free transponder is usually a high-frequency magnetic Alternating field of an RFID reader (typical Frequencies: 125 kHz, 13.56 MHz). For this purpose, a through the alternating magnetic field in the antenna coil of the transponder induced AC voltage rectified and the transponder as Supply voltage supplied. to Voltage regulation in the transponder so-called shunt regulator are used. This is excess energy directed into a shunt resistor and converted into heat.

Um einen von einer externen Energieversorgung unabhängigen Betrieb eines tragbaren Datenträgers zu ermöglichen, können tragbare Datenträger mit einer Batterie versehen sein. Insbesondere für Transponder oder kontaktlose Chipkarten sollte ein Aufladen der Batterie durch eine Ladevorrichtung auch kontaktlos, also nicht über eine entsprechende elektrisch leitende Kontaktierung, möglich sein.Around independent operation of a portable external power supply disk to enable can portable data carriers with be provided a battery. Especially for transponders or contactless Smart cards should also charge the battery through a charging device contactless, so not over a corresponding electrically conductive contact, be possible.

Für kontaktlose Ladevorrichtungen ist es bekannt, die durch eine enge magnetische Kopplung (Spulen mit Ferritkern) übertragene Energie zum Aufladen eines Akkumulators einzusetzen. Eine solche Anordnung wird zum Beispiel häufig bei elektrischen Zahnreinigungsvorrichtungen eingesetzt, um das Handteil ohne einen nach außen geführten galvanischen Kontakt mit Energie zum Aufladen des Akkumulators versorgen zu können.For contactless Chargers it is known that by a close magnetic Coupling (coils with ferrite core) transmitted energy for charging to insert a rechargeable battery. Such an arrangement becomes, for example often used in electric tooth cleaning devices to the handpiece without one to the outside out provide galvanic contact with energy to recharge the battery to be able to.

Bekannt nach dem Stand der Technik sind Verfahren zur Datenübertragung im Nahbereich, wie beispielsweise NFC (Near Field Communication). Bei NFC handelt es sich um ein Übertragungsverfahren mittels magnetischer Felder im Frequenzbereich 13.56 MHz. Die typische Reichweite von NFC-Geräten beträgt etwa 20 cm. Die eingesetzten Verfahren zur Datenübertragung sind denen kontaktloser Chipkarten sehr ähnlich. NFC-Geräte sind daher auch in der Lage mit kontaktlosen Chipkarten zu kommunizieren, oder eine kontaktlose Chipkarte zu simulieren (Erzeugung einer Lastmodulation). Die NFC-Spezifikation sieht neben einem „peer-to-peer"-Betrieb, bei dem beide Kommunikationsteilnehmer abwechselnd senden, auch eine Betriebsart vor, bei dem ein erstes NFC-Gerät in einen permanenten Sendebetrieb wechselt („being reader") und ein zweites NFC-Gerät eine kontaktlose Chipkarte simuliert („being card"), um auf diesem Wege per Lastmodulation mit dem ersten Gerät kommunizieren zu können. Für die Feldstärken eines Trägersignals und der entsprechenden Seitenbänder eines NFC-Gerätes sind Grenzwerte definiert, welche die abgestrahlte Leistung des NFC-Gerätes nicht überschreiten darf. Somit ist auch die Feldstärke eines zur Energieübertragung einsetzbaren Feldes begrenzt.Known In the prior art are methods of data transmission in the vicinity, such as NFC (Near Field Communication). NFC is a transmission method using magnetic fields in the frequency range 13.56 MHz. The typical range of NFC devices is about 20 cm. The methods used for data transmission are more contactless Chip cards very similar. NFC devices are therefore also able to communicate with contactless smart cards, or to simulate a contactless chip card (generation of a load modulation). The NFC specification sees next to a "peer-to-peer" operation, in which both communication participants alternately send, also an operating mode before, where a first NFC device in a permanent transmission mode changes ("being reader") and a second NFC device one contactless chip card simulates ("being card") on this To be able to communicate via load modulation with the first device. For the field strengths of a carrier signal and the corresponding sidebands an NFC device limit values are defined which do not exceed the radiated power of the NFC device may. Thus, the field strength one for energy transfer limited field usable.

Um eine verbesserte induktive Kopplung zwischen einer Chipkarte mit Antennenspule und einer Ladevorrichtung zu erzielen, verwendet DE 199 40 561 C1 als Ladevorrichtung einen Stift mit Ferritkern und Sendespule. Der Stift wird zur Energieübertragung in ein Loch in der Chipkarte geführt, welches im Bereich der Antenntenspule angeordnet ist.In order to achieve an improved inductive coupling between a chip card with antenna coil and a charging device used DE 199 40 561 C1 as charging device a pin with ferrite core and transmitting coil. The pin is guided for energy transmission in a hole in the chip card, which is arranged in the region of the antenna coil.

Das US-Patent US 6,275,681 B1 zeigt ein Verfahren zum kontaktlosen Aufladen der Energieversorgungseinheit einer Chipkarte mittels einer elektrostatischen Ladevorrichtung eines Chipkartenlesegerätes. Die Chipkarte umfaßt dabei eine Steuereinheit, welche abhängig vom Ladezustand der Energieversorgungseinheit dessen Aufladen steuert, sofern eine ausreichende Spannungsversorgung anliegt. Die Information, ob ein Aufladen vollständig oder unvollständig erfolgt ist, kann von der Chipkarte zum Lesegerät übertragen und einem Benutzer der Chipkarte angezeigt werden.The US patent US 6,275,681 B1 shows a method for contactless charging of the power supply unit of a smart card by means of an electrostatic charging device of a smart card reader. The chip card in this case comprises a control unit, which controls its charging depending on the state of charge of the power supply unit, provided that a sufficient voltage supply is present. The information as to whether charging has taken place completely or incompletely can be transmitted from the chip card to the reading device and displayed to a user of the chip card.

Im Vergleich zu kontaktbehafteten Vorgängen ist bei kontaktlosen Vorgängen die zeitliche Dauer des Vorgangs besonders kritisch. Ein Benutzer wird seine Chipkarte beispielsweise bewußt nicht beliebig lange in dem Bereich eines Lesegerätes halten oder mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit unbewußt aus dem Kommunikationsbereich des Lesegerätes entfernen.in the Compared to contact-based processes in non-contact operations is the temporal duration of the process particularly critical. A user becomes his chip card, for example, consciously not in arbitrary length in the area of a reader hold or with an elevated Unconsciously out of probability Remove the communication area of the reader.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, ein System und eine Vorrichtung für ein schnelleres kontaktloses Aufladen eines Energiespeichers in einem Gerät bereit zu stellen.It Therefore, the object of the present invention is a method a system and apparatus for faster contactless Charging an energy storage in a device to provide.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.These Task is solved through the objects the independent one Claims. dependent claims are on preferred embodiments directed the invention.

Gemäß einem Ansatz der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät nicht entweder als Energiequelle oder als Energiesenke betrieben, sondern kann in einem ersten Betriebsmodus als Energiequelle und in einem zweiten Betriebsmodus als Energiesenke eingesetzt werden. Eine solche Ausgestaltung erhöht in einem System die Zahl der möglichen Energiequellen und folglich wird eine Energiesenke mit einer größeren Wahrscheinlichkeit und daher insgesamt auch schneller wieder aufgeladen werden.According to an approach of the present invention, a device is not operated either as a power source or as an energy sink, but can be used as a power source in a first mode of operation and as a power source in a second mode of operation are used. Such a design increases the number of possible energy sources in a system, and consequently an energy sink will be recharged with a greater probability and therefore faster overall.

Gemäß einem Verfahren in einem solchen System mit zumindest zwei Einheiten zum kontaktlosen Aufladen eines Energiespeichers einer Energiesenke durch eine Energiequelle werden zunächst Daten zwischen den zwei Einheiten übertragen. Eine für das Aufladen notwendige Energie wird von der Energiequelle zu der Energiesenke über ein Wechselfeld übertragen. Zumindest einen der beiden Einheiten kann in einem ersten Betriebsmodus als Energiequelle und in einem zweiten Betriebsmodus als Energiesenke eingesetzt werden.According to one Method in such a system with at least two units for contactless charging of an energy storage of an energy sink through an energy source, first data between the two Transfer units. One for Charging the necessary energy from the power source to the Energy sink over transfer an alternating field. At least one of the two units may be in a first mode of operation as an energy source and in a second operating mode as an energy sink be used.

So kann beispielsweise ein tragbarer Datenträger, der in einem mobilen Endgerät mit wieder aufladbarer Batterie eingesetzt ist, gegenüber einem weiteren tragbaren Datenträger als Energiequelle und gegenüber einem Lesegerät mit konstanter Stromversorgung als Energiesenke auftreten.So For example, a portable disk can be used in a mobile device with Rechargeable battery is used, compared to another portable disk as an energy source and opposite a reader occur with constant power as an energy sink.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird in dem Schritt der Datenübertragung bestimmt, ob die zumindest eine Einheit in dem Schritt der Energieübertragung in dem ersten oder in dem zweiten Betriebsmodus arbeitet. Somit kann die Rollenverteilung abhängig von übertragenen Daten gestaltet werden. Dadurch ist gegenüber der üblichen vom Gerätetyp abhängigen vorab festliegenden Rollenverteilung auch eine einsatzabhängige Rollenverteilung möglich. So kann beispielsweise eine Chipkarte mit Solarmodul, Batterie und kontaktloser Schnittstelle ausschließlich als Notlösung zum temporärem Aufladen einer entladenen Batterie eines Mobilfunkgerätes vorgesehen sein.According to one preferred embodiment of the method is in the step of data transfer determines whether the at least one unit in the energy transfer step operates in the first or second mode of operation. Consequently can be the role distribution dependent of transferred Data are designed. This is compared to the usual depending on the device type in advance fixed role distribution and a deployment-dependent role distribution possible. For example, a chip card with solar module, battery and contactless interface exclusively as a temporary solution to temporary Charging a discharged battery of a mobile device provided be.

Es ist besonders vorteilhaft, zwischen den Einheiten eine Rolleninformation auszutauschen, die angibt ob die entsprechende Einheit bevorzugt als Energiequelle oder als Energiesenke betrieben werden soll. Durch die Übertragung eines einzelnen Wertes kann somit nicht nur kodiert werden, ob die Einheit nur einen der beiden Betriebsmodi oder beide Betriebsmodi unterstützt, sondern zudem ob die Einheit bevorzugt als Energiequelle oder Energiesenke betrieben werden möchte.It is particularly advantageous between the units a role information which indicates whether the corresponding unit is preferred to be operated as an energy source or as an energy sink. By the transfer of a single value can thus not only be coded, whether the unit only one of the two modes of operation or both modes of operation supported, but In addition, whether the unit preferably operated as an energy source or energy sink would be.

Alternativ oder in Ergänzung zur Übertragung einer Rolleninformation kann ein Wert übertragen werden, der angibt, wieviel frei verfügbare Ener gie eine Einheit bereitstellen kann bzw. wieviel Energie zum Laden der Einheit benötigt wird.alternative or in addition for transmission a role information can be transmitted a value indicating how much freely available Ener gie can provide a unit or how much energy to Loading the unit needed becomes.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird in einem ersten Verfahrensschritt eine Rolleninformation von einer ersten zu einer zweiten Einheit übertragen. In der zweiten Einheit wird die empfangene Rolleninformation mit der eigenen Rolleninformation der zweiten Einheit verglichen, um zu entscheiden ob die Einleitung eines Ladevorganges – möglicherweise abhängig von weiteren Daten – durch die erste oder die zweite Einheit eingeleitet wird. Auf diesem Weg kann die Menge der für die Einleitung eines Ladevorganges zu übertragenden Daten begrenzt werden.In A preferred embodiment of the method is in a first Process step a role information from a first to a transferred to the second unit. In the second unit, the received role information with the second unit's own role information compared to to decide if the initiation of a charge - possibly dependent from further data - by the first or the second unit is initiated. On this way can the amount of for limited the initiation of a load to be transferred data become.

Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen:The Invention and further advantageous embodiments will be below closer to the drawings explained. The figures show:

1 eine schematische Darstellung der Komponenten Energiequelle und Energiesenke in einem erfindungsgemäßen System, 1 a schematic representation of the components energy source and energy sink in a system according to the invention,

2 ein Energieflußdiagramm zwischen Systemkomponenten mit unterschiedlichen Energiequellen, 2 an energy flow diagram between system components with different energy sources,

3 ein Nachrichtenflußdiagramm für einen Ladevorgang zwischen zwei NFC-Geräten, 3 a message flow diagram for a load between two NFC devices,

4 eine schematische Darstellung der Komponenten einer Chipkarte mit aufladbarer Energiequelle, 4 a schematic representation of the components of a chip card with rechargeable power source,

5 eine Schnittzeichnung durch eine Anordnung von einem Kartenleser und einer Chipkarte mit mechanischer Positionierungshilfe, 5 a sectional view through an arrangement of a card reader and a chip card with mechanical positioning aid,

6 eine Ansicht möglicher Benutzeranzeigen zur Unterstützung einer relativen Positionierung von 2 Einheiten, 6 a view of possible user displays to support a relative positioning of 2 units,

7 eine Schnittzeichnung durch eine Anordnung von einem Kartenleser und einer Chipkarte mit optischer Positionierungshilfe, und 7 a sectional view through an arrangement of a card reader and a smart card with optical positioning aid, and

8 ein Signalspektrum eines Übertragungssignals und Angaben über eine maximal zulässige Signalstärke. 8th a signal spectrum of a transmission signal and indications of a maximum signal strength.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit zwei Geräten 1, 2, welche kontaktlos miteinander kommunizieren können. 1 shows an inventive arrangement with two devices 1 . 2 which can communicate with each other without contact.

Das erste Gerät 1 verfügt über eine kontaktlose Schnittstelle 11, welche beispielsweise als RFID-Schnittstelle oder als NFC-Schnittstelle ausgebildet ist, über eine Steuerung 13 (z. B. Mikroprozessor mit Software und Speicher), sowie über eine permanente Energiequelle 12 (Akkumulator mit großer Kapazität oder Netzspannungsversorgung). Das erste Gerät 1 kann beispielsweise ein RFID-Lesegerät, ein NFC-Gerät oder ein mobiles Endgerät, beispielsweise ein Mobilfunktelefon angeordnet in seiner Ladevorrichtung, sein.The first device 1 has a contactless interface 11 , which is designed for example as an RFID interface or as an NFC interface, via a controller 13 (eg microprocessor with software and memory) as well as a permanent power source 12 (Large capacity accumulator or mains voltage supply). The first device 1 For example, an RFID reader, an NFC device or a mobile device, for example example, a mobile phone arranged in his charger, his.

Das zweite Gerät 2 besitzt eine kontaktlose Schnittstelle 16, welche beispielsweise als RFID-Schnittstelle oder NFC-Schnittstelle ausgebildet ist, sowie eine aufladbare Energiequelle 17, z. B. ein Akkumulator mit einer entsprechenden Ladeschaltung 19. Als zweites Gerät 2 kann ein Transponder, eine Dual-Interface-Chipkarte, ein NFC-Gerät oder ein mobiles Endgerät verwendet werden. Insbesondere kann in einem mobilen Endgerät die kontaktlose Schnittstelle durch ein SIM-Modul gebildet sein.The second device 2 has a contactless interface 16 , which is designed for example as an RFID interface or NFC interface, and a rechargeable power source 17 , z. B. an accumulator with a corresponding charging circuit 19 , As a second device 2 For example, a transponder, a dual-interface chip card, an NFC device or a mobile terminal can be used. In particular, in a mobile terminal, the contactless interface may be formed by a SIM module.

Zur kontaktlosen Kommunikation zwischen dem ersten Gerät 1 und dem zweiten Gerät 2 wird durch das erste Gerät 1 zumindest zeitweise ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld 3 erzeugt. Die über das magnetische hochfrequente Wechselfeld 3 an das zweite Gerät 2 übertragenen Energie wird typischerweise zunächst zur Bereitstellung der notwendigen Betriebsenergie des zweiten Gerätes verwendet. Bei Bedarf und sofern die übertragene Energie ausreicht, wird zumindest ein Teil der übertragenen Energie zum Laden der Batterie 17 verwendet. Es ist für ein erfolgreiches Laden notwendig das zweite Gerät 2 über einen längeren Zeitraum im Wirkbereich des hochfrequenten magnetischen Wechselfeldes 3 zu belassen. Als Wechselfeld 3 ist dabei besonders ein konstantes Feld geeignet, wie es z. B. von einem Lesegerät, oder einem NFC-Gerät in einem Betriebsmodus „being-reader" ausgesendet wird. Eine stattfindende Modulation des Feldes stellt hierbei kein Problem dar.For contactless communication between the first device 1 and the second device 2 gets through the first device 1 at least temporarily a high-frequency alternating magnetic field 3 generated. The over the magnetic high-frequency alternating field 3 to the second device 2 transmitted energy is typically first used to provide the necessary operating power of the second device. If necessary, and provided the transmitted energy is sufficient, at least part of the transmitted energy will be used to charge the battery 17 used. It is necessary for a successful loading the second device 2 over a longer period of time in the effective range of the high-frequency alternating magnetic field 3 to leave. As an alternating field 3 is particularly suitable for a constant field, as z. B. from a reader, or an NFC device in a mode of operation "being-reader" is sent out. A taking place modulation of the field is not a problem.

Zur Aktivierung des Ladevorganges sind verschiedene Möglichkeiten vorgesehen, die im Folgenden näher betrachtet werden.to Activation of the charging process are various possibilities provided in the following to be viewed as.

Das zweite Gerät 2 als Energiesenke befindet sich in der Praxis meist nur kurze Zeit im Ansprechbereich des Lesegerätes oder NFC-Gerätes 1 als Energiequelle. So werden z. B. Geräte mit NFC-Schnittstelle in der Praxis nur zur Durchführung einer Datenübertragung in Kommunikationsreichweite gebracht und anschließend wieder voneinander entfernt. Ebenso werden kontaktlose Chipkarten in der Praxis nur für eine kurze Zeit in Reichweite eines RFID-Lesegerätes gebracht.The second device 2 As an energy sink is usually only a short time in practice in the response range of the reader or NFC device 1 as an energy source. So z. B. devices with NFC interface in practice only to carry out a data transfer in communication range and then removed again from each other. Similarly, contactless smart cards are brought in practice only for a short time within reach of an RFID reader.

Das zweite Gerät 2 wird in das Feld 3 eines ersten Gerätes 1 eingebracht und dort über einen bestimmten Zeitraum belassen. Sobald sich das zweite Gerät 2 länger als eine definierte Zeitdauer tmin in dem hochfrequenten magnetischen Wechselfeld 3 mit einer zum Ladebetrieb ausreichenden Feldstärke H befindet, wird der Ladevorgang gestartet. Das Überwachen des Ablaufs der Zeitdauer tmin und das Starten des Ladevorgangs kann sowohl durch das erste Gerät 1 als auch durch das zweite Gerät 2 erfolgen. Die Zeit tmin kann dabei mit dem Eintritt in das Wechselfeld 3, insbesondere also nach einem ersten Datenaustausch zwischen den beiden Geräten 1 und 2, oder aber auch erst nach einer vollendeten Transaktion gemessen werden.The second device 2 will be in the field 3 a first device 1 introduced and left there for a certain period of time. As soon as the second device 2 longer than a defined time t min in the high-frequency alternating magnetic field 3 is located with sufficient for loading operation field strength H, the charging process is started. The monitoring of the lapse of time t min and the starting of the charging process can be performed both by the first device 1 as well as through the second device 2 respectively. The time t min can thereby enter the alternating field 3 , especially after a first exchange of data between the two devices 1 and 2 , or only be measured after a completed transaction.

Es wird auf diesem Weg vermieden, daß für Energiesenken, die nur unbewußt in den Wirkungsbereich einer Energiequelle gebracht werden oder nach abgeschlossener Transaktion aus diesem Wirkungsbereich bewußt ent fernt werden, ein Ladevorgang angestoßen wird. Weniger Ladevorgänge bedeuten für das ladende Gerät 1 weniger Verwaltungsaufwand für diese Vorgänge. Zudem entsteht eine geringere Ausfallzeit für eine Kommunikation mit Dritten, sofern diese in einem Lade-Betriebszustand eingeschränkt ist. Letztlich wird auch die Batterie 17 des zweiten Gerätes 2 vor unvollständigen Ladevorgängen geschützt, welche die Lebensdauer der Batterie 17 beeinflussen können.It is avoided in this way that for energy sinks that are only unconsciously placed in the sphere of action of an energy source or deliberately ent removed from this sphere of action after completion of a transaction, a charging process is initiated. Fewer charging processes mean for the charging device 1 less administrative burden for these operations. In addition, there is less downtime for communication with third parties, provided this is restricted in a loading operating state. Ultimately, the battery will 17 of the second device 2 protected against incomplete charging, which limits the life of the battery 17 can influence.

Verzichtet man auf diese Vorteile, kann die Zeit tmin den Wert 0 annehmen, so dass ein Ladevorgang unmittelbar nach Eintritt des zweiten Gerätes 2 in ein Wechselfeld 3 begonnen wird.If one waives these advantages, the time t min can assume the value 0, so that a charging process takes place immediately after the second device has entered 2 into an alternating field 3 is started.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben.Another aspect of the present invention with reference to 2 and 3 described.

In den meisten bekannten Systemen ist a priori festgelegt, daß ein Gerät die Funktion der Energiequelle (Netzteil mit Sender) und ein zweites Gerät die Funktion des Energieverbrauchers (Handteil mit aufladbarem Akku) übernimmt. Bei kontaktlosen Geräten kann eine solche Festlegung jedoch fehlen. Hier treffen die unterschiedlichsten Geräte, wie NFC-Gerät, (dual-interface) Transponder und Lesegeräte, aufeinander, welche über unterschiedlichste Energiequellen verfügen.In In most known systems, it is determined a priori that a device performs the function the power source (power supply with transmitter) and a second device the function of the energy consumer (handset with rechargeable battery) takes over. For contactless devices However, such a determination may be missing. Here meet the most diverse Equipment, like NFC device, (dual-interface) transponders and readers, facing each other, using a variety of energy sources feature.

2 zeigt mögliche Kombinationen von Geräten für einen Ladevorgang. Permanente Energiequelle 1 und 4 sowie aufladbare Energiequellen 2 können als Beteiligte eines Ladevorganges 21 bis 27 auftreten. Der Energiefluß und somit die Information, welches der beteiligten Geräte als Energiequelle oder als Energiesenke auftritt, ist durch die Richtung der Pfeile 21 bis 27 dargestellt. Als permanente Energiequellen 1 und 4 sind ein NFC-Gerät 1, ein RFID-Lesegerät 1 und ein HF-Sender 4 vorgesehen, die jeweils nur als Energiequelle auftreten. Die aufladbaren Energiequellen 2, in Form eines NFC-Gerätes, eines RFID-Transponders oder einer Chipkarte, können sowohl als Energiequelle (Ladevorgang 25) als auch als Energiesenke (Ladevorgänge 21 bis 24 und 26,2 fungieren. 2 shows possible combinations of devices for a charge. Permanent energy source 1 and 4 and rechargeable energy sources 2 can as a party to a charge 21 to 27 occur. The energy flow and thus the information which of the involved devices occurs as an energy source or as an energy sink is indicated by the direction of the arrows 21 to 27 shown. As permanent sources of energy 1 and 4 are an NFC device 1 , an RFID reader 1 and an RF transmitter 4 provided, each occurring only as an energy source. The rechargeable energy sources 2 , in the form of an NFC device, an RFID transponder or a chip card, both as an energy source (charging process 25 ) as well as energy sink (charging processes 21 to 24 and 26 . 2 act.

In derartigen komplexeren Systemen ist ohne weiteren Informationsaustausch nicht klar, ob ein Gerät in der Lage ist einem anderen Gerät Sendeenergie zum Aufladen eines Akkus zur Verfügung zu stellen, bzw. ob ein Gerät technisch in der Lage ist die empfangene Energie zum Laden eines Akkus zu verwenden. Wie im Folgenden näher beschrieben, wird eine Information über die Fähigkeiten des entsprechenden Gerätes ausgetauscht und die ausgetauschte Information zur Bestimmung der Rollenverteilung, welches Gerät als Quelle oder Senke agiert, verwendet.In such more complex systems, it is not clear without further information exchange whether one device is capable of another device deenergie for charging a battery to provide, or whether a device is technically able to use the energy received to charge a battery. As described in more detail below, information about the capabilities of the corresponding device is exchanged and the exchanged information is used to determine the role distribution which device acts as a source or sink.

3 zeigt für zwei NFC-Geräte 1 und 2 eine Umschaltung des Betriebsmodus der Geräte 1, 2. 3 shows for two NFC devices 1 and 2 a changeover of the operating mode of the devices 1 . 2 ,

Bei NFC-Geräten ist ein Betriebsmodus „peer-to-peer" vorgesehen, in welchem die Geräte 1, 2 jeweils nur für eine kurze Zeitspanne ein Wechselfeld 3 aussenden, um ein Datenpaket an den jeweiligen Kommunikationspartner zu übertragen. Ein Ladebetrieb in einem zweiten Gerät 2 setzt jedoch ein konstantes Wechselfeld 3 – erzeugt durch das erste Gerät 1 – voraus.For NFC devices, a "peer-to-peer" operating mode is provided in which the devices 1 . 2 each only for a short period of time an alternating field 3 to transmit a data packet to the respective communication partner. A charging operation in a second device 2 however, sets a constant alternating field 3 - generated by the first device 1 - ahead.

Ein Verbindungsaufbau 311 erfolgt zwischen den Geräten 1 und 2 im Betriebsmodus p2p 31, 32. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, bei einer Kommunikation 312, 313 zwischen den Geräten 1 und 2 Informationen über die Energieversorgung der Geräte auszutauschen. Die hierzu übertragenen Daten können Informationen über die Art der Energieversorgung, z. B. „auf ladbare Energiequelle" oder „Netzversorgung", Informationen über den Ladezustand eines Akkumulators, z. B. „benötige Energie zum Laden", sowie Informationen über die Möglichkeit das konstante Wechselfeld 3 über einen längeren Zeitraum zur Verfügung stellen zu können, z. B. „Ladeenergie kann bereitgestellt werden", enthalten.A connection setup 311 takes place between the devices 1 and 2 in operating mode p2p 31 . 32 , According to the invention, in a communication 312 . 313 between the devices 1 and 2 To exchange information about the power supply of the devices. The data transmitted for this purpose can provide information about the type of power supply, eg. B. "on chargeable energy source" or "power supply", information about the state of charge of a battery, eg. B. "energy to charge", as well as information about the possibility of the constant alternating field 3 to be able to provide for a longer period, z. B. "charging power can be provided" included.

Des weiteren ist, insbesondere für NFC-Geräte, vorgesehen zur Bereitstellung des Feldes 3 den Betriebsmodus zumindest für die Dauer des Ladevorganges zu wechseln. Finden sich nach Austausch der Informationen über die Energieversorgung der Geräte 1, 2 ein zweites Gerät 2 mit dem Bedarf der Ladung, sowie ein erstes Gerät 1 mit der Möglichkeit das Feld 3 über einen längeren Zeitraum zur Verfügung zu stellen, so ist vorgesehen zwischen den beiden Geräten 1, 2 eine Umschaltung der Betriebsmodi herbeizuführen.Furthermore, especially for NFC devices, provision is made for the provision of the field 3 to change the operating mode at least for the duration of the charging process. Find yourself after sharing the information about the power supply of the devices 1 . 2 a second device 2 with the need of the charge, as well as a first device 1 with the possibility of the field 3 Over a longer period to provide, so is provided between the two devices 1 . 2 to bring about a changeover of the operating modes.

Erfindungsgemäß wechselt das erste Gerät 1 aus dem Betriebsmodus „peer-to-peer" (p2p) 31 in den Modus „being Reader" 33 und erzeugt damit ein konstantes Feld 3. Das zweite Gerät 2 wechselt erfindungsgemäß aus dem Betriebsmodus p2p 32 in den Modus „being Card" 34. In dem Betriebsmodus „being Card" 34 nützt das zweite Gerät 2 die von dem ersten Gerät 1 bereit gestellte Feldenergie zumindest teilweise zum Aufladen seines Akkumulators.According to the invention, the first device changes 1 from the operating mode "peer-to-peer" (p2p) 31 in the mode "being reader" 33 and thus creates a constant field 3 , The second device 2 changes according to the invention from the operating mode p2p 32 in the "Being Card" mode 34 , In the operating mode "being Card" 34 uses the second device 2 the one from the first device 1 provided field energy at least partially for charging its accumulator.

Optional erfolgt in diesen Betriebsmodi zunächst ein „Handshake", also ein initialer Austausch 331 von Daten. Nach einem Übertragen 332 der zum Aufladen erforderlichen Energie wird der Ladevorgang mit einem Dialog 333 zwischen den Geräten 1 und 2 abgeschlossen. In dem Dialog 333 kann unter anderem eine weitere Umschaltung aus den Betriebsmodus 33, 34 „being Card" und „being Reader" in den Betriebsmodus p2p 35, 36 für beide Geräte 1 und 2 vereinbart werden.Optionally, in these operating modes, a "handshake", ie an initial exchange, first takes place 331 of data. After a transfer 332 the energy required for charging becomes the charging process with a dialogue 333 between the devices 1 and 2 completed. In the dialogue 333 can, among other things, a further changeover from the operating mode 33 . 34 "Being Card" and "being Reader" in the operating mode p2p 35 . 36 for both devices 1 and 2 be agreed.

Wie unten mit Bezug auf 6 näher beschrieben, kann das erste Gerät 1 für den Schritt 332 der Energieübertragung zudem von einem Kommunikationsmodus in einen Energieübertragungsmodus schalten.As below with reference to 6 described in more detail, the first device 1 for the step 332 the energy transfer also switch from a communication mode in a power transmission mode.

Im Folgenden werden ebenfalls mit Bezug auf 1 und 3 Lösungen für eine Einleitung und/oder Beendigung von Ladevorgängen beschrieben.The following are also with reference to 1 and 3 Solutions for initiating and / or terminating loads are described.

Um festzustellen, ob das Feld 3 noch benötigt wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen zumindest in zyklischen Zeitabständen einen Handshake oder ein Polling zwischen den Geräten 1 und 2 durchzuführen. Somit wird erkannt, ob sich das zweite Gerät 2 noch in dem Bereich des Feldes 3 befindet, oder ob das zweite Gerät 2 bereits entfernt wurde.To determine if the field 3 is still needed, the invention provides at least in cyclic intervals a handshake or a polling between the devices 1 and 2 perform. Thus, it detects if the second device 2 still in the field of the field 3 located, or whether the second device 2 already removed.

Erhält das erste Gerät 1 auf einen Handshake-Request keine Antwort, oder trifft ein Pollingsignal über einen längeren Zeitraum nicht mehr bei dem ersten Gerät 1 ein (timeout), so kann davon ausgegangen werden, dass das zweite Gerät 2 aus dem Feld 3 entfernt wurde und das Feld 3 daher nicht mehr benötigt wird.Receives the first device 1 no response to a handshake request, or a polling signal over a longer period of time no longer hits the first device 1 a (timeout), it can be assumed that the second device 2 out of the field 3 was removed and the field 3 therefore no longer needed.

Ebenso ist vorgesehen, einen Status des Ladevorganges zwischen den Geräten 1 und 2 zu übertragen, so dass das erste Gerät 1 eine Information darüber erhält, wenn der Ladevorgang beendet ist und das Feld 3 nicht mehr benötigt wird.It is also provided a status of the charging process between the devices 1 and 2 to transfer, so that the first device 1 receives information about when the loading is completed and the field 3 is no longer needed.

Problematisch ist auch eine fehlende oder unterbrochene Energieversorgung des intelligenten zweiten Gerätes 2, beispielsweise durch einen entladenen Akkumulator 17. Handelt es sich bei der kontaktlosen Schnittstelle 16 des zweiten Gerätes 2 um eine Dual-Interface-Chipkarte (z. B. in einem Handy) oder um ein NFC-Device, so erfolgt die Stromversorgung der kontaktlosen Schnittstelle 16 normalerweise durch den Akkumulator 17.Another problem is a missing or interrupted power supply of the intelligent second device 2 For example, by a discharged battery 17 , Is it the contactless interface 16 of the second device 2 To a dual-interface smart card (eg in a mobile phone) or to an NFC device, so the power is supplied to the contactless interface 16 normally through the accumulator 17 ,

Falls die vorhandene Energie des Akkumulators 17 noch ausreichend ist, das zweite Gerät 2 zu versorgen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch die Steuerung 18 des zweiten Gerätes 2 festgestellt wird, ob der Akkumulator 17 geladen werden kann, oder muss. Bei Vorhandensein eines Feldes 3 bzw. eines ersten Gerätes 1 kann der Ladevorgang wie bereits beschrieben eingeleitet werden.If the existing energy of the accumulator 17 is still sufficient, the second device 2 to supply, the invention provides that by the controller 18 of the second device 2 it is determined if the accumulator 17 can or must be loaded. In the presence of a field 3 or a first device 1 the charging process can be initiated as already described.

Falls die vorhandene Energie des Akkumulators 17 dagegen nicht mehr ausreicht, das zweite Gerät 2 mit Energie zum Betrieb zu versorgen, wird mit der dem Feld 3 entnommenen Energie zumindest die kontaktlose Schnittstelle 16 versorgt. Des weiteren ist vorgesehen, durch eine entsprechende Auswertung interner Signale des ersten Gerätes 2, ein Zustand „Akku leer" durch die kontaktlose Schnittstelle 16 zu erkennen und das Laden des Akkumulators 17 automatisch einzuleiten.If the existing energy of the accumulator 17 is no longer sufficient, the second device 2 supplying energy to the operation is combined with the field 3 removed energy at least the contactless interface 16 provided. Furthermore, it is provided by a corresponding evaluation of internal signals of the first device 2 , a condition "battery empty" through the contactless interface 16 to recognize and charge the accumulator 17 automatically initiate.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform verfügt die kontaktlose Schnittstelle 16 über eigene Softwaremittel, um im Zustand „Akku leer" eine Kommunikation mit dem ersten Gerät 1 entsprechend der beschriebenen Abläufe einzuleiten. Eine solche Ausführungsform kann durch die Verwendung eines Dual-Interface-Chips als kontaktlose Schnittstelle 16 realisiert werden.In a particularly advantageous embodiment, the contactless interface 16 via own software means to communicate with the first device in the state "battery empty" 1 initiate according to the procedures described. Such an embodiment can be achieved by using a dual-interface chip as a contactless interface 16 will be realized.

Um sicherzustellen, dass die Funktionsfähigkeit der kontaktlosen Schnittstelle 16 durch den Ladestrom in die Energiequelle 17 nicht beeinträchtigt wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, beispielsweise mittels der Ladeschaltung 19 die zur Verfügung stehende Energie entsprechend aufzuteilen.To ensure the functionality of the contactless interface 16 through the charging current into the energy source 17 is not affected is provided according to the invention, for example by means of the charging circuit 19 to divide the available energy accordingly.

Zur Einleitung des beschreiben Ladevorganges sind verschiedene Möglichkeiten vorgesehen.to Introduction of the describe charging process are different ways intended.

Der Ladevorgang kann durch eine manuelle Aktivierung über ein Benutzerinterface eingeleitet werden. Hierzu ist es zweckmäßig, den Ladezustand der Energiequelle 17 dem Benutzer optisch anzuzeigen, wie dies heute bereits bei Mobilfunktelefonen der Fall ist.The charging process can be initiated by a manual activation via a user interface. For this purpose, it is expedient, the state of charge of the energy source 17 the user visually display, as is already the case today with mobile phones.

Eine manuelle Einleitung eines Ladevorganges ist jedoch nur dann sinnvoll, wenn eine entsprechende Energiequelle verfügbar ist. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, zumindest bei der Aktivierung eines entsprechenden Menüpunktes am Gerät 2, die Verfügbarkeit einer Energiequelle zu überprüfen und gegebenenfalls eine entsprechende Meldung auf einer Anzeigevorrichtung des Ersten Gerätes 2 auszugeben.A manual initiation of a charging process, however, only makes sense if a corresponding energy source is available. According to the invention is therefore provided, at least when activating a corresponding menu item on the device 2 to check the availability of a power source and, if appropriate, a corresponding message on a display device of the first device 2 issue.

Alternativ kann der Ladevorgang auch automatisch eingeleitet werden.alternative The charging process can also be initiated automatically.

So kann es bei einer immer ladbaren Energiequelle (Li-Ionen Akku) zweckmäßig sein, die Energiequelle grundsätzlich zu laden, sobald ein Feld 3 zur Verfügung steht. Einige Energiequellen können jedoch nicht zu einem beliebigen Zeitpunkt geladen werden (z. B. NiCd, NiMH), sondern erst nach Erreichen eines bestimmten Entladezustandes. Die automatische Einleitung des Aufladevorganges sollte daher abhängig von einem Typ des zu ladenden Akkumulators 17 und dessen Ladezustand erfolgen.So it may be expedient for an always loadable energy source (Li-ion battery) to charge the energy source as soon as a field 3 is available. However, some energy sources can not be charged at any time (eg NiCd, NiMH), but only after reaching a certain discharge state. The automatic initiation of the charging process should therefore depend on a type of accumulator to be charged 17 and its state of charge take place.

4 zeigt einen tragbaren Datenträger als zweites Gerät 2, der erfindungsgemäß sowohl als Energiequelle als auch als Energiesenke eingesetzt werden kann. Der tragbare Datenträger 2 umfaßt einen Mikroprozessor 41, ein Display 42, eine aufladbare Batterie 43 und eine Antenne 44. 4 shows a portable disk as a second device 2 , which can be used according to the invention both as an energy source and as Energiesenke. The portable data carrier 2 includes a microprocessor 41 , a display 42 , a rechargeable battery 43 and an antenna 44 ,

Im Folgenden werden – unter anderem mit Bezug auf die 5 bis 7 – weitere Aspekte der Erfindung, die zu einer erhöhten Effizienz der Energieübertragung beitragen können erläutert.The following are - among other things, with reference to the 5 to 7 - Further aspects of the invention, which can contribute to increased efficiency of energy transfer explained.

Die Kommunikation zwischen den zwei kontaktlosen Schnittstellen ist bereits bei einer geringen magnetischen Kopplung und damit einem großen Abstand möglich. So kann eine Dual-Interface-Chipkarte nach ISO 14443 z. B. über einen Abstand von 10 cm ausgelesen werden. NFC-Geräte können z. B. über eine Entfernung von 20 cm kommunizieren. Die zur Kommunikation benötigte Mindestfeldstärke kann daher zum Teil sehr niedrige Werte annehmen (ISO 14443: Ansprechempfindlichkeit eines Transponders nach Norm: Hmin < 1,5 A/m; typische Werte z. B. 0,75 A/ m; ISO 15693: Ansprechempfindlichkeit eines Transponders nach Norm: Hmin < 0,15 A/m(!)).The communication between the two contactless interfaces is possible even at a low magnetic coupling and thus a large distance. Thus, a dual-interface chip card according to ISO 14443 z. B. be read over a distance of 10 cm. NFC devices can, for. B. communicate over a distance of 20 cm. The minimum field strength required for communication may therefore be very low (ISO 14443: sensitivity of a transponder according to standard: H min <1.5 A / m, typical values eg 0.75 A / m, ISO 15693: sensitivity) of a transponder according to standard: H min <0.15 A / m (!)).

Zur Einleitung und effizienten Durchführung eines Ladevorganges sind hingegen hohe Feldstärken (ISO 14443: zulässig sind 1,5 ... 7 A/m; kurzzeitig bis zu 12 A/m) erwünscht.to Initiate and efficiently perform a charge however, high field strengths (ISO 14443: allowed are 1.5 ... 7 A / m; briefly up to 12 A / m) desired.

Um während des Ladevorganges eine möglichst effiziente Energieübertragung zu erreichen, wird eine möglichst gute magnetische Kopplung zwischen den Antennen der beiden Schnittstellen benötigt. Im Idealfall befinden sich die Antennen hierzu in geringst möglicher Entfernung nebeneinander, so dass die Antennen ein gemeinsame Achse bilden und nahezu aufeinander zu liegen kommen. In der Praxis ist es nötig, zwei Geräte 1 und 2 in der richtigen Position an- oder aufeinander zulegen. Um den Ladevorgang effektiv zu gestalten sind verschiedene Möglichkeiten vorgesehen.In order to achieve the most efficient energy transfer possible during the charging process, the best possible magnetic coupling between the antennas of the two interfaces is required. Ideally, the antennas are located next to each other in the smallest possible distance, so that the antennas form a common axis and come to lie nearly on top of each other. In practice, it is necessary to have two devices 1 and 2 in or on the right position. In order to make the charging process effective, various options are provided.

Es besteht zwischen den beiden Geräten 1 und 2 bereits eine Kommunikationsbeziehung. Das zweite Gerät 2 hat einen Ladevorgang angefordert und eine entsprechende Bestätigung von dem ersten Gerät 1 erhalten, daß der Ladevorgang erfolgt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, eine magnetische Feldstärke H des Feldes 3 durch die Schnittstelle 16 des zweiten Gerätes 2 auszuwerten und dem Benutzer eine daraus resultierende Effizienz des Ladevorganges zu signalisieren.It exists between the two devices 1 and 2 already a communication relationship. The second device 2 has requested a charge and a corresponding confirmation from the first device 1 obtained that the charging process. According to the invention, a magnetic field strength H of the field is now provided 3 through the interface 16 of the second device 2 evaluate and signal the user a resulting efficiency of the charging process.

Insbesondere ist vorgesehen, den Benutzer des Ersten Gerätes 2 bei einer schwachen Feldstärke aufzufordern, die Geräte 1 und 2 näher zusammenzubringen. Hierzu ist z. B. ein akustischer oder optischer Hinweis (Display-Nachricht) auf dem zweiten Gerät 2 vorgesehen.In particular, the user is provided of the first device 2 at a weak field strength to summon the devices 1 and 2 closer together. For this purpose z. B. an audible or visual indication (display message) on the second device 2 intended.

Eine weitere, besonders bevorzugte Ausführungsform besteht in der Anzeige der Feldstärke H des Feldes 3 an der Schnittstelle 16, in Form einer optischen „Aussteuerungsanzeige", so dass der Benutzer der Geräte die Ausrichtung der Geräte zueinander optimieren kann.A further, particularly preferred embodiment is the display of the field strength H of the field 3 at the interface 16 in the form of an optical "level meter" so that the user of the devices can optimize the alignment of the devices with each other.

Eine andere Ausführungsform besteht in der Anzeige der Feldstärke H des Feldes 3 am Interface 16, in Form einer akustischen „Aussteuerungsanzeige", z. B. durch eine feldstärkeabhängige Tonhöhe, so dass der Benutzer der Geräte die Ausrichtung der Geräte zueinander optimieren kann. Für eine weitere Optimierung der magnetischen Kopplung kann auch eine mechanische Führung verwendet.Another embodiment is the display of the field strength H of the field 3 at the interface 16 in the form of an acoustic "level indication", eg by a field-strength-dependent pitch, so that the user of the devices can optimize the alignment of the devices with each other.To further optimize the magnetic coupling, a mechanical guide can also be used.

5 zeigt zwei Geräte 1 und 2, die mit Hilfe einer mechanischen Positionierungshilfe optimal zueinander ausgerichtet werden. 5 shows two devices 1 and 2 , which are optimally aligned with the aid of a mechanical positioning aid.

Das erste Gerät 1, welches insbesondere ein Kartenleser sein kann, umfaßt eine Antenne 15 seiner kontaktlosen Schnittstelle und eine Führungsnase 51. Das zweite Gerät 2, welches insbesondere eine Chipkarte gemäß 4 sein kann, umfaßt eine Antenne 25 seiner kontaktlosen Schnittstelle und eine Aussparung 52 zur Aufnahme der Führungsnase 51.The first device 1 , which may be in particular a card reader, comprises an antenna 15 its contactless interface and a guide nose 51 , The second device 2 , which in particular a chip card according to 4 may include an antenna 25 its contactless interface and a recess 52 for receiving the guide nose 51 ,

Erfindungsgemäß vorgesehen ist eine mechanische Führung oder Rastung derart, dass die Antennen 15, 25 der Geräte 1, 2 in geringst möglichem Abstand mittig aufeinander zu liegen kommen und ggf. eine gemeinsame Mittelachse 53 besitzen. Eine solche mechanische Rastung kann z. B. durch das Ausbilden der Nase 51 und der dazu passenden Aussparung 52 hergestellt werden. Die Nase 51 und die Aussparung 52 werden vorzugsweise jeweils im Mittelpunkt der Antennenspule 15, 25 angebracht. Der Benutzer führt die Geräte 1, 2 zusammen und richtet diese so aneinander aus, dass die Nase 51 in der Aussparung 52 einrastet.According to the invention, a mechanical guide or detent is provided such that the antennas 15 . 25 the devices 1 . 2 come to lie in the smallest possible distance in the middle of each other and possibly a common central axis 53 have. Such a mechanical detent can z. B. by the formation of the nose 51 and the matching recess 52 getting produced. The nose 51 and the recess 52 are preferably each at the center of the antenna coil 15 . 25 appropriate. The user leads the devices 1 . 2 together and align them together so that the nose 51 in the recess 52 locks.

Die Höhe der Nase 51, die Tiefe der Aussparung 52 und deren Grundflächen sollten insbesondere bei Verwendung einer Chipkarte als zweites Gerät 2 so klein sein, wie es zur Unterstützung der Ausrichtung möglich ist, damit die Chipkarte nicht in ihren sonstigen mechanischen Eigenschaften beeinflußt wird.The height of the nose 51 , the depth of the recess 52 and their footprints should especially when using a smart card as a second device 2 be as small as is possible to aid alignment so that the chip card is not affected in its other mechanical properties.

Zur Optimierung der magnetisch Kopplung kann, wie beispielsweise in 6 und 7 dargestellt, auch eine optische Positionierungshilfe verwendet werden.To optimize the magnetic coupling, such as in 6 and 7 shown, also an optical positioning aid can be used.

Erfindungsgemäß weist dann ein erstes Gerät 1 einen optischen Geber 71 und ein zweites Gerät 2 einen optischen Empfänger 73 auf. Vorzugsweise sind die optischen Mittel jeweils im Mittelpunkt der Antennenspule 15, 25 angebracht. Dem Benutzer wird signalisiert, wenn die optischen Mittel 71, 73 zueinander ausgerichtet sind.According to the invention then has a first device 1 an optical encoder 71 and a second device 2 an optical receiver 73 on. Preferably, the optical means are each at the center of the antenna coil 15 . 25 appropriate. The user is signaled when the optical means 71 . 73 aligned with each other.

Weitere optische Empfänger 72, 74 können so angeordnet sein, dass ein geringer Versatz der Geräte 1, 2 in horizontaler Richtung durch die optischen Empfänger 72, 74 erkannt wird.Other optical receivers 72 . 74 can be arranged to have a small offset of the devices 1 . 2 in a horizontal direction through the optical receiver 72 . 74 is recognized.

Dem Benutzer wird angezeigt in welche Richtung die Positionierung der Geräte 1, 2 vorgenommen werden muß, um eine optimale Ausrichtung der Spulen 15, 25 zueinander zu erreichen.The user is shown in which direction the positioning of the devices 1 . 2 must be made to optimize the alignment of the coils 15 . 25 to reach each other.

In 6 ist eine Matrix mit 9 Elementen dargestellt, die einer möglichen Anordnung von neun optischen Empfängern 62 bis 64 in dem zweiten Gerät 2 aus 7 entspricht. In der Matrix sind zudem optische Anzeigemöglichkeiten 61 dargestellt, die sich aus Signalen derart angeordneter optischer Empfänger ableiten lassen.In 6 is a matrix of 9 elements, representing a possible arrangement of nine optical receivers 62 to 64 in the second device 2 out 7 equivalent. There are also optical display options in the matrix 61 represented, which can be derived from signals of such arranged optical receiver.

Die Pfeile auf der Anzeige 61 zeigen dem Benutzer an, in welcher Richtung die Geräte 1, 2 zueinander bewegt werden müssen, um eine optimale Ausrichtung der Spulen 15, 25 zueinander zu erwirken. Beispielsweise, wenn das zweite Gerät 2 aus 7 gegenüber dem ersten Gerät 1 nach rechts versetzt angeordnet ist, empfängt der optische Empfänger 64 aus der Matrix von Empfängern ein Signal und dem Benutzer wird ein nach links ausgerichteter Pfeil angezeigt.The arrows on the display 61 Show the user in which direction the devices 1 . 2 must be moved to each other to achieve optimum alignment of the coils 15 . 25 to obtain each other. For example, if the second device 2 out 7 opposite the first device 1 is arranged offset to the right, receives the optical receiver 64 from the matrix of receivers a signal and the user is displayed a left-aligned arrow.

In den mit Bezug auf 5 bis 7 beschriebenen Ausführungsformen kann entweder das erste Gerät 1 oder das zweite Gerät 2 die Energiequelle in einer erfindungsgemäßen Energieübertragung sein. Vorzugsweise ist der vorstehende Teil einer mechanischen Positionierungshilfe beziehungsweise ein optischer Empfänger einer optischen Positionierungshilfe auf Geräten mit permanenter Energiequelle angeordnet.In terms of 5 to 7 described embodiments, either the first device 1 or the second device 2 be the energy source in an energy transfer according to the invention. Preferably, the protruding part of a mechanical positioning aid or an optical receiver of an optical positioning aid is arranged on devices with a permanent energy source.

Der optische Geber 71 kann eine visuell sichtbare Lichtquelle sein, z. B. eine rote LED. Er kann ausgeschaltet sein, durchgehend leuchten oder in vorbestimmter Art blinken. Somit kann der optische Geber 71 in Abhängigkeit von dem Status eines Ladevorganges angesteuert werden, um einem Benutzer diesen Status zu signalisieren.The optical encoder 71 may be a visually visible light source, eg. B. a red LED. It can be switched off, shine continuously or flash in a predetermined manner. Thus, the optical encoder 71 depending on the status of a load to signal a user this status.

Der optische Geber 71 kann auch auf Geräten mit aufladbarer Energiequelle angeordnet sein. Er kann dann – beispielsweise als LED – durchgehend leuchten, wenn das Gerät als Energiesenke arbeitet, also ein Ladevorgang für die Energiequelle des Gerätes erfolgt. Weiterhin kann die LED in einer ersten Art blinken, um dem Benutzer das Vorliegen eines Ladegerätes – also einen möglichen Ladevorgang – optisch anzuzeigen. Das Gerät könnte beispielsweise zufällig in Kommunikationsreichweite mit dem Ladegerät gelangen und automatisch eine Kommunikationsbeziehung, mit Anfrage und Bestätigung eines möglichen Ladevorganges, aufbauen. Die daraufhin blinkend eingeschaltete LED signalisiert dem Benutzer, daß er sein Gerät aufladen kann, wenn er je nach Ausführungsvariante das Aufladen bestätigt und/oder einfach das Gerät dort läßt, wo es ist. Die LED kann in einer zweiten Art blinken, wenn das Gerät als Energiequelle für einen Ladevorgang fungiert.The optical encoder 71 can also be placed on devices with rechargeable energy source. He can then - for example, as an LED - Runaway The lights are on when the device is operating as an energy sink, ie charging for the power source of the device. Furthermore, the LED may flash in a first manner to visually indicate to the user the presence of a charger - that is, a possible charge. For example, the device could come into communication range with the charger at random and automatically establish a communication relationship with request and confirmation of a possible charge. The then flashing LED indicates to the user that he can charge his device, if he confirmed depending on the variant of the charging and / or simply leaves the device where it is. The LED may flash in a second manner when the device is acting as a source of power for a charge.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die LED so in einer Chipkarte als erstes oder zweites Gerät angeordnet, daß die LED auf einer Seite der Chipkarte als optischer Geber gemäß 7 fungiert, aber gleichzeitig auf der anderen Seite der Chipkarte als Signal für den Benutzer erkennbar ist. So kann dem Benutzer beispielsweise der erfolgreiche Abschluß eines Lade vorganges, für welchen die LED dauerhaft eingeschaltet war, durch Ausschalten der LED signalisiert werden, wenn die Chipkarte einen transparenten oder semitransparenten Bereich in der Umgebung der LED aufweist. Das gleiche Ergebnis läßt sich durch einen transparenten Bereich in der Umgebung eines optischen Empfängers auf der Chipkarte erzielen bei Anordnung des optischen Gebers auf dem Kartenleser.In a particularly advantageous embodiment, the LED is arranged in a chip card as the first or second device that the LED on one side of the chip card as optical encoder according to 7 but at the same time recognizable as a signal to the user on the other side of the chip card. Thus, the user can, for example, the successful completion of a loading process, for which the LED was permanently switched on, be signaled by switching off the LED when the smart card has a transparent or semi-transparent area in the vicinity of the LED. The same result can be achieved by a transparent area in the vicinity of an optical receiver on the chip card in the arrangement of the optical encoder on the card reader.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der optischen Kennzeichnung der Lage einer nach außen nicht sichtbaren Antenne 15, 25 auf dem Gehäuse eines Ersten Gerätes 1, 2. So ist z. B. eine spezielle Farbmarkierung („roter Punkt") oder ein spezielles Logo im Bereich der Antennen 15, 25 zur Markierung denkbar. Der Benutzer führt die Geräte 1, 2 zusammen und richtet diese so aneinander aus, dass sich die optischen Kennzeichnungen möglichst nahe aneinander befinden.Another possibility is the optical identification of the position of an antenna not visible to the outside 15 . 25 on the housing of a first device 1 . 2 , So z. For example, a special color mark ("red dot") or a special logo in the area of the antennas 15 . 25 conceivable for marking. The user leads the devices 1 . 2 together and aligns them together so that the visual markings are as close as possible to each other.

In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde zumindest implizit davon ausgegangen, daß das erste Gerät 1 ein intelligentes Gerät ist, also insbesondere bidirektional Daten austauschen und seinen Betriebszustand abhängig von den ausgetauschten Daten gestalten kann. Im Folgenden werden erfindungsgemäße Aspekte behandelt für ein erstes Gerät 4 aus 2, das nicht mit intelligenten Softwaremitteln, ausgestattet ist, so daß es keine Möglichkeit besitzt eine bidirektionale Kommunikationsbeziehung mit dem zweiten Gerät 2 aufzubauen.In the embodiments described so far, it was at least implicitly assumed that the first device 1 is an intelligent device, so in particular bi-directional data exchange and its operating state can make depending on the exchanged data. In the following, aspects of the invention are treated for a first device 4 out 2 which is not equipped with intelligent software means, so that it has no possibility of a bidirectional communication relationship with the second device 2 build.

In einer ersten Ausgestaltungsform verfügt das nicht intelligente Gerät 4 ausschließlich über einen Sender zum Erzeugen eines kontinuierlichen hochfrequenten magnetischen Wechselfeldes 3. Eine Modulation oder ein automatisches Abschalten des Feldes 3 ist nicht vorgesehen. Ein intelligentes zweites Gerät 2, welches in die unmittelbare Nähe eines entsprechenden ersten Gerätes 4 gelangt, muß dann den Ladevorgang einleiten.In a first embodiment, the non-smart device has 4 exclusively via a transmitter for generating a continuous high-frequency alternating magnetic field 3 , A modulation or an automatic shutdown of the field 3 is not scheduled. An intelligent second device 2 which is in the immediate vicinity of a corresponding first device 4 then has to initiate the charging process.

In einer zweiten Ausgestaltungsform verfügt das nicht intelligente Gerät 4 über einen Sender zum Erzeugen eines kontinuierlichen hochfrequenten magnetischen Wechselfeldes 3 sowie über Hardwaremittel zum Erzeugen einer fest kodierten Modulation. Das entsprechend ausgestattete nicht intelligente Gerät 4 sendet in zyklischen Zeitabständen Daten aus. Ein solches Datum könnte z. B. ein definiertes 7-bit-Datum sein, wie es von ISO 14443-Lesegeräten auch als Request (REQUA) oder Wake-Up (WUPA) Kommando verwendet wird. Das intelligente zweite Gerät 2 wäre dadurch in der Lage, ein nicht intelligentes erstes Gerät 4 als „nicht intelligentes Gerät mit Ladefunktion" zu identifizieren. Des weiteren kann das nicht intelligente Gerät 4 mit optischen Mitteln ausgestattet sein, wie es zu den 6 und 7 beschreiben ist.In a second embodiment, the non-smart device has 4 via a transmitter for generating a continuous high-frequency alternating magnetic field 3 and hardware means for generating a hard-coded modulation. The accordingly equipped non-intelligent device 4 sends data at cyclic intervals. Such a date could z. For example, it may be a defined 7-bit datum as used by ISO 14443 readers as a Request (REQUA) or Wake-Up (WUPA) command. The intelligent second device 2 This would make it possible for a non-intelligent first device 4 as a "non-intelligent device with charging function." Furthermore, the non-intelligent device 4 be equipped with optical means, as befitted the 6 and 7 describe is.

Weiterhin ist vorgesehen das nicht intelligente Gerät 4 nicht permanent zu betreiben, sondern erst bei Annäherung eines Transponders oder NFC-Gerätes 2 einzuschalten. Die Annäherung eines zweiten Gerätes kann dabei leistungslos detektiert werden. Beispielsweise in der Anmeldung WO 03/069538 A2 sind technische Möglichkeiten zur leistungslosen Detektion eines Transponders im Ansprechbereich eines Lesegerätes beschrieben. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung mechanischer oder optischer Schaltvorrichtungen, welche z. B ausgelöst werden können, wenn ein Gerät 2 auf einen dafür vorgesehenen Bereich in dem Gerät 4, beispielsweise eine Ladeschale, gelegt wird.Furthermore, the non-intelligent device is provided 4 not to operate permanently, but only when approaching a transponder or NFC device 2 turn. The approach of a second device can be detected without power. For example, in the application WO 03/069538 A2 technical possibilities for the powerless detection of a transponder in the response range of a reading device are described. Another possibility is the use of mechanical or optical switching devices, which z. B can be triggered when a device 2 on a designated area in the device 4 , For example, a charging cradle is placed.

Auch das nicht intelligente Gerät 4 sollte abgeschaltet werden, sobald ein Gerät 2 den Ladevorgang beendet oder das magnetische Feld 3 verlässt. Da her wird kontinuierlich die Amplitude des magnetischen Feldes, bzw. die elektrische Spannung an der Sendespule des Ersten Gerätes 4 gemessen. Wird ein Gerät 2 aus dem Nahbereich des Feldes 3 entnommen, so führt dies zu einer messbaren Schwankung der Feldstärke, bzw. der elektrischen Spannung an der Sendespule. Das Auftreten einer solchen Spannungsschwankung („Dip") kann detektiert und als Steuersignal zum Ausschalten des Senders des nicht intelligenten Gerätes 4 eingesetzt werden. Ebenso können mechanische oder optische Schaltvorrichtungen verwendet werden, welche z. B ausgelöst werden, wenn ein Gerät 2 aus einem dafür vorgesehenen Bereich in dem Gerät 4 entnommen wird.Also the not intelligent device 4 should be turned off once a device 2 the charging process is finished or the magnetic field 3 leaves. Since forth is continuously the amplitude of the magnetic field, or the electrical voltage at the transmitting coil of the first device 4 measured. Becomes a device 2 from the vicinity of the field 3 taken, this leads to a measurable fluctuation of the field strength, or the electrical voltage at the transmitting coil. The occurrence of such a voltage fluctuation ("dip") can be detected and as a control signal for turning off the transmitter of the non-intelligent device 4 be used. Likewise, mechanical or optical switching devices can be used which z. B are triggered when a device 2 from a designated area in the device 4 is removed.

Nicht intelligente Geräte 4 werden durch das Aussenden eines kontinuierlichen magnetischen Feldes 3 die Kommunikation unter anderen intelligenten Geräten 1, 2 in der unmittelbaren Nachbarschaft (z. B. im Umkreis 0,2 bis 1m) stören oder verhindern. Daher soll das Vorhandensein eines kontinuierlichen magnetischen Feldes auf dem zweiten Gerät 2 angezeigt werden (z. B. durch einen Hinweis auf einem Display des Gerätes 2). Sofern ein Identifizierungsdatum, welches ein nicht intelligentes Gerät repräsentiert, von dem zweiten Gerät 2 empfangen wird kann auch das Vorhandensein eines solchen ersten Gerätes 4 für den Benutzer auf dem zweiten Gerät 2 angezeigt werden (z. B. durch einen Hinweis auf dem Display des Gerätes 2).Not smart devices 4 are made by emitting a continuous magnetic field of 3 the communication among other intelligent devices 1 . 2 in the immediate vicinity (eg within 0.2 to 1m) disturb or prevent. Therefore, the presence of a continuous magnetic field on the second device 2 be displayed (eg by a reference to a display of the device 2 ). If an identification data representing a non-intelligent device from the second device 2 The presence of such a first device can also be received 4 for the user on the second device 2 displayed (eg by a message on the display of the device 2 ).

Nicht jede Kombination aus unterschiedlichen Geräten 1, 2 oder 4 , die eine Kommunikationsbeziehung ermöglicht, eignet sich auch zur Durchführung einer Aufladung eines Akkumulators.Not every combination of different devices 1 . 2 or 4 , which allows a communication relationship, is also suitable for performing a charging of a battery.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung ist daher vorgesehen, grundsätzlich bei jedem Kommunikationsaufbau zwischen den Geräten 1, 2 Informationen über die Energieversorgung der Geräte auszutauschen.In a further, particularly preferred embodiment is therefore provided, in principle, with each communication setup between the devices 1 . 2 To exchange information about the power supply of the devices.

Die hierzu übertragenen Daten können Informationen über die Art der Energieversorgung, z. B. „aufladbare Energiequelle" oder „Netzversorgung", Informationen über den Ladezustand eines Akkumulators, z. B. „benötige Energie zum Laden", sowie Informationen über die Möglichkeit ein konstantes Wechselfeld 3 über einen längeren Zeitraum zur Verfügung stellen zu können, z. B. „Ladeenergie kann bereitgestellt werden", enthalten.The data transmitted for this purpose can provide information about the type of power supply, eg. B. "rechargeable power source" or "power supply", information about the state of charge of a battery, eg. B. "energy to charge", as well as information about the possibility of a constant alternating field 3 to be able to provide for a longer period, z. B. "charging power can be provided" included.

Weiterhin ist vorgesehen, zumindest für eine bestimmte Anzahl von zurückliegenden Kommunikationsbeziehungen zwischen verschiedenen Geräten, die empfangenen Informationen bezüglich der Energieversorgung auf dem zweiten Gerät 2 zu speichern. Insbesondere erste Geräte 1, die als Ladegerät eingesetzt werden können, sollen in einer Liste gespeichert werden. Als weitere Daten können z. B. der Gerätename, die Seriennummer (UID) der kontaktlosen Interface 11, aber auch Datum und Uhrzeit der letzten Kommunikationsbeziehung gespeichert werden.It is further provided, at least for a certain number of past communication relationships between different devices, the information received regarding the power supply to the second device 2 save. In particular first devices 1 , which can be used as a charger, should be stored in a list. As further data z. The device name, the serial number (UID) of the contactless interface 11 , but also the date and time of the last communication relationship are saved.

Des weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dem Benutzer des zweiten Gerätes 2 den lesenden Zugriff auf diese Liste zu ermöglichen, um dadurch ein erstes Gerät 1 auffinden zu können, welches eine Ladefunktion unterstützt.Furthermore, the invention provides the user of the second device 2 to allow read access to this list, thereby creating a first device 1 to be able to find, which supports a charging function.

Die einzelnen teilweise zu verschiedenen Ausführungsformen genannten technischen Aspekte können, wie für den Fachmann erkennbar, auch miteinander kombiniert werden. Insbesondere können auch die im Folgenden beschriebene Umschaltung der Sendeleistung und deren Ausgestaltungsformen mit den bisher beschriebenen Aspekten kombiniert werden.The individual technical parts mentioned in part for different embodiments Aspects can as for recognizable to the person skilled in the art, can also be combined with one another. Especially can also the switching of the transmission power described below and their embodiments with the aspects described so far be combined.

Wird ein Trägersignal eines RFID-Lesegerätes oder eines NFC-Devices als erstes Gerät 1 moduliert, um Daten zu einem zu zweiten Gerät 2 zu übertra gen, so entstehen die in 8 gezeigten Seitenbänder 83 um das Trägersignal 82 herum. Sowohl das Trägersignal 82 als auch die Seitenbänder 83 dürfen mit der abgestrahlten Leistung nicht über den für diese Frequenzbänder definierten Grenzwerten 81 liegen. Die von den Modulationsseitenbändern 83 abgestrahlte Leistung steht dabei in ein einem festen Verhältnis zur Sendeleistung des Trägersignals 82, welche sich aus dem Modulationsgrad und dem Spektrum des Basisbandsignals (Modulationssignal) ergibt. Dies hat zur Folge, dass die Sendeleistung des Trägersignals 82 des ersten Gerätes 1 so weit abgesenkt werden muß, dass auch von den Modulationsseitenbändern 83 die Grenzwerte 81 nicht überschritten werden. Die für das Trägersignal 82 theoretisch mögliche maximale (magnetische) Feldstärke 85, kann daher bei weitem nicht ausgenutzt werden.Becomes a carrier signal of an RFID reader or an NFC device as the first device 1 modulates data to a second device 2 to transmit, so arise in 8th shown sidebands 83 around the carrier signal 82 around. Both the carrier signal 82 as well as the sidebands 83 shall not exceed the limits defined for these bands with the radiated power 81 lie. The of the modulation sidebands 83 radiated power is in a fixed ratio to the transmission power of the carrier signal 82 , which results from the degree of modulation and the spectrum of the baseband signal (modulation signal). This has the consequence that the transmission power of the carrier signal 82 of the first device 1 must be lowered so far that also from the modulation sidebands 83 the limits 81 not be exceeded. The for the carrier signal 82 theoretically possible maximum (magnetic) field strength 85 , therefore, can not be exploited by far.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, während eines Ladevorganges zumindestens zeitweise, bevorzugt jedoch für einen möglichst langen Zeitraum die Datenübertragung vom dem ladenden Gerät 1 hin zu dem zu ladenden Gerät 2 auszusetzen. Da das erste Gerät 1 als Sender somit nicht mehr moduliert wird, also auch keine ausgeprägten Seitenbänder 83 entstehen, kann die Sendeleistung des Trägersignals 82 theoretisch bis auf den nach den Zulassungsvorschriften maximalen Wert 85 angehoben werden. Das nun ausgesendete Signal 84 weist eine signifikant höhere Feldstärke auf, so dass auf Seiten des zweiten Gerätes 2 als Empfänger eine signifikant höhere Leistung entnommen werden kann. Durch den dadurch ermöglichten höheren Ladestrom, kann die Aufladung eines Akkumulators in wesentlich kürzerer Zeit vorgenommen werden.According to the invention, it is therefore provided during a charging process at least temporarily, but preferably for as long a period as possible, the data transfer from the charging device 1 towards the device to be charged 2 suspend. Because the first device 1 As a transmitter thus no longer modulated, so no pronounced sidebands 83 arise, the transmission power of the carrier signal 82 theoretically except for the maximum value according to the licensing regulations 85 be raised. The now transmitted signal 84 has a significantly higher field strength, so that on the part of the second device 2 as receiver a significantly higher performance can be taken. By thus allowing a higher charging current, the charging of a battery can be made in a much shorter time.

In einem Ladevorgang schaltet das erste Gerät 1 als Energiequelle von einem kombinierten Lade- und Kommunikationsmodus auf einen effizienteren Lademodus um. Der kombinierte Lade- und Kommunikationsmodus kann beispielsweise der übliche Betriebsmodus 33 aus 3 sein. Der effiziente Lademodus kann ein kombinierter Lade- und Empfangsmodus sein, der dem ersten Gerät 1 weiterhin den Empfang von Daten ermöglicht, die das zweite Gerät 2 überträgt.In a charging process, the first device switches 1 as an energy source from a combined charging and communication mode to a more efficient charging mode. The combined charging and communication mode, for example, the usual operating mode 33 out 3 be. The efficient charging mode may be a combined charging and receiving mode, which is the first device 1 continues to allow the receipt of data representing the second device 2 transfers.

Für einen weiter optimierten Ladevorgang kann die Sendeleistung des ersten Gerätes 1 in mehreren Stufen gestaltet und entsprechend der jeweiligen Anforderungen zwischen diesen Stufen umgeschaltet werden. In einem Kommunikationsmodus ist die Sendeleistung so hoch gewählt, das eine bidirektionale Kommunikation möglich ist, aber doch so niedrig, daß nicht unnötig Energie für nur möglicherweise auftretende Ladevorgänge verbraucht wird. Während die Sendeleistung für einen kombinierten Lade- und Kommunikationsmodus noch eine bidirektionale Kommunikation erlaubt, ist die Sendeleistung in einem Lade- und Empfangsmodus bereits so hoch, daß ein Senden des ersten Gerätes 1 nicht mehr erlaubt ist.For a further optimized charging process, the transmission power of the first device 1 designed in several stages and switched according to the respective requirements between these stages. In a communication mode, the transmit power is chosen to be high enough that bidirectional communication is possible, yet so low that unnecessary energy is not available wise occurring charging is consumed. While the transmission power for a combined charging and communication mode still allows bidirectional communication, the transmission power in a load and receive mode is already so high that a transmission of the first device 1 is no longer allowed.

Um den Ladevorgang zwischen Energiequelle und Energiesenke zu beenden, zumindest zeitweise zu unterbrechen oder zumindest zeitweise in einem weniger effizienten Modus fortzuführen, sind erfindungsgemäß verschiedene Varianten vorgesehen.Around to stop the charging process between energy source and energy sink, at least temporarily interrupt or at least temporarily in In a less efficient mode, different according to the invention Variants provided.

Will die Energiequelle, also das erste Gerät 1, den Ladevorgang beenden oder unterbrechen, so wird die erhöhte Sendeleistung 84 auf den im Kommunikationsbetrieb verwendeten Wert 82 reduziert. Das erste Gerät 1 schaltet wieder zurück in den Kommunikations- oder den kombinierten Kommunikations- und Lademodus. Anschließend kann mit dem zweiten Gerät 2 eine Kommunikation aufgebaut werden, um beispielsweise den Ladevorgang gänzlich zu beenden.Will the power source, so the first device 1 , stop charging or interrupt, so does the increased transmit power 84 to the value used in communication mode 82 reduced. The first device 1 switches back to communication or combined communication and charging mode. Subsequently, with the second device 2 a communication are set up, for example, to end the charging process altogether.

Erkennt das erste Gerät 1 beispielsweise durch Empfang eines entsprechenden Signals das Vorhandensein eines dritten Gerätes, für welches eine bidirektionale Kommunikation aufgebaut werden müßte, so kann es den Betriebsmodus für ein effizienteres Laden temporär verlassen. Nach Abschluß der bidirektionalen Kommunikation mit der dritten Einheit schaltet der erste Gerät 1 wieder zurück in den effizienteren Lademodus.Detects the first device 1 For example, by receiving a corresponding signal, the presence of a third device, for which a bidirectional communication would have to be established, it can temporarily leave the operating mode for a more efficient loading. Upon completion of bidirectional communication with the third unit, the first device switches 1 back to the more efficient charging mode.

Will das zweite Gerät 2 den effizienten Ladevorgang beenden oder unterbrechen, so wird das zweite Gerät 2, beispielsweise mittels Lastmodulation unter Verwendung des Hilfsträgers, eine entsprechende Anfrage an das erste Gerät 1 übertragen. Darauf wird das erste Gerät 1 die erhöhte Sendeleistung 84 auf dem im Kommunikationsbetrieb verwendeten Wert 82 reduzieren. Anschließend kann wiederum eine Kommunikation zwischen den Geräten 1, 2 aufgebaut werden, um beispielsweise den Ladevorgang gänzlich zu beenden.Will the second device 2 stop or interrupt the efficient charging process becomes the second device 2 For example, by means of load modulation using the subcarrier, a corresponding request to the first device 1 transfer. On it becomes the first device 1 the increased transmission power 84 on the value used in communication mode 82 to reduce. Subsequently, in turn, a communication between the devices 1 . 2 be set up, for example, to stop the charging process altogether.

Ein weiteres Problem kann darin bestehen, dass das zu ladende Gerät 2 während des effizienten Ladevorganges aus dem magnetischen Feld des ersten Gerätes 1 entnommen wird. Erkennt das erste Gerät 1 diesen Zustand nicht, so würde es permanent mit erhöhter Sendeleistung weiter senden.Another problem may be that the device being loaded 2 during the efficient charging process from the magnetic field of the first device 1 is removed. Detects the first device 1 This condition would not, so it would permanently send with increased transmission power.

Um dies zu verhindern, wird das zweite Gerät 2 in zeitlichen Abständen, beispielsweise mittels Lastmodulation, Daten an das erste Gerät 1 übertragen. Bei diesen Daten kann es sich um ein einfaches Polling-Signal, um eine Information über den zeitlichen Abstand zum nächsten Signal, um eine eindeutige Identifikation des zu ladenden Gerätes, oder um eine Kombination daraus handeln. Wird diese Information über einen bestimmten Zeitraum (timeout) nicht mehr empfangen, so wird das sendende Gerät die erhöhte Sendeleistung 84 wieder auf den im Kommunikationsbetrieb verwendeten Wert 82 reduzieren. Anschließend kann versucht werden mit dem zweiten Gerät 2 eine erneute Kommunikationsbeziehung aufzubauen, sofern sich dieses noch im Ansprechfeld des ersten Gerätes 1 befindet.To prevent this, the second device becomes 2 at intervals, for example by means of load modulation, data to the first device 1 transfer. This data can be a simple polling signal, information about the time interval to the next signal, a unique identification of the device to be loaded, or a combination thereof. If this information is no longer received over a certain period of time (timeout), the sending device becomes the increased transmission power 84 back to the value used in communication mode 82 to reduce. Then you can try with the second device 2 establish a renewed communication relationship, if this is still in the response field of the first device 1 located.

Sollte das erste Gerät 1 in einem reinen Lademodus arbeiten, kann es in entsprechenden zeitlichen Abständen jeweils für einen minimalen Zeitraum in einen Modus geringerer Sendeleistung schalten, um Daten zu empfangen oder auszutauschen. Insbesondere kann das erste Gerät 1 ausgehend von dem reinen Lademodus die Sendeleistung kontinuierlich oder jeweils nur um eine der beispielsweise 4 Stufen verringern, um eine weitere Verringerung abhängig von den jeweils aktuell erkannten Anforderungen steuern.Should be the first device 1 operate in a pure charging mode, it can switch at appropriate intervals for a minimum period of time in a mode of lower transmission power to receive or exchange data. In particular, the first device 1 starting from the pure charging mode, reducing the transmission power continuously or in each case only by one of the, for example, 4 steps, in order to control a further reduction as a function of the respectively currently recognized requirements.

Claims (12)

Verfahren in einem System mit zumindest zwei Einheiten zum kontaktlosen Aufladen eines Energiespeichers einer Energiesenke (2) durch eine Energiequelle (1) mit folgenden Schritten: Übertragen (331, 333) von Daten zwischen den zwei Einheiten; Übertragen (332) einer für das Aufladen notwendigen Energie von der Energiequelle zu der Energiesenke über ein Wechselfeld; dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der beiden Einheiten in einem ersten Betriebsmodus als Energiequelle und in einem zweiten Betriebsmodus als Energiesenke einsetzbar ist.Method in a system with at least two units for contactless charging of an energy store of an energy sink ( 2 ) by an energy source ( 1 ) with the following steps: Transfer ( 331 . 333 ) of data between the two units; Transfer ( 332 ) energy required for charging from the power source to the power sink via an alternating field; characterized in that at least one of the two units can be used as energy source in a first operating mode and as energy sink in a second operating mode. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt der Datenübertragung bestimmt wird, ob die zumindest eine Einheit in dem Schritt des Übertragens in dem ersten oder dem zweiten Betriebsmodus arbeitet.Method according to claim 1, characterized that in determined the step of data transmission whether the at least one entity is in the step of transmitting operates in the first or second operating mode. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die übertragenen Daten eine Rolleninformation beinhalten, wobei die Rolleninformation angibt, ob die Einheit bevorzugt als Energiequelle oder Energiesenke betrieben werden soll.Method according to claim 1 or 2, characterized that the transferred Data include role information, wherein the role information indicates whether the unit is preferred as an energy source or energy sink should be operated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die übertragenen Daten einen Energiewert beinhalten, wobei der Energiewert angibt, welche Energiemenge die Einheit bereitstellen kann oder benötigt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the transferred Data include an energy value, where the energy value indicates what amount of energy the unit can provide or needs. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt des Übertragens von Daten eine Rolleninformation von einer ersten der beiden Einheiten zu einer zweiten der beiden Einheiten übertragen wird, die zweite Einheit die empfangene Rolleninformation auswertet und abhängig von dem Auswertungsergebnis Zusatzinformationen für eine Entscheidung, ob ein Ladevorgang initiiert wird oder nicht, entweder empfängt oder sendet.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the step of Transmitting data, roll information is transmitted from a first one of the two units to a second one of the two units, the second unit evaluates the received roll information, and either receives or sends additional information for a decision as to whether a load is being initiated or not, depending on the result of the evaluation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle in einem ersten Lademodus keine Daten von der Energiequelle zu der Energiesenke überträgt und ein Wechselfeld mit einer Feldstärke erzeugt, die größer ist als eine mögliche Feldstärke bei gleichzeitiger Übertragung von Daten und Aufladeenergie.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the Power source in a first charging mode no data from the power source to the energy sink transmits and an alternating field with a field strength which is larger as a possible field strength with simultaneous transmission of data and charging power. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle erst nach Ablauf einer vorbestimmten minimalen Aufenthaltszeit der Energiesenke in dem Wechselfeld in den zweiten Betriebsmodus wechselt.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized that the Energy source only after expiry of a predetermined minimum residence time the energy sink in the alternating field in the second operating mode replaced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß einem Benutzer der Energiesenke die Effizienz des Aufladevorgangs signalisiert wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized that one Users of the energy sink signal the efficiency of the charging process becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Energiesenke ein tragbarer Datenträger ist.Method according to one of claims 1 to 8, characterized that the Energy sink is a portable data carrier. System mit einer Energiequelle und einer Energiesenke dadurch gekennzeichnet, daß für ein kontaktloses Aufladen eines Energiespeichers der Energiesenke ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt wird.System with one energy source and one energy sink characterized in that for a contactless Charging an energy storage of Energiesenke a method to one of the claims 1 to 9 executed becomes. Vorrichtung zum kontaktlosen Aufladen eines Energiespeichers eines tragbaren Datenträgers dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung angepaßt ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.Device for contactless charging of an energy store a portable data carrier characterized in that the Device is adapted to carry out a method according to any one of claims 1 to 9. Vorrichtung nach Anspruch 11 wobei die Vorrichtung ein weiterer tragbarer Datenträger ist.Apparatus according to claim 11, wherein the device another portable data carrier is.
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