DE102004063350A1 - Elektrokleingerät mit einem aufladbaren Energiespeicher und einer Anzeige für den Ladezustand des Energiespeichers - Google Patents

Abstract

Es ist ein Elektrokleingerät (1) mit einem elektrischen Energiespeicher (2) und einer Einrichtung zur Anzeige des Ladezustands des Energiespeichers beschrieben, die ein akustisches Signal abgibt. Die Einrichtung kann auch während eines Ladevorgangs ein akustisches Signal abgeben, mit dem der Ladevorgang akustisch dargestellt wird, beispielsweise dadurch, daß die Frequenz und/oder Amplitude des Signals sich mit dem sich ändernden Ladezustand ändert.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Elektrokleingerät, beispielsweise einen elektrischen Rasierapparat, eine elektrische Zahnbürste oder ein Infrarot-Thermometer, mit einem elektrischen Energiespeicher, beispielsweise einer Sekundärbatterie oder einem Doppelschicht-Kondensator, und einer Anzeige für den Ladezustand des Energiespeichers und/oder den Ladevorgang.
• Es ist bekannt, den Ladezustand einer Sekundärbatterie mittels einer optischen Anzeige anzuzeigen. Diese kann eine LED-Anordnung oder eine Flüssigkristallanzeige mit Segmenten aufweisen, mit der der Ladezustand im Verlauf eines Ladevorgangs dargestellt wird. Beispielsweise ist es bekannt, eine Reihe von Leuchtdioden vorzusehen. Der Abschluß des Ladevorgangs wird beispielsweise dadurch dargestellt, dass alle Leuchtdioden leuchten oder alle Segmente aktiviert sind. Derartige optische Anzeigen erfordern von einem Benutzer von Zeit zu Zeit ein bewußtes Hinsehen, um den gerade aktuellen Ladezustand abzulesen, der sich beim Aufladen von Sekundärbatterien auch nach Stunden nur wenig geändert haben kann. Allerdings kann eine Sekundärbatterie auch durch einen Schnelladevorgang innerhalb vergleichsweise kurzer Zeit stark aufgeladen werden. Aus der DE 195 30 594 sind Elektrokleingeräte mit einem Doppelschicht-Kondensator als Energiespeicher bekannt. Übliche Ladezeiten für einen Doppelschicht-Kondensator liegen in der Größenordnung von Sekunden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrokleingerät mit einem elektrischen Energiespeicher anzugeben, das eine Anzeige für den Ladezustand des Energiespeichers aufweist, die für Schnelladevorgänge besonders geeignet ist.
• Diese Aufgabe wird durch eine akustische Anzeige gelöst, die den Ladezustand und/oder Ladevorgang darstellt.
• Eine akustische Darstellung eines Ladezustands und/oder -vorgangs ist insbesondere für Elektrokleingeräte geeignet, die mit einem elektrischen Energiespeicher versehen sind, der bereits sehr kurze Zeit nach Beginn des Ladevorgangs wieder voll aufgeladen ist. Bevorzugt anwendbar ist die akustische Darstellung des Ladezustands und/oder Ladevorgangs bei Elektrokleingeräten, die als Energiespeicher statt der heute üblichen Batterien einen Doppelschicht-Kondensator aufweisen, der innerhalb von einigen Sekunden voll aufgeladen ist, sodaß ein Benutzer üblicherweise auf das Ende des Ladevorgangs warten wird, nachdem er diesen gestartet hat. Geeignete Elektrokleingeräte sind beispielsweise elektrische Rasierap parate, elektrische Zahnbürsten oder Infrarot-Ohrthermometer, die üblicherweise nur einige wenige Minuten pro Tag in Betrieb sind, und deren täglicher Stromverbrauch daher leicht durch einen Doppelschicht-Kondensator gedeckt werden kann. Vor der Benutzung eines solchen Elektrokleingeräts wird der Benutzer das Elektrokleingerät für nur einige Sekunden auf eine Ladestation stellen, und danach das Gerät bereits benutzen können. Die Aufladung des Doppelschicht-Kondensators kann in an sich bekannter Weise beispielsweise über Kontakte oder induktive Kopplung des Elektrokleingeräts mit einer Ladestation erfolgen.
• Die akustische Darstellung des Ladevorgangs und/oder -zustands ist besonders bedienerfreundlich, da ein Benutzer dem Ladevorgang keine besondere Aufmerksamkeit schenken muß und auch das Ende des Ladevorgangs leicht feststellen kann, und natürlich für blinde Personen besonders geeignet.
• Bei einer bevorzugten Ausführung eines Elektrokleingeräts wird während des Ladevorgangs ein akustisches Signal erzeugt, das den Ladevorgang akustisch darstellt. Das akustische Signal besteht beispielsweise aus einem wiederholten Piepton. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Piepton zu Beginn des Ladevorgangs langsamer wiederholt wird als am Ende des Ladevorgangs oder umgekehrt. Es kann aber natürlich auch ein Dauerton verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann sich die Frequenz (Tonhöhe) und/oder die Amplitude (Lautstärke) des Tons während des Ladevorgangs ändern. Das Ende des Ladevorgangs ist erreicht, wenn das akustische Signal wieder verstummt. Bei einer angenommenen Ladedauer von nur einigen Sekunden wird man das akustische Signal nicht als störend empfinden.
• Die Frequenz des akustischen Signals kann während des Ladevorgangs so verändert werden, daß die Änderung beispielsweise zur gespeicherten Ladungsmenge oder zur Spannung des Energiespeichers proportional oder umgekehrt proportional ist. Auf diese Weise erhält der Benutzter während des Aufladens eine Information darüber, wie weit der Energiespeicher aufgeladen ist. Das akustische Signal besitzt also zu Beginn des Ladevorgangs eine Startfrequenz, und am Ende des Ladevorgangs eine Stoppfrequenz.
• Bei einer anderen Ausführung eines Elektrokleingeräts wird während des Ladevorgangs ein Sprachsignal erzeugt, das aus einer rückwärts gezählten Zahlenfolge besteht, deren erste Zahl vom Ladezustand des Energiespeichers zu Beginn des Ladevorgangs abhängt. Beispielsweise wird bei einem vollständig entladenen Doppelschichtkondensator das Signal "Zehn – Neun – Acht – Sieben – Sechs – Fünf – Vier – Drei – Zwei – Eins – Fertig" ausgegeben, wobei die Dauer des Sprachsignals auf die Dauer des Ladevorgangs abgestimmt ist. Da der Ladezustand eines Doppelschichtkondensators leicht anhand seiner Spannung bestimmt werden kann, kann das Sprachsignal auch entsprechend kürzer gewählt werden, wenn der Doppelschichtkondensator zu Beginn des Ladevorgangs nicht vollständig entladen ist. Vorzugsweise beginnt das Sprachsignal dann mit einer entsprechend kleineren Zahl als "Zehn".
• In einer anderen Ausführung eines Elektrokleingeräts wird nach Beendigung eines Ladevorgangs ein akustisches Signal erzeugt. Das akustische Signal kann solange wiederholt werden, bis der Benutzer das Gerät von der Ladestation nimmt. Vorzugsweise unterscheidet sich das akustische Signal während des Ladevorgangs von dem akustischen Signal nach Beendigung des Ladevorgangs. Es können auch hier die verschiedensten Arten von akustischen Signalen verwendet werden, beispielsweise einzelne Töne, Tonfolgen, Melodien oder Sprachsignale.
• Die akustischen Signale zur Darstellung des Ladevorgangs und/oder Ladezustands können in einem Datenspeicher fest gespeichert sein. Das Elektrokleingerät kann aber auch mit einer Aufnahmeeinrichtung versehen sein, mit der der Benutzer ein individuelles Signal in den Datenspeicher einlesen kann.
• Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Elektrokleingerät erläutert. Es zeigt:
• 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Elektrokleingerätes, und
• 2 eine Darstellung eines akustischen Signals während eines Ladevorgangs.
• 1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Elektrokleingeräts 1, das einen Energiespeicher 2 aufweist, beispielsweise einen Kondensator, vorzugsweise einen Doppelschicht-Kondensator. Es enthält ferner eine Steuerung 3 zur Steuerung des Ladevorgangs des Energiespeichers 2. An die Steuerung 3 ist ein Tonerzeuger 4, vorzugsweise ein Lautsprecher oder ein Buzzer, angeschlossen. Die Steuerung 3 ist ferner mit einem Strommeßwiderstand 5 zur Erfassung des Ladestroms und einem Temperatursensor 7 zur Erfassung der Temperatur des Energiespeichers 2 verbunden. Bei Auftreten einer unzulässig hohen Temperatur des Energiespeichers 2 kann die Steuerung 3 einen Ladevorgang beenden. Sie ist dazu mit einem ersten steuerbarer Schalter 6 verbunden, der in Reihe mit dem Strommeßwiderstand 5 und dem Energiespeicher 2 geschaltet ist. Diese Reihenschaltung ist mit zwei Kontakten 14 verbunden, über die dem Elektrokleingerät 1 elektrische Energie von einem in der Figur nicht dargestellten Ladegerät zugeführt werden kann. Parallel zum Energiespeicher 2 liegt eine Reihenschaltung aus einem zweiten steuerbaren Schalter 9, einem Motor M als Verbraucher und einem Einschalter 10 zum Einschalten des Elektrokleingeräts 1. Der zweite steuerbare Schalter 9 wird von einer Spannungsanpassungsschaltung 8 so gesteuert, d.h. ein- und ausgeschaltet, daß am Motor M eine im zeitlichen Mittel weitgehend konstante Spannung anliegt, obwohl sich die Spannung des Energiespeichers 2 während des Betriebs des Motors M verringert.
• Bei einer anderen Ausführung eines erfindungsgemäßen Elektrokleingeräts ist statt der Kontakte 14 eine Spule zur induktiven Energieübertragung vorhanden.
• Eine erste Möglichkeit zur akustischen Darstellung des Ladevorgangs und Ladezustands ist in 2 dargestellt. Die Steuerung 3 mißt fortlaufend die Ladezeit t und den Ladestrom I des Energiespeichers 2 am Strommeßwiderstand 5, berechnet die Ladungsmenge Q = I × t, und erzeugt ausgehend von einem Ton mit einer Frequenz f_Start einen Ton, dessen Frequenz proportional zur gespeicherten Ladung erhöht wird, wobei sich die aktuelle Frequenz f ergibt aus f = f_Start + a × Q (a ist ein Proportionalitätsfaktor). Wenn der Ladevorgang beendet ist, hat die Frequenz den Wert f_Stop erreicht. In 2 ist dargestellt, wie die Frequenz linear mit der im Energiespeicher 2 gespeicherten Ladung ansteigt. Der Benutzer erkennt den Abschluß des Ladevorgangs daran, daß entweder kein Ton mehr erzeugt wird, oder ein anderes Signal erzeugt, beispielsweise der Ton mit der Frequenz f_Stop mehrmals wiederholt wird.
• Bei einer Variante wird der Energiespeicher 2 mit konstantem Strom geladen. Im Falle eines Kondensators steigt dessen Spannung U linear mit der Zeit t an. Die Steuerung mißt fortlaufend die Zeit t oder die Spannung U. Die Frequenz f des Signaltons wird proportional zur Kondensatorspannung U bzw. zur Zeit t verändert, d.h. f = f_Start + b × U (b ist ein Proportionalitätsfaktor), oder f = f_Start + c × t (c ist ein Proportionalitätsfaktor). Der Vorteil dieser Variante besteht darin, daß nur ein Parameter gemessen wird, nämlich die Spannung oder die Zeit.
• Anstelle oder zusätzlich zu einer Frequenzänderung kann während des Ladevorgangs auch die Lautstärke geändert werden.

Claims (15)

1. Elektrokleingerät (1) mit einem elektrischen Energiespeicher (2) und einer Einrichtung zum Anzeigen des Ladezustands des Energiespeichers, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein akustisches Anzeigemittel ist.
2. Elektrokleingerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung während eines Ladevorgangs ein akustisches Signal abgibt, mit dem der Ladevorgang akustisch dargestellt wird.
3. Elektrokleingerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein akustisches Signal abgibt, dessen Frequenz und/oder Amplitude sich mit dem sich ändernden Ladezustand ändert.
4. Elektrokleingerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Signalton abgibt, der zu Beginn des Ladevorgangs langsamer wiederholt wird als am Ende des Ladevorgangs oder umgekehrt.
5. Elektrokleingerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein gespeichertes Sprachsignal abgibt.
6. Elektrokleingerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gespeicherte Sprachsignal aus einer rückwärts gezählten Zahlenfolge besteht, deren erste Zahl vom Ladezustand des Energiespeichers zu Beginn des Ladevorgangs abhängt.
7. Elektrokleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung nach Beendigung eines Ladevorgangs ein akustisches Signal abgibt.
8. Elektrokleingerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das akustische Signal während des Ladevorgangs von dem akustischen Signal nach Beendigung des Ladevorgangs unterscheidet.
9. Elektrokleingerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Ton, eine Tonfolge, eine Melodie oder ein Sprachsignal abgibt.
10. Elektrokleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung zum Aufnehmen und Speichern eines individuellen akustischen Signals aufweist.
11. Elektrokleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Doppelschicht-Kondensator als Energiespeicher.
12. Elektrokleingerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch mindestens eine wiederaufladbare Batterie als Energiespeicher.
13. Elektrischer Rasierapparat, gekennzeichnet durch die Merkmale nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Elektrische Zahnbürste, gekennzeichnet durch die Merkmale nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
15. Infrarot-Fieber-Thermometer, gekennzeichnet durch die Merkmale nach einem der Ansprüche 1 bis 12.