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Die
Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Installationsgerät gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise bei der Gebäudesystemtechnik
verwendet werden.
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Im
Rahmen bestehender Systeme in der Elektroinstallationstechnik, insbesondere
der Gebäudesystemtechnik,
sind elektrische Installationsgeräte bekannt, welche sich beispielsweise
mit Hilfe einer geeigneten Inbetriebnahmesoftware programmieren lassen.
Es wird hierzu beispielsweise auf den Katalog 2006 der Busch-Jaeger
Elektro GmbH, Seiten 344–353,
Katalog-Nr. BJE 0001-0-0985/08.05/0502-B, dpi 401481 hingewiesen. 9 zeigt
ein den Stand der Technik dokumentierendes elektrisches Installationsgerät der Gebäudesystemtechnik
und zwar auf der linken Seite eine schematische Schaltungsanordnung
der wesentlichen Baukomponenten (logischer Geräteaufbau) und auf der rechten
Seite im oberen Bereich eine Sicht auf ein Bedienteil (physikalischer
Geräteaufbau)
und im unteren Bereich eine Sicht auf eine Unterputzeinheit (physikalischer
Geräteaufbau).
Das elektrische Installationsgerät
besteht aus zwei Hauptkomponenten, einem Bedienteil 1 und
einer Unterputzeinheit 6.
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Das
auf die Unterputzeinheit 6 aufsteckbare Bedienteil (Applikationsmodul) 1 weist
eine einfache Benutzerschnittstelle 2 und eine Schnittstelle 5 zur Unterputzeinheit 6 auf.
Besitzt das Bedienteil 1 eine hinreichend komplexe Funktionalität, so wird
auch im Bedien teil 1 eine Verarbeitungseinheit 3 vorgesehen, welche
einen nichtflüchtigen
Speicher 4 aufweist. Diese Verarbeitungseinheit (Mikrocontroller) 3 ist zwischen
Benutzerschnittstelle 2 und Schnittstelle 5 geschaltet.
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Im
Regelfall sind die Ressourcen in der Unterputzeinheit 6 aus
Kostengründen
lediglich für
einfache Standardanwendungen vorgesehen. Die Unterputzeinheit 6 weist
eine Schnittstelle 7 auf, welche über eine Verbindung 14 für Energieversorgung
sowie eine Verbindung 15 für Kommunikation mit der Schnittstelle 5 verbunden
ist. Eine einen nichtflüchtigen
Speicher (z.B. EEPROM) 9 aufweisende Verarbeitungseinheit
(Mikrokontroller) 8 ist einerseits mit der Schnittstelle 7,
andererseits mit einer Busankopplung 10 verbunden, an welche
ein Bussystem 12 angeschlossen ist. Sowohl die Schnittstelle 7 als auch
die Verarbeitungseinheit 8 werden unter Verwendung einer
Energieversorgung 11 versorgt, welche entweder über ein
230-Volt-Versorgungsnetzes oder über
das Bussystem 12 gespeist wird.
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Auf
der rechten Seite der 9 sind im oberen Bereich mehrere
Bedienelemente (Tastwippen) 19 sowie ein Abdeckrahmen 18 des
Bedienteils 1 und im unteren Bereich ein Tragring 20,
ein Gerätesockel 21 und
die Schnittstelle 7 der Unterputzeinheit 6 zu erkennen.
Bei der eingangs erwähnten
Programmierung werden funktionsbestimmende Daten im Allgemeinen über das
vorliegende Bussystem (beispielsweise KNX/EIB) 12 oder
lokal an das elektrische Installationsgerät übertragen und im Speicher 9 abgespeichert.
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Über die
Schnittstelle 5/7 zwischen Bedienteil 1 und
Unterputzeinheit 6 (beispielsweise PEI-physical external
interface im Kontext von KNX/EIB) werden Energieversorgung und Kommunikation
zwischen den Verarbeitungseinheiten 3 und 8 realisiert.
Um die funktionsbestimmenden Daten im Bedienteil 1 auswerten
zu können,
müssen
diese unter Nutzung beider Verarbeitungseinheiten 3, 8 in
den nichtflüchtigen
Speicher 4 des Bedienteils 1 geladen werden. Somit
werden Ressourcen im Sinne von Speicherplatz und Rechenzeit ineffizient
genutzt. Des Weiteren wird der mögliche
Funktionsumfang des elektrischen Installationsgerätes 1 + 6 durch
die Wahl der Verarbeitungseinheit 8 in der Unterputzeinheit 6 definiert
und damit gegenüber
späteren Änderungen
unflexibel.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein an Änderungen flexibel anpassbares
elektrisches Installationsgerät
anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch
die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass ein flexibles und effizientes Konzept für Geräte der Elektroinstallationstechnik
vorgeschlagen wird. Funktionsbestimmende Daten des Installationsgerätes können jederzeit
in einfacher Art und Weise geändert
werden. Applikationen können „nachgeladen" werden. Das Konzept
ist medienunabhängig,
d.h. es ist universell für busfähige und
nicht busfähige
Installationsgeräte einsetzbar,
auch ist keine spezielle Art des Busses vorgeschrieben. Das Installationsgerät wird nur
dann mit einem Erweiterungsmodul bestückt, wenn der damit erzielbare
Nutzen auch gewünscht
wird, ansonsten ist der Betrieb des Installationsgerätes auch
ohne Erweiterungsmodul möglich
(Endkundenorientierung). Mit der vorgeschlagenen Plattform-Bauweise sind
Fertigungsvorteile durch Modularität und letztlich Kostenvorteile
verknüpft.
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Weitere
Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
elektrisches Installationsgerät
mit einfacher Benutzerschnittstelle und Erweiterungsmodul,
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2 ein
als Dimmaktor ausgeführtes
elektrisches Installationsgerät,
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3 ein
elektrisches Installationsgerät
mit einem Bedienteil ohne eigene Verarbeitungseinheit,
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4 ein
elektrisches Installationsgerät
mit komplexer Benutzerschnittstelle und Erweiterungsmodul,
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5 ein
als Kompaktgerät
ausgebildetes elektrisches Installationsgerät mit Benutzerschnittstelle
und Erweiterungsmodul,
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6, 7, 8 unterschiedliche
Ausführungsformen
eines Erweiterungsmoduls,
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9 ein
elektrisches Installationsgerät
der Gebäudesystemtechnik
gemäß dem Stand
der Technik.
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In 1 ist
ein elektrisches Installationsgerät mit einfacher Benutzerschnittstelle
und Erweiterungsmodul dargestellt (linke Seite: logischer Geräteaufbau,
rechte Seite: physikalischer Geräteaufbau von
Bedienteil (oben) und Unterputzeinheit (unten)). Der Aufbau des
Bedienteils 1 mit einfacher Benutzerschnittstelle 2,
Verarbeitungseinheit 3, Speicher 4, Schnittstelle 5,
Abdeckrahmen 18 und Bedienelemente 19 ist wie
unter 9 beschrieben. Der Aufbau der Unterputzeinheit 6 mit
Schnittstelle 7, Verarbeitungseinheit 8, Speicher 9,
Busankopplung 10, Energieversorgung 11, Tragring 20 und
Gerätesockel 21 ist
wie unter 5 beschrieben. Zusätzlich ist
in der Unterputzeinheit 6 ein Steckplatz zur optionalen Aufnahme
eines Erweiterungsmoduls 13 vorgesehen. Dies erhöht die Flexibilität des elektrischen
Installationsgerätes
beträchtlich.
Das Erweiterungsmodul 13 weist Anschlüsse für Verbindungen 22 mit
der Schnittstelle 7, der Verarbeitungseinheit 8 und
der Busankopplung 10 sowie eine Verbindung 24 mit
der Energieversorgung 11 auf. Außer den Verbindungen 14, 15 ist
eine zusätzliche
Verbindung 16 für
das Erweiterungsmodul (Speicherzugriff) zwischen den Schnittstellen 5 und 7 vorgesehen.
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Das
als eigenständige
Einheit in das elektrische Installationsgerät eingebrachte Erweiterungsmodul 13 enthält einen
nichtflüchtigen
Speicher zur Aufnahme der funktionsbestimmenden Daten. Der direkte
Zugriff seitens beider Verarbeitungseinheiten 3, 8 auf
das Erweiterungsmodul 13 wird dadurch ermöglicht,
dass einerseits für
den Speicherzugriff eine Technologie verwendet wird, welche den
Zugriff mehrerer Teilnehmer er laubt – beispielsweise I2C-Bus
(inter-integrated circuit bus) – und
andererseits die entsprechenden Datenleitungen-siehe Verbindungen 16 und 22-an
der Schnittstelle 5/7 zwischen Unterputzeinheit 6 und
Bedienteil 1 und zwischen Erweiterungsmodul 13 und
Schnittstelle 7/Verarbeitungseinheit 8/Busankopplung 10 zur
Verfügung
gestellt werden. Dies erhöht
die Effizienz des elektrischen Installationsgerätes. Beim vorgeschlagenen I2C-Bus (Verbindungen 16/22)
wird vorteilhaft eine schnelle serielle Verbindung genutzt.
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Diese
erfindungsgemäße Ausgestaltung
des elektrischen Installationsgerätes erlaubt den Einsatz von
mehr als zwei Verarbeitungseinheiten 3, 8 sowie die
Kommunikation dieser Verarbeitungseinheiten untereinander. Somit
lassen sich die Vorteile auf Geräte
anwenden, die weitere Verarbeitungseinheiten aufweisen, welche die
funktionsbestimmenden Daten nutzen, beispielsweise Dimmaktoren mit
zusätzlicher
Verarbeitungseinheit. Ein Beispiel mit drei miteinander kommunizierenden
Verarbeitungseinheiten 3, 8, 23 ist in 2 dargestellt,
welche ein als Dimmaktor ausgeführtes
elektrisches Installationsgerät
zeigt. Die Unterputzeinheit 6 weist zusätzlich eine Verarbeitungseinheit 23 zur
Bildung eines Dimmaktors auf. Diese Verarbeitungseinheit 23 kann
dann vorteilhafterweise ebenfalls wie die Verarbeitungseinheiten 3 und 8 beispielsweise über den
I2C-Bus (Verbindungen 22) auf den
Speicher des Erweiterungsmoduls 13 zugreifen.
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Die
Erfindung ist nicht auf elektrische Installationsgeräte der Gebäudesystemtechnik
(beispielsweise unter Verwendung von EIB oder Powerline) beschränkt, sondern
lässt sich
universell auch bei elektrischen Installationsgeräten der
konventionellen Elektroinstallationstechnik umsetzen. 3 zeigt hierzu
ein elektrisches Installationsgerät mit einem Bedienteil ohne
eigene Verarbeitungseinheit (linke Seite: logischer Geräteaufbau,
rechte Seite: physikalischer Geräteaufbau
von Bedienteil (oben) und Unterputzeinheit (unten)). Der Aufbau
des Bedienteils 1 mit einfacher Benutzerschnittstelle 2,
Schnittstelle 5, Abdeckrahmen 18 und Bedienelement 19 ist
wie unter 9 beschrieben, wobei jedoch
Verarbeitungseinheit 3 und Speicher 4 entfallen.
Der Aufbau der Unterputzeinheit 6 mit Schnittstelle 7,
Verarbeitungseinheit 8 und Energieversorgung 11,
Tragring 20 und Gerätesockel 21 ist
wie unter 9 beschrieben, wobei jedoch
Speicher 9 und Busankopplung 10 entfallen und
zusätzlich
in der Unterputzeinheit 6 ein Steckplatz zur optionalen
Aufnahme des Erweiterungsmoduls 13 inklusive der Verbin dungen 22, 24 vorgesehen
ist. Durch Einstecken eines entsprechenden Erweiterungsmoduls 13 können beispielsweise
die folgenden elektrischen Installationsgeräte realisiert werden:
- • Konstantlichtregler
mit Dimmung der Beleuchtung in Abhängigkeit des Tageslichts,
- • Azimutsteuerung,
bei welcher ein „Astroprogramm" die Jalousie-Fahrzeiten
automatisch an die jeweils aktuellen Sonnenaufgangszeiten und Sonnenuntergangszeiten
anpasst,
- • Lichtszenensteuerung
mit Vorgabe des Helligkeitsniveaus und der zugehörigen Übergangszeit (fade time).
- • Lichtmanagement,
bei welchem Dimmer + Timer dafür
sorgen, dass eine Beleuchtung zu festgelegten Schaltzeiten in festgelegten
(unterschiedlichen) Helligkeitsstufen geschaltet wird.
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Diese
Ausführungsbeispiele
sind selbstverständlich
auch bei den weiteren vorgeschlagenen elektrischen Installationsgeräten (mit
Bussystem) realisierbar.
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4 zeigt
ein elektrisches Installationsgerät mit einem Bedienteil 1,
welches über
eine komplexe Benutzerschnittstelle 17 (UI-user interface),
beispielsweise Display 26 + Bedienelemente (Tastwippen) 19 an
Stelle einer einfachen Benutzerschnittstelle verfügt, ansonsten
entspricht der Aufbau dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 (linke
Seite: logischer Geräteaufbau,
rechte Seite: physikalischer Geräteaufbau
von Bedienteil (oben) und Unterputzeinheit (unten)). Durch die erfindungsgemäße Realisierung
des Gerätekonzepts
in Richtung auf einen gemeinsamen Speicherzugriff können die
funktionsbestimmenden Daten in einfacher Art und Weise über die
zur Verfügung
gestellte komplexe Benutzerschnittstelle 17 – respektive
Display 26 + Bedienelemente 19 – bearbeitet
werden, wodurch eine Konfiguration des elektrischen Installationsgerätes zur
Laufzeit ermöglicht
wird.
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Die
Erfindung ist selbstverständlich
nicht auf elektrische Installationsgeräte beschränkt, welche aus den beiden über Schnittstellen 5, 7 trennbaren/verbindbaren
Hauptkomponenten Bedienteil 1 und Unterputzeinheit 6 aufgebaut
sind, sondern ist vielmehr auch bei Kompaktgeräten einsetzbar, bei welchen
Bedienteil und Unterputzeinheit in einem einzigen Gehäuse vereinigt
sind. 5 zeigt ein derartiges Kompaktgerät 27 mit
Benut zerschnittstelle 2, Verarbeitungseinheit 8,
optionalem Erweiterungsmodul 13 inklusive Verbindungen 22, 24,
Energieversorgung 11, Abdeckrahmen 18, Bedienelement 19, Tragring 20 und
Gerätesockel 21 (linke
Seite: logischer Geräteaufbau,
rechte Seite: physikalischer Geräteaufbau
mit Sicht auf das Kompaktgerät
mit montiertem Bedienelement (oben) und demontiertem Bedienelement
(unten)).
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Vorstehend
wird davon ausgegangen, dass das elektrische Installationsgerät einen
Steckplatz zur optionalen Aufnahme eines Erweiterungsmoduls aufweist.
Der Vorteil des direkten Speicherzugriffs respektive des direkten
Zugriffs auf das Erweiterungsmodul 13 von mehreren Verarbeitungseinheiten
aus bleibt selbstverständlich
erhalten, wenn das Erweiterungsmodul 13 inklusive Verbindungen 22, 24 und eventuell 16 bereits
herstellerseitig fest eingebaut wird, bzw. lediglich ein nichtflüchtiger
Speicher als eigenständige
Einheit bzw. Erweiterungsmodul 13 eingebracht wird.
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Mit
Hilfe von entsprechend ausgestalteten Erweiterungsmodulen 13 ist
eine Anpassung des elektrischen Installationsgerätes an geänderte Anforderungen zu einem
beliebigen Zeitpunkt möglich.
Somit wird es beispielsweise möglich,
- • den
Funktionsumfang eines elektrischen Installationsgerätes zu einem
späteren
Zeitpunkt durch Einsatz oder Austausch des Erweiterungsmoduls 13 zu
erweitern → Upgrade,
- • die
Software eines bereits im elektrischen Installationsgerät befindlichen
Erweiterungsmoduls 13 zu aktualisieren → Update (Betriebssystemaktualisierung).
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Die
Erweiterungsmodule 13 weisen stets einen nichtflüchtigen
Speicher auf und können
zusätzlich
- • über eine
eigene Verarbeitungseinheit und/oder
- • über eine
einfache Benutzerschnittstelle verfügen.
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Somit
können
beispielsweise alternative Inbetriebnahmeverfahren für die Gebäudesystemtechnik „nachgerüstet" werden.
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In
diesem Zusammenhang zeigt
- • 6 ein Erweiterungsmodul 13 mit
nichtflüchtigem
Speicher 28 und einer eigenen Verarbeitungseinheit 29,
- • 7 ein
Erweiterungsmodul 13 mit nichtflüchtigem Speicher 28,
Verarbeitungseinheit 29 und einfacher Benutzerschnittstelle 30,
- • 8 ein
Erweiterungsmodul 13 mit einfacher Benutzerschnittstelle,
bei welchem mittels zweier Bedienelemente 31 dieser Benutzerschnittstelle beispielsweise
unterschiedliche Betriebsarten eingestellt werden können.
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Für die an
ein Bussystem angeschlossenen elektrischen Installationsgeräte sind
durch Einsatz des Erweiterungsmoduls 13 beispielsweise
folgende funktionalen Erweiterungen realisierbar:
- • es können alternative
Inbetriebnahmeverfahren eingeführt
werden
- • es
ist eine Adaptierbarkeit auf andere Medien gegeben
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Bei
allen Ausführungsbeispiele
(Installationsgeräte
mit/ohne Betrieb über
Bus) können
mittels des Erweiterungsmoduls 13 Applikationen „nachgeladen" werden.
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Auch
wenn die vorstehend erläuterten
Installationsgeräte
eine Benutzerschnittstelle 2, 17 aufweisen, ist
die Erfindung dennoch auf Installationsgeräte ohne derartige Benutzerschnittstelle
anwendbar, z.B. bei Aktoren zum Deckeneinbau.
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- 1
- Bedienteil
(Applikationsmodul)
- 2
- einfache
Benutzerschnittstelle
- 3
- Verarbeitungseinheit
- 4
- nichtflüchtiger
Speicher
- 5
- Schnittstelle
- 6
- Unterputzeinheit
- 7
- Schnittstelle
- 8
- Verarbeitungseinheit
- 9
- nichtflüchtiger
Speicher
- 10
- Busankopplung
- 11
- Energieversorgung
- 12
- Bussystem
- 13
- Erweiterungsmodul
- 14
- Verbindung
für Energieversorgung
- 15
- Verbindung
für Kommunikation
- 16
- Verbindung
für Erweiterungsmodul
(Speicherzugriff)
- 17
- komplexe
Benutzerschnittstelle
- 18
- Abdeckrahmen
- 19
- Bedienelemente
(Tastwippen)
- 20
- Tragring
- 21
- Gerätesockel
- 22
- Verbindung
für Erweiterungsmodul
- 23
- Verarbeitungseinheit
- 24
- Verbindung
mit der Energieversorgung
- 25
- Energieversorgungsleitungen
- 26
- Display
- 27
- Kompaktgerät
- 28
- nichtflüchtiger
Speicher
- 29
- Verarbeitungseinheit
- 30
- Benutzerschnittstelle
- 31
- Bedienelement