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Die
Erfindung betrifft ein System, eine Fernbedienung und ein Verfahren.
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Aus
dem Nachschlagewerk Wikipedia, insbesondere der deutschsprachigen
Ausgabe unter dem Stichwort RFID in der Version vom 15. Januar 2007
und der englischsprachigen Ausgabe in der Version vom 13. Januar
2007, ist Radio Frequency Identification, abgekürzt RFID, als Verfahren zur
automatischen Identifikation und Lokalisierung von Objekten bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige,
robuste Fernbedienung für elektronisches
Gerät und
ein Verfahren zur Fernbedienung zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe bei dem System nach den in Anspruch 1, bei der Fernbedienung
nach den in Anspruch 2 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch
5, 6, 7 oder 11 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung eines Systems zum Fernbedienen eines elektronischen
Geräts sind,
dass das System ein Gerät
und zumindest eine einen Transponder umfassende Fernbedienung, insbesondere
ein Fernbedienungshandteil, umfasst, wobei die Fernbedienung Eingabemittel
umfasst, wobei das Gerät
Mittel zum zumindest zeitweisen Aussenden eines Anfragesignals,
insbesondere Funkwellenzug, umfasst, wobei der Transponder derart ausgeführt ist
und mit den Eingabemitteln zumindest elektrisch derart verbunden
ist, dass ein von der Betätigung
der Eingabemittel abhängiges
Antwortsignal erzeugbar ist, wobei das Gerät Mittel zum Detektieren und
Auswerten des Antwortsignals umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass
eine batteriebetriebene Versorgung der Fernbedienung verzichtbar
ist. Auch andere Energiespeicher, wie beispielsweise Brennstoffzellen sind
verzichtbar. Somit ist eine robuste, also kostengünstige Fernbedienung
bereitgestellt. Das Gerät
ist somit einfach aus der Ferne bedienbar. Die Fernbedienung ist
vorteilhaft frei beweglich und nicht ortsgebunden.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung einer Fernbedienung, umfassend einen passiven
Transponder, insbesondere RFID-Transponder, sind dass Eingabemittel,
insbesondere Tasten, vorgesehen sind, mit dem die Reaktion des Transponders
auf Funksignale, insbesondere durch Aussenden von Antwortsignalen
oder eines Antwortsignalwellenzugs, beeinflussbar ist. Somit ist
das Antwortverhalten eines einfach modifizierbar und insbesondere
durch einen Bediener veränderbar.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Antwortsignale durch
Modifikation und/oder Reflektion eines Abfragesignals erzeugbar.
Von Vorteil ist dabei, dass die im Abfragesignal gespeicherte Energie unmittelbar,
also ohne eine zusätzliche
Energiequelle, wie etwa eine Batterie oder Brennstoffzelle, zur Datenübermittlung
nutzbar ist.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung ist zur Beeinflussung des Transponders
ein Reaktionsverhalten aus einer endlichen Menge von Reaktionsverhalten
auswählbar,
insbesondere über
Tasten. Von Vorteil ist dabei, dass Befehle aus einem Reservoir von
Befehlen auswählbar
sind, die an ein elektronisches Gerät übermittelbar sind. Insbesondere
ist der Befehlsvorrat, der durch die Fernbedienung an ein elektronisches
Gerät übermittelbar
ist, erweitert gegenüber
bloßen
binären
Kommandos wie Ein-Aus.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung eines Verfahrens zum Fernbedienen eines elektronischen
Geräts
mittels einer zumindest einen Transponder umfassenden Fernbedienung,
insbesondere Fernbedienungshandteil, wobei die Fernbedienung Eingabemittel
umfasst, sind, dass
- – vom Gerät mindestens zeitweise Funkwellen ausgesendet
werden,
- – der
Transponder aus diesen mit Energie versorgt wird,
- – der
Transponder ein vom Betätigen
der Eingabemittel abhängiges
Antwortsignal erzeugt,
- – das
Antwortsignal vom Gerät
detektiert wird und die Bedienfunktion und/oder der Parameter des Gerätes entsprechend
ausgeführt
und/oder beschrieben werden.
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Somit
ist vorteilhaft ein Verfahren bereitgestellt, mit dem eine Fernbedienung
eines elektronischen Geräts
die zu ihrem Betrieb notwendige Energie von dem Gerät bezieht,
ohne an dieses gebunden zu sein, insbesondere durch eine Versorgungsleitung oder
eine Kontaktstelle.
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In
einer alternativen Ausbildung des Verfahrens ist am Gerät ein Lesegerät oder Abfragegerät, insbesondere
ein RFID-Reader, vorgesehen, das oder der RFID-Tags identifiziert,
und es ist ein Transponder, umfassend ein RFID-Tag, vorgesehen,
der mittels Tasten modifiziert oder mittels Eingabemitteln beeinflusst
wird zur Fern-Übermittlung
von Bedienfunktion an das Gerät.
Von Vorteil ist dabei, dass für die
Erfindung preisgünstige
und technologisch gut beherrschbare RFID-Tags einsetzbar sind, deren
Reaktionsverhalten sicher beeinflussbar ist zur Bereitstellung eines
kostengünstigen,
fehlerarmen Verfahrens zur Fernbedienung.
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Wichtige
Merkmale einer alternativen Ausbildung des Verfahrens zum Fernbedienen
eines elektronischen Geräts
mittels einer zumindest einen Transponder umfassenden Fernbedienung,
insbesondere Fernbedienungshandteil, sind, dass
- – vom Gerät mindestens
zeitweise Funkwellen ausgesendet werden,
- – von
der Fernbedienung die Funkwellen abgeschwächt oder reflektiert und mittels
Betätigen
von
Eingabemitteln der Fernbedienung zwischen mehreren verfügbaren Modifikations-Modi
gewählt
wird,
wobei jeder Modus einer Bedienfunktion und/oder einem
Parameter des elektronischen Geräts
zugeordnet ist,
- – und
dass das Gerät
die Modifikation der Funkwellen erfasst und daraus die gewählte Bedienfunktion
und/oder die Parameter bestimmt.
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Von
Vorteil ist dabei insbesondere, dass Bedienfunktionen und Parameter übergebbar
sind, die zur Bedienung von komplexeren elektronischen Geräten benötigt werden.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung wird das elektronische Gerät von einem
Umrichter umfasst und/oder ist ein Frequenzumrichter. Von Vorteil ist
dabei, dass industrielle Anlagen, beispielsweise Fertigungsanlagen,
mit dem Verfahren bedienbar sind. Somit sind die Antriebe der Anlage,
die vorteilhaft mit einem Umrichter kompakt in einem Gerät integriert
sind, an schwer zugänglichen
Stellen der Anlage montierbar und einfach und kostengünstig, beispielsweise
zur Wartung, fernbedienbar.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung ist das elektronische Gerät ein Fernseher,
eine Stereoanlage, ein DVD-Abspielgerät, ein Radio und/oder ein Computer
oder es ist von einem solchen Gerät umfasst wird. Von Vorteil
ist dabei, dass ein Verfahren bereitgestellt ist, dass im privaten
Haushalt oder in haushaltsähnlichen
Situationen einsetzbar ist.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das elektronische Gerät ein Display
oder andere Anzeigemittel aufweist, über die mit der Fernbedienung eine
interaktive Bedienung ausgeführt
wird. Von Vorteil ist dabei, Werte oder Rückmeldungen des elektronischen
Geräts über eine
Distanz übermittelbar sind,
ohne dass in der Fernbedienung Anzeigemittel aufweisen muss. Somit
ist eine Batteriespeisung der Fernbedienung selbst für die Anzeige
von Informationen vom elektronischen Gerät verzichtbar.
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Wichtige
Merkmale bei der Erfindung eines Verfahrens zur Fernbedienung mehrerer
elektronischer Geräte
sind, dass die elektronischen Geräte zeitlich versetzte Synchronisationssignale
ausgeben, insbesondere über
ein Display, LED-Anzeigen oder Anzeigemittel, oder aussenden, auf
die ein Benutzer mit einer Fernbedienung zeitnah reagiert zur Auswahl
des angesprochenen Geräts,
insbesondere durch Betätigen
von Eingabemitteln der Fernbedienung. Von Vorteil ist dabei, dass
eines von mehreren elektronischen Geräten auswahlbar ist, deren Funkbereiche
für die
Abfragesignale sich überlappen. Eine
Vielzahl auf die Einzelgeräte
abgestimmter Fernbedienungen ist verzichtbar.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung wird die zeitliche Versetzung
der Synchronisationssignale dadurch erreicht, dass jedes elektronische
Gerät einen Puls
aussendet, der von den übrigen
Geräten
empfangen und ausgewertet wird, beispielsweise über Modulation auf die gemeinsame
Leitung zur Leistungsversorgung oder über einen Datenbus. Von Vorteil
ist dabei, dass Mehrdeutigkeiten bei der Auswahl des gewünschten
Geräts,
das bedient werden soll, vermeidbar sind. Zusätzlich ist die zeitliche Dauer
des Auswahlprozesses verringerbar, da Sicherheitspausen zur Umgehung
von Abstimmungsproblemen vermeidbar sind.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung werden die nicht ausgewählten elektronischen
Geräte
in einen Wartezustand versetzt, insbesondere bis die Bedienung des
ausgewählten
Geräts
abgeschlossen ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Störung des
Bedienvorgangs durch die nicht ausgewählten Geräte vermeidbar ist.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung werden die elektronischen Geräte durch
eine gesonderte Funktion der Fernbedienung zum Aussenden von Synchronisationssignalen
veranlasst. Von Vorteil ist dabei, dass die elektronischen Geräte in einem
Wartezustand vorhaltbar sind, wodurch die Strahlungsbelastung durch
Abfragesignale und der Energieverbrauch der Geräte reduzierbar ist.
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Bei
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst der Sensor Mittel zum Umwandeln elektromagnetischer Wellen,
wie Radarwellen oder dergleichen, in elektrischen Strom zur Versorgung
einer elektronischen Schaltung des Sensors und die elektronische
Schaltung umfasst Mittel zum Bestimmen der physikalischen Größen oder
deren Änderung,
und der Sensor sendet Informationen über die bestimmten Werte der
physikalischen Größen oder
deren Änderung
mittels elektromagnetischer Wellen zurück. Von Vorteil ist dabei,
dass mit einer oder mehreren Frequenzen Energie und Informationen über die
Messwerte übertragbar
sind.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht
auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich
weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten
von Ansprüchen
und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung
und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder
der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die
Erfindung wird nun anhand der einzigen Abbildung näher erläutert:
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In
der 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeichnet.
Ein Umrichter 1 ist an ein Stromversorgungsnetz 2 angeschlossen
und versorgt über ein
Anschlusskabel 3 einen Elektromotor 4.
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Der
Umrichter 1 umfasst eine elektronische Steuerung 10,
eine Wechselrichter-Leistungsendstufe,
ein Handbediengerät 5 mit
Display 6, Tasten 7 und einer Schnittstelle 8 und
ein Lesegerät
in Form eines Readers 9.
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Der
Umrichter 1 ist über
Bedienfunktionen und/oder Parameter und/oder Parametersätze steuerbar
oder beeinflussbar. Diese Bedienfunktionen und/oder Parameter und/oder
Parametersätze
sind über
ein Handbediengerät 6 anwählbar und/oder
aktivierbar, indem in Interaktion mit einem Display 6 entsprechende
Tasten 7 betätigt
werden. Alternativ ist der Umrichter über eine elektronische Schnittstelle 8 durch
einen tragbaren PC bedienbar.
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Eine
Liste der Bedienfunktionen umfasst die Änderung oder die Vorgabe der
Solldrehzahl, des Solldrehmoments, der Arbeitstaktfrequenz der Pulsweitenmodulation,
die Einrichtung oder Modifikation einer Drehzahlrampe und weitere,
für das
elektronische Gerät,
den Umrichter 1, typische Funktionen, beispielsweise andere
Parameter und/oder Parametersätze.
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Zur
Aktivierung und/oder Auswahl der Bedienfunktionen und/oder zur Festlegung
von Parametern des Umrichters 1 ist außerdem eine Fernbedienung 19 einsetzbar,
die eine Antenne 14, eine elektronische Schaltung 15,
Tasten 16, einen Puffer 17 in Form von Kondensatoren
und vorzugsweise ein Speichermedium 18 umfasst. Die Fernbedienung 19 umfasst
somit einen RFID-Transponder.
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Zur
Bedienung des Umrichters 1 mittels der Fernbedienung 19 wird
die Antenne 14 in den Nah-Wirkbereich des elektromagnetischen
Wechselfeldes 12 gebracht. Die Antenne 14 ist
mit einer elektronischen Schaltung 15 derart elektrisch
verbunden, dass bestimmte Anteile des elektromagnetischen Wechselfeldes 12 besonders
absorbiert werden. Diese Absorption, die eine Modulation 13 des
Wechselfeldes 12 bewirkt, ist mit dem Reader 9 detektierbar. Über Tasten 16 der
Fernbedienung 19 ist die elektronische Schaltung 15 derart
modifizierbar, dass je nach betätigter
Taste 16 unterschiedliche Anteile des Wechselfeldes 12 absorbiert
werden. Die resultierende unterschiedliche Modulation des Wechselfeldes 12 wird
am Reader 9 detektiert, und es werden daraus die betätigten Tasten 16 bestimmt.
Die bestimmten Tasten 16 werden von der elektronischen
Steuerung 10 in Bedienfunktionen und/oder Steuerbefehle für den Umrichter
umgesetzt und vom Umrichter ausgeführt. Das Beschreiben von Parametern
des Umrichters ist also von den betätigten Eingabemitteln, wie
Tasten 16 der Fernbedienung 19, beeinflussbar.
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Bei
einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
ist die Fernbedienung 19 im Fernbereich des Wechselfeldes 12 angeordnet,
und die Antenne 14 mit der angeschlossenen elektronische Schaltung 15 bewirkt
eine Reflektion des Wechselfeldes 12, die als Modulation 13 am
Reader 9 detektiert wird. Hierbei ist durch Tasten 16 an
der Fernbedienung 19 das Spektrum des reflektierten Wechselfeldes
beeinflussbar, und diese Beeinflussung wird wiederum am Reader ermittelt
und in Steuerbefehle und/oder Bedienfunktionen des Umrichters übersetzt.
Der Vorgang der Reflektion kann im Sinne eines Echos eine zeitliche
Verzögerung
zwischen Abfragesignal und Antwortsignal umfassen, die beispielsweise
durch eine Bearbeitung des Abfragesignals im Transponder bewirkt
ist.
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Die
Fernbedienung 19 verfügt über einen Puffer 17 in
Form von Kondensatoren. Diese Kondensatoren werden über den
vom Wechselfeld 12 in der Antenne 14 induzierten
und nachfolgend gleichgerichteten Strom aufgeladen. Aus dem Puffer 17 ist die
elektronische Schaltung 15 versorgbar.
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Weiter
ist ein Speichermedium 18 vorgesehen, auf das die elektronische
Schaltung 15 zugreift. Vorteilhaft ist somit eine Tastenfolge
betätigbar,
im Speichermedium 18 ablegbar und beim einem weiteren Umrichter
abrufbar unter Vermeidung eines nochmaligen Betätigens aller Tasten der Tastenfolge. Es
ist also auf einfache Weise ein und dieselbe Befehlsfolge an eine
Vielzahl von Umrichtern 1 übermittelbar.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung gibt der Umrichter 1 über das
Display 6 oder allgemeine Anzeigemittel Rückmeldungen
oder Befehlsbestätigungen
oder Befehlsauswahlmöglichkeiten
aus zur Interaktion mit dem Benutzer der Fernbedienung 19.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung ist über die Fernbedienung 19 der
Frequenzkanal oder die Frequenzkanäle interaktiv wählbar, auf
dem oder denen ein elektromagnetisches Wechselfeld 12 abgestrahlt
wird. Somit sind vorteilhaft mehrere Umrichter 1 bedienbar, deren
Wirkbereiche der vom jeweiligen Reader 9 abgestrahlten
Wechselfelder überlappen. Beispielsweise
durchläuft
die Anzeige auf dem Display 6 eine Abfolge von Frequenzkanälen und/oder Frequenzbereichen,
auf die der Benutzer durch Betätigen
einer Taste 16 der Fernbedienung 19 zeitnah reagiert
zur Auswahl eines Frequenzkanals und/oder Frequenzbereichs. Hierbei
wird unter zeitnah ein kurzer Zeitabstand im Vergleich zu dem zeitlichen
Abstand zweier Anzeigezustände
oder im Vergleich zu der Verweildauer eines Anzeigezustands verstanden.
Beispielsweise ist eine zeitnahe Reaktion auf eine Anzeige ein Betätigen während des
Anzeigens oder ein Betätigen
in der ersten Hälfte,
vorzugsweise im ersten Drittel, der Pause zwischen zwei Anzeigezustände.
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Alternativ
oder zusätzlich
gibt jeder Umrichter 1 über
das Display 6 oder andere Anzeigemittel wie LED ein Synchronisationssignal
aus, auf das der Benutzer durch zeitnahes Betätigen einer speziellen Taste 16 auf
der Fernbedienung 19 reagieren muss zur Aktivierung eines
Bedienungsvorgangs und/oder zur Übergabe
von Parametern an den entsprechende Umrichter. Da räumlich nahe
gelegene Umrichter 1 zeitlich versetzte Synchronisationssignale
ausgeben, ist der angesprochene Umrichter 1 vom Benutzer
mit einer Fernbedienung 19 auswahlbar. Die anderen Umrichter 1,
die eine Modifikation ihres Wechselfeldes 12 detektieren,
die nicht zeitnah zum eigenen Synchronisationssignal erfolgt, gehen
vorzugsweise in einen Wartezustand über. Aus diesem Wartezustand
sind diese Umrichter durch Betätigen
einer speziellen Taste oder einer speziellen Tastenkombination an
der Fernbedienung 19 und/oder durch anderweitiges Aussenden
eines Signals in den Zustand zurück
versetzbar, in welchem erneut Synchronisationssignale ausgesendet
werden. Hierbei wird unter zeitnah ein kurzer Zeitabstand im Vergleich
zu dem zeitlichen Abstand zweier Synchronisationssignale oder im
Vergleich zu der Verweildauer eines Synchronisationssignale verstanden.
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Das
Aussenden der Synchronisationssignale ist in einer Weiterbildung
ebenfalls durch die Fernbedienung 19 startbar.
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Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
sendet ein Abfragegerät,
umfassend ein Lesegerät,
einen hochfrequenten elektromagnetischen Wellenzug, der über Außenantenne des
Abfragegeräts
abgestrahlt wird und von einer Innenantenne des Transponders empfangen
wird. Das Abfragegerät
umfasst eine erste elektronische Schaltung, die insbesondere zur
Generierung des Wellenzugs einsetzbar ist. Unter Wellenzug wird
in dieser Schrift nicht nur ein Einzelpuls sondern auch eine Pulsfolge
verstanden.
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Der
Transponder weist hierbei eine weitere elektronische Schaltung auf,
die ihre Versorgungsenergie aus dem genannten Wellenzug bezieht.
Außerdem
umfasst diese weitere elektronische Schaltung mindestens einen hochintegrierten
Chip, wie Mikroprozessor oder dergleichen, an den eine Tastatur und/oder
berührungssensitive
Felder angeschlossen ist bzw. sind. Die weitere elektronische Schaltung sendet
nach dem Beginn des Eintreffens des beschriebenen Wellenzuges einen
Wellenzug zurück, der
derart moduliert und/oder codiert ist, dass Informationen über die
betätigten
Tasten von der ersten elektronischen Schaltung empfangen und bearbeitet werden
können.
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Vorteilhaft
ist bei dem Einsatz der genannten Transponder, dass die Hochfrequenz
fast beliebig wählbar
ist, insbesondere sind Transponder im erfindungsgemäßen System
mit Frequenzen von 100 kHz oder auch bis 10 GHz einsetzbar.
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Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
sind erste und weitere elektronische Schaltung als eine einzige
elektronische Schaltung, insbesondere hochintegriert, ausgeführt.
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Bei
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
sind auch Transponder einsetzbar, bei denen die verschiedene Frequenzen
für Energie- und
Informationsübertragung
verwendet werden. Somit stören
sich die zugehörigen
Wellen nicht, und es ist sogar ein im Wesentlichen gleichzeitiger
Energie- und Informationsaustausch zum Transponder hin und vom Transponder
her ausführbar.
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Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
sendet die Fernbedienung auf einen Tastendruck hin Signale an den
Umrichter, ohne dass zuvor ein Abfrageimpuls oder ein Wellenzug
vom Umrichter ausgesendet wird. Dabei bezieht die Fernbedienung
ihre Energie zum Aussenden aus der Energie, die beim Betätigen der
Tasten aufgewendet wird. Die Tasten der Fernbedienung sind also mit
Piezoelementen und elektronischen Schaltungen und Antennen verbunden,
so dass die mechanische Energie des Betätigens zumindest teilweise
mittels der Piezoelemente in elektrische Energie umgewandelt wird,
und mittels der elektronischen Schaltungen zu jeder gedrückten Taste
ein identifizierendes Signal generiert wird, welches mit der elektrischen
Energie, oder Teilen davon, über
eine Antenne ausgesendet wird.
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Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
sind statt der Piezoelemente andere Generator-Systeme einsetzbar,
die elektrische Energie erzeugen, wie beispielsweise Wiegand-Drähte.
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Die
Erfindung ist vorteilhaft bei weiteren elektrischen und elektronischen
Geräten
einsetzbar, an denen Bedienfunktionen auswahlbar und/oder Parameter
festlegbar sind oder die Bedienbefehle ausführen können. Beispiele für derartige
elektronische Geräte
sind Fernseher, Radios, Musik-Anlagen, Beleuchtungssysteme, Klimatisierungsanlagen
und allgemein elektronische Geräte,
bei denen konventionelle, batteriebetriebene Fernbedienungen zum
Einsatz kommen. Vorteil der Erfindung ist allgemein, dass die Batterieversorgung
verzichtbar ist.
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- 1
- Umrichter
- 2
- Stromversorgungsnetz
- 3
- Anschlusskabel
- 4
- Elektromotor
- 5
- Handbediengerät
- 6
- Display
- 7
- Taste
- 8
- Schnittstelle
- 9
- Reader
- 10
- Elektronische
Steuerung
- 11
- Leistungsendstufe
- 12
- elektromagnetisches
Wechselfeld
- 13
- Modulation
- 14
- Antenne
- 15
- Elektronische
Schaltung
- 16
- Taste
- 17
- Puffer
- 18
- Speichermedium
- 19
- Fernbedienung