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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen
Funksender oder einen Funkempfänger
oder einen Funksendeempfänger, insbesondere
für eine
Fernsteuerungsvorrichtung, in einem Kraftfahrzeug mit einer Steuerungseinheit
und mit einer Antenneneinheit.
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Es
sind generell Schaltungsanordnungen für Funksender, insbesondere
für Fernbedienungsvorrichtungen,
bekannt. Beispielsweise ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 195 08 276 A1 eine lernfähige Sende-Empfangseinrichtung
bekannt, welche einen Eingangsschaltkreis, Ausgangsschaltkreis und
einen Controller umfasst. Eine solche Fernbedienungseinrichtung
ist in der Lage, automatisch Aktuierungssignale zu lernen und Steuersignale,
insbesondere an einen Garangentorantrieb, zu senden. Weiterhin ist
es bekannt, solche universellen Fernbedienungseinrichtungen vorzusehen,
die insbesondere fest in einem Fahrzeug eingebaut sind und mit verschiedenen
fernzubedienenden Einrichtungen, insbesondere verschiedenen Garagentorantrieben
von unterschiedlichen Herstellern und mit unterschiedlichen Aktuierungssignalen,
zusammenarbeiten in der Lage sind. Nachteilig ist bei bekannten
Systemen, dass ein hoher Aufwand getrieben werden muss, um Antennen
bzw. Antenneneinheiten für
eine Mehrzahl von Frequenzenbändern
anpassungsfähig
zu gestalten. Hierbei ist bei universellen Fernbedienungsvorrichtungen
das generelle Problem vorhanden, dass solche universellen Fernbedienungsvorrichtungen für eine sehr
große
Vielzahl von Frequenzbändern und
Aktuierungssignalen geeignet sein müssen und damit auch die Antenneneinheiten
auf solche Frequenzbänder
bzw. Aktuierungssignale eingerichtet bzw. an diese angepasst werden
müssen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung
für einen
Funksender oder einen Funkempfänger
oder einen Funksendeempfänger
in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Fernsteuerungsvorrichtung,
zu schaffen, wobei für
jedes Frequenzband aus einer Mehrzahl von Frequenzbändern mit
einfachen Mitteln eine Anpassung der Antenneneinheit schnell und
kostengünstig
möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Schaltungsanordnung für
einen Funksender oder Funkempfänger
oder einen Funksendeempfänger,
insbesondere für
eine Fernsteuerungsvorrichtung, in einem Kraftfahrzeug gelöst, wobei
die Schaltungsanordnung eine Steuerungseinheit und eine Antenneneinheit
aufweist, wobei ferner die Antenneneinheit zur Anpassung an ein
Frequenzband aus einer Mehrzahl von Frequenzbändern mittels einer Änderung
eines auf einer ersten Steuerleitung von der Steuereinheit zur Antenneneinheit
geleiteten Signals vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist es mit einer solchen
Schaltungsanordnung vorteilhaft möglich, dass die Anpassung der
Antenneneinheit an ein Frequenzband aus der Mehrzahl von Frequenzbändern mit
einfachen Mitteln, nämlich
mit einer einfachen Änderung
eines Steuersignals möglich
ist.
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Bevorzugt
ist erfindungsgemäß insbesondere,
dass das Signal ein Pulsweitenmodulations-Signal (PWM-Signal) ist.
Hierdurch ist es mit besonders einfachen Mitteln möglich, die
Steuerung der Antenneneinheit mittels einer Steuerungseinheit zu
realisieren, wobei die Steuerungseinheit bevorzugt im wesentlichen
eine digitale Steuerungseinheit ist, d. h. mit digitalen Signalen
arbeitet.
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Bevorzugt
ist ferner, dass die Zuleitung eines weiteren Signals auf einer
zweiten Steuerleitung von der Steuerungseinheit zur Antenneneinheit
vorgesehen ist. Durch das Vorsehen eines weiteren Signals ist es,
insbesondere im Zusammenspiel mit der Veränderlichkeit des auf der ersten
Steuerleitung von der Steuerungseinheit zur Antenneneinheit geleiteten
Signals, möglich,
dass noch eine größere Anzahl
von Frequenzbändern
verarbeitet werden kann bzw. entsprechende Signale, die auf solchen
Frequenzbändern
gesendet oder empfangen werden, verarbeitet werden können. Insbesondere
ist es erfindungsgemäß bevorzugt,
dass die Antenneneinheit wenigstens an die Frequenzbänder 418
MHz, 434 MHz, 868 MHz und 915 MHz anpassbar vorgesehen ist. Dadurch
ist es besonders vorteilhaft möglich,
eine Vielzahl vorhandener Steuerungssysteme, insbesondere Garagentorantriebe
und dergleichen mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bzw.
einer erfindungsgemäßen Fernsteuerungsvorrichtung
anzusprechen bzw. zu benutzen.
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Besonders
bevorzugt ist die Steuerungseinheit als ein Mikrocontroller ausgebildet.
Dies hat den Vorteil, dass mit Standardbauteilen und mit vergleichsweise
geringem Aufwand eine Anpassung der Hardware auch an neue zu verarbeitende
Steuerungssysteme bzw. Fernsteuerungssignale möglich ist, da keine Anpassung
von analogen Schaltkreisen erforderlich ist, sondern lediglich eine
Softwareänderung
erforderlich ist.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Anpassung einer Antenneneinheit mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
wobei zur Anpassung an ein Frequenzband aus einer Mehrzahl von Frequenzbändern ein
Signal verändert
wird. Insbesondere im Zusammenspiel mit einem Mikrocontroller ist
es erfindungsgemäß dadurch
möglich,
in einfacher Weise sowohl die Zielsetzung zu erreichen, dass die
Antenneneinheit möglichst
optimal auf die gerade benutzte Frequenz bzw. das gerade benutzte
Frequenzband eingestellt bzw. angepasst ist und zum anderen, dass der
Schaltungsaufwand für
solch eine besonders optimierte Anpassung der Antenneneinheit vergleichsweise
gering gehalten wird. Bevorzugt ist ferner, dass zur Änderung
des Signals das Höhen-Breitenverhältnis des
als Pulsweitenmodulations-Signal vorgesehenen Signals verändert wird.
Ein solches Höhen-Breitenverhältnis bzw.
eine Änderung
hiervon (Veränderung
des sogenannten duty cycle) kann erfindungsgemäß mittels eines Mikrocontrollers
in besonders einfacher Weise digital erzielt werden.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Fernsteuerungsvorrichtung
mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
Die Fernbedienungsvorrichtung ist erfindungsgemäß fest in einem Fahrzeug eingebaut
und ist in der Lage über die
Sendeeinheit Aktuierungssignale abzusetzen, die fernzusteuernde
Vorrichtungen, insbesondere Garagentore oder dergleichen, steuern.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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1 zeigt
schematisch eine Anwendung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bzw. einer
erfindungsgemäßen Fernbedienungsvorrichtung
am Beispiel eines Garagentorantriebs.
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2 zeigt
ein schematisches Blockschaltbild der Fernbedienungsvorrichtung.
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3 zeigt
einen Ausschnitt der Schaltung der Fernbedienungsvorrichtung mit
einer Steuerungseinheit und einer Antenneneinheit.
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In 1 ist
schematisch eine grundsätzliche Anordnung
zur Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
bzw. der erfindungsgemäßen Fernbedienungsvorrichtung 10 dargestellt.
Die Fernbedienungsvorrichtung 10 weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,
insbesondere in einem Gehäuse
oder dergleichen, auf. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann
hierzu beispielsweise auf einer Platine oder einer sonstigen Leiterplattenvorrichtung
oder dergleichen angeordnet sein bzw. hierauf realisiert sein. Hierbei
ist es möglich,
dass die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
sowohl mittels mehrerer diskreter Bauelemente realisiert sein kann,
welche ihrerseits als integrierte Bauelemente, beispielsweise eine
Steuerungseinheit oder dergleichen, vorgesehen sein können, als
auch dass die Schaltung mittels eines integrierten Bauelements vorgesehen
sein kann. Die Fernbedienungsvorrichtung 10, welche im
Folgenden auch als universelle Fernbedienungsvorrichtung 10 bezeichnet
wird, dient im in der 1 dargestellten Beispiel zur
Steuerung eines Motors 30 eines Garagentors 31,
wobei der Motor 30 über
einen nicht dargestellten Empfänger verfügt, welcher
mit der Fernbedienungsvorrichtung 10 über insbesondere eine Funkschnittstelle
d.h. mittels elektromagnetischer Wellen, zu kommunizieren in der
Lage ist. Die Funkschnittstelle ist in 1 mit dem
Bezugszeichen 25 bezeichnet. Serienmäßig wird dem Garagenmotor 30 in
der Regel eine Fernsteuereinheit 20 mitgeliefert, welche
in der Lage ist, ein Signal zu generieren und auszusenden, welches den
Motor 30 aus- und einschaltet bzw. gegebenenfalls noch
weitere Funktionen am Garagentorantrieb steuern kann. Der Motor 30 bzw.
der Garagentorantrieb 30 wird im Folgenden stellvertretend
für eine Vielzahl
möglicher
fernzusteuernder Einrichtungen 30 beschrieben. Erfindungsgemäß ist es
jedoch selbstverständlich
möglich,
sämtliche
solcher Einrichtungen 30, beispielsweise eine Hausbeleuchtung oder
eine Schrankenzufahrt oder eine Tiefgaragenöffnung oder sonstige fernsteuerbare
Einheiten, insbesondere im Eigenheimbereich, mittels der erfindungsgemäßen Fernbedienungsvorrichtung 10 fernzusteuern.
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Die
erfindungsgemäße Fernbedienungsvorrichtung 10 soll
die Fernsteuereinrichtung 20 ersetzen. Die Fernbedienungsvorrichtung 10 ist
insbesondere im Fahrzeug 1 fest eingebaut, so dass, beispielsweise
an der Decke oder im Mittelkonsolenbereich des Fahrzeugs 1 eine
einfach Bedienung der Fernbedienungsvorrichtung 10 zur
Betätigung
des Garagentors 31 möglich
ist. Die von der Fernbedienungsvorrichtung 10 bzw. der
Fernsteuereinheit an dem Garagentorantrieb 30 ausgesandten
Signale sind in 1 mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet.
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In 2 ist
schematisch die Darstellung eines Blockschaltbildes der Fernbedienungsvorrichtung 10 abgebildet.
Die Fernbedienungsvorrichtung 10 weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
auf. Die Schaltungsanordnung weist erfindungsgemäß eine Steuerungseinheit 50 und
eine Antenneneinheit 60 auf. Die Steuerungseinheit 50 verbindet
die Antenneneinheit 60 mit wenigstens einer ersten Steuerleitung 120.
Optional ist es erfindungsgemäß darüber hinaus
vorgesehen, dass die Steuerungseinheit 50 mit der Antenneneinheit 60 über eine
zweite Steuerleitung 110 verbunden ist. In 2 ist
schematisch darüber
hinaus eine Antenne 61 angedeutet, welche entweder mit
der Antenneneinheit 60 verbunden ist oder in dieser integriert
vorgesehen ist. Weiterhin ist in 2 eine Signalquelle mit 51 bezeichnet,
die beispielsweise als Transmitterbaustein oder als Receiverbaustein
oder als Transceiverbaustein ausgebildet sein kann. Die Signalquelle 51 ist
mit der Antenneneinheit 60 über eine Signalleitung 130 verbunden.
Die Antenneneinheit 60 kann erfindungsgemäß insbesondere
als eine diskrete Anordnung von Bauteilen oder auch als integrierte Schaltung
vorgesehen sein. Im Folgenden wird jedoch der Fall eines diskreten
Aufbau der Antenneneinheit 60 dargestellt.
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In 3 ist
die Antenneneinheit 60 bzw. deren Schaltungsanordnung in
schematischer Weise dargestellt. Erkennbar ist neben der ersten
Steuerleitung 120, welcher einen Eingang der Antenneneinheit 60 darstellt,
die zweite Steuerleitung 110 und die Signalleitung 130.
Als weiterer Anschluss der Antenneneinheit 60 ist eine
Spannungsversorgung 105 vorgesehen.
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Erfindungsgemäß ist die
Fernbedienungsvorrichtung 10 in mehreren Betriebszuständen bzw. Betriebsmodi
einsatzfähig.
Beispielsweise ist die Fernbedienungsvorrichtung 10 bzw.
die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
in einem sogenannten Trainingsmodus einstellbar, bei dem ein von
der Antenne 61 aufgenommenes Signal von der Fernbedienungsvorrichtung 10 aufgenommen
und erkannt (gesampelt) wird. Weiterhin ist es möglich, dass die Fernbedienungsvorrichtung 10 in
einem Transmitmode (Sendebetriebszustand) bei dem eine Sendeeinheit,
welche mit der Antenneneinheit 60 verbunden ist oder in
welchen die Antenneneinheit integriert ist, ein zur Steuerung beispielsweise
eines Garagentormotors 30 vorgesehenes Aktuierungssignal
aussendet. Eine solche Sendeeinheit bzw. eine entsprechende Empfangseinheit
bzw. eine entsprechende Funksendeeinheit erzeugt bzw. empfängt Sendefrequenzen
in den zugelassenen Frequenzbändern
beispielsweise 27 MHz, 30 MHz, 40 MHz, 418 MHz, 433 MHz, bzw. 868
MHz bzw. 915 MHz, bevorzugt 418, 433, 868, 915 MHz. Unter einem
Frequenzband kann erfindungsgemäß durchaus
auch verstanden werden, dass beispielsweise die relativ niederfrequenten Frequenzbänder 27
MHz, 30 MHz, 40 MHz als ein einziges vergleichsweise (niederfrequentes)
Frequenzband behandelt werden und dass die weiteren Frequenzbänder 418
MHz, 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz ihrerseits als seperate Frequenzbänder behandelt
werden. Insbesondere für
den Übertragungsmodus
bzw. Sendebetriebsmodus sollte die Anpassung der Antenneneinheit 60 an
die Frequenzbänder
besonders gut sein um eine größtmögliche Effizienz bzw.
Anpassung zu erreichen, so dass zum einem die Qualität des ausgesandten
Signals den Anforderungen genügt
und dass zum anderen die Effizienz des Sendevorgangs besonders hoch
ist. Hierfür
ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
für die Fernsteuerungsvorrichtung 10 vorgesehen,
wobei in der Antenneneinheit 60 bevorzugt eine Varaktordiode
D106 vorgesehen ist, welche zur Anpassung einer Schleifenantenne
STR1 vorgesehen ist. Mittels einer Ansteuerung der Varaktordiode
D106 mittels der ersten Steuerleitung 120 ist es möglich, die
Anpassung der Schleifenantenne STR1, d. h. der Antenne 61,
an verschiedene Frequenzbänder
zu optimieren. Als Antenne 61 ist erfindungsgemäß bevorzugt
eine Schleifenantenne vorgesehen, jedoch können auch andere Antennenanordnungen
vorgesehen sein. Die Antenneneinheit 60 empfängt über die
erste Steuerleitung 120 erfindungsgemäß insbesondere ein pulsweitenmoduliertes
(PWM-) Signal. Bei einem solchen Signal kann das Höhen-Breitenverhältnis von
wenigstens einem der beiden logischen Zustände verändert werden. Im Englischen
wird von einer Veränderung
des duty cycle gesprochen. Das pulsweitenmodulierte Signal der ersten
Steuerleitung 120 wird mittels eines Kondensators C135
und eines weiteren Kondensators C170 bzw. mit Hilfe von Widerständen R129
sowie R128 zur Einspeisung an einen der Anschlusspins der Varaktordiode
D106 aufbereitet, insbesondere geglättet. Mittels des Kondensators
C127 wird das vorbereitete und von der Varaktordiode D106 beeinflusste
Signal der Antenne STR1 zugeführt.
Zur Aufbereitung des an der ersten Steuerleitung 120 anliegenden
PWM-Signals dient auch eine Induktivität L117. An dem zweiten Anschluss 110, welcher
insbesondere als ein Anschluss für
ein binäres
Datensignal vorgesehen ist, ist es erfindungsgemäß möglich, eine weitere Induktivität L111 parallel zur
Varaktordiode D106 zu schalten, so dass die Anpassung der Antenne
STR1 auf die Frequenzbänder 868
MHz bzw. 915 MHz möglich
ist bzw. für
diese Frequenzbänder
eine besonders gute Anpassung erzielt wird, wobei zur Anpassung
an eines dieser Frequenzbänder
wiederum das an der ersten Steuerleitung 120 anliegende
PWM-Signal genutzt wird. Ohne die Schaltung der Induktivität L111 kann
mittels des PWM-Signals beispielsweise eine Auswahl zwischen dem
418 MHz Band und dem 433 MHz Band erfolgen. An einer Signalleitung 130 wird
das auszusendende Signal im 400 MHz Bereich bzw. im 800 MHz bis
915 MHz Bereich in die Antenneneinheit 60 eingekoppelt.
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Zur
Auswahl der Zuschaltung oder Abschaltung der Induktivität L111 sieht
die Antenneneinheit 60 erfindungsgemäß insbesondere einen Transistor Q107
vor.
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Bei
dem Transistor Q107 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere
um einen Transistor vom Typ BCR505 bei dem Widerstand R123 handelt es
sich insbesondere um eine 1 kΩ Widerstand.
Bei dem Kodensator C108 handelt es sich erfindungsgemäß um einen
Kondensator mit einer Kapazität
von 100 pF. Bei dem Kondensator C140 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere
um einen solchen mit einer Kapazität von 100 pF. Bei den Dioden
D114 bzw. D122 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere um Dioden vom
Typ BAR64. Bei dem Kondensator C130 handelt es sich erfindungsgemäß um einen
solchen mit einer Kapazität
von 4,7 pF. Bei dem Kondensator C127 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere
um einen solchen mit einer Kapazität von 2 pF. Bei der Induktivität L111 handelt
es sich erfindungsgemäß insbesondere
um eine solche von der Größe 18 nH.
Bei der Varaktordiode D106 handelt es sich beispielsweise um ein
Bauteil vom Typ BBY65. Die Induktivität L117 weist erfindungsgemäß insbesondere
eine Größe von 220
nH auf. Der Kondensator C170 weist insbesondere eine Kapazität von 4,7
nF auf. Der Widerstand R128 weist erfindungsgemäß insbesondere einen Widerstandswert von
10 kΩ auf.
Der Kondensator C135 weist erfindungsgemäß insbesondere eine Kapazität von 10
nF auf. Der Widerstand R129 weist insbesondere einen Widerstandswert
von 22 kΩ auf.
Der optionale Kondensator C400 weist erfindungsgemäß insbesondere eine
Kapazität
von 18 pF auf.
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- 1
- Fahrzeug
- 10
- Bedienungsvorrichtung
- 20
- Fernsteuereinheit
- 25
- Funkschnittstelle
- 30
- fernzusteuernde
Einheit/Motor/Garagentorantrieb
- 31
- Garagentor
- 50
- Steuerungseinheit
- 60
- Antenneneinheit
- 61
- Antenne
- 110
- zweite
Steuerleitung
- 120
- erste
Steuerleitung
- 130
- Signalleitung
- 105
- Spannungsversorgung
- D
106
- Varaktordiode
- Q107
- Transistor