DE102011082251A1 - Household appliance for the treatment of a good, system with such a household appliance and method for operating such a household appliance - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät 2 zur Behandlung eines Gutes, mit einem Gerätegehäuse 5 mit einer Öffnung 6, über welche das Gut in einen Innenraum des Haushaltsgeräts 2 einlegbar ist, mit einem am Gerätegehäuse 5 bewegbar gelagerten Deckel 8 zum Verschließen der Öffnung 6, mit einem Sensor 9 zum Erzeugen eines Zustandssignals 11, welches eine Information über einen Zustand des Deckels 8 beinhaltet, und mit einer Empfangseinheit 10 zum Empfangen des Zustandssignals 11, wobei der Sensor 9 ein elektrisches Druckwandelelement umfasst, an welchem eine elektrische Spannung abgreifbar ist, und in Abhängigkeit von der elektrischen Spannung das Zustandssignal 11 erzeugbar ist.The invention relates to a household appliance 2 for the treatment of a good, with a device housing 5 having an opening 6, through which the Good is inserted into an interior of the household appliance 2, with a device housing 5 movably mounted lid 8 for closing the opening 6, with a Sensor 9 for generating a state signal 11, which includes information about a state of the lid 8, and a receiving unit 10 for receiving the state signal 11, wherein the sensor 9 comprises a pressure-change electrical element, on which an electrical voltage can be tapped, and in dependence from the electrical voltage, the state signal 11 can be generated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät zur Behandlung eines Gutes. Das Haushaltsgerät umfasst ein Gerätegehäuse mit einer Öffnung, über welche das Gut in einen Innenraum des Haushaltsgeräts einlegbar ist. Das Haushaltsgerät weist auch einen am Gerätegehäuse bewegbar gelagerten Deckel auf, welcher zum Verschließen der Öffnung ausgebildet ist. Ein Sensor dient zum Erzeugen eines Zustandssignals, welches eine Information über einen Zustand des Deckels beinhaltet. Das Zustandssignal wird von einer Empfangseinheit empfangen. Die Erfindung betrifft außerdem ein System mit einem derartigen Haushaltsgerät sowie mit einer Energiemanagementeinrichtung, wie auch ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Haushaltsgeräts. The invention relates to a household appliance for the treatment of a good. The household appliance comprises a device housing with an opening through which the material can be inserted into an interior of the household appliance. The household appliance also has a cover movably mounted on the device housing, which cover is designed to close the opening. A sensor is used to generate a status signal which includes information about a condition of the lid. The status signal is received by a receiving unit. The invention also relates to a system with such a household appliance and to an energy management device, as well as a method for operating such a household appliance.
Es geht vorliegend vorzugsweise um ein Haushaltsgerät, welches an ein intelligentes Stromnetz (so genanntes „Smart Grid“) angeschlossen werden kann und bei welchem der Zeitpunkt für das Einleiten eines Betriebsprozesses – etwa eines Waschprozesses bei einer Waschmaschine oder aber eines Trocknungsprozesses bei einem Wäschetrockner – unter Berücksichtigung von Energiepreisen bestimmt wird. Solche Haushaltsgeräte sind bereits Stand der Technik. Hier sind grundsätzlich zwei unterschiedliche Vorgehensweisen sinnvoll möglich: Zum einen kann das Haushaltsgerät eine interne Steuereinrichtung beinhalten, welche Daten mit Informationen über einen zeitlichen Verlauf des Preises für elektrische Energie empfangen und verarbeiten kann. Diese Steuereinrichtung kann dann unter Berücksichtigung des momentanen und des zukünftigen Preises für elektrische Energie den Startzeitpunkt des Betriebsprozesses derart bestimmen, dass die Kosten dieses Betriebsprozesses für elektrische Energie am geringsten sind. Zum anderen kann auch eine zentrale, von dem Haushaltsgerät separate Energiemanagementeinrichtung bereitgestellt werden, welche die Informationen über die Kosten der elektrischen Energie empfangen und verarbeiten kann. Ein solches Energiemanagementsystem kann dann an einzelne Haushaltsgeräte Steuerbefehle abgeben, aufgrund deren der jeweilige Betriebsprozess eingeleitet wird, und zwar zu einem zuvor unter Berücksichtigung der Energiekosten bestimmten Zeitpunkt.In the present case, it is preferably a household appliance, which can be connected to an intelligent power grid (so-called "smart grid") and in which the timing for initiating an operating process - such as a washing process in a washing machine or a drying process in a tumble dryer - under Consideration of energy prices. Such household appliances are already state of the art. Here, basically, two different approaches are meaningfully possible: First, the home appliance may include an internal control device, which can receive and process data with information about a time course of the price of electrical energy. This controller may then, taking into account the current and future price of electrical energy, determine the starting time of the operating process such that the cost of this electrical energy operating process is the lowest. On the other hand, a central, separate from the household appliance energy management device can be provided, which can receive and process the information about the cost of electrical energy. Such an energy management system can then deliver control commands to individual household appliances, on the basis of which the respective operating process is initiated, specifically at a time that was previously determined taking into account the energy costs.
Also können bei derartigen Haushaltsgeräten die Informationen über den aktuellen und den zukünftigen Preis für elektrische Energie bei der Festlegung des Startzeitpunktes des Betriebsprozesses berücksichtigt werden. Der Startzeitpunkt wird hier automatisch bzw. benutzerunabhängig festgelegt, und zwar entweder mittels einer internen Steuereinrichtung des Haushaltsgerätes oder aber durch die vorgenannte Energiemanagementeinrichtung. Diese intelligente Festlegung des Startzeitpunktes erfolgt in der Regel in einem Energiesparmodus des Haushaltsgerätes, welcher durch den Benutzer aktiviert werden muss. Dies bedeutet, dass der Benutzer zunächst das zu behandelnde Gut über die Öffnung im Gerätegehäuse in den Innenraum des Haushaltsgerätes einlegen muss. Dann muss der Benutzer den Deckel schließen und den Energiesparmodus aktivieren. Das Haushaltsgerät oder aber die Energiemanagementeinrichtung bestimmt nun den optimalen bzw. günstigsten Zeitpunkt für den Start des Betriebsprozesses, nämlich vollkommen unabhängig von dem Benutzer. In der Regel wird hier das Haushaltsgerät in den so genannten Standby-Modus geschaltet und erst dann vollständig aktiviert, wenn der Betriebsprozess eingeleitet werden soll. Am Beispiel einer Waschmaschine kann dies so erfolgen: Der Benutzer öffnet die Tür (Deckel) der Waschmaschine und legt die Wäschestücke in die Wäschetrommel hinein. Der Benutzer wählt dann ein bestimmtes Waschprogramm aus und schaltet die Waschmaschine in den Energiesparmodus. Die Waschmaschine oder die Energiemanagementeinrichtung bestimmt nun den optimalen Zeitpunkt für den Start des Waschprozesses unter Berücksichtigung der empfangenen Informationen über den zukünftigen Verlauf des Preises für elektrische Energie, wobei die Waschmaschine selbst in den Standby-Modus geschaltet wird, um beim Warten auf den Start des Waschprozesses elektrische Energie zu sparen. Die Waschmaschine wird dann zu dem zuvor bestimmten Zeitpunkt aktiviert und der Waschprozess gestartet. Thus, with such home appliances, information about the current and future price of electrical energy may be taken into account in determining the start time of the operating process. The starting time is set here automatically or user-independent, either by means of an internal control device of the household appliance or by the aforementioned energy management device. This intelligent determination of the start time is usually in a power saving mode of the household appliance, which must be activated by the user. This means that the user must first insert the material to be treated via the opening in the device housing in the interior of the household appliance. Then the user must close the lid and activate the energy saving mode. The household appliance or the energy management device now determines the optimal or most favorable time for the start of the operating process, namely completely independent of the user. As a rule, the household appliance is switched to the so-called standby mode and only fully activated when the operating process is to be initiated. The example of a washing machine, this can be done as follows: The user opens the door (cover) of the washing machine and puts the laundry items in the laundry drum. The user then selects a particular wash program and puts the washer into sleep mode. The washing machine or the energy management device now determines the optimal time for the start of the washing process, taking into account the received information about the future course of the price of electrical energy, the washing machine itself is switched to standby mode to wait for the start of the washing process save electrical energy. The washing machine is then activated at the predetermined time and the washing process started.
Eine besondere Herausforderung besteht nun darin, den Deckel des Haushaltsgerätes hinsichtlich unbeaufsichtigter Öffnung zwischen dem Zeitpunkt des Aktivierens des Energiesparmodus – also dem Zeitpunkt der Einwilligung des Benutzers in das automatische Einleiten des Betriebsprozesses – einerseits und dem eigentlichen, zeitlich verschobenen Zeitpunkt des Einleitens des Betriebsprozesses andererseits zu überwachen. Es soll also überwacht werden, ob im Standby-Modus des Haushaltsgerätes der Deckel (unbeaufsichtigt) geöffnet wird, sodass ggf. das automatische Einleiten des Betriebsprozesses später verhindert werden kann. Die heutzutage eingesetzten und aus dem Stand der Technik bekannten Verschließeinrichtungen sind dazu nur eingeschränkt geeignet, denn sie benötigen stets elektrische Energie, welche insbesondere im Standby-Modus nicht zur Verfügung steht beziehungsweise gespart werden soll. Würde man diese Verschließeinrichtungen einbauen, so würde man zusätzliche elektrische Energie im Standby-Modus verbrauchen. Dies wäre mit dem Ziel des Energiesparmodus, die elektrische Energie möglichst zu sparen, nicht vereinbar. Es soll also ein Sensor bereitgestellt werden, welcher unabhängig von anderen Komponenten des Haushaltsgerätes – insbesondere unabhängig von einem Hauptnetzteil des Haushaltsgerätes – mit elektrischer Energie versorgt wird und grundsätzlich unabhängig davon betrieben werden kann, ob das Haushaltsgerät aktiviert ist oder nicht. Allgemein gesagt, soll ein Sensor geschaffen werden, mit welchem die Überwachung des Deckels hinsichtlich unbeaufsichtigter Öffnung auch dann möglich ist, wenn das Haushaltsgerät deaktiviert ist bzw. sich im Standby-Modus befindet, also wenn die Energieversorgung des Haushaltsgeräts ausgeschaltet ist. A particular challenge now is the cover of the household appliance with respect to unattended opening between the time of activating the energy saving mode - ie the time of the user's consent to the automatic initiation of the operating process - on the one hand and the actual, time-delayed time of initiating the operating process on the other monitor. It should therefore be monitored whether in the standby mode of the household appliance, the lid (unattended) is opened, so possibly the automatic initiation of the operating process can be prevented later. The sealing devices used today and known from the prior art are only limited suitable, because they always require electrical energy, which is not available or should be saved, especially in standby mode. If you were to install these closures, so you would consume additional electrical energy in standby mode. This would be incompatible with the goal of the energy-saving mode of conserving electrical energy as much as possible. Thus, a sensor is to be provided which is supplied with electrical energy independently of other components of the household appliance, in particular independently of a main power supply of the household appliance, and in principle regardless of whether the household appliance is activated or not. Generally speaking, a sensor is to be provided with which the monitoring of the lid with regard to unattended opening is also possible when the household appliance is disabled or is in standby mode, ie when the power supply of the household appliance is turned off.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei dem Haushaltsgerät der eingangs genannten Gattung einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Sensor zum Erzeugen des Zustandssignals zu schaffen. It is an object of the invention to provide in the household appliance of the type mentioned a comparison with the prior art improved sensor for generating the state signal.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Haushaltsgerät, durch ein System sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche, der nachfolgenden Beschreibung und der Figuren der beigefügten Zeichnung. This object is achieved by a household appliance, by a system and by a method having the features according to the respective independent claims. Advantageous and preferred embodiments of the invention are subject matters of the dependent claims, the following description and the figures of the accompanying drawings.
Ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät ist zur Behandlung eines Gutes ausgebildet. Das Haushaltsgerät weist ein Gerätegehäuse auf, welches eine Öffnung aufweist, über welche das zu behandelnde Gut in einen Innenraum des Haushaltsgeräts eingelegt bzw. eingeführt werden kann. An dem Gerätegehäuse ist ein Deckel bewegbar gelagert, welcher zum Verschließen der Öffnung dient. Mittels eines Sensors kann ein Zustandssignal erzeugt werden, welches eine Information über einen Zustand des Deckels beinhaltet bzw. welches den Zustand des Deckels charakterisiert. Das Zustandssignal kann von einer Empfangseinheit empfangen werden. Der Sensor umfasst ein elektrisches Druckwandelelement, an welchem eine elektrische Spannung abgegriffen werden kann, wobei der Sensor dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von der elektrischen Spannung das Zustandssignal zu erzeugen. An inventive household appliance is designed for the treatment of a good. The household appliance has a device housing, which has an opening through which the material to be treated can be inserted or introduced into an interior of the household appliance. On the device housing, a lid is movably mounted, which serves to close the opening. By means of a sensor, a status signal can be generated, which contains information about a state of the lid or which characterizes the state of the lid. The status signal can be received by a receiving unit. The sensor comprises an electrical pressure transducer element, on which an electrical voltage can be tapped, wherein the sensor is designed to generate the state signal as a function of the electrical voltage.
Also wird ein elektrisches Druckwandelelement eingesetzt, welches aufgrund des mechanischen Drucks eine elektrische Spannung erzeugt. In Abhängigkeit von dieser Spannung kann dann das Zustandssignal erzeugt werden, welches die Information über den Zustand des Deckels beinhaltet. Ein solches elektrisches Druckwandelelement hat insbesondere den Vorteil, dass es die elektrische Spannung erzeugen kann, mit welcher dann der Sensor versorgt und das Zustandssignal erzeugt werden können. Wird zum Erzeugen des Zustandssignals der Sensor – insbesondere ausschließlich – mit der elektrischen Spannung des Druckwandelelements versorgt, so ist dieser Sensor unabhängig von einer Versorgungsspannung des Haushaltsgeräts – also energieautark – und kann somit auch dann betrieben werden, wenn die Energieversorgung des Haushaltsgeräts deaktiviert ist bzw. sich dieses im Standby-Modus befindet. Mit dem Druckwandelelement wird außerdem eine zuverlässige und wirkungsvolle Bestimmung bzw. Überwachung des Zustands des Deckels ermöglicht.Thus, an electrical pressure change element is used, which generates an electrical voltage due to the mechanical pressure. Depending on this voltage, the state signal can then be generated, which contains the information about the state of the lid. Such an electrical pressure-conversion element has the particular advantage that it can generate the electrical voltage with which the sensor can then be supplied and the condition signal can be generated. If the sensor is supplied-in particular exclusively-with the electrical voltage of the pressure-converting element, this sensor is independent of a supply voltage of the household appliance-that is, energy-autonomous-and can therefore also be operated when the power supply of the household appliance is deactivated or this is in standby mode. In addition, the pressure-changing element enables a reliable and effective determination or monitoring of the condition of the lid.
Der Sensor erzeugt also ein Zustandssignal, welches eine Information über den Zustand des Deckels beinhaltet. Prinzipiell kann hier vorgesehen sein, dass dieses Zustandssignal einen Verriegelungszustand des Deckels charakterisiert, das heißt eine Information beinhaltet, ob der Deckel in seiner geschlossenen Stellung verriegelt oder entriegelt ist. Hier kann das elektrische Druckwandelelement beispielsweise in eine mechanische Verriegelungseinrichtung eingebaut werden. Dann erzeugt das elektrische Druckwandelelement beim Verriegeln sowie beim Entriegeln – also beim Ausüben eines mechanischen Drucks – elektrische Spannung, anhand welcher dann das Zustandssignal erzeugt werden kann, mit welchem das Entriegeln bzw. das Verriegeln des Deckels signalisiert wird. The sensor thus generates a status signal which contains information about the state of the lid. In principle, it can be provided here that this status signal characterizes a locking state of the cover, that is, contains information as to whether the cover is locked or unlocked in its closed position. Here, the electrical pressure change element can be installed for example in a mechanical locking device. Then, the electrical pressure transducer element generates when locking and unlocking - ie when applying a mechanical pressure - electrical voltage, based on which then the condition signal can be generated, with which the unlocking or locking of the lid is signaled.
Es erweist sich jedoch als besonders vorteilhaft, wenn das Zustandssignal eine Information über einen Öffnungszustand des Deckels beinhaltet. Dies bedeutet, dass das Zustandssignal eine Information darüber umfassen kann, ob der Deckel geschlossen oder geöffnet wird. Und zwar kann das elektrische Druckwandelelement derart angeordnet sein, dass die elektrische Spannung durch Öffnen (Freigeben der Öffnung) sowie durch Schließen des Deckels (Verdecken der Öffnung) erzeugt wird. Das Zustandssignal signalisiert dann das Öffnen und das Schließen des Deckels, das heißt den Öffnungsvorgang bzw. den Schließvorgang des Deckels. Bei dieser Ausführungsform kann das elektrische Druckwandelelement beispielsweise in einem Rahmen des Gerätegehäuses eingebaut sein, in welchem die Öffnung ausgebildet ist. Dann nimmt das elektrische Druckwandelelement Druckkräfte auf, die beim Öffnen des Deckels (Entlastung des Deckels) sowie beim Schließen des Deckels (Belastung) entstehen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Deckel hinsichtlich unbeaufsichtigter Öffnung überwacht werden kann, und zwar insbesondere im Standby-Modus nach dem Aktivieren des Energiesparmodus durch den Benutzer. However, it proves to be particularly advantageous if the status signal includes information about an opening state of the lid. This means that the status signal may include information about whether the lid is closed or opened. Namely, the pressure-change electrical element may be arranged such that the electric voltage is generated by opening (opening the opening) and closing the lid (covering the opening). The status signal then signals the opening and closing of the lid, that is, the opening operation or the closing operation of the lid. In this embodiment, the electrical pressure conversion element may for example be installed in a frame of the device housing, in which the opening is formed. Then the electrical Druckwandelelement absorbs pressure forces that arise when opening the lid (relief of the lid) and when closing the lid (load). This embodiment has the advantage that the lid can be monitored for unattended opening, especially in standby mode after the user activates the power saving mode.
Besonders bevorzugt ist der Sensor als batterieloser bzw. energieautarker Sensor ausgebildet, welcher zum Erzeugen des Zustandssignals alleine bzw. ausschließlich mit der elektrischen Spannung des elektrischen Druckwandelelements versorgt wird. Unter Verzicht auf einen elektrischen Energiespeicher sowie auf eine Energiezufuhr von Seiten eines Netzteils des Haushaltsgeräts wird somit der Sensor alleine mit der elektrischen Spannung versorgt, welche – insbesondere beim Schließen sowie beim Öffnen des Deckels – mittels des elektrischen Druckwandelelements erzeugt wird. Bei dieser Ausführungsform ist der Sensor somit energieautark ausgebildet, wodurch Einschränkungen durch kabelgebundene Stromversorgung oder Batterien vermieden werden. Das Zustandssignal kann somit auch dann erzeugt werden, wenn sich das Haushaltsgerät im Standby-Modus befindet bzw. seine Energieversorgung ausgeschaltet ist. Es wird außerdem elektrische Energie gespart, denn der Sensor versorgt sich quasi selbst mit der elektrischen Spannung des elektrischen Druckwandelelements. The sensor is particularly preferably embodied as a battery-free or energy-autonomous sensor, which is supplied solely with the electrical voltage of the electrical pressure-change element to generate the state signal. By dispensing with an electrical energy store and an energy supply from a power supply unit of the household appliance, the sensor is thus supplied solely with the electrical voltage, which is generated by means of the electrical pressure change element - in particular when closing and when opening the lid. At this Embodiment, the sensor is thus designed to be energy self-sufficient, whereby restrictions by wired power supply or batteries are avoided. The status signal can thus also be generated when the household appliance is in standby mode or its power supply is switched off. It also saves electrical energy, because the sensor is virtually self-powered with the electrical voltage of the electrical pressure transducer element.
Das elektrische Druckwandelelement kann insbesondere ein piezoelektrisches Sensorelement sein, welches zur Erzeugung der elektrischen Spannung mittels eines entsprechenden Kristalls oder einer entsprechenden Keramik den piezoelektrischen Effekt ausnutzt. Das elektrische Druckwandelelement kann insbesondere auch ein elektrodynamischer Transduktor sein, bei dem der angewendete Druck einen Permanentmagneten und eine Induktionsspule gegeneinander verschiebt, wodurch in der Induktionsspule die elektrische Spannung induziert wird. In particular, the electrical pressure-conversion element can be a piezoelectric sensor element which utilizes the piezoelectric effect to generate the electrical voltage by means of a corresponding crystal or a corresponding ceramic. The electrical pressure transducer element may in particular also be an electrodynamic transducer, in which the applied pressure shifts a permanent magnet and an induction coil against each other, whereby the electrical voltage is induced in the induction coil.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Zustandssignal ein Funksignal bzw. ein Funkdatagramm: Hier beinhaltet der Sensor einen Sender, welcher zum drahtlosen Aussenden des Zustandssignals an die Empfangseinheit ausgebildet ist, während die Empfangseinheit einen Empfänger zum drahtlosen Empfangen des Zustandssignals aufweist. Also kann der Sensor nach dem Prinzip der batterielosen Funktechnik arbeiten, indem aus der elektrischen Spannung des elektrischen Druckwandelelements direkt das Funkdatagramm erzeugt und ausgesendet wird, welches die Information über das Öffnen bzw. Schließen des Deckels beinhaltet. Der Sensor ist somit vollständig – mechanisch und elektrisch – entkoppelt von der Empfangseinheit, welche beispielsweise in eine Steuereinrichtung des Haushaltsgerätes integriert werden kann. Es erübrigt sich somit der Einsatz eines kabelgebundenen Datenübertragungskanals mit den damit verbundenen Nachteilen hinsichtlich der Kosten und des wertvollen Bauraums. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass das Funksignal gleichzeitig auch an ein externes bzw. von dem Haushaltsgerät separates Energiemanagementsystem bzw. eine Energiemanagementeinrichtung übertragen werden kann. Diese Energiemanagementeinrichtung empfängt dann die Information über den Zustand des Deckels und kann diese Information bei der Erzeugung des Steuerbefehls zum Starten des Betriebsprozesses berücksichtigen. According to a further preferred embodiment, the status signal is a radio signal or a radio datagram: Here, the sensor includes a transmitter, which is designed for wireless transmission of the status signal to the receiver unit, while the receiver unit has a receiver for wirelessly receiving the status signal. Thus, the sensor can operate on the principle of batteryless radio technology by directly from the electrical voltage of the electrical Druckwandelelements the radio datagram is generated and sent, which includes the information about the opening or closing of the lid. The sensor is thus completely - mechanically and electrically - decoupled from the receiving unit, which can be integrated, for example, in a control device of the household appliance. It is therefore unnecessary to use a wired data transmission channel with the associated disadvantages in terms of cost and valuable space. Another advantage of this embodiment is that the radio signal can be transmitted simultaneously to an external or separate from the household appliance energy management system or an energy management device. This energy management device then receives the information about the state of the lid and can take this information into account when generating the control command to start the operating process.
Der Sender kann beispielsweise zum Aussenden des Zustandssignals in einem ISM-Frequenzband (Industrial, Scientific and Medical Band) ausgebildet sein. Entsprechend kann auch die Empfangseinheit – nämlich der Empfänger der Empfangseinheit – zum Empfangen des Zustandssignals in demselben ISM-Band ausgebildet sein. Insbesondere wird hier der UHF-Frequenzbereich verwendet, zum Beispiel 433 MHz bis 440 MHz oder 868 MHz bis 870 MHz oder 888 MHz bis 889 MHz oder 902 MHz bis 928 MHz. The transmitter can be designed, for example, for transmitting the status signal in an ISM frequency band (Industrial, Scientific and Medical Band). Correspondingly, the receiving unit-namely the receiver of the receiving unit-can also be designed to receive the status signal in the same ISM band. In particular, the UHF frequency range is used here, for example 433 MHz to 440 MHz or 868 MHz to 870 MHz or 888 MHz to 889 MHz or 902 MHz to 928 MHz.
Also kann das Zustandssignal ein Funksignal bzw. ein Funkdatagramm sein, welches die Information über den Zustand des Deckels beinhaltet, nämlich insbesondere das Öffnen sowie das Schließen des Deckels signalisiert. Das Zustandssignal kann ein digital kodiertes Signal sein. Es kann beispielsweise die OOK-Modulation (On-Off-Keying) verwendet werden. Thus, the status signal may be a radio signal or a radio datagram, which contains the information about the state of the lid, namely signals in particular the opening and closing of the lid. The status signal may be a digitally coded signal. For example, OOK modulation (on-off keying) can be used.
Neben der Information über den Zustand des Deckels kann das Zustandssignal auch eine spezifische Kennung (ID) beinhalten. Die Empfangseinheit kann dann das Zustandssignal als von dem Sensor stammend identifizieren und verarbeiten. In addition to the information about the state of the lid, the status signal may also include a specific identifier (ID). The receiving unit may then identify and process the status signal as originating from the sensor.
Der Empfänger der Empfangseinheit ist vorzugsweise eine energiesparende Überwachungseinheit (Ultra Low Power Wake-Up Unit), welche den verwendeten ISM-Frequenzbereich auf das Vorhandensein des Zustandssignals hin überwacht und dazu ausgelegt ist, das Zustandssignal (Funkdatagramm) quasi als „Aufwachsfrequenz“ zu empfangen, selektiv hinsichtlich der Kennung (ID) zu dekodieren sowie als von dem Sensor stammend zu identifizieren.The receiver of the receiving unit is preferably an energy-saving monitoring unit (Ultra Low Power Wake-Up Unit), which monitors the used ISM frequency range for the presence of the state signal and is adapted to receive the status signal (radio datagram) quasi as "Aufwachsfrequenz", to selectively decode the ID and identify it as originating from the sensor.
Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn unabhängig von anderen Komponenten des Haushaltsgeräts die Empfangseinheit mit elektrischer Energie versorgt wird. Dies bedeutet insbesondere, dass die Empfangseinheit unabhängig von der elektrischen Energie eines Netzteils des Haushaltsgeräts versorgt werden kann, also unabhängig davon, ob die Hauptenergieversorgung des Haushaltsgeräts ein- oder ausgeschaltet ist. Auch die Empfangseinheit kann somit im Standby-Modus des Haushaltsgerätes betrieben werden und das Zustandssignal empfangen und verarbeiten. It proves to be particularly advantageous if, independently of other components of the household appliance, the receiving unit is supplied with electrical energy. This means in particular that the receiving unit can be powered independently of the electrical energy of a power supply unit of the household appliance, that is, regardless of whether the main energy supply of the household appliance is switched on or off. The receiving unit can thus be operated in the standby mode of the household appliance and receive and process the status signal.
Beispielsweise umfasst die Empfangseinheit einen Energiespeicher zum Versorgen der Empfangseinheit mit elektrischer Energie, nämlich insbesondere eine Batterie und/oder einen Doppelschicht-Kondensator (einen so genannten SuperCap und/oder einen PowerCap). Durch diese flexible Lösung wird ermöglicht, dass die Empfangseinheit vollständig unabhängig von einer Energieversorgung des Haushaltsgeräts mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Alternativ kann auch auf einen solchen Energiespeicher verzichtet werden, und die Empfangseinheit kann mit elektrischer Energie aus dem empfangenen Zustandssignal versorgt werden. Hier ist die Empfangseinheit energieautark ausgebildet und kann auch bei komplett ausgeschaltetem Haushaltsgerät über längere Zeit betrieben werden. Wie bei einem passiven RFID (Radio Frequency Identification Device) kann hier über eine Antenne die Energie von Radiowellen aufgefangen und energetisch verwendet werden. Bei einer solchen, energieautarken Empfangseinheit erübrigt sich der Einsatz eines Energiespeichers. For example, the receiving unit comprises an energy store for supplying the receiving unit with electrical energy, namely in particular a battery and / or a double-layer capacitor (a so-called SuperCap and / or a PowerCap). This flexible solution makes it possible that the receiving unit can be supplied completely independent of a power supply of the household appliance with electrical energy. Alternatively, it is also possible to dispense with such an energy store, and the receiving unit can be supplied with electrical energy from the received status signal. Here, the receiving unit is designed to be energy self-sufficient and can also be operated with a completely switched off household appliance for a long time. As with a passive RFID (Radio Frequency Identification Device), the energy of radio waves can be captured and energetically used via an antenna. In such an energy self-sufficient receiving unit, the use of an energy storage is unnecessary.
Die Empfangseinheit kann einen Datenspeicher mit einem ersten Zustandszähler, welcher zum Zählen von Öffnungsvorgängen des Deckels dient, sowie mit einem zweiten Zustandszähler zum Zählen von Schließvorgängen des Deckels aufweisen. Der erste Zustandszähler kann dann inkrementiert werden, wenn das Zustandssignal das Öffnen des Deckels signalisiert. Der zweite Zustandszähler hingegen kann dann inkrementiert werden, wenn das Zustandssignal das Schließen des Deckels signalisiert. Mit einem derartigen Datenspeicher können die Öffnungsvorgänge sowie die Schließvorgänge des Deckels im Standby-Modus des Haushaltsgerätes ohne viel Aufwand und mit wenig Energie dokumentiert werden, und eine Steuereinrichtung des Haushaltsgerätes kann nach Einschalten des Haushaltsgerätes den Inhalt des Datenspeichers auslesen. Nach dem Einschalten des Haushaltsgerätes ist somit in der Steuereinrichtung bekannt, ob im Standby-Modus der Deckel geöffnet wurde oder nicht. Ist dies der Fall, so kann der Start des Betriebsprozesses verhindert werden. The receiving unit may include a data memory having a first state counter for counting opening operations of the lid, and a second state counter for counting closing operations of the lid. The first state counter may then be incremented when the status signal signals the opening of the lid. The second state counter, on the other hand, can then be incremented when the status signal signals the closing of the lid. With such a data storage, the opening operations and the closing operations of the lid in the standby mode of the household appliance can be documented without much effort and with little energy, and a control device of the household appliance can read the contents of the data memory after switching on the household appliance. After switching on the household appliance is thus known in the control device, whether in the standby mode, the lid was opened or not. If this is the case, the start of the operating process can be prevented.
Die Empfangseinheit kann auch eine programmierbare Logikeinheit zum Inkrementieren der beiden Zustandszähler des Datenspeichers aufweisen. Es wird zu diesem Zwecke vorzugsweise eine CPLD-Einheit (Complex Programmable Logic Device) eingesetzt. Das Inkrementieren der Zustandszähler kann beispielsweise so aussehen, dass die genannte Überwachungseinheit (Wake-Up Unit) zwei Ausgänge aufweist, die jeweils mit einem separaten Eingang der Logikeinheit elektrisch gekoppelt sind. Wird durch das Zustandssignal das Öffnen des Deckels signalisiert, so gibt die Überwachungseinheit ein Signal an dem ersten Ausgang aus, wodurch die Logikeinheit den Zustandszähler zum Zählen von Öffnungsvorgängen des Deckels inkrementiert. Wird hingegen ein Zustandssignal empfangen, welches das Schließen des Deckels signalisiert, so kann die Überwachungseinheit ein Signal an dem zweiten Ausgang ausgeben. Durch dieses Signal wird die Logikeinheit dazu angesteuert, den zweiten Zustandszähler zu inkrementieren, welcher zum Zählen von Schließvorgängen des Deckels dient. The receiving unit may also include a programmable logic unit for incrementing the two state counters of the data memory. A CPLD (Complex Programmable Logic Device) unit is preferably used for this purpose. The incrementing of the state counters may, for example, be such that the named wake-up unit has two outputs which are each electrically coupled to a separate input of the logic unit. When the opening of the lid is signaled by the status signal, the monitoring unit outputs a signal at the first output, whereby the logic unit increments the status counter for counting opening operations of the lid. If, on the other hand, a status signal is received which signals the closing of the lid, then the monitoring unit can output a signal at the second output. By this signal, the logic unit is driven to increment the second state counter, which is used to count closing operations of the lid.
Wie bereits ausgeführt, kann das Haushaltsgerät einen Energiesparmodus aufweisen, in welchem der Zeitpunkt des Einleitens des Betriebsprozesses unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs des Preises für elektrische Energie bestimmt wird. Hier sind zwei Ausführungsformen sinnvoll möglich: Die Steuereinrichtung des Haushaltsgerätes kann in dem Energiesparmodus Daten mit Informationen über den zeitlichen Verlauf des Preises für elektrische Energie empfangen und unter Berücksichtigung dieser Informationen den Zeitpunkt für das Einleiten des Betriebsprozesses bestimmen. Ergänzend oder alternativ kann der Zeitpunkt für das Einleiten des Betriebsprozesses mittels der separaten Energiemanagementeinrichtung festgelegt werden, und die Steuereinrichtung des Haushaltsgeräts kann den Betriebsprozess aufgrund eines Steuerbefehls der Energiemanagementeinrichtung einleiten. Hierdurch können die Kosten für den Betriebsprozess des Haushaltsgerätes gespart werden, denn der Betriebsprozess kann zu einem Zeitpunkt gestartet werden, zu welchem die Kosten für elektrische Energie am geringsten sind. Auch im Standby-Modus des Haushaltsgerätes – zwischen dem Zeitpunkt des Aktivierens des Energiesparmodus durch den Benutzer einerseits und dem Zeitpunkt des Einleitens des Betriebsprozesses andererseits – kann der Deckel mittels des Sensors und der Empfangseinheit daraufhin überprüft werden, ob er zwischendurch geöffnet wurde oder nicht. As already stated, the household appliance can have a power-saving mode, in which the time of initiation of the operating process is determined taking into account the time profile of the price of electrical energy. Here, two embodiments are meaningfully possible: The control device of the household appliance can receive in the energy-saving mode data with information about the time course of the price of electrical energy and determine taking into account this information the time for initiating the operating process. Additionally or alternatively, the time for the initiation of the operating process by means of the separate energy management device can be set, and the control device of the household appliance can initiate the operating process due to a control command of the energy management device. This can save the cost of the operating process of the household appliance, because the operating process can be started at a time when the cost of electrical energy is lowest. Even in the standby mode of the household appliance - between the time of activating the energy saving mode by the user on the one hand and the time of initiating the operating process on the other hand - the lid can be checked by means of the sensor and the receiving unit, whether it has been opened in between or not.
Die interne Steuereinrichtung kann – insbesondere vor dem Zeitpunkt des Einleitens des Betriebsprozesses – aus der Empfangseinheit, nämlich insbesondere aus dem Datenspeicher, eine Information auslesen, ob zwischen dem Zeitpunkt des Aktivierens des Energiesparmodus einerseits und dem aktuellen Zeitpunkt bzw. dem Zeitpunkt des Einleitens des Betriebsprozesses andererseits der Deckel geöffnet wurde. Wird durch die Steuereinrichtung festgestellt, dass der Deckel zwischendurch geöffnet wurde, so wird das Einleiten des Betriebsprozesses verhindert. Bei der Ausführungsform mit dem Datenspeicher einschließlich des ersten und des zweiten Zustandszählers kann dies so aussehen, dass die Steuereinrichtung die Zustände der beiden Zustandszähler ausliest und anhand eines Vergleiches der beiden Zustandszähler feststellt, ob der Deckel geöffnet ist oder nicht. Ist der Deckel geöffnet, so wird der Start des Betriebsprozesses bevorzugt unterbunden. Es wird somit verhindert, dass der Betriebsprozess bei geöffnetem Deckel gestartet wird bzw. Fehlermeldungen nach dem Start des Betriebsprozesses auftreten. The internal control device can - in particular before the time of initiation of the operating process - read from the receiving unit, namely from the data memory, information between whether the time of activating the energy saving mode on the one hand and the current time or the time of initiating the operating process on the other the lid was opened. If it is determined by the control device that the lid has been opened in between, the initiation of the operating process is prevented. In the embodiment with the data memory including the first and the second state counter, this may be such that the control device reads out the states of the two state counters and determines whether the cover is open or not based on a comparison of the two state counters. If the lid is open, the start of the operating process is preferably prevented. It is thus prevented that the operating process is started with the lid open or error messages occur after the start of the operating process.
Die Empfangseinheit kann auch als ein Trigger zum Aktivieren des Haushaltsgerätes dienen: Wie bereits ausgeführt, können die Empfangseinheit sowie der Sensor unabhängig von einer Energieversorgung des Haushaltsgerätes mit elektrischer Energie versorgt werden. Sie sind bevorzugt sogar energieautark ausgebildet. Dies kann dazu genutzt werden, um beim Öffnen des Deckels durch den Benutzer das Haushaltsgerät bzw. seine Energieversorgung zu aktivieren. Und zwar kann die Empfangseinheit nach Erkennen des Öffnens des Deckels – dies anhand des Zustandssignals – ein Triggersignal ausgeben, aufgrund dessen ein elektrischer Schalter geschlossen wird, über welchen das Haushaltsgerät – und insbesondere die genannte Steuereinrichtung – mit elektrischer Energie versorgt wird. Bei dem elektrischen Schalter kann es sich um den Hauptschalter handeln, über welchen ein Hauptnetzteil des Haushaltsgerätes mit dem elektrischen Stromnetz gekoppelt wird. Eine solche automatische Einschaltfunktion (auto power-on) ist besonders benutzerfreundlich; der Benutzer braucht lediglich den Deckel zu öffnen, und das Haushaltsgerät – insbesondere auch mit einer optischen Einzeigeeinrichtung – wird eingeschaltet. The receiving unit can also serve as a trigger for activating the household appliance: As already stated, the receiving unit and the sensor can be supplied with electrical energy independently of a power supply of the household appliance. They are preferably even energy self-sufficient. This can be used to activate the household appliance or its power supply when opening the lid by the user. And that is possible Receiving unit after detecting the opening of the lid - this on the basis of the status signal - output a trigger signal, due to which an electrical switch is closed, via which the household appliance - and in particular the said control device - is supplied with electrical energy. The electrical switch can be the main switch via which a main power supply unit of the household appliance is coupled to the electrical power grid. Such an automatic power-on function is particularly user-friendly; the user only needs to open the lid, and the household appliance - especially with an optical display device - is turned on.
Prinzipiell kann es sich bei dem Haushaltsgerät um ein beliebiges Gerät handeln, das zur Behandlung eines Gutes dient, das über eine Öffnung im Gerätegehäuse in den Innenraum des Haushaltsgerätes eingelegt werden kann. Beispielsweise kann dies eine Geschirrspülmaschine sein. Es erweist sich jedoch als vorteilhaft, wenn das Haushaltsgerät ein Gerät zur Pflege von Wäschestücken ist, nämlich insbesondere eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner oder aber ein Waschtrockner. Gerade solche Haushaltsgeräte besitzen nämlich oft die Funktionalität, dass der Betriebsprozess – Waschprozess oder Trocknungsprozess – unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs des Energiepreises automatisch gestartet werden kann. Gerade bei einem derartigen Haushaltsgerät zeigen sich der genannte Sensor sowie die Empfangseinheit als besonders vorteilhaft.In principle, the household appliance can be any appliance which serves to treat a good that can be placed in the interior of the household appliance via an opening in the appliance housing. For example, this may be a dishwasher. However, it proves to be advantageous if the household appliance is a device for the care of laundry, namely in particular a washing machine, a tumble dryer or a washer-dryer. Especially such household appliances often have the functionality that the operating process - washing process or drying process - can be started automatically taking into account the time course of the price of energy. Especially in such a household appliance, said sensor and the receiving unit are particularly advantageous.
Ein erfindungsgemäßes System umfasst ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät, wie auch eine von dem Haushaltsgerät verschiedene Energiemanagementeinrichtung, welche eine Empfangseinheit zum Empfangen des Zustandssignals aufweist und dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von dem Zustandssignal an das Haushaltsgerät ein Steuerbefehl abzugeben, aufgrund dessen ein Betriebsprozess des Haushaltsgerätes eingeleitet wird. Es erfolgt also eine Fernüberwachung des Zustands des Deckels des Haushaltsgerätes durch die Energiemanagementeinrichtung, und zwar im Vorfeld einer programmierten, ferngesteuerten Aktivierung des Haushaltsgerätes. Erkennt die Energiemanagementeinrichtung anhand des Zustandssignals, dass der Deckel des Haushaltsgeräts geöffnet ist, so wird die Abgabe des Steuerbefehls verhindert. Die Empfangseinheit der Energiemanagementeinrichtung kann gleich wie die vorgenannte Empfangseinheit ausgebildet sein, die mit Bezug auf das Haushaltsgerät beschrieben wurde.A system according to the invention comprises a household appliance according to the invention, as well as an energy management device which is different from the household appliance and has a receiving unit for receiving the status signal and is designed to issue a control command to the household appliance as a function of the status signal, as a result of which an operating process of the household appliance is initiated , Thus, there is a remote monitoring of the state of the lid of the household appliance by the energy management device, in the run-up to a programmed, remote-controlled activation of the household appliance. Detects the power management device based on the status signal that the lid of the household appliance is open, the delivery of the control command is prevented. The receiving unit of the power management device may be the same as the aforementioned receiving unit described with reference to the home appliance.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Betreiben eines Haushaltsgerätes ausgelegt, mit welchem ein Gut behandelt wird, welches über eine in einem Gerätegehäuse ausgebildete Öffnung in einen Innenraum des Haushaltsgerätes eingelegt wird, wobei mittels eines am Gerätegehäuse bewegbar gelagerten Deckels die Öffnung verschlossen wird und mittels eines Sensors ein Zustandssignal erzeugt wird, welches eine Information über einen Zustand des Deckels beinhaltet und durch eine Empfangseinheit empfangen wird. Diese kann eine Empfangseinheit des Haushaltsgerätes und/oder eine Empfangseinheit einer Energiemanagementeinrichtung sein. Der Sensor umfasst ein elektrisches Druckwandelelement, an welchem eine elektrische Spannung abgegriffen wird, und in Abhängigkeit von der elektrischen Spannung wird das Zustandssignal erzeugt. An inventive method is designed to operate a household appliance, with which a good is treated, which is placed over an opening formed in a device housing in an interior of the household appliance, wherein by means of a movable housing mounted on the lid, the opening is closed and by means of a sensor State signal is generated, which includes information about a state of the lid and is received by a receiving unit. This may be a receiving unit of the household appliance and / or a receiving unit of an energy management device. The sensor comprises an electrical pressure transducer element, at which an electrical voltage is tapped, and in dependence on the electrical voltage, the condition signal is generated.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Haushaltsgerät vorgestellten bevorzugten Ausbildungsformen und deren Vorteile geltend entsprechend für das erfindungsgemäße System sowie für das erfindungsgemäße Verfahren. The preferred embodiments presented with reference to the household appliance according to the invention and their advantages apply correspondingly to the system according to the invention and to the method according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, den Figuren der beigefügten Zeichnung und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar. Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures of the accompanying drawings and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone.
Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described with reference to individual preferred embodiments, as well as with reference to the accompanying drawings. Show it:
Ein in
Die Energiemanagementeinrichtung
Die Energiemanagementeinrichtung
Die Energiemanagementeinrichtung
Zur Steuerung von Betriebsprozessen bzw. Betriebsabläufen des Haushaltsgerätes
Das Haushaltsgerät
Das Haushaltsgerät
Ein Ziel des Standby-Modus und des Energiesparmodus ist es, elektrische Energie bzw. die Kosten zu sparen. Mit diesem Ziel wäre nicht vereinbar, wenn zur Überwachung des Deckels
Der energieautarke Sensor
Das Zustandssignal wird also alleine aus der elektrischen Spannung des elektrischen Druckwandelelements erzeugt, ohne dass zusätzliche Energiequellen verwendet werden. The state signal is thus generated solely from the electrical voltage of the electrical pressure transducer element, without additional energy sources are used.
Das Zustandssignal wird dabei in einem ISM-Frequenzband (Industrial, Scientific and Medical Band) erzeugt, wobei hier vorzugsweise ein UHF-Frequenzband zwischen 100 MHz und 1 GHz verwendet wird. The state signal is generated in an ISM frequency band (Industrial, Scientific and Medical Band), in which case preferably a UHF frequency band between 100 MHz and 1 GHz is used.
Zum Empfangen des Zustandssignals
Die Logikeinheit
Auch im Standby-Modus bzw. im Energiesparmodus des Haushaltsgeräts
Ergänzend oder alternativ kann eine derartige Empfangseinheit
Die Empfangseinheit
Dieses Triggersignal kann auch weitere Funktionen im Haushaltsgerät
In den
Bezugnehmend auf
Bezugnehmend auf
Bezugnehmend nun auf
Zusammenfassend wird ein System
Das beschriebene System
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- System system
- 22
- Haushaltsgerät household appliance
- 33
- Energiemanagementeinrichtung Energy management device
- 44
- Steuereinrichtung control device
- 55
- Gerätegehäuse device housing
- 66
- Öffnung opening
- 77
- Frontwand front wall
- 88th
- Deckel cover
- 99
- Sensor mit elektrischem Druckwandelelement Sensor with electrical pressure change element
- 1010
- Empfangseinheit receiver unit
- 10’10 '
- Empfangseinheit receiver unit
- 1111
- Zustandssignal state signal
- 1212
- Empfänger receiver
- 1313
- Antenne antenna
- 1414
- Logikeinheit logic unit
- 1515
- Datenspeicher data storage
- 1616
- Energiespeicher energy storage
- 1717
- Zustandszähler state counter
- 1818
- Zustandszähler state counter
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