DE102009033786B4 - Device and method for capacitive data transmission - Google Patents

Device and method for capacitive data transmission Download PDF

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Abstract

Server-Einrichtung, aufweisend eine Server-Schaltung (S) mit einer ersten Server-Elektrode (S1),
wobei die erste Server-Elektrode (S1) mit einer ersten Client-Elektrode (C1) zumindest einer Client-Einrichtung kapazitiv koppelbar ist,
wobei die Server-Schaltung (S) Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Wechselfeldes (fc) aufweist, welches an der ersten Server-Elektrode (S1) abstrahlbar ist und in die erste Client-Elektrode (C1) einkoppelbar ist, sodass sich zwischen Server-Einrichtung und Client-Einrichtung ein Stromkreis (I) bildet,
wobei eine Client-Schaltung (C) der zumindest einen Client-Einrichtung ausgestaltet ist, eine Impedanz in dem Stromkreis (I) zu verändern, was eine Lastveränderung für die Server-Schaltung (S) bewirkt, und
wobei die Server-Schaltung (S) Mittel (D, D2) zum Detektieren der von der zumindest einen Client-Schaltung (C) bewirkten Lastveränderung in der Server-Schaltung (S) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Server-Schaltung (S) eine zweite Server-Elektrode (S2) aufweist, wobei die zweite Server-Elektrode (S2) mit einer zweiten Client-Elektrode (C2)...Server device comprising a server circuit (S) with a first server electrode (S1),
wherein the first server electrode (S1) is capacitively coupled to a first client electrode (C1) of at least one client device,
wherein the server circuit (S) comprises means for generating an alternating electric field (fc), which at the first server electrode (S1) can be emitted and coupled into the first client electrode (C1), so that between server device and client device forms a circuit (I),
wherein a client circuit (C) of the at least one client device is configured to change an impedance in the circuit (I), causing a load change for the server circuit (S), and
the server circuit (S) having means (D, D2) for detecting the load change in the server circuit (S) caused by the at least one client circuit (C),
characterized in that
the server circuit (S) has a second server electrode (S2), wherein the second server electrode (S2) is connected to a second client electrode (C2) ...

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Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Server-Einrichtung und eine Client-Einrichtung, welche kapazitiv miteinander koppelbar sind und ausgestaltet sind, eine Datenübertragung zwischen der Client-Einrichtung und der Server-Einrichtung abzuwickeln. Schaltereignisse und/oder physikalische Messgrößen und/oder andere Daten werden dabei über die kapazitive Koppelung zwischen der Server-Einrichtung und der Client-Einrichtung an die Server-Einrichtung übertragen und dort ausgewertet.The invention relates to a server device and a client device, which are capacitively coupled to each other and are configured to handle a data transfer between the client device and the server device. Switching events and / or physical measured variables and / or other data are transmitted via the capacitive coupling between the server device and the client device to the server device and evaluated there.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur kapazitiven Datenübertragung zwischen einer erfindungsgemäßen Client-Einrichtung und einer erfindungsgemäßen Server-Einrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Mobilgerät mit einer erfindungsgemäßen Server-Einrichtung und eine Eingabeeinrichtung mit einer zumindest einer erfindungsgemäßen Client-Einrichtung, wobei Schaltereignisse an der Eingabeeinrichtung bzw. eine Dateneingabe an der Eingabeeinrichtung kapazitiv an das mobile Gerät übertragbar sind.The invention further relates to a method for capacitive data transmission between a client device according to the invention and a server device according to the invention. Furthermore, the invention relates to a mobile device with a server device according to the invention and an input device with at least one client device according to the invention, wherein switching events on the input device or a data input to the input device can be transferred capacitively to the mobile device.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Einrichtungen zur kapazitiven Datenübertragung zwischen einer Client-Einrichtung und einer Server-Einrichtung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei werden die Server-Einrichtung und die Client-Einrichtung derart relativ zueinander angeordnet, dass zwischen einer Elektrode der Server-Einrichtung und einer Elektrode der Client-Einrichtung eine kapazitive Koppelung herstellbar ist. Über die kapazitive Koppelung der Elektroden und dem Bediener der Client-Einrichtung, welcher beispielsweise an der Client-Einrichtung ein Schaltereignis auslöst, wird über Erde zu der geerdeten Server-Einrichtung ein Stromkreis geschlossen. Aus dem Strom wird das Betätigen eines Schalters bzw. ein Schaltereignis detektiert.Devices for capacitive data transmission between a client device and a server device are known from the prior art. In this case, the server device and the client device are arranged relative to one another such that a capacitive coupling can be produced between an electrode of the server device and an electrode of the client device. Via the capacitive coupling of the electrodes and the operator of the client device, which, for example, triggers a switching event at the client device, a circuit is closed via ground to the grounded server device. From the current, the actuation of a switch or a switching event is detected.

Nachteilig hierbei ist, dass diese Art der Signalübertragung bzw. der Übertragung eines Schaltereignisses von der Client-Einrichtung an die Server-Einrichtung sehr stark von der kapazitiven Koppelung des Anwenders zu Erde bzw. von der kapazitiven Koppelung der Server-Einrichtung zu Erde abhängt. Sehr schwache kapazitive Koppelungen zu Erde können dazu führen, dass ein Schaltereignis von der Server-Einrichtung nicht bzw. nicht korrekt detektiert wird. Zudem spielen auch kapazitive Umwelteinflüsse eine erhebliche Rolle, welche die Signalübertragung beeinflussen können.The disadvantage here is that this type of signal transmission or the transmission of a switching event of the client device to the server device depends very much on the capacitive coupling of the user to earth or by the capacitive coupling of the server device to earth. Very weak capacitive couplings to ground can lead to a switching event not being detected or incorrectly detected by the server device. In addition, capacitive environmental influences also play a significant role, which can influence the signal transmission.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch die Bildung des Stromkreises über den Anwender weitere kapazitive Störgrößen die Signalübertragung beeinflussen können.Another disadvantage is that the formation of the circuit via the user further capacitive disturbances can affect the signal transmission.

Besonders nachteilig wirkt sich die aus dem Stand der Technik bekannte Art der Signalübertragung bei Batterie- oder Akkumulator-betriebenen Server-Einrichtungen aus, da bei diesen die kapazitive Koppelung zu Erde sehr gering sein kann, so dass die Spannung an den Elektroden der Server- bzw. Client-Einrichtung erhöht werden muss, damit eine Signalübertragung zwischen der Client-Einrichtung und der Server-Einrichtung sicher gewährleistet werden kann. Die erhöhte Spannung wirkt sich einerseits nachteilig auf den Stromverbrauch der Batterie- bzw. der Akkumulator-betriebenen Server-Einrichtung aus. Andererseits sind die EMV-Eigenschaften deutlich schlechter als bei niedrigeren Spannungen.Particularly disadvantageous is known from the prior art type of signal transmission in battery or accumulator-powered server devices, since in these the capacitive coupling to earth can be very low, so that the voltage at the electrodes of the server or Client device must be increased so that a signal transmission between the client device and the server device can be safely ensured. On the one hand, the increased voltage adversely affects the power consumption of the battery or accumulator-operated server device. On the other hand, the EMC properties are significantly worse than at lower voltages.

So ist es etwa aus der DE 103 15 845 A1 ein System bekannt, dessen Komponenten zur Abwicklung eines Datentransfers zwischen einem Sender und einem Empfänger ausgestaltet sind. Der Datentransfer erfolgt auf kapazitivem Wege. Der Sender weist eine Elektrode auf, an welcher ein elektrisches Wechselfeld emittiert wird. Das emittierte elektrische Wechselfeld wird in eine Koppelfläche des Empfängers einkoppelt. Dadurch bildet sich eine kapazitive Koppelung zwischen der Elektrode des Senders und der Koppelfläche des Empfängers aus, wobei der Stromkreis zwischen Sender und Empfänger über Erde geschlossen wird. Die Empfängereinrichtung weist zudem eine Einrichtung auf, um den Wechselstromkreis in vorbestimmten Abständen zu belasten, wobei die Belastung senderseitig durch den Sender festgestellt werden kann.So it is from the DE 103 15 845 A1 a system is known whose components are designed to handle a data transfer between a transmitter and a receiver. The data transfer takes place capacitively. The transmitter has an electrode at which an alternating electric field is emitted. The emitted alternating electric field is coupled into a coupling surface of the receiver. This forms a capacitive coupling between the electrode of the transmitter and the coupling surface of the receiver, wherein the circuit between the transmitter and receiver is closed via ground. The receiver device also has a device to load the AC circuit at predetermined intervals, wherein the load can be determined transmitter side by the transmitter.

Aus der DE 35 00 816 A1 Steuergerät bekannt, welches aus einer Bedieneinheit und aus einem Ausbausteuergerät besteht. Zum Bedienen des Ausbausteuergerätes wird die Bedieneinheit in die Nähe des Ausbausteuergerätes gebracht. Bedieneinheit und Ausbausteuergerät weisen jeweils Mittel auf, um die Bedieneinheit beispielsweise induktiv, kapazitiv oder optisch mit dem Ausbausteuergerät zu koppeln. Über die induktive, kapazitive oder optische Koppelung erfolgt die Übertragung der in der Bedieneinheit für die Ausbausteuerung erzeugten Steuersignale. Die Bedieneinheit und die Ausbausteuerung können jeweils über zwei Koppelmittel verfügen, um eine Datenübertragung zwischen Ausbausteuergerät und Bedieneinrichtung in beide Richtungen zu ermöglichen. Bei der kapazitiven Koppelung wird der elektrische Wechselstromkreis ebenfall über Erde geschlossen.From the DE 35 00 816 A1 Control unit known, which consists of an operating unit and a building control unit. To operate the building control unit, the operating unit is brought into the vicinity of the building control unit. The operating unit and the construction control unit each have means for coupling the operating unit, for example, inductively, capacitively or optically with the construction control unit. About the inductive, capacitive or optical coupling, the transmission of the control signals generated in the control unit for the control system. The operating unit and the expansion control can each have two coupling means to allow data transmission between the ECU and control unit in both directions. In the capacitive coupling of the electrical AC circuit is also closed via ground.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Server-Einrichtung und eine Client-Einrichtung bereitzustellen, wobei eine Signal- bzw. Datenübertragung zwischen der Server-Einrichtung und zumindest einer Client-Einrichtung auch bei schlechten kapazitiven Umwelt- bzw. Umgebungsbedingungen sicher abwickelbar ist. Dabei soll auch der Energieverbrauch, welcher für die Abwicklung der Signal- bzw. Datenübertragung notwendig ist, so gering wie möglich gehalten werden.The object of the invention is therefore a server device and a client device to provide, with a signal or data transmission between the server device and at least one client device even in bad capacitive environmental or environmental conditions is safe to handle. In this case, the energy consumption, which is necessary for the processing of the signal or data transmission, should be kept as low as possible.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Server-Einrichtung, eine Client-Einrichtung und ein Verfahren zur kapazitiven Datenübertragung zwischen einer Server-Einrichtung und zumindest einer Client-Einrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a server device, a client device and a method for capacitive data transmission between a server device and at least one client device according to the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Demnach wird eine Server-Einrichtung bereitgestellt, aufweisend eine Server-Schaltung mit einer ersten Server-Elektrode und einer zweiten Server-Elektrode, wobei die erste Server-Elektrode mit einer ersten Client-Elektrode zumindest einer Client-Einrichtung kapazitiv koppelbar ist und die zweite Server-Elektrode mit einer zweiten Client-Elektrode der zumindest einen Client-Einrichtung kapazitiv koppelbar ist, wobei die Server-Schaltung Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Wechselfeldes aufweist, welches an der ersten Server-Elektrode abstrahlbar ist und in die erste Client-Elektrode einkoppelbar ist, sodass sich zwischen Server-Einrichtung und Client-Einrichtung ein Stromkreis bildet, welcher durch die kapazitive Koppelung zwischen der zweiten Client-Elektrode und der zweiten Server-Elektrode geschlossen wird, wobei eine Client-Schaltung der zumindest einen Client-Einrichtung ausgestaltet ist, eine Impedanz in dem Stromkreis zwischen der ersten Client-Elektrode und der zweiten Client-Elektrode verändern, was eine Lastveränderung für die Server-Schaltung bewirkt, und wobei die Server-Schaltung Mittel zum Detektieren der von der zumindest einen Client-Schaltung bewirkten Lastveränderung in der Server-Schaltung aufweist.Accordingly, a server device is provided, comprising a server circuit having a first server electrode and a second server electrode, wherein the first server electrode is capacitively coupled to a first client electrode of at least one client device and the second server Electrode with a second client electrode of the at least one client device is capacitively coupled, wherein the server circuit comprises means for generating an alternating electric field, which is radiatable at the first server electrode and can be coupled into the first client electrode, such that a circuit is formed between the server device and the client device, which is closed by the capacitive coupling between the second client electrode and the second server electrode, wherein a client circuit of the at least one client device is configured, an impedance in the circuit between the first client electrode and the second client Change the electrode, which causes a load change for the server circuit, and wherein the server circuit comprises means for detecting the load change in the server circuit caused by the at least one client circuit.

Indem der Stromkreis über die zweite Client-Elektrode und die zweite Server-elektrode geschlossen wird, kann die kapazitive Signal- bzw. Datenübertragung abgewickelt werden, ohne dass kapazitive Koppelung der Client-Einrichtung und/oder der Servereinrichtung gegen Erde notwendig sind. Kapazitive Störeinflüsse aufgrund der Koppelungen gegen Erde werden so effizient vermieden.By closing the circuit via the second client electrode and the second server electrode, the capacitive signal transmission can be handled without the need for capacitive coupling of the client device and / or the server device to ground. Capacitive interference due to the couplings to earth are thus efficiently avoided.

Die erste Server-Elektrode und die zweite Server-Elektrode können eine im Wesentlichen identische Elektrodengeometrie aufweisen, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn die Server-Einrichtung nur sehr schwach mit Erde gekoppelt ist.The first server electrode and the second server electrode may have a substantially identical electrode geometry, which is particularly advantageous when the server device is only very weakly coupled to ground.

Die Mittel zum Detektieren der Lastveränderung können ein erstes Mittel zum Detektieren einer Lastveränderung an der ersten Server-Elektrode und/oder ein zweites Mittel zum Detektieren einer Lastveränderung an der zweiten Server-Elektrode umfassen. Damit kann die Qualität der kapazitiven Koppelung zwischen der Server-Einrichtung und einer Client-Einrichtung detektiert werden, etwa durch Auswerten der Amplituden des Stromes an der ersten Server-Elektrode und an der zweiten Server-Elektrode.The means for detecting the load change may comprise a first means for detecting a load change at the first server electrode and / or a second means for detecting a load change at the second server electrode. Thus, the quality of the capacitive coupling between the server device and a client device can be detected, for example by evaluating the amplitudes of the current at the first server electrode and at the second server electrode.

Die Mittel zum Erzeugen des elektrischen Wechselfeldes können einen Schwingkreis, vorzugsweise einen LC-Serienschwingkreis mit einem Generator (G) zum Beaufschlagen des Schwingkreises mit einer elektrischen Wechselgröße oder einen freilaufenden Oszillator umfassen.The means for generating the alternating electric field may include a resonant circuit, preferably an LC series resonant circuit with a generator (G) for acting on the resonant circuit with an electrical variable or a free-running oscillator.

Die von dem Generator erzeugte Wechselgröße kann hinsichtlich der Frequenz und/oder der Amplitude einstellbar sein.The variable generated by the generator can be adjustable in terms of frequency and / or amplitude.

Die Amplitude der Wechselgröße kann in Abhängigkeit des Stromes an der zweiten Server-Elektrode regelbar sein.The amplitude of the alternating variable can be regulated as a function of the current at the second server electrode.

Vorteilhaft ist es, die Mittel zum Detektieren einer Lastveränderung in der Server-Schaltung so auszugestalten, dass Lastveränderungen, welche von unterschiedlichen Clientschaltungen bewirkt werden, detektiert werden können.It is advantageous to configure the means for detecting a load change in the server circuit in such a way that load changes caused by different client circuits can be detected.

Die Lastveränderung kann eine Amplitudenmodulation und/oder eine Frequenzmodulation und/oder eine Phasenmodulation des Stromes in dem Stromkreis bewirken. Die Mittel zum Detektieren einer Lastveränderung in der Server-Schaltung sind dabei vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Amplitudenmodulation und/oder die Frequenzmodulation und/oder die Phasenmodulation des Stromes zu detektiert werden kann.The load change may cause an amplitude modulation and / or a frequency modulation and / or a phase modulation of the current in the circuit. The means for detecting a load change in the server circuit are preferably designed so that the amplitude modulation and / or the frequency modulation and / or the phase modulation of the current can be detected.

Bereitgestellt wird auch eine Client-Einrichtung, welche zum Zusammenwirken mit einer erfindungsgemäßen Server-Einrichtung ausgestaltet ist, aufweisend eine Client-Schaltung mit einer ersten Client-Elektrode und einer zweiten Client-Elektrode, wobei die erste Client-Elektrode mit der ersten Server-Elektrode kapazitiv koppelbar ist und die zweite Client-Elektrode mit der zweiten Server-Elektrode kapazitiv koppelbar ist, wobei ein von der ersten Server-Elektrode abgestrahltes elektrisches Wechselfeld in die erste Client-Elektrode einkoppelbar ist, sodass sich zwischen Server-Einrichtung und Client-Einrichtung ein Stromkreis bildet, welcher durch die kapazitive Koppelung zwischen der zweiten Client-Elektrode und der zweiten Server-Elektrode geschlossen wird, und wobei die Client-Schaltung Mittel zum Verändern einer Impedanz in dem Stromkreis zwischen der ersten Client-Elektrode und der zweiten Client-Elektrode aufweist, was eine Lastveränderung für die Server-Schaltung bewirkt.Also provided is a client device configured to cooperate with a server device according to the invention, comprising a client circuit having a first client electrode and a second client electrode, wherein the first client electrode is connected to the first server electrode capacitively coupled and the second client electrode with the second server electrode is capacitively coupled, wherein a radiated from the first server electrode alternating electric field is coupled into the first client electrode, so that between the server device and client device a Circuit forms, which by the capacitive coupling between the second client electrode and the second server electrode is closed, and wherein the client circuit comprises means for varying an impedance in the circuit between the first client electrode and the second client electrode, causing a load change for the server circuit ,

Die erste Client-Elektrode und die zweite Client-Elektrode weisen vorzugsweise eine im Wesentlichen identische Elektrodengeometrie auf.The first client electrode and the second client electrode preferably have a substantially identical electrode geometry.

Vorteilhaft ist es, die Client-Schaltung mit dem in die erste Client-Elektrode eingekoppelten elektrischen Wechselfeld mit Energie zu versorgen.It is advantageous to provide the client circuit with the coupled into the first client electrode alternating electric field with energy.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, eine Modulationseinrichtung zum Verändern der Impedanz in dem Stromkreis zwischen der ersten Client-Elektrode und der zweiten Client-Elektrode bereitzustellen, welche ausgestaltet ist die Impedanz mit einer Frequenz zu ändern. Dies hat den Vorteil, dass Impedanzänderungen zwischen der ersten Client-Elektrode und der zweiten Client-Elektrode besonders gut in der Server-Einrichtung detektierbar sind.It has been found to be particularly advantageous to provide modulation means for varying the impedance in the circuit between the first client electrode and the second client electrode, which is designed to change the impedance at a frequency. This has the advantage that impedance changes between the first client electrode and the second client electrode can be detected particularly well in the server device.

Die Frequenz kann indikativ für eine Client-Einrichtung sein, um die Client-Einrichtung für die Server-Einrichtung von weiteren Client-Einrichtungen unterscheidbar zu machen.The frequency may be indicative of a client device to distinguish the client device for the server device from other client devices.

Die Client-Einrichtung kann einen Frequenzteiler aufweisen, wobei die Frequenz, mit welcher die Impedanz verändert wird, von dem Frequenzteiler, welcher die Frequenz des eingekoppelten elektrischen Wechselfeldes teilt, bereitgestellt wird.The client device may comprise a frequency divider, wherein the frequency at which the impedance is changed is provided by the frequency divider which divides the frequency of the coupled alternating electric field.

Vorteilhaft ist auch, die Mittel zum Verändern der Impedanz in dem Stromkreis zwischen der ersten Client-Elektrode und der zweiten Client-Elektrode so auszugestalten, dass die Impedanz mit einer Frequenz geändert wird, welche indikativ für eine Annäherung der Client-Einrichtung an die Server-Einrichtung ist, sobald die Client-Schaltung mit Energie aus dem eingekoppelten elektrischen Wechselfeld versorgt wird. Damit kann auf besonders einfache Weise eine Annäherungsdetektion der Client-Einrichtung an die Servereinrichtung realisiert werden, selbst wenn der Stromkreis nicht über Erde geschlossen werden kann.It is also advantageous to configure the means for varying the impedance in the circuit between the first client electrode and the second client electrode in such a way that the impedance is changed at a frequency which is indicative of an approach of the client device to the server device. Device is as soon as the client circuit is supplied with energy from the coupled alternating electric field. This can be realized in a particularly simple manner an approach detection of the client device to the server device, even if the circuit can not be closed via ground.

Mit unterschiedlichen Frequenzen, mit welchen die Impedanz verändert wird, können an die Server-Einrichtung zu übertragenden Daten codiert werden.With different frequencies with which the impedance is changed, data to be transmitted to the server device can be coded.

Die Modulationseinrichtung kann einen Schalter, vorzugsweise einen elektronischen Schalter umfassen, welcher mit einer Frequenz schaltbar ist, sodass die Impedanz zwischen der ersten Client-Elektrode und der zweiten Client-Elektrode im geschlossen Zustand des Schalters verschieden zur Impedanz zwischen der ersten Client-Elektrode und der zweiten Client-Elektrode im geöffneten Zustand des Schalters ist.The modulation means may comprise a switch, preferably an electronic switch, which is switchable at a frequency such that the impedance between the first client electrode and the second client electrode in the closed state of the switch is different than the impedance between the first client electrode and the first second client electrode in the open state of the switch.

Bereitgestellt wird auch eine Client-Einrichtung, welche zum Zusammenwirken mit einer erfindungsgemäßen Server-Einrichtung ausgestaltet ist, aufweisend eine Client-Schaltung mit einer Client-Elektrode, wobei die Client-Elektrode mit der ersten Server-Elektrode der Server-Einrichtung kapazitiv koppelbar ist, wobei ein von der ersten Server-Elektrode abgestrahltes elektrisches Wechselfeld in die Client-Elektrode einkoppelbar ist, sodass sich zwischen Server-Einrichtung und Client-Einrichtung ein Stromkreis bildet, welcher durch die kapazitive Koppelung zwischen der zweiten Server-Elektrode und einer Auskoppel-Elektrode der Client-Einrichtung über Erde geschlossen wird, wobei die Client-Schaltung Mittel zum Verändern einer Impedanz in dem Stromkreis zwischen der Client-Elektrode und der Auskoppel-Elektrode aufweist, was eine Lastveränderung für die Server-Schaltung bewirkt.Also provided is a client device, which is designed to cooperate with a server device according to the invention, comprising a client circuit having a client electrode, wherein the client electrode is capacitively coupled to the first server electrode of the server device, wherein a radiated from the first server electrode alternating electric field is coupled into the client electrode, so that between the server device and client device, a circuit is formed, which by the capacitive coupling between the second server electrode and a decoupling electrode of the Client device is closed via ground, wherein the client circuit comprises means for varying an impedance in the circuit between the client electrode and the decoupling electrode, which causes a load change for the server circuit.

Die zweite Server-Elektrode der Server-Einrichtung kann durch die Server-Einrichtung selbst, etwa durch ein elektrisch leitfähiges Gehäuse oder durch die Leiterplatte gebildet werden.The second server electrode of the server device may be formed by the server device itself, such as by an electrically conductive housing or by the circuit board.

Ferner wird ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen einer Server-Einrichtung und zumindest einer Client-Einrichtung bereitgestellt, wobei die zumindest eine Client-Einrichtung relativ zur Server-Einrichtung derart anordenbar ist, dass eine erste Server-Elektrode der Server-Einrichtung mit einer ersten Client-Elektrode der Client-Einrichtung und eine zweite Server-Elektrode der Server-Einrichtung mit einer zweiten Client-Elektrode der Client-Einrichtung kapazitiv koppelbar sind, wobei das verfahren umfasst:

  • – Erzeugen eines elektrischen Wechselfeldes und Abstrahlen des elektrischen Wechselfeldes an der ersten Server-Elektrode, sodass es in die erste Client-Elektrode eingekoppelt wird und sich zwischen Server-Einrichtung und Client-Einrichtung ein Stromkreis bildet, welcher durch die kapazitive Koppelung zwischen der zweiten Client-Elektrode und der zweiten Server-Elektrode geschlossen wird, wobei die Impedanz in dem Stromkreis zwischen der ersten Client-Elektrode und der zweiten Client-Elektrode durch die Client-Einrichtung entsprechend der zu übertragenden Daten veränderbar ist, und
  • – Erfassen der Lastveränderung in dem Stromkreis an der ersten Server-Elektrode und/oder an der zweiten Server-Elektrode, wobei die erfassten Lastveränderungen repräsentativ für die übertragenen Daten sind.
Furthermore, a method for data transmission between a server device and at least one client device is provided, wherein the at least one client device can be arranged relative to the server device such that a first server electrode of the server device is connected to a first client device. Electrode of the client device and a second server electrode of the server device are capacitively coupled to a second client electrode of the client device, the method comprising:
  • Generating an alternating electric field and emitting the alternating electric field at the first server electrode, so that it is coupled into the first client electrode and forms a circuit between the server device and client device, which by the capacitive coupling between the second client And the second server electrode, wherein the impedance in the circuit between the first client electrode and the second client electrode is changeable by the client device according to the data to be transmitted, and
  • - Detecting the load change in the circuit at the first server electrode and / or at the second server electrode, wherein the detected load changes are representative of the transmitted data.

Das Erfassen der Lastveränderung kann eine Detektion einer Amplitudenmodulation und/oder einer Frequenzmodulation und/oder einer Phasenmodulation des Stromes umfassen.The detection of the load change can be a detection of an amplitude modulation and / or frequency modulation and / or phase modulation of the current.

Durch die Erfindung bereitgestellt wird auch ein Mobilgerät, insbesondere ein batteriebetriebenes Mobilgerät, aufweisend eine erfindungsgemäße Server-Einrichtung, sowie eine Eingabevorrichtung, insbesondere eine Tastatur für das genannte Mobilgerät, wobei die Eingabevorrichtung eine erfindungsgemäße aufweist. Die Eingabevorrichtung kann batterie- und kabellos ausgestaltet sein.Provided by the invention is also a mobile device, in particular a battery-operated mobile device, comprising a server device according to the invention, as well as an input device, in particular a keyboard for said mobile device, wherein the input device has an inventive. The input device can be designed battery and wireless.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigtFurther details and features of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the drawings. It shows

1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Server-Einrichtung und eine erste Ausführungsform mehrerer erfindungsgemäßer Client-Einrichtungen, welche jeweils gleichzeitig oder zeitlich hintereinander kapazitiv an die Server-Einrichtung koppelbar sind; 1 a first embodiment of a server device according to the invention and a first embodiment of a plurality of inventive client devices, which are each simultaneously or temporally in succession capacitively coupled to the server device;

2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Server-Einrichtung mit einem Generator und einem LC-Serienschwingkreis zur Erzeugung eines elektrischen Wechselfeldes; 2 a second embodiment of a server device according to the invention with a generator and an LC series resonant circuit for generating an alternating electric field;

3a die erfindungsgemäße Server-Einrichtung aus 1 mit einer zweiten Ausführungsform einer Client-Einrichtung, wobei die Client-Einrichtung ausgestaltet ist, mehrere Schaltereignisse aufzunehmen und diese kapazitiv an die Server-Einrichtung zu übertragen; 3a the server device according to the invention 1 with a second embodiment of a client device, wherein the client device is configured to receive a plurality of switching events and to transfer these capacitively to the server device;

3b eine dritte Ausführungsform einer Client-Einrichtung, wobei die Client-Einrichtung ausgestaltet ist, mehrere auch unterschiedliche, physikalische Größen zu detektieren und an die Server-Einrichtung zu übertragen; 3b a third embodiment of a client device, wherein the client device is configured to detect a plurality of different physical sizes and to transmit to the server device;

4 ein Mobilgerät mit einer erfindungsgemäßen Server-Einrichtung und eine Eingabeeinrichtung, etwa eine Tastatur, mit einer erfindungsgemäßen Client-Einrichtung, wobei die Client-Einrichtung der Eingabeeinrichtung kapazitiv an die Server-Einrichtung des Mobilgeräts koppelbar ist; und 4 a mobile device with a server device according to the invention and an input device, such as a keyboard, with a client device according to the invention, wherein the client device of the input device is capacitively coupled to the server device of the mobile device; and

5 eine Ausführungsform einer Tastatur, mit mehreren erfindungsgemäßen Client-Einrichtungen, welche erfindungsgemäß an eine Server-Einrichtung gekoppelt sind. 5 an embodiment of a keyboard, with a plurality of inventive client devices, which are inventively coupled to a server device.

Ausführungsbeispieleembodiments

1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Server-Einrichtung S, an welche mehrere Client-Einrichtungen C kapazitiv koppelbar sind, um eine Signal- bzw. Datenübertragung zwischen der Server-Einrichtung und den Client-Einrichtungen abzuwickeln. 1 shows a block diagram of a server device S according to the invention, to which a plurality of client devices C are capacitively coupled to handle a signal or data transmission between the server device and the client devices.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip der Signal- bzw. Datenübertragung zwischen einer Server-Einrichtung und einer Client-Einrichtung liegt darin, dass die Server-Einrichtung S eine erste Server-Elektrode S1 und eine zweite Server-Elektrode S2 aufweist, und dass die Client-Einrichtung C eine erste Client-Elektrode C1 und eine zweite Client-Elektrode C2 aufweist. Die erste Server-Elektrode S1 der Server-Einrichtung S und die erste Client-Elektrode C1 der Client-Einrichtung C sowie die zweite Server-Elektrode S2 der Server-Einrichtung S und die zweite Client-Elektrode C2 der Client-Einrichtung C werden jeweils in eine kapazitive Koppelung gebracht.The principle underlying the invention of the signal or data transmission between a server device and a client device is that the server device S has a first server electrode S1 and a second server electrode S2, and that the client Device C has a first client electrode C1 and a second client electrode C2. The first server electrode S1 of the server device S and the first client electrode C1 of the client device C, and the second server electrode S2 of the server device S and the second client electrode C2 of the client device C are respectively referred to in FIG brought a capacitive coupling.

An der ersten Server-Elektrode S1 wird ein von der Server-Einrichtung S erzeugtes elektrisches Wechselfeld fc abgestrahlt und in die erste Client-Elektrode C1 der Client-Einrichtung C eingekoppelt. Die erste Client-Elektrode C1 ist über eine Impedanz Z mit der zweiten Client-Elektrode C2 gekoppelt. Zwischen der Server-Einrichtung S und der Client-Einrichtung C wird so ein elektrischer Stromkreis I gebildet, welcher über die zweite Client-Elektrode C2 und die zweite Server-Elektrode S2 geschlossen wird.At the first server electrode S1, an alternating electric field fc generated by the server device S is radiated and coupled into the first client electrode C1 of the client device C. The first client electrode C1 is coupled to the second client electrode C2 via an impedance Z. Between the server device S and the client device C, an electrical circuit I is thus formed, which is closed via the second client electrode C2 and the second server electrode S2.

Eine Veränderung der Impedanz Z zwischen der ersten Client-Elektrode C1 und der zweiten Client-Elektrode C2 bewirkt eine Veränderung der Last für die Servereinrichtung. Die Lastveränderung wird in der Server-Einrichtung S durch Auswerten einer Amplitudenmodulation, einer Frequenzmodulation und/oder einer Phasenmodulation des Stromes in dem Stromkreis I detektiert. Welche Modulationsart in der Server-Einrichtung S ausgewertet wird, hängt von der konkreten Ausgestaltung der Serverschaltung ab.A change in the impedance Z between the first client electrode C1 and the second client electrode C2 causes a change in the load for the server device. The load change is detected in the server device S by evaluating an amplitude modulation, a frequency modulation and / or a phase modulation of the current in the circuit I. Which modulation type is evaluated in the server device S, depends on the specific configuration of the server circuit.

Die Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation und/oder Phasenmodulation des Stromes wird nachfolgend als Modulation des Stromes bezeichnet.The amplitude modulation, frequency modulation and / or phase modulation of the current is referred to below as modulation of the current.

Eine Veränderung der Impedanz Z zwischen der ersten Client-Elektrode C1 und der zweiten Client-Elektrode C2 kann etwa durch Schließen eines, vorzugsweise elektronischen Schalters realisiert werden, wie in 1 gezeigt.A change in the impedance Z between the first client electrode C1 and the second client electrode C2 can be realized by closing a preferably electronic switch, as in FIG 1 shown.

Die Client-Einrichtung C weist des Weiteren eine Modulationseinrichtung M1 bzw. Mn auf, welche ausgestaltet ist, die Impedanz Z zwischen der ersten Client-Elektrode C1 und der zweiten Client-Elektrode C2 mit einer gewissen Frequenz (z. B. 1 kHz) zu verändern. In der hier gezeigten Ausführungsform ist die Modulationseinrichtung so ausgestaltet, dass sie den Schalter mit dieser Frequenz öffnet und schließt. Die Impedanz zwischen den Client-Elektroden C1 und C2 im geschlossenen Zustand des Schalters ist dabei verschieden von der Impedanz zwischen den Client-Elektroden C1 und C2 im geöffneten Zustand des Schalters. Je nach Anforderung kann diese Frequenz einstellbar sein. In 1 sind in der rechten Client-Einrichtung diese beiden verschiedenen Impedanzen mit Z1 und Z2 bezeichnet.The client device C further comprises a modulation device M1 or Mn, which is configured to supply the impedance Z between the first client electrode C1 and the second client electrode C2 at a certain frequency (eg 1 kHz) change. In the embodiment shown here, the modulation means is arranged to open and close the switch at this frequency. The impedance between the client electrodes C1 and C2 in the closed state of the switch is thereby different from the impedance between the client electrodes C1 and C2 in the open state of the switch. Depending on the requirement, this frequency can be adjustable. In 1 In the right-hand client device, these two different impedances are labeled Z1 and Z2.

Die Änderung der Impedanz Z mit einer gewissen Frequenz bewirkt eine Veränderung der Last für die Servereinrichtung bzw. gegenüber der Servereinrichtung mit dieser Frequenz. Diese Lastveränderung wird in der Server-Einrichtung S wiederum durch Auswerten der Modulation des Stromes in dem Stromkreis I detektiert.The change in the impedance Z at a certain frequency causes a change in the load for the server device or with respect to the server device at this frequency. This load change is in turn detected in the server device S by evaluating the modulation of the current in the circuit I.

Eine erste Auswerteeinrichtung D an der Server-Elektrode S1 ist zur Detektion einer Modulation des Stromes an der Elektrode S1 vorgesehen. Eine zweite Auswerteeinrichtung D2 an der Server-Elektrode S2 kann zur Detektion einer Modulation des Stromes an der Server-Elektrode S2 vorgesehen sein. Für die Erfindung ist es ausreichend, in der Server-Einrichtung lediglich ein der beiden Auswerteeinrichtung D, D2 vorzusehen.A first evaluation device D at the server electrode S1 is provided for detecting a modulation of the current at the electrode S1. A second evaluation device D2 at the server electrode S2 may be provided for detecting a modulation of the current at the server electrode S2. For the invention, it is sufficient to provide only one of the two evaluation devices D, D2 in the server device.

Die Auswerteeinrichtung D2 kann vorteilhafterweise dafür vorgesehen sein, zu detektieren, ob der Stromkreis I überwiegend über die Client-Elektrode C2 und die Server-Elektrode S2 geschlossen worden ist, oder ob der Stromkreis I ausschließlich oder überwiegend über Erde geschlossen worden ist.The evaluation device D2 can advantageously be provided to detect whether the circuit I has been closed predominantly via the client electrode C2 and the server electrode S2, or whether the circuit I has been closed exclusively or predominantly on ground.

Ein ausschließliches oder überwiegendes Schließen des Stromkreises über Erde kann dann detektiert werden, wenn an der Server-Elektrode S1 ein Strom fließt, während an der Server-Elektrode S2 kein Strom oder nur ein sehr geringer Strom fließt. Diese Information kann beispielsweise dazu verwendet werden, ein optisches oder ein akustisches Signal zu erzeugen, um den Benutzer darauf hinzuweisen, dass die Koppelung der Client-Elektrode C2 zur Server-Elektrode S2 nicht ausreicht, um eine Signal- bzw. Datenübertragung zu bewerkstelligen.An exclusive or predominant closing of the circuit via ground can be detected when a current flows to the server electrode S1, while at the server electrode S2 no current or only a very small current flows. This information can be used, for example, to generate an optical or an acoustic signal in order to inform the user that the coupling of the client electrode C2 to the server electrode S2 is not sufficient to effect a signal or data transmission.

Fließt an beiden Server-Elektroden S1 und S2 ein genügend großer Strom, kann dem Benutzer mitgeteilt werden, dass die Client-Einrichtung C mit der Server-Einrichtung S gekoppelt ist und beide Einrichtungen nun bereitstehen, Schaltereignisse bzw. Daten zwischen der Client-Einrichtung und der Server-Einrichtung zu übertragen.If a sufficiently large current flows at both server electrodes S1 and S2, the user can be informed that the client device C is coupled to the server device S and both devices are now ready to switch events or data between the client device and to the server device.

Bei einer Detektion des Stromes bzw. der Modulation des Stromes an der Server-Elektrode S2 muss allerdings berücksichtigt werden, dass unter Umständen ein Teil des Stromes über Erde von der Client-Einrichtung zur Server-Einrichtung zurückfließt, da die Server-Einrichtung immer eine gewisse Koppelung zu Erde haben wird.In a detection of the current or the modulation of the current at the server electrode S2 must, however, be taken into account that may flow back part of the stream over earth from the client device to the server device, since the server device always a certain Coupling to earth will have.

Die in 1 gezeigten Client-Einrichtungen C können gleichzeitig an die Server-Einrichtung S gekoppelt sein, so dass sich gleichzeitig mehrere geschlossene Stromkreise bilden. Die Client-Einrichtungen C sind dabei so ausgestaltet, dass sie die Impedanz zwischen den jeweiligen Client-Elektroden C1 und C2 jeweils mit einer unterschiedlichen Frequenz (z. B. 1 kHz bzw. 1,1 kHz) verändern. An der Auswerteeinrichtung D (bzw. D2) der Server-Einrichtung S liegt dann ein Wechselstrom i(t) mit unterschiedlichen Frequenzen anliegt.In the 1 shown client devices C may be simultaneously coupled to the server device S, so that form simultaneously several closed circuits. The client devices C are configured such that they each change the impedance between the respective client electrodes C1 and C2 with a different frequency (eg 1 kHz or 1.1 kHz). At the evaluation device D (or D2) of the server device S is then an alternating current i (t) with different frequencies is applied.

Der Wechselstrom i(t) setzt sich im Wesentlichen aus zwei Anteilen zusammen: i(t) = i0(t) + iMn(t) wobei der Strom i0(t) der Grundbelastung der Server-Einrichtung entspricht und der Strom iMn(t) der durch die Modulationseinrichtung Mn über die Zeit veränderliche Strom ist.The alternating current i (t) consists essentially of two parts: i (t) = i 0 (t) + i Mn (t) wherein the current i 0 (t) corresponds to the base load of the server device and the current i Mn (t) is the current that is variable by the modulator M n over time.

Die Auswerteeinrichtung D ist in diesem Fall derart ausgestaltet, dass sie das Frequenzgemisch wieder trennen kann, um die einzelnen Bestandteile wieder den jeweiligen Client-Einrichtungen zuzuordnen. Dies kann beispielsweise nach dem Prinzip der Fourier-Analyse bzw. der Fast-Fourier-Analyse erfolgen.The evaluation device D is designed in this case such that it can separate the frequency mixture again in order to assign the individual components back to the respective client devices. This can be done, for example, according to the principle of Fourier analysis or Fast Fourier analysis.

Ebenso kann die Anwesenheit jedes einzelnen Clients an der Server-Einrichtung detektiert werden, wenn jede Client-Einrichtung bzw. die jeweilige Modulationseinrichtung M1 bis Mn, die Impedanz mit einer für die jeweilige Client-Einrichtung spezifischen Frequenz verändert, sobald die Client-Einrichtung in Reichweite des elektrischen Wechselfeldes ist. Eine Anwesenheitsdetektion kann so realisiert werden, ohne dass ein Schließen des Stromkreises über Erde erforderlich ist.Likewise, the presence of each individual client at the server device can be detected when each client device or modulator M1 to Mn alters the impedance at a frequency specific to the particular client device as soon as the client device is within range of the alternating electric field. Presence detection can thus be realized without the need to close the circuit above ground.

Alternativ können die Server-Einrichtung S und die Client-Einrichtungen C auch so ausgestaltet sein, dass die Client-Einrichtungen C sequentiell an die Server-Einrichtungen gekoppelt werden bzw. sequentiell von den Server-Einrichtungen abgefragt bzw. aktiviert werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann dies dadurch erfolgen, dass jede der Client-Einrichtungen den Stromkreis I in Abhängigkeit der Frequenz des eingekoppelten elektrischen Wechselfelds fc schließt. Die Server-Einrichtung kann dabei so ausgestaltet sein, dass sie hintereinander Wechselfelder mit den für die Client-Einrichtungen spezifischen Frequenzen erzeugt und an der Server-Elektrode S1 abstrahlt. Dadurch kann die Server-Einrichtung eine Lastveränderung an dem Stromkreis I eindeutig einer Client-Einrichtung zuordnen. Die Client-Einrichtungen können dabei die Impedanz zwischen den Client-Elektroden C1 und C2 mit der gleichen Frequenz ändern, da die Server-Einrichtung z. B. aus der Frequenz des Trägersignals die Client-Einrichtung ermitteln kann, welche die Modulation des Stromes veranlasst hat. Zudem kann die Server-Einrichtung einzelne Client-Einrichtungen gezielt abfragen.Alternatively, the server device S and the client devices C can also be designed such that the client devices C are sequentially coupled to the server devices or are queried or activated sequentially by the server devices. In one embodiment of the invention, this can take place in that each of the client devices closes the circuit I as a function of the frequency of the coupled electrical alternating field fc. The server device can be designed in such a way that it generates alternating fields with the frequencies specific to the client devices and emits them at the server electrode S1. As a result, the server device can unambiguously assign a load change on the circuit I to a client device. The client devices may change the impedance between the client electrodes C1 and C2 at the same frequency as the server device z. B. can determine the client device from the frequency of the carrier signal, which has caused the modulation of the current. In addition, the server device can selectively query individual client devices.

In einer weiteren, hier nicht gezeigten Ausgestaltung der Erfindung kann die Auswahl einer Client-Einrichtung durch die Server-Einrichtung auch dadurch erfolgen, dass auf das elektrische Wechselsignal eine für die auszuwählende Client-Einrichtung indikative Identifikation aufmoduliert wird, welche von den Client-Einrichtungen auswertbar ist. Nur wenn die aufmodulierte Identifikation der Identifikation des Clients entspricht, schließt der Client den Stromkreis I und die Server-Einrichtung kann eine von der jeweiligen Modulationseinrichtung bewirkte Lastveränderung eindeutig einer Client-Einrichtung zuordnen.In a further, not shown embodiment of the invention, the selection of a client device by the server device can also be done by modulating on the electrical alternating signal indicative of the client device to be selected identification, which can be evaluated by the client devices is. Only if the modulated identification corresponds to the identification of the client, the client closes the circuit I and the server device can uniquely assign a load change effected by the respective modulation device to a client device.

Die Client-Einrichtungen können auch einen Frequenzteiler mit einem für jede Client-Einrichtung spezifischen Teilungsverhältnis vorsehen. Damit kann jede Client-Einrichtung aus der Frequenz des an der Server-Elektrode S1 abgestrahlten elektrischen Wechselfelds die für die Veränderung der Impedanz benötigte Frequenz durch Teilen der Frequenz des elektrischen Wechselfelds ableiten. Das dadurch entstehende Frequenzgemisch, wenn z. B. mehrere Clienteinrichtungen ihre Impedanz gleichzeitig ändern, kann von der Auswerteeinrichtung D wiederum mittels einer Fourier-Analyse getrennt werden und den einzelnen Client-Einrichtungen zugeordnet werden.The client devices may also provide a frequency divider having a division ratio specific to each client device. In this way, each client device can derive the frequency required for the change of the impedance by dividing the frequency of the alternating electric field from the frequency of the alternating electric field radiated at the server electrode S1. The resulting frequency mixture when z. B. several client devices change their impedance simultaneously, can be separated by the evaluation device D again by means of a Fourier analysis and assigned to the individual client devices.

Die Client-Einrichtung C ist des Weiteren derart ausgestaltet, dass sie über das eingekoppelte elektrische Wechselfeld fc auch mit Energie versorgt werden kann. Hierfür kann eine Gleichrichterschaltung vorgesehen sein, um aus dem an der Client-Elektrode C1 eingekoppelten elektrischen Wechselfeld fc eine Gleichspannung zu erzeugen, mit welcher die Client-Einrichtung C betrieben werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Client-Einrichtung bzw. die Client-Einrichtungen in mobile Eingabeeinrichtungen oder mobilen Sensorsystemen verbaut werden. Dabei ist das Schließen des elektrischen Stromkreises für die Energieversorgung der Client-Einrichtung nicht von dem Betätigen eines Schalters, welcher etwa eine Veränderung der Impedanz bewirkt, abhängig. Dadurch, dass das Erzeugen der Betriebsspannung für die Client-Einrichtung nicht von dem Betätigen eines Schalters abhängt, wird auch die Reaktionszeit deutlich verkürzt, da die Client-Einrichtung auch bei einem offenen Schalter mit Energie aus dem elektrischen Wechselfeld versorgt wird.The client device C is further configured such that it can also be supplied with energy via the coupled alternating electric field fc. For this purpose, a rectifier circuit can be provided in order to generate from the coupled to the client electrode C1 alternating electric field fc a DC voltage with which the client device C can be operated. This is particularly advantageous if the client device or the client devices are installed in mobile input devices or mobile sensor systems. In this case, the closing of the electrical circuit for the power supply of the client device is not dependent on the operation of a switch, which causes about a change in the impedance. The fact that the generation of the operating voltage for the client device does not depend on the operation of a switch, the reaction time is significantly shortened, since the client device is also supplied with an open switch with energy from the alternating electric field.

Durch die erfindungsgemäße Koppelung der Server-Einrichtung S mit der Client-Einrichtung C über die Server-Elektrode S2 und die Client-Elektrode C2, welche zur Schließung des Stromkreises vorgesehen sind, ist es nicht mehr notwendig, eine ausreichende kapazitive Koppelung der Server-Einrichtung und/oder der Client-Einrichtung zu Erde herzustellen bzw. sicher zu stellen. Des Weiteren ist die kapazitive Koppelung zwischen der Server-Elektrode S2 und der Client-Elektrode C2 im Unterschied zu einer kapazitiven Koppelung der Server-Einrichtung bzw. der Client-Einrichtung zu Erde weitestgehend unabhängig von kapazitiven Umweltbedingungen bzw. kapazitiven Störeinflüssen. Dadurch können auch Batterie-betriebene Geräte, welche eine nur geringe kapazitive Koppelung zu Erde aufweisen, mit sehr geringen Spannungen bzw. Signalamplituden betrieben werden, was sich insbesondere auch auf den Stromverbrauch positiv auswirkt.The inventive coupling of the server device S with the client device C via the server electrode S2 and the client electrode C2, which are provided to close the circuit, it is no longer necessary, a sufficient capacitive coupling of the server device and / or the client device to ground to make or secure. Furthermore, in contrast to a capacitive coupling of the server device or the client device to earth, the capacitive coupling between the server electrode S2 and the client electrode C2 is largely independent of capacitive environmental conditions or capacitive interference influences. As a result, battery-operated devices, which have only a small capacitive coupling to earth, can be operated with very low voltages or signal amplitudes, which has a positive effect in particular on the power consumption.

Ein weiterer wichtiger Vorteil, welcher aus 3 ersichtlich wird, besteht darin, dass der Stromkreis nicht über den Benutzers geschlossen werden muss. Kapazitive Störeinflüsse durch den Benutzer werden so effektiv vermieden Um bei Batterie-betriebenen Geräten eine optimale Detektion einer Lastveränderung des Stromkreises zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Server-Elektrode S1 und die Server-Elektrode S2 eine im Wesentlichen identische Elektrodengeometrie aufweisen. Auch die Client-Elektrode C1 und die Client-Elektrode C2 sollten vorzugsweise eine im Wesentlichen identische Elektrodengeometrie aufweisen. Wenn die kapazitive Koppelung zu Erde sehr gering ist, was bei Batteriebetriebenen Geräten der Fall sein kann, weisen dann beide Elektroden eine ähnliche Koppelung mit Erde auf.Another important advantage, which is 3 It can be seen that the circuit does not have to be closed by the user. Capacitive interference by the user is thus effectively avoided In order to achieve optimal detection of a load change of the circuit in battery-operated devices, it is advantageous if the server electrode S1 and the server electrode S2 have a substantially identical electrode geometry. Also, the client electrode C1 and the client electrode C2 should preferably have a substantially identical electrode geometry. If the capacitive coupling to ground is very low, which may be the case with battery operated devices, then both electrodes will have a similar coupling to ground.

2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Server-Einrichtung S, an welche eine Client-Einrichtung zum Zwecke der Signal- bzw. Datenübertragung kapazitiv koppelbar ist. 2 shows an embodiment of a server device S according to the invention, to which a client device for the purpose of signal or data transmission is capacitively coupled.

Die Server-Einrichtung S weist Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Wechselfeldes auf, welche im Wesentlichen einen Generator G und einen Schwingkreis umfassen. Der Generator G ist mit dem Schwingkreis gekoppelt, zur Erzeugung eines elektrischen Wechselfelds fc, welches an der Server-Elektrode S1 abgestrahlt wird. Der Generator G, welcher hinsichtlich seiner Frequenz und seiner Amplitude einstellbar ist, erzeugt eine Wechselgröße, mit der der Schwingkreis beaufschlagt wird. Der Schwingkreis kann ein LC-Serienschwingkreis sein. Das vom Generator G und dem LC-Serienschwingkreis erzeugte elektrische Wechselfeld fc wird über eine Impedanz Z1 an der ersten Server-Elektrode S1 abgestrahlt. An der Impedanz Z1 wird mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung D eine Modulation des Stromes detektiert.The server device S has means for generating an alternating electrical field, which essentially comprise a generator G and a resonant circuit. The generator G is coupled to the resonant circuit for generating an alternating electric field fc, which is emitted at the server electrode S1. The generator G, which is adjustable in terms of its frequency and its amplitude, generates an alternating variable, with which the resonant circuit is acted upon. The resonant circuit may be an LC series resonant circuit. The alternating electric field fc generated by the generator G and the LC series resonant circuit is radiated via an impedance Z1 at the first server electrode S1. At the impedance Z1, a modulation of the current is detected with the aid of an evaluation device D.

Wie aus 2 ersichtlich, ist an der zweiten Server-Elektrode S2, welche mit Masse der Server-Einrichtung S gekoppelt ist, eine zweite Impedanz Z2 vorgesehen, an welcher ebenfalls eine Modulation des Stromes detektiert werden kann. Dies kann etwa unter Zuhilfenahme einer zweiten Auswerteeinrichtung D2 bewerkstelligt werden. Alternativ kann die erste Auswerteeinrichtung D so ausgelegt sein, dass sie neben der Modulation des Stromes an der Impedanz Z1 auch die Modulation des Stromes an der Impedanz Z2 detektieren kann.How out 2 is apparent at the second server electrode S2, which is connected to ground of the server Device S is coupled, a second impedance Z2 provided on which also a modulation of the current can be detected. This can be accomplished, for example, with the aid of a second evaluation device D2. Alternatively, the first evaluation device D can be designed such that, in addition to the modulation of the current at the impedance Z1, it can also detect the modulation of the current at the impedance Z2.

3a zeigt die erfindungsgemäße Server-Einrichtung S aus 1 mit einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Client-Einrichtung C, wobei die Client-Einrichtung ausgestaltet ist, mehrere Schaltereignisse kapazitiv an die Server-Einrichtung zu übertragen. 3a shows the server device S according to the invention 1 with a further embodiment of a client device C according to the invention, wherein the client device is configured to transmit a plurality of switching events capacitively to the server device.

Die Client-Einrichtung C weist mehrere Tasten T1 bis Tn auf, welche von einer Bedienperson schließbar bzw. öffenbar sind. Jeder Taste T1 bis Tn kann eine spezifische Frequenz zugeordnet sein, wobei beim Schließen einer Taste die Impedanz zwischen den Client-Elektroden C1 und C2 mit der entsprechenden Frequenz verändert wird.The client device C has a plurality of keys T1 to Tn, which can be closed or opened by an operator. Each key T1 to Tn may be assigned a specific frequency, and when a key is closed, the impedance between the client electrodes C1 and C2 is changed at the corresponding frequency.

Um eine für eine Tastenkombination indikative Frequenz zu erzeugen, mit welcher die Impedanz dann verändert wird, können die den Tasten zugeordneten Frequenzen beispielsweise digital multipliziert werden. Alternativ kann auch für jede Tastenkombination eine spezifische Frequenz vorgesehen sein.In order to generate a frequency indicative of a key combination with which the impedance is then changed, the frequencies assigned to the keys can be digitally multiplied, for example. Alternatively, a specific frequency can also be provided for each key combination.

Sowohl die tastenspezifischen Frequenzen als auch die für die Tastenkombinationen spezifischen Frequenzen können in einer Speichereinheit, welche vorzugsweise als nicht-flüchtiger Speicher ausgestaltet ist, abgespeichert sein.Both the key-specific frequencies and the frequencies that are specific to the key combinations can be stored in a memory unit, which is preferably designed as a non-volatile memory.

Die Veränderung der Impedanz, wobei die Frequenz der Veränderung abhängig von der Schalterstellung der Schalter T1 bis Tn ist, bewirkt eine Lastveränderung an der Server-Einrichtung S, welche von der Auswerteeinrichtung D anhand der Modulation des Stromes detektiert werden kann. Je nachdem wie die Frequenz für die Veränderung der Impedanz erzeugt wird, kann die Auswerteeinrichtung D aus dem modulierten Strom entweder direkt eine Schalterkombination ableiten oder durch Trennen der einzelnen Frequenzen diese den entsprechenden Schaltern zuordnen.The change in the impedance, wherein the frequency of the change is dependent on the switch position of the switches T1 to Tn, causes a load change to the server device S, which can be detected by the evaluation device D based on the modulation of the current. Depending on how the frequency for the change of impedance is generated, the evaluation device D can derive either directly from the modulated current a switch combination or by separating the individual frequencies assign them to the corresponding switches.

Als Schalter T1 bis Tn kann jede Art von Schalter oder Taster verwendet werden, insbesondere mechanische, elektronische und/oder optische Schalter.As a switch T1 to Tn any type of switch or button can be used, in particular mechanical, electronic and / or optical switch.

3b zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Client-Einrichtung C, welche anstelle der Schalter T1 bis Tn (wie in 3a gezeigt) mehrere Sensoren zur Detektion physikalischer Größen aufweist. Das kann beispielsweise ein Lichtsensor L, ein Temperatursensor T, ein Drucksensor P, oder dgl. sein. Die jeweiligen Sensorwerte werden in entsprechende Frequenzen umgesetzt, mit welchen dann die Impedanz zwischen den Client-Elektroden verändert wird. Beispielsweise können für verschiedene Temperaturwerte zwischen 0°C und 50°C Frequenzen zwischen 1 kHz und 1,5 kHz vorgesehen sein, für verschiedene Druckwerte zwischen 0,1 bar und 10 bar können Frequenzen zwischen 1,5 kHz und 2 kHz vorgesehen sein. 3b shows a further embodiment of a client device C according to the invention, which instead of the switch T1 to Tn (as in 3a shown) has a plurality of sensors for detecting physical quantities. This may be, for example, a light sensor L, a temperature sensor T, a pressure sensor P, or the like. The respective sensor values are converted into corresponding frequencies with which the impedance between the client electrodes is then changed. For example, frequencies between 1 kHz and 1.5 kHz may be provided for different temperature values between 0 ° C and 50 ° C, frequencies between 1.5 kHz and 2 kHz may be provided for different pressure values between 0.1 bar and 10 bar.

Die in 3b gezeigte Client-Einrichtung kann so ausgestaltet sein, die einzelnen Sensorwerte zeitlich hintereinander an die Server-Einrichtung übertragen werden, indem die Impedanz zwischen den Client-Elektroden C1 und C2 zeitlich hintereinander mit der dem Sensorwert entsprechenden Frequenz verändert wird. Eine gleichzeitige Übertragung der Sensorwerte ist ebenfalls möglich, indem aus den jeweiligen den Sensorwerten zugeordneten Frequenzen ein weitere Frequenz ermittelt wird, mit welche dann die Impedanz zwischen den Client-Elektroden C1 und C2 verändert wird. Beispielsweise kann eine Frequenz von 2,5 kHz indikativ für eine Temperatur von 0°C und einem Druck von 0,1 bar sein.In the 3b The client device shown can be designed such that the individual sensor values are transmitted to the server device one after the other by the impedance between the client electrodes C1 and C2 being changed in chronological succession with the frequency corresponding to the sensor value. Simultaneous transmission of the sensor values is likewise possible by determining from the respective frequencies associated with the sensor values a further frequency with which the impedance between the client electrodes C1 and C2 is then changed. For example, a frequency of 2.5 kHz may be indicative of a temperature of 0 ° C and a pressure of 0.1 bar.

Alle der in 1 bis 3b gezeigten Client-Einrichtungen können ohne eigene Energieversorgung betrieben, da die Energie aus dem an der Client-Elektrode C1 eingekoppelten elektrischen Wechselfeld bezogen wird. In bestimmten Fällen kann es vorteilhaft sein, in der Client-Einrichtung dennoch eine eigene Energieversorgung vorzusehen, wenn die kapazitiv eingekoppelte Energie, beispielsweise für den Betrieb bestimmter Sensoren, nicht ausreichend ist. Für diese zusätzliche Energieversorgung können Batterien, Akkumulatoren, Solarzellen oder dergleichen vorgesehen sein. Die Client-Einrichtung selbst bzw. die Veränderung der Impedanz mit einer gewissen Frequenz kann weiterhin mit der kapazitiv eingekoppelten Energie versorgt werden.All of the in 1 to 3b Client devices shown can be operated without their own power supply, since the energy is obtained from the coupled to the client electrode C1 alternating electric field. In certain cases, it may be advantageous to still provide a separate power supply in the client device when the capacitively coupled energy, for example, for the operation of certain sensors, is not sufficient. For this additional power supply batteries, accumulators, solar cells or the like may be provided. The client device itself or the change in the impedance with a certain frequency can continue to be supplied with the capacitively coupled energy.

4 zeigt ein Beispiel einer Verwendung einer erfindungsgemäßen Server-Einrichtung und einer erfindungsgemäßen Client-Einrichtung in einem Mobiltelefon 100 bzw. in einer Eingabeeinrichtung 200 für das Mobiltelefon. Die Eingabeeinrichtung 200 kann beispielsweise eine vollwertige Tastatur sein. 4 shows an example of a use of a server device according to the invention and a client device according to the invention in a mobile telephone 100 or in an input device 200 for the mobile phone. The input device 200 For example, it can be a full-fledged keyboard.

In dem Mobiltelefon 100 ist die Server-Einrichtung derart angeordnet, dass die zur Server-Einrichtung gehörenden Server-Elektroden S1 und S2 im Wesentlichen an der Oberfläche einer Seite des Mobiltelefons angeordnet sind. Die Client-Einrichtung ist in der Tastatur 200 ebenfalls so angeordnet, dass auch die Client-Elektroden C1 und C2 im Wesentlichen an der Oberfläche einer Seite der Tastatur angeordnet sind. Die Tastatur 200 ist relativ zum Mobiltelefon 100 anordenbar, so dass zwischen den Server-Elektroden und den Client-Elektroden eine kapazitive Koppelung herstellbar ist, wie mit Bezug auf die 1 bis 3b beschrieben.In the mobile phone 100 the server device is arranged such that the server electrodes S1 and S2 belonging to the server device are arranged substantially on the surface of one side of the mobile telephone. The client device is in the keyboard 200 also arranged so that the client electrodes C1 and C2 are disposed substantially on the surface of one side of the keyboard. The keyboard 200 is relative to the mobile phone 100 can be arranged so that between the server electrodes and the client electrodes, a capacitive coupling can be produced, as with respect to the 1 to 3b described.

Die Tastatur weist ein Tastenfeld auf, wobei in einer Ausführungsform jede Taste mit der Client-Einrichtung C gekoppelt ist. Für jede Taste kann eine spezifische Frequenz hinterlegt sein, mit welche die Impedanz der Client-Einrichtung verändert wird, wenn die Taste gedrückt wird.The keyboard has a keypad, wherein in one embodiment, each key is coupled to the client device C. Each button may have a specific frequency that changes the impedance of the client device when the button is pressed.

Alternativ kann auch eine Tastenmatrix verwendet, wobei jeder Taste ein Schalter zugeordnet ist, welcher durch Drücken der Taste geschlossen wird. Durch ein geeignetes Kodierverfahren bzw. durch eine geeignete Verdrahtung der einzelnen Schalter können die gedrückten Tasten ermittelt werden. Für die so ermittelten Tasten (bzw. Tastenkombination) kann eine Frequenz bestimmt werden, mit welcher die Impedanz zwischen den Client-Elektroden C1 und C2 verändert wird. Die Frequenzen sind jeweils indikativ für eine Taste bzw. eine Tastenkombination.Alternatively, a key matrix may be used, with each key being associated with a switch which is closed by pressing the key. By a suitable coding method or by a suitable wiring of the individual switches, the pressed keys can be determined. For the thus determined keys (or key combination), a frequency can be determined with which the impedance between the client electrodes C1 and C2 is changed. The frequencies are indicative of a key or key combination.

Die in 4 gezeigte Tastatur kann auch als Tastatur mit kapazitiven Tasten ausgestaltet sein, wobei anstelle mechanischer Tasten für jede Taste zwei oder mehr kapazitive Koppelflächen vorgesehen sind. Eine derartig ausgestaltete Tastatur ist in 5 gezeigt. Die kapazitiven Koppelflächen werden hierbei bei einer Berührung durch einen Nutzer miteinander kapazitiv kurzgeschlossen. Eine solche Tastatur kann sowohl mit einer einzelnen Client-Einrichtung mit mehreren Ein- und Ausgängen, als auch mit mehreren Client-Einrichtungen realisiert werden. In 5 ist für jede Zeile und jede Spalte der Tastenmatrix eine eigene Client-Einrichtung CX1, CX2, CY1, CY2 vorgesehen.In the 4 The keyboard shown can also be designed as a keyboard with capacitive buttons, wherein instead of mechanical buttons for each key two or more capacitive coupling surfaces are provided. Such a keyboard is designed in 5 shown. In this case, the capacitive coupling surfaces are capacitively short-circuited to one another when touched by a user. Such a keyboard can be realized both with a single client device with multiple inputs and outputs, as well as with multiple client devices. In 5 For each row and each column of the key matrix, a separate client device CX1, CX2, CY1, CY2 is provided.

Beim Berühren der kapazitiven Koppelflächen eines Schalters bildet sich über die Client-Einrichtung einer Spalte und über die Client-Einrichtung einer Zeile ein Stromkreis, welcher dann über die zweite Client-Elektrode C2 und die zweite Server-Elektrode S2 geschlossen wird.Upon touching the capacitive coupling surfaces of a switch, a circuit is formed via the client device of a column and via the client device of a row, which circuit is then closed via the second client electrode C2 and the second server electrode S2.

Dadurch, dass keine kapazitive Koppelung gegen Erde zum Schließen des Stromkreises erforderlich ist, kann das Mobiltelefon 100 zusammen mit der Tastatur 200 auch auf einer Ablagefläche betrieben werden, welche etwa kapazitiv gegen Erde isoliert ist.The fact that no capacitive coupling to earth is required to close the circuit, the mobile phone 100 together with the keyboard 200 can also be operated on a storage surface, which is approximately capacitive isolated to ground.

Selbstverständlich kann die hier gezeigte Tastatur 200 auch so ausgestaltet sein, dass sie sich als Bedieneinheit für beliebige andere elektronische Geräte verwenden lässt. Gemäß der Erfindung lassen sich so auch besonders flexible, leichte und kostengünstige Bedieneinheiten herstellen, welche kabellos an zu bedienende Geräte angebunden sind und keine eigene Stromversorgung benötigen. Aufgrund der kapazitiven Koppelung über die Server-Elektrode S2 und die Client-Elektrode C2, an welchen der Stromkreis geschlossen wird, ist die Signal- bzw. Datenübertragung besonders sicher und insbesondere unabhängig von kapazitiven Umwelteinflüssen.Of course, the keyboard shown here 200 be designed so that it can be used as a control unit for any other electronic devices. According to the invention, it is thus possible to produce particularly flexible, lightweight and cost-effective operating units which are connected wirelessly to devices to be operated and do not require their own power supply. Due to the capacitive coupling via the server electrode S2 and the client electrode C2, at which the circuit is closed, the signal or data transmission is particularly safe and in particular independent of capacitive environmental influences.

Sowohl die Server-Einrichtung S als auch die Client-Einrichtung C können als ASIC bereitgestellt werden, was eine besonders platzsparende Integration in elektrische Geräte ermöglicht.Both the server device S and the client device C can be provided as an ASIC, which enables a particularly space-saving integration into electrical devices.

Claims (20)

Server-Einrichtung, aufweisend eine Server-Schaltung (S) mit einer ersten Server-Elektrode (S1), wobei die erste Server-Elektrode (S1) mit einer ersten Client-Elektrode (C1) zumindest einer Client-Einrichtung kapazitiv koppelbar ist, wobei die Server-Schaltung (S) Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Wechselfeldes (fc) aufweist, welches an der ersten Server-Elektrode (S1) abstrahlbar ist und in die erste Client-Elektrode (C1) einkoppelbar ist, sodass sich zwischen Server-Einrichtung und Client-Einrichtung ein Stromkreis (I) bildet, wobei eine Client-Schaltung (C) der zumindest einen Client-Einrichtung ausgestaltet ist, eine Impedanz in dem Stromkreis (I) zu verändern, was eine Lastveränderung für die Server-Schaltung (S) bewirkt, und wobei die Server-Schaltung (S) Mittel (D, D2) zum Detektieren der von der zumindest einen Client-Schaltung (C) bewirkten Lastveränderung in der Server-Schaltung (S) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Server-Schaltung (S) eine zweite Server-Elektrode (S2) aufweist, wobei die zweite Server-Elektrode (S2) mit einer zweiten Client-Elektrode (C2) der zumindest einen Client-Einrichtung kapazitiv koppelbar ist, wobei der Stromkreis (I) durch die kapazitive Koppelung zwischen der zweiten Client-Elektrode (C2) und der zweiten Server-Elektrode (S2) geschlossen wird, und wobei Client-Schaltung (C) ausgestaltet ist, die Impedanz zwischen der ersten Client-Elektrode (C1) und der zweiten Client-Elektrode (C2) zu verändern.A server device, comprising a server circuit (S) having a first server electrode (S1), wherein the first server electrode (S1) is capacitively coupled to a first client electrode (C1) of at least one client device, wherein the server circuit (S) has means for generating an alternating electric field (fc) which can be emitted at the first server electrode (S1) and can be coupled into the first client electrode (C1), so that between the server device and Client device forms a circuit (I), wherein a client circuit (C) of the at least one client device is configured to change an impedance in the circuit (I), which causes a load change for the server circuit (S) and wherein the server circuit (S) comprises means (D, D2) for detecting the induced by the at least one client circuit (C) change in load in the server circuit (S), characterized in that the server circuit ( S) a second server-E electrode (S2), wherein the second server electrode (S2) is capacitively coupled to a second client electrode (C2) of the at least one client device, wherein the circuit (I) by the capacitive coupling between the second client electrode (C2) and the second server electrode (S2), and wherein client circuitry (C) is configured to change the impedance between the first client electrode (C1) and the second client electrode (C2). Server-Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Server-Elektrode (S1) und die zweite Server-Elektrode (S2) eine im Wesentlichen identische Elektrodengeometrie aufweisen.The server device of claim 1, wherein the first server electrode (S1) and the second server electrode (S2) have a substantially identical electrode geometry. Server-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum Detektieren der Lastveränderung ein erstes Mittel (D) zum Detektieren einer Lastveränderung an der ersten Server-Elektrode (S1) und/oder ein zweites Mittel (D2) zum Detektieren einer Lastveränderung an der zweiten Server-Elektrode (S2) umfassen. Server device according to one of the preceding claims, wherein the means for detecting the load change, a first means (D) for detecting a load change at the first server electrode (S1) and / or a second means (D2) for detecting a load change at the second server electrode (S2). Server-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum Erzeugen des elektrischen Wechselfeldes (fc) einen Schwingkreis, vorzugsweise einen LC-Serienschwingkreis (L, C), mit einem Generator (G) zum Beaufschlagen des Schwingkreises mit einer elektrischen Wechselgröße oder einen freilaufenden Oszillator umfassen.Server device according to one of the preceding claims, wherein the means for generating the alternating electric field (fc) a resonant circuit, preferably an LC series resonant circuit (L, C), with a generator (G) for applying the oscillating circuit with an electrical variable or a include free-running oscillator. Server-Einrichtung nach Anspruch 4, wobei die von dem Generator (G) erzeugte Wechselgröße hinsichtlich der Frequenz und/oder der Amplitude einstellbar ist.Server device according to claim 4, wherein the change quantity generated by the generator (G) is adjustable in terms of frequency and / or amplitude. Server-Einrichtung nach Anspruch 5, wobei die Amplitude der Wechselgröße in Abhängigkeit des Stromes an der zweiten Server-Elektrode (S2) regelbar ist.Server device according to claim 5, wherein the amplitude of the alternating variable as a function of the current at the second server electrode (S2) is controllable. Server-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel (D, D2) zum Detektieren einer Lastveränderung in der Server-Schaltung (S) ausgestaltet sind, Lastveränderungen, welche von unterschiedlichen Clientschaltungen (C) bewirkt werden, zu detektieren.Server device according to one of the preceding claims, wherein the means (D, D2) for detecting a load change in the server circuit (S) are adapted to detect load changes which are effected by different client circuits (C). Server-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lastveränderung eine Amplitudenmodulation und/oder eine Frequenzmodulation und/oder eine Phasenmodulation des Stromes in dem Stromkreis (I) bewirkt, und wobei die Mittel (D, D2) zum Detektieren einer Lastveränderung in der Server-Schaltung (S) ausgestaltet sind, die Amplitudenmodulation und/oder die Frequenzmodulation und/oder die Phasenmodulation des Stromes zu detektieren.Server device according to one of the preceding claims, wherein the load change causes an amplitude modulation and / or a frequency modulation and / or a phase modulation of the current in the circuit (I), and wherein the means (D, D2) for detecting a load change in the server Circuit (S) are configured to detect the amplitude modulation and / or the frequency modulation and / or the phase modulation of the current. Client-Einrichtung, welche zum Zusammenwirken mit einer Server-Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist, aufweisend eine Client-Schaltung (C) mit einer ersten Client-Elektrode (C1), wobei die erste Client-Elektrode (C1) mit der ersten Server-Elektrode (S1) kapazitiv koppelbar ist, wobei ein von der ersten Server-Elektrode (S1) abgestrahltes elektrisches Wechselfeld (fc) in die erste Client-Elektrode (C1) einkoppelbar ist, sodass sich zwischen Server-Einrichtung und Client-Einrichtung ein Stromkreis (I) bildet, und wobei die Client-Schaltung (C) Mittel (M) zum Verändern einer Impedanz in dem Stromkreis (I) aufweist, was eine Lastveränderung für die Server-Schaltung (S) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Client-Einrichtung eine zweite Client-Elektrode (C2) aufweist, wobei die zweite Client-Elektrode (C2) mit der zweiten Server-Elektrode (S2) kapazitiv koppelbar ist, wobei der Stromkreis (I) durch die kapazitive Koppelung zwischen der zweiten Client-Elektrode (C2) und der zweiten Server-Elektrode (S2) geschlossen wird, und wobei die Mittel (M) ausgestaltet sind, die Impedanz zwischen der ersten Client-Elektrode (C1) und der zweiten Client-Elektrode (C2) zu verändern.A client device configured to cooperate with a server device according to any one of the preceding claims, comprising a client circuit (C) having a first client electrode (C1), the first client electrode (C1) being connected to the first Server electrode (S1) can be coupled capacitively, wherein an alternating electric field (fc) radiated from the first server electrode (S1) can be coupled into the first client electrode (C1) such that a circuit (I) forms between the server device and the client device, and wherein the client circuit (C) has means (M) for changing an impedance in the circuit (I), causing a load change for the server circuit (S), characterized in that the client device has a second client electrode (C2), wherein the second client electrode (C2) can be capacitively coupled to the second server electrode (S2), wherein the circuit (I) is closed by the capacitive coupling between the second client electrode (C2) and the second server electrode (S2), and wherein the means (M) is configured to change the impedance between the first client electrode (C1) and the second client electrode (C2). Client-Einrichtung nach Anspruch 9, wobei die erste Client-Elektrode (C1) und die zweite Client-Elektrode (C2) eine im Wesentlichen identische Elektrodengeometrie aufweisen.The client device of claim 9, wherein the first client electrode (C1) and the second client electrode (C2) have a substantially identical electrode geometry. Client-Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Client-Schaltung (C) mit dem in die erste Client-Elektrode (C1) eingekoppelten elektrischen Wechselfeld (fc) mit Energie versorgbar ist.Client device according to one of claims 9 or 10, wherein the client circuit (C) with the coupled into the first client electrode (C1) alternating electric field (fc) is supplied with energy. Client-Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Mittel (M) zum Verändern der Impedanz in dem Stromkreis (I) zwischen der ersten Client-Elektrode (C1) und der zweiten Client-Elektrode (C2) eine Modulationseinrichtung umfasst, welche ausgestaltet ist die Impedanz mit einer Frequenz zu ändern.A client device according to any one of claims 9 to 11, wherein the means (M) for varying the impedance in the circuit (I) between the first client electrode (C1) and the second client electrode (C2) comprises modulating means which is designed to change the impedance with a frequency. Client-Einrichtung nach Anspruch 12, wobei Frequenz indikativ für eine Client-Einrichtung ist, um die Client-Einrichtung für die Server-Einrichtung von weiteren Client-Einrichtungen unterscheidbar zu machen.The client device of claim 12, wherein frequency is indicative of a client device to distinguish the client device for the server device from other client devices. Client-Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, aufweisend einen Frequenzteiler, wobei die Frequenz von dem Frequenzteiler, welcher die Frequenz des eingekoppelten elektrischen Wechselfeldes (fc) teilt, bereitgestellt wird.Client device according to claim 12 or 13, comprising a frequency divider, the frequency being provided by the frequency divider which divides the frequency of the coupled alternating electric field (fc). Client-Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Mittel (M) zum Verändern der Impedanz in dem Stromkreis (I) zwischen der ersten Client-Elektrode (C1) und der zweiten Client-Elektrode (C2) ausgestaltet sind, die Impedanz mit einer Frequenz zu ändern, welche indikativ für eine Annäherung der Client-Einrichtung an die Server-Einrichtung ist, sobald die Client-Schaltung (C) mit Energie aus dem eingekoppelten elektrischen Wechselfeld (fc) versorgt wird.A client device according to any one of claims 12 to 14, wherein the means (M) for varying the impedance in the circuit (I) between the first client electrode (C1) and the second client electrode (C2) is the impedance with a frequency indicative of an approach of the client device to the server device as soon as the client circuit (C) is powered by the injected alternating electric field (fc). Client-Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Modulationseinrichtung einen Schalter, vorzugsweise einen elektronischen Schalter umfasst, welcher mit einer Frequenz schaltbar ist, sodass die Impedanz zwischen der ersten Client-Elektrode (C1) und der zweiten Client-Elektrode (C2) im geschlossen Zustand des Schalters verschieden zur Impedanz zwischen der ersten Client-Elektrode (C1) und der zweiten Client-Elektrode (C2) im geöffneten Zustand des Schalters ist.Client device according to one of claims 9 to 15, wherein the modulation means comprises a switch, preferably an electronic switch, which is switchable with a frequency, so that the impedance between the first client electrode (C1) and the second client electrode (C2 ) in the closed state of the switch is different to the impedance between the first client electrode (C1) and the second client electrode (C2) in the open state of the switch. Verfahren zur Datenübertragung zwischen einer Server-Einrichtung und zumindest einer Client-Einrichtung, wobei die zumindest eine Client-Einrichtung relativ zur Server-Einrichtung derart anordenbar ist, dass eine erste Server-Elektrode (S1) der Server-Einrichtung mit einer ersten Client-Elektrode (C1) der Client-Einrichtung kapazitiv koppelbar ist, umfassend: Erzeugen eines elektrischen Wechselfeldes (fc) und Abstrahlen des elektrischen Wechselfeldes an der ersten Server-Elektrode (S1), sodass es in die erste Client-Elektrode (C1) eingekoppelt wird und sich zwischen Server-Einrichtung und Client-Einrichtung ein Stromkreis (I) bildet, wobei die Impedanz in dem Stromkreis (I) durch die Client-Einrichtung entsprechend der zu übertragenden Daten veränderbar ist; und Erfassen der Lastveränderung in dem Stromkreis (I), wobei die erfassten Lastveränderungen repräsentativ für die übertragenen Daten sind, dadurch gekennzeichnet, dass, eine zweite Server-Elektrode (S2) der Server-Einrichtung mit einer zweiten Client-Elektrode (C2) der Client-Einrichtung kapazitiv koppelbar ist, wobei der Stromkreis (I) durch die kapazitive Koppelung zwischen der zweiten Client-Elektrode (C2) und der zweiten Server-Elektrode (S2) geschlossen wird, wobei die Impedanz zwischen der ersten Client-Elektrode (C1) und der zweiten Client-Elektrode (C2) durch die Client-Einrichtung veränderbar ist, und wobei die Lastveränderung an der ersten Server-Elektrode (S1) und/oder an der zweiten Server-Elektrode (S2) erfasst wird.Method for data transmission between a server device and at least one client device Device, wherein the at least one client device relative to the server device can be arranged such that a first server electrode (S1) of the server device is capacitively coupled to a first client electrode (C1) of the client device, comprising: Generating an alternating electric field (fc) and emitting the alternating electric field at the first server electrode (S1) so that it is coupled into the first client electrode (C1) and between the server device and client device a circuit (I) forms, wherein the impedance in the circuit (I) by the client device according to the data to be transmitted is variable; and detecting the load change in the circuit (I), wherein the detected load changes are representative of the transmitted data, characterized in that a second server electrode (S2) of the server device with a second client electrode (C2) is the client Capacitive coupled, wherein the circuit (I) by the capacitive coupling between the second client electrode (C2) and the second server electrode (S2) is closed, wherein the impedance between the first client electrode (C1) and the second client electrode (C2) is changeable by the client device, and wherein the load change is detected at the first server electrode (S1) and / or at the second server electrode (S2). Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Erfassen der Lastveränderung eine Detektion einer Amplitudenmodulation und/oder einer Frequenzmodulation und/oder einer Phasenmodulation des Stromes umfasst.The method of claim 17, wherein detecting the load variation comprises detecting an amplitude modulation and / or a frequency modulation and / or a phase modulation of the current. Mobilgerät, insbesondere ein batteriebetriebenes Mobilgerät, aufweisend eine Server-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Mobile device, in particular a battery-operated mobile device, comprising a server device according to one of claims 1 to 8. Batterie- und kabellose Eingabevorrichtung, insbesondere eine Tastatur, für ein Mobilgerät nach Anspruch 19, aufweisend eine Client-Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16.A battery and wireless input device, in particular a keyboard for a mobile device according to claim 19, comprising a client device according to one of claims 9 to 16.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3500816A1 (en) * 1985-01-11 1986-07-17 Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen REMOVAL CONTROL UNIT FOR ELECTROHYDRAULIC REMOVAL CONTROLS
DE10315845A1 (en) * 2003-04-08 2004-11-04 Richter, Wolfgang Selective switching signal generation for vehicle locking systems, involves capacitively coupling signal into user, transmitting signal through user and user generating switching signal on basis of coupled in signal

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