DE102011119489A1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischer Schalter (5), insbesondere für ein Elektrogerät. Bei dem Elektrogerät kann es sich um ein Elektrowerkzeug mit einem Elektromotor, wie ein Akku- und/oder Netz-Elektrowerkzeug, beispielsweise Bohrmaschinen, Schleifer, Sägen, Hobel, Winkelschleifer o. dgl. handeln. Der Schalter (5) besitzt zwei elektrische Versorgungs-Anschlüsse (11, 12) für die Versorgungsspannung, insbesondere zu einem Akku, sowie zwei elektrische Motor-Anschlüsse (13, 14) für die Spannungszuführung zum Elektromotor. Desweiteren weist der Schalter (5) eine Steuerelektronik (9), wie einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller o. dgl., zur Ausführung von Steuerungsprozessen im Elektrogerät auf, wobei insbesondere die Steuerelektronik (9) mittels einer Software arbeitet. An den Schalter (5) ist weiter eine Datenleitung (15) zur Kommunikation zwischen der Steuerelektronik (9) sowie einer externen Einrichtung (17) anschließbar, wobei insbesondere einer der elektrischen Motor-Anschlüsse (14) für die Datenleitung (15) verwendet ist. Desweiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Kommunikaton eines elektrischen Schalters (5) mit einer externen Einrichtung (17).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Solche Schalter werden in Elektrogeräten verwendet, wobei es sich bei dem Elektrogerät bevorzugterweise um ein Elektrowerkzeug mit einem Elektromotor, und zwar um ein Akku- und/oder ein Netz-Elektrowerkzeug, insbesondere um Bohrmaschinen, Schleifer, Sägen, Hobel, Winkelschleifer o. dgl., handeln kann. Es kann sich bei dem Elektrogerät jedoch auch um ein Hausgerät, wie ein Küchenarbeitsgerät, einen Staubsauger o. dgl., handeln.
  • Ein derartiger elektrischer Schalter besitzt zwei elektrische Versorgungs-Anschlüsse für die Versorgungsspannung, insbesondere zu einem Akku, sowie zwei elektrische Motor-Anschlüsse für die Spannungszuführung zum Elektromotor. Desweiteren weist der Schalter eine Steuerelektronik, wie einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller o. dgl., zur Ausführung von Steuerungsprozessen im Elektrogerät auf. Beispielsweise kann der Elektromotor des Elektrowerkzeugs vom Steuerungsprozess mit einer vom Benutzer vorgewählten Drehzahl betrieben werden, um die werkstückgerechte Bearbeitung eines Werkstücks zu ermöglichen. In üblicher Weise arbeitet die Steuerelektronik im Elektrowerkzeug mittels einer Software. Die Steuerelektronik wird bei der Herstellung des Schalters mit der entsprechenden Software versehen. Eine spätere Änderung und/oder Anpassung der Software ist nicht vorgesehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Schalter derart weiterzuentwickeln, dass ein nachträgliches Versehen mit einer Software und/oder eine nachträgliche Software-Änderung ermöglicht ist. Insbesondere soll ein Elektrowerkzeugschalter von Außen mit einer neuen Anwendungssoftware programmiert werden können.
  • Das bedeutet insbesondere, es soll eine technische Möglichkeit geschaffen werden, dass der nichtflüchtige Programm- und/oder Datenspeicher eines Mikrocontrollers im Elektrowerkzeugschalter mit einem neuen Inhalt, der Anwendungssoftware oder anderen Daten, beschrieben werden kann. Dieser Inhalt soll von Außen dem Elektrowerkzeugschalter zugeführt werden, möglichst ohne weitere zusätzliche elektrische Anschlüsse als den bereits vorhandenen, nämlich den Anschlüssen Batterie+, Batterie–, Motor1, sowie Motor2.
  • Insbesondere ist es desweiteren Aufgabe, eine wirtschaftliche Lösung für die beschriebenen Problemstellungen zu finden und nachfolgend zu beschreiben.
  • Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Beim erfindungsgemäßen Schalter ist eine Datenleitung zur Kommunikation zwischen der Steuerelektronik sowie einer externen Einrichtung vorsehbar, wobei insbesondere einer der elektrischen Motor-Anschlüsse für die Datenleitung verwendet ist. Mit anderen Worten kann die Datenleitung bei entsprechendem Bedarf an den einen elektrischen Motor-Anschluss zur Datenübertragung zwischen dem Schalter und der externen Einrichtung angeschlossen werden. Hierdurch kann die Steuerelektronik bedarfsweise mit einer entsprechenden Software versehen werden, so dass insbesondere ein Verfahren zur Kommunikation mit einem Elektrowerkzeugschalter mit dem Ziel, eine Software in den eingebauten Mikrocontroller zu laden, geschaffen ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In einfacher Ausgestaltung bietet es sich an, für die Datenübertragung über die Datenleitung ein asynchrones serielles Datenprotokoll zu verwenden.
  • Die Erfindung schafft desweiteren ein Verfahren zur Kommunikation eines elektrischen Schalters, der eine mittels einer Software arbeitende Steuerelektronik aufweist, mit einer externen Einrichtung, wobei an den Schalter eine Datenleitung zur Kommunikation zwischen der Steuerelektronik sowie der externen Einrichtung anschließbar ist. Bei diesem Verfahren kann einer der elektrischen Motor-Anschlüsse für die Datenübertragung auf der Datenleitung verwendet werden.
  • In weiterer Ausgestaltung handelt es sich bei der externen Einrichtung um ein Programmiergerät, derart dass die Steuerelektronik mit einer Anwendungssoftware programmierbar ist.
  • Der Schalter besitzt in üblicher Weise ein Betätigungsorgan zum Schalten eines Einschaltkontakts an einem der elektrischen Versorgungs-Anschlüsse. Es bietet sich dann an, dass beim Einschalten des Einschaltkontakts die Steuerelektronik aktiviert wird. Gegebenenfalls kann dabei auch der Ablauf einer Anwendungssoftware gestartet werden.
  • Zweckmäßigerweise wird die Anwendungssoftware in einem Programmspeicher der Steuerelektronik abgespeichert. In funktionssicherer Ausgestaltung weist die Steuerelektronik eine Boot-Loader-Software zur Programmierung der Steuerelektronik mit einer Anwendungssoftware auf. Es bietet sich dann zum einen weiter an, dass bei Betätigen des Betätigungsorgans sowie nicht vorhandener Anwendungssoftware im Programmspeicher die vorhandene Boot-Loader-Software direkt ausgeführt wird. Zum anderen kann bei Betätigen des Betätigungsorgans sowie bereits vorhandener Anwendungssoftware im Programmspeicher die vorhandene Boot-Loader-Software lediglich bei Vorliegen einer vordefinierten Bedingung gestartet werden. Beispielsweise kann es sich bei der Bedingung darum handeln, dass kein Elektromotor an die elektrischen Motor-Anschlüsse angeschlossen ist oder dass die Versorgungsspannung an den elektrischen Versorgungs-Anschlüssen in einem bestimmten Wertebereich befindlich ist.
  • In einer weiteren einfachen und dennoch funktionssicheren Ausgestaltung kann die Boot-Loader-Software während deren Betrieb den für die Datenübertragung verwendeten Motor-Anschluss auf Daten überwachen. Die angelieferten seriellen Eingabedaten können nach einem vorgegebenen Protokoll von der Boot-Loader-Software gesammelt werden. Desweiteren können die Ausgabedaten von der Boot-Loader-Software über den für die Datenübertragung verwendeten Motor-Anschluss seriell versendet werden.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der elektrische Schalter, insbesondere der Elektrowerkzeugschalter, ohne Software, und zwar nur mit einem Boot-Loader bestückt, hergestellt werden kann. Der Vorteil daraus ist, dass die Software nachträglich auf Kundenwunsch angefertigt und verändert werden kann. Es können auch aus kleineren Teilmengen zusammengefasste Produktionslose an den Kunden geliefert werden, der dann wiederum selbst die Variantenbildung durch Programmieren mit der gewünschten Anwendungssoftware vornimmt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 schematisch ein einen elektrischen Schalter aufweisendes Elektrowerkzeug, wobei das Gehäuse des Elektrowerkzeugs teilweise aufgebrochen dargestellt ist,
  • 2 schematisch den mit einem Computer verbundenen elektrischen Schalter aus 1,
  • 3 den für DC(Direct Current)-Motoren ausgestalteten elektrischen Schalter als prinzipielles Blockschaltbild,
  • 4 einen Bit-Frame für die Datenübertragung,
  • 5 einen Command-Response-Frame für die Datenübertragung,
  • 6 einen Command-Frame für die Datenübertragung und
  • 7 einen Response-Frame für die Datenübertragung.
  • In 1 ist ein Elektrowerkzeug 1 mit einem Elektromotor 2 zum Antrieb eines Werkzeugs 3 zu sehen. Es kann sich dabei um ein Akku- und/oder Netz-Elektrowerkzeug handeln. Beispielhaft ist in 1 eine Akku-Bohrmaschine als Elektrowerkzeug 1 gezeigt, die mit einer Versorgungsspannung aus einem mobilen Energiespeicher 8 in der Art eines Akkus betrieben wird. Selbstverständlich kann es sich bei dem Elektrowerkzeug 1 auch um einen Schleifer, eine Säge, einen Hobel, einen Winkelschleifer o. dgl. handeln.
  • Im Gehäuse 4 des Elektrowerkzeugs 1 ist ein Schalter 5 mit einem Schaltergehäuse 10 angeordnet. Der Schalter 5 ist derart im Gehäuse 4 aufgenommen, dass ein manuell vom Benutzer bewegbares Betätigungsorgan 6 des Schalters 5 aus dem Gehäuse 4 herausragt. Der Schalter 5 besitzt ein Kontaktsystem 7, auf das das Betätigungsorgan 6 zur Umschaltung einwirkt, so dass die Spannungsversorgung aus dem Energiespeicher 8 für das Elektrowerkzeug 1, und zwar insbesondere zum Betrieb des Elektromotors 2, mittels des Betätigungsorgans 6 vom Benutzer ein- und/oder ausschaltbar ist. Hierzu weist der Schalter 5 zwei elektrische Versorgungs-Anschlüsse 11, 12 für die Versorgungsspannung zum Akku 8 sowie zwei elektrische Motor-Anschlüsse 13, 14 für die Spannungszuführung zum Elektromotor 2 auf.
  • Schließlich umfasst der Schalter 5 eine elektrische und/oder elektronische Schaltungsanordnung zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors 2. Die Schaltungsanordnung dient als Steuerelektronik 9, beispielsweise zur Drehzahleinstellung und/oder -veränderung des Elektromotors 2 entsprechend der Stellung des vom Benutzer bewegten Betätigungsorgans 6. Die Steuerelektronik 9 umfasst einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller o. dgl. und befindet sich zweckmäßigerweise im Schaltergehäuse 10. Die Steuerelektronik 9, die mittels einer Software arbeitet, dient auch zur Ausführung von Steuerungsprozessen im Elektrowerkzeug 1. Ein Steuerungsprozess in der Steuerelektronik 9 dient, wie bereits erwähnt, zur Ansteuerung des Elektromotors 2. Hierfür betreibt die Steuerelektronik 9 mittels eines Pulsweiten-Modulations-Signals den Elektromotor 2 entsprechend der mittels des Betätigungsorgans 6 vom Benutzer eingestellten Drehzahl. Die Steuerelektronik 9 kann bedarfsweise auch noch weitere Steuerungsprozesse ausführen, indem die entsprechende Software im elektrischen Schalter 5 abgespeichert ist, beispielsweise in einem Programmspeicher 16 der Steuerelektronik 9. Beim Einschalten des Einschaltkontakts 7 an einem der elektrischen Versorgungs-Anschlüsse 11, 12 mittels des Betätigungsorgans 6 wird die Steuerelektronik 9 aktiviert und gegebenenfalls der Ablauf einer entsprechenden Anwendungssoftware gestartet.
  • Zum Abspeichern von entsprechender Software im elektrischen Schalter 5 oder auch zur Übertragung von sonstigen Daten ist eine Datenleitung 15' im Schalter 5 vorgesehen. Für diese Datenleitung 15' wird einer der elektrischen Motor-Anschlüsse 13, 14 verwendet, und zwar vorliegend der Motor-Anschluss 14, womit die interne Datenleitung 15' eine Verbindung zwischen dem Motor-Anschluss 14 und der Steuerelektronik 9 herstellt. Mit Hilfe der internen Datenleitung 15' sowie einer weiteren externen Datenleitung 15 ist dann eine Kommunikation zwischen der Steuerelektronik 9 sowie einer externen Einrichtung 17 ermöglicht, wie in 2 gezeigt ist. Bei der externen Einrichtung 17 handelt es sich vorliegend um einen Computer, der zum Auslesen von Daten aus dem Schalter 5, zum Einschreiben von Daten in den Schalter 5 und/oder zum Übertragen von entsprechender Software auf den elektrischen Schalter 5 dient. Der Computer 17 kann somit als ein Programmiergerät dienen, derart dass die Steuerelektronik 9 mit einer Anwendungssoftware programmierbar ist. Zwecks einfacher Ausgestaltung ist die Datenleitung 15, die an den Motor-Anschluss 14 des Schalters 5 anschließbar ist, als eine sogenannte „Eindraht-Verbindung” ausgestaltet. Für die Datenübertragung über die Datenleitung 15 wird dann ein asynchrones serielles Datenprotokoll verwendet.
  • Die Steuerelektronik 9 kann eine Boot-Loader-Software zur Programmierung der Steuerelektronik 9 mit einer Anwendungssoftware aufweisen. Bei Betätigen des Betätigungsorgans 6 durch den Benutzer sowie nicht vorhandener Anwendungssoftware im Programmspeicher 16 wird die vorhandene Boot-Loader-Software direkt ausgeführt. Ist hingegen im Programmspeicher 16 eine Anwendungssoftware bereits vorhanden, so wird die vorhandene Boot-Loader-Software lediglich bei Vorliegen einer vordefinierten Bedingung gestartet. Beispielsweise kann es sich bei der Bedingung darum handeln, dass kein Elektromotor 2 an die elektrischen Motor-Anschlüsse 13, 14 angeschlossen ist, wie in 2 anhand des noch nicht im Gehäuse 4 des Elektrowerkzeugs 1 eingebauten Elektrowerkzeugschalters 5 gezeigt ist. Ein andere vordefinierte Bedingung hierfür kann auch darin bestehen, dass die Versorgungsspannung an den elektrischen Versorgungs-Anschlüssen 11, 12 in einem bestimmten Wertebereich befindlich ist. Dann lässt sich in einfacher Weise auch ein bereits im Gehäuse 4 des Elektrowerkzeugs 1 eingebauter Elektrowerkzeugschalter 5 mit einer Anwendungssoftware programmieren. Die Boot-Loader-Software überwacht während deren Betrieb den für die Datenübertragung verwendeten Motor-Anschluss 14 auf Daten. Die dabei angelieferten seriellen Eingabedaten werden nach einem vorgegebenen Protokoll von der Boot-Loader-Software gesammelt. Die Ausgabedaten werden von der Boot-Loader-Software über den für die Datenübertragung verwendeten Motor-Anschluss 14 seriell versendet.
  • Die nähere Ausgestaltung des programmierbaren Elektrowerkzeugschalters 5 ist in 3 zu sehen. Der Elektrowerkzeugschalter 5 soll von außen, also in verschlossenem Zustand entsprechend dem Auslieferungszustand, durch ein Programmiergerät 17 (siehe 2) programmiert werden können. Dazu sind die vier Anschlüsse 11, 12, 13, 14, nämlich Batterie B+, Batterie B–, Motor M1, Motor M2, des Schalters 5 zu verwenden, ohne diese durch zusätzliche Anschlüsse zu erweitern. Bei dieser kleinen Menge von Anschlussmöglichkeiten wird ein serielles Protokoll für die Datenübertragung verwendet. Mittels diesem Protokoll und einer zusätzlichen kleinen Software, dem sogenannten Boot-Loader, wird gemeinsam die Möglichkeit geschaffen, eine Anwendungssoftware und Anwendungsdaten von außen zu empfangen, in den nichtflüchtigen Speicher 16 (siehe 1) zu schreiben und zu Kontrollzwecken wieder auszulesen.
  • Versorgungsanschlüsse:
  • Der Mikrocontroller 9 muss von außen mit Strom und Spannung versorgt werden, dazu dienen der Versorgungs-Anschluss 11 (B+) und der Versorgungs-Anschluss 12 (B–). Ohne größeren Schaltungs- und/oder Softwareaufwand (Boot-Loader) im Innern des Elektrowerkzeugschalters 5 können diese beiden Anschlüsse 11, 12 nicht zur Datenübertragung verwendet werden. Deshalb dienen die Anschlüsse 11, 12 (B+ und B–) weiterhin als reine Versorgungsanschlüsse.
  • Kommunikationsanschluss:
  • Einer der zwei Motorenanschlüsse 13, 14 ist über den internen Umschalter 18 für den Rechts-/Linkslauf des Elektromotors 2 immer mit dem Anschluss 11 (B+) verbunden, und zwar vorliegend ist dies der Motoranschluss 13 (M2). Folglich bleibt nur noch der zweite Motoranschluss 14 (M1) als Kommunikationsanschluss übrig.
  • Ein Power-Mosfet 19 zur Ansteuerung des Elektromotors 2 und ein Widerstand 20 zur Messung des Motorstroms für den Elektromotor 2 können als Kommunikationskanäle für den Datenausgang 22 (SO: Serial-Out) und den Dateneingang 21 (SI: Serial-In) am Mikrocontroller 9 verwendet werden. Somit dient diese bereits im Schalter 5 vorhandene Verbindung zwischen dem zweiten Motoranschluss 14 (M1) und dem Mikrocontroller 9 als interne Datenleitung 15'.
  • Aktivierung des Boot-Loaders:
  • Über den Drücker 6 (Setpoint) kann der Einschaltkontakt 7 am Versorgungs-Anschluss 12 (B–) geschlossen werden. Dadurch wird die Elektronik 9 aktiviert und der Mikrocontroller 9 startet.
    • 1a. Ist keine Anwendungssoftware im Programmspeicher 16 vorhanden, so wird die bereits vorhandene Boot-Loader-Software direkt ausgeführt.
    • 1b. Ist jedoch eine Anwendungssoftware im Programmspeicher 16 schon vorhanden, so startet diese und eine vordefinierte Bedingung wird als Kriterium verwendet, um den Boot-Loader zu starten, z. B. kein Elektromotor 2 an den Motor-Anschlüssen 13, 14 (M1 und M2) angeschlossen oder die Versorgungspannung ist in einem bestimmten Bereich.
    • 2. Der Boot-Loader horcht auf seinem Dateneingang 21 (S1), ob über den Kommunikationsanschluss 14 Daten angeliefert werden. Ist dies der Fall, so kann er nach einem bestimmten Protokoll diese seriellen Eingabedaten sammeln und gegebenenfalls über den Datenausgang 22 (SO) Ausgabedaten seriell versenden.
  • Serielle Datenübertragung:
  • Die Kommunikation erfolgt seriell zwischen dem Elektrowerkzeugschalter 5 und einem von außen angeschlossenen Programmiergerät 17 gemäß 2. Damit dies reibungslos funktioniert, folgt die Kommunikation einem vorgegebenen Protokoll. Serielle Datenübertragungen können asynchron oder synchron sein. Es wird eine asynchrone Datenübertragung verwendet. Da nur eine Kommunkationsleitung 15 vorhanden ist, wird der Takt als zeitlicher Rahmen vom Programmiergerät 17 vorgegeben und das Programmiergerät 17 sowie der Boot-Loader kommunizieren innerhalb dieses Zeitfensters.
  • Damit erfolgt trotz asynchroner Datenübertragung eine Synchronisation zwischen Sender (Programmiergerät 17) und Empfänger (Elektrowerkzeugschalter 5).
  • Toleranz der Datenübertragungsfrequenz:
  • Der Vorteil einer solchen Vorgehensweise liegt darin, dass die Synchronisation von Programmiergerät 17 und Elektrowerkzeugschalter 5 einen größeren Toleranzspielraum von ca. ±10% erlaubt, gegenüber beispielsweise von ca. ±3% bei einer RS232-Schnittstelle. Dieser Vorteil wirkt sich deshalb besonders positiv aus, weil aus kommerziellen Gründen nur ein günstiger RC-Oszillator im Mikrocontroller 9 zum Einsatz kommen kann, der zwar eine Genauigkeit von ±3% kaum erfüllen kann, jedoch eine Genauigkeit von ca. ±10% besitzt. Ein Abstimmen von Sender und Empfänger aufeinander, wie bei einer klassischen asynchronen Datenübertragung, ist dadurch nicht notwendig. Die Boot-Loader-Software kann folglich einfacher, sprich speichersparender, entwickelt werden.
  • Übertragung einzelner Bits (Bit-Frame):
  • Die Übertragung einzelner Bits der Daten vom Programmiergerät 17 zum Elektrowerkzeugschalter 5 und wieder zurück erfolgt in einem Zeitmultiplexverfahren und ist somit bidirektional. Dieser Zeitrahmen wird als ein in 4 dargestellter Bit-Frame 23 bezeichnet. Entsprechend 4 wird ein zu übertragendes Bit durch ein Takt-Bit (Clock) vom Programmiergerät 17 eingeleitet, daraufhin folgt ein Datenbit (Host) vom Programmiergerät 17 und danach wird dem Boot-Loader ein Zeitschlitz von einer Bitlänge zur Verfügung gestellt, um seinerseits ein Bit (Device) an das Programmiergerät 17 zu senden. Ein invertiertes Takt-Bit (Stop) schließt diesen Zeitrahmen 23 ab.
  • Übertragung von Befehlen und Antworten:
  • Ein Befehl-Antwort-Rahmen 24 (Command-Response-Frame) gemäß 5 besteht aus 24 Bit-Frames 23. Der Befehl-Antwort-Rahmen 24 wird nach der Kommunikationsrichtung aufgeteilt in einen Command-Frame und einen Response-Frame.
  • Kommandos:
  • Der Command-Frame 25 nach 6 beinhaltet alle 24 Host-Bits, die sich aufteilen in ein 16 Bit langes Datenwort (Bit23-Bit8) und ein 8 Bit langes Kommando-Byte (Bit7-Bit0).
  • Befehle können Lesen, Löschen und Schreiben des nichtflüchtigen Programm- und/oder Datenspeichers 16 sein.
  • Antworten:
  • Der Response-Frame 26 beinhaltet alle Device-Bits, die sich in ein 16 Bit langes Datenwort (Bit23-Bit8) und ein 8 Bit langes Response-Byte (Bit7-Bit0) aufteilen. Auf einen Befehl folgt jeweils eine Antwort, und zwar nach dem Befehl Lesen der Speicherinhalt sowie nach den Befehlen Löschen und Schreiben eine Bestätigung.
  • Kommunikation und Programmieren:
  • Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens besteht somit die Möglichkeit, von einem Programmiergerät 17 ein Kommando an einen Elektrowerkzeugschalter 5 bzw. an dessen Mikrocontroller 9 zu senden. Das Programmiergerät 17 kann damit den Elektrowerkzeugschalter 5 in den Zustand versetzen, dass der Boot-Loader durch den Mikrocontroller 9 aktiviert wird und auf Befehle wartet. Die Kommunikation zwischen dem Programmiergerät 17 und dem Schalter 5 wird durch das Programmiergerät 17 initiiert. Während der Übertragung des ersten Command-Frames 25 wird der Boot-Loader mit einem leeren Response-Frame 26 antworten. Während nun weitere Command-Frames 25 an den Schalter 5 gesendet werden, kann nun der Boot-Loader die Anwort zum jeweils vorangegangenen Kommando in den Response-Frame 26 verpacken. Das Programmiergerät 17 kann nun die Antworten weiterverarbeiten, darauf reagieren und wiederum neue Befehle an den Boot-Loader senden. Somit kann der nichtflüchtige Speicher 16 des Mikrocontrollers 9 ausgelesen, gelöscht und mit neuem Inhalt, nämlich einer Anwendungssoftware und/oder Anwendungsdaten, beschrieben werden.
  • Die Erfindung eignet sich nicht nur für Gleichspannungs(DC)-Elektrowerkzeuge sondern auch für Wechselspannungs(AC)-Elektrowerkzeuge, welche einen Microcontroller zur Steuerung enthalten. Solche netzgespeisten AC-Elektrowerkzeuge arbeiten für die Drehzahleinstellung mittels einer Phasenan- und/oder Phasenabschnitt-Steuerung. Desweiteren ist die Erfindung anhand eines Elektrowerkzeugs erläutert, jedoch nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann ein solcher elektrischer Schalter mit Programmierschnittstelle auch in sonstigen Elektrogeräten, beispielsweise an Hausgeräten, an Gartengeräten o. dgl., zum Einsatz kommen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Elektrowerkzeug
    2
    Elektromotor
    3
    Werkzeug
    4
    Gehäuse (von Elektrowerkzeug)
    5
    Schalter/Elektrowerkzeugschalter
    6
    Betätigungsorgan/Drücker
    7
    Kontaktsystem/Einschaltkontakt
    8
    Energiespeicher/Akku
    9
    Steuerelektronik/Elektronik/Microcontroller
    10
    Schaltergehäuse
    11, 12
    Versorgungs-Anschluss/Anschluss
    13, 14
    Motor-Anschluss/Anschluss/Kommunikationsanschluss
    15, 15'
    Datenleitung
    16
    Programmspeicher/Speicher/Programm- und/oder Datenspeicher
    17
    externe Einrichtung/Programmiergerät
    18
    Umschalter
    19
    Power-Mosfet
    20
    Widerstand
    21
    Dateneingang
    22
    Datenausgang
    23
    Bit-Frame/Zeitrahmen
    24
    Command-Response-Frame/Befehl-Antwort-Rahmen
    25
    Command-Frame
    26
    Response-Frame

Claims (9)

  1. Elektrischer Schalter, insbesondere für ein Elektrogerät, und zwar bevorzugterweise für ein Elektrowerkzeug (1) mit einem Elektromotor (2), wie ein Akku- und/oder Netz-Elektrowerkzeug, beispielsweise Bohrmaschinen, Schleifer, Sägen, Hobel, Winkelschleifer o. dgl., mit zwei elektrischen Versorgungs-Anschlüssen (11, 12) für die Versorgungsspannung, insbesondere zu einem Akku (8), mit zwei elektrischen Motor-Anschlüssen (13, 14) für die Spannungszuführung zum Elektromotor (2), und mit einer Steuerelektronik (9), wie einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller o. dgl., zur Ausführung von Steuerungsprozessen im Elektrogerät, wobei insbesondere die Steuerelektronik (9) mittels einer Software arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenleitung (15) zur Kommunikation zwischen der Steuerelektronik (9) sowie einer externen Einrichtung (17) vorsehbar ist, und dass insbesondere einer der elektrischen Motor-Anschlüsse (14) für die Datenleitung (15) verwendet ist.
  2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Datenübertragung über die Datenleitung (15) ein asynchrones serielles Datenprotokoll verwendet wird.
  3. Verfahren zur Kommunikaton eines elektrischen Schalters (5), insbesondere für ein Elektrogerät, und zwar bevorzugterweise für ein Elektrowerkzeug (1) mit einem Elektromotor (2), wie ein Akku- und/oder Netz-Elektrowerkzeug, beispielsweise Bohrmaschinen, Schleifer, Sägen, Hobel, Winkelschleifer o. dgl., mit einer externen Einrichtung (17), wobei der Schalter (5) zwei elektrische Versorgungs-Anschlüsse (11, 12) für die Versorgungsspannung, insbesondere zu einem Akku (8), aufweist, wobei der Schalter zwei elektrische Motor-Anschlüsse (13, 14) für die Spannungszuführung zum Elektromotor (2) aufweist, wobei der Schalter (5) eine Steuerelektronik (9), wie einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller o. dgl., zur Ausführung von Steuerungsprozessen im Elektrogerät besitzt, und wobei insbesondere die Steuerelektronik (9) mittels einer Software arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schalter (5) eine Datenleitung (15) zur Kommunikation zwischen der Steuerelektronik (9) sowie der externen Einrichtung (17) anschließbar ist, und dass insbesondere einer der elektrischen Motor-Anschlüsse (14) für die Datenübertragung auf der Datenleitung (15) verwendet wird.
  4. Verfahren zur Kommunikaton eines elektrischen Schalters (5) mit einer externen Einrichtung (17) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der externen Einrichtung (17) um ein Programmiergerät handelt, derart dass die Steuerelektronik (9) mit einer Anwendungssoftware programmierbar ist.
  5. Verfahren zur Kommunikaton eines elektrischen Schalters (5) mit einer externen Einrichtung (17) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (5) ein Betätigungsorgan (6) zum Schalten eines Einschaltkontakts (7) an einem der elektrischen Versorgungs-Anschlüsse (12) besitzt, und dass vorzugsweise beim Einschalten des Einschaltkontakts (7) die Steuerelektronik (9) aktiviert und gegebenenfalls der Ablauf einer Anwendungssoftware gestartet wird.
  6. Verfahren zur Kommunikaton eines elektrischen Schalters (5) mit einer externen Einrichtung (17) nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendungssoftware in einem Programmspeicher (16) der Steuerelektronik (9) abgespeichert wird.
  7. Verfahren zur Kommunikaton eines elektrischen Schalters (5) mit einer externen Einrichtung (17) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (9) eine Boot-Loader-Software zur Programmierung der Steuerelektronik (9) mit einer Anwendungssoftware aufweist, und dass bei Betätigen des Betätigungsorgans (6) sowie nicht vorhandener Anwendungssoftware im Programmspeicher (16) die vorhandene Boot-Loader-Software direkt ausgeführt wird.
  8. Verfahren zur Kommunikaton eines elektrischen Schalters (5) mit einer externen Einrichtung (17) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (9) eine Boot-Loader-Software zur Programmierung der Steuerelektronik (9) mit einer Anwendungssoftware aufweist, und dass bei Betätigen des Betätigungsorgans (6) sowie bereits vorhandener Anwendungssoftware im Programmspeicher (16) die vorhandene Boot-Loader-Software lediglich bei Vorliegen einer vordefinierten Bedingung gestartet wird, wobei es sich beispielsweise bei der Bedingung darum handelt, dass kein Elektromotor (2) an die elektrischen Motor-Anschlüsse (13, 14) angeschlossen ist oder dass die Versorgungsspannung an den elektrischen Versorgungs-Anschlüssen (11, 12) in einem bestimmten Wertebereich befindlich ist.
  9. Verfahren zur Kommunikaton eines elektrischen Schalters (5) mit einer externen Einrichtung (17) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Boot-Loader-Software während deren Betrieb den für die Datenübertragung verwendeten Motor-Anschluss (14) auf Daten überwacht, dass vorzugsweise die angelieferten seriellen Eingabedaten nach einem vorgegebenen Protokoll von der Boot-Loader-Software gesammelt werden, und dass weiter vorzugsweise die Ausgabedaten von der Boot-Loader-Software über den für die Datenübertragung verwendeten Motor-Anschluss (14) seriell versendet werden.
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