DE102018109251A1 - Assembly with a line terminal comprising a planar antenna and luminaire module - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe (10), die eine flächige Antenne (12) aufweist, die zur elektrischen Verbindung mit einem Kommunikationsschaltkreis (39) eingerichtet ist. Bei hergestellter Verbindung kann eine Nahfeldkommunikation mit einem Lese- und/oder Programmiergerät (51) erfolgen. Die flächige Antenne (12) ist in einer Leitungsklemme (11) der Baueinheit (10) angeordnet. Vorzugsweise ist die flächige Antenne (12) auf einer Trägerplatte (37) als gedruckte Antenne ausgeführt, wobei die Trägerplatte (37) in einem Aufnahmeraum (18) der Leitungsklemme (11) angeordnet ist. The invention relates to an assembly (10) comprising a planar antenna (12) adapted for electrical connection to a communications circuit (39). When the connection is established, near field communication can take place with a reading and / or programming device (51). The planar antenna (12) is arranged in a line terminal (11) of the assembly (10). Preferably, the planar antenna (12) on a support plate (37) designed as a printed antenna, wherein the support plate (37) in a receiving space (18) of the line terminal (11) is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einer Antenne, insbesondere für die Nahbereichskommunikation (NFC). Die Nahfeldkommunikation wird beispielsweise bei SIM-Karten (Subscriber Identity Module) verwendet, um Daten mittels eines Kommunikationsgeräts auszulesen. Die Nahfeldkommunikation kann in verschiedenen technischen Gebieten angewandt werden. Die Erfindung betrifft auch eine Leuchtenbaugruppe mit einer solchen Baugruppe.The invention relates to an assembly with an antenna, in particular for short-range communication (NFC). The near field communication is used for example in SIM cards (Subscriber Identity Module) to read data by means of a communication device. Near field communication can be used in various technical fields. The invention also relates to a light assembly with such an assembly.
Eine Baugruppe mit einer flächigen Antenne zur Nahfeldkommunikation ist beispielsweise aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe mit einer flächigen Antenne zu schaffen, die eine verbesserte Ausnutzung des verfügbaren Bauraums bereitstellt und gleichzeitig die Zugänglichkeit zur Antenne ermöglicht.The invention has for its object to provide an assembly with a planar antenna, which provides an improved utilization of the available space and at the same time allows accessibility to the antenna.
Diese Aufgabe wird durch eine Baugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und eine Leuchtensteuerbaugruppe mit Merkmalen des Patentanspruches 15 gelöst.This object is achieved by an assembly having the features of
Die Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine flächige Antenne auf, die zur Verbindung mit einem Kommunikationsschaltkreis eingerichtet ist. Zu der Baugruppe gehört außerdem eine Leitungsklemme, die zum Anschließen von wenigstens zwei externen elektrischen Leitungen an die Baugruppe eingerichtet ist. Die Leitungsklemme ist vorzugsweise dazu eingerichtet, sowohl die mechanische Verbindung als auch die elektrische Verbindung mit wenigstens zwei elektrischen Leitungen herzustellen. Dazu kann die Leitungsklemme beispielsweise eine Federklemme aufweisen. Die Leitungsklemme kann beispielsweise zum Anbringen auf einer Leiterplatte eingerichtet sein.The assembly according to the present invention comprises a planar antenna adapted for connection to a communication circuit. The assembly also includes a line clamp adapted to connect at least two external electrical leads to the assembly. The line terminal is preferably configured to produce both the mechanical connection and the electrical connection with at least two electrical lines. For this purpose, the line terminal, for example, have a spring clip. The line terminal may be configured, for example, for attachment to a printed circuit board.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, die flächige Antenne in der Leitungsklemme anzuordnen. Bei Standard-Leitungsklemmen sind in der Regel Hohlräume oder Freiräume vorhanden, um das Einstecken einer Ader der jeweiligen anzuschließenden elektrischen Leitung zu ermöglichen und einer elektrisch leitfähigen Federklemme einen gewissen Bewegungsspielraum zur elastischen Verformung bereitzustellen. Dieser Raum kann bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung als Aufnahmeraum verwendet werden, indem die flächige Antenne angeordnet wird. Dadurch besteht die Möglichkeit, Standard-Leitungsklemmen zu verwenden und zur Aufnahme einer flächigen Antenne einzurichten. Die Leitungsklemmen sind Bauteile, die zum Anschluss der wenigstens einen elektrischen Leitung zugänglich sind. Daher kann eine flächige Antenne zur Nahfeldkommunikation in der Leitungsklemme angeordnet werden. Ein Lese- und/oder Programmiergerät kann in der Regel ausreichend nahe an die Leitungsklemme angenähert werden, um das elektromagnetische Feld zur Herstellung der Kommunikationsverbindung zwischen der Antenne und dem Lese- und/oder Programmiergerät aufzubauen. Außerdem bietet die erfindungsgemäße Ausführung die Möglichkeit einer automatischen Bestückung.According to the invention, it is provided to arrange the planar antenna in the line clamp. In standard cable clamps cavities or clearances are usually present to allow the insertion of a wire of the respective electrical line to be connected and to provide an electrically conductive spring clip a certain range of motion for elastic deformation. This space can be used in an embodiment of the invention as a receiving space by the planar antenna is arranged. This makes it possible to use standard cable clamps and set up to accommodate a planar antenna. The line terminals are components that are accessible for connection of at least one electrical line. Therefore, a planar antenna for near-field communication can be arranged in the line terminal. A reader and / or programmer can typically be approached sufficiently close to the line clamp to establish the electromagnetic field for establishing the communication link between the antenna and the reader and / or programmer. In addition, the embodiment of the invention offers the possibility of automatic assembly.
Die flächige Antenne ist vorzugsweise als gedruckte Antenne ausgeführt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die flächige Antenne auf einer Trägerplatte angeordnet. Die flächige Antenne kann durch eine oder mehrere, kreisbogenförmige, rechteckförmige oder spiralförmig verlaufende Leiterbahnen gebildet sein. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die flächige Antenne eine einzige Leiterspirale auf. Die Außenkontur der Spirale kann kreisbogenförmig und/oder polygonal sein.The planar antenna is preferably designed as a printed antenna. In a preferred embodiment, the planar antenna is arranged on a carrier plate. The planar antenna can be formed by one or more, circular arc, rectangular or spirally running conductor tracks. In the embodiment described here, the planar antenna has a single conductor spiral. The outer contour of the spiral can be circular arc and / or polygonal.
Die flächige Antenne kann beispielsweise eine Induktivität von etwa 500 nH bis etwa 5 µH aufweisen. Zur Anpassung der Antenne kann ein Kondensator mit einer Kapazität von etwa 20 pF bis 500 pF eingesetzt werden.By way of example, the planar antenna may have an inductance of about 500 nH to about 5 μH. To adapt the antenna, a capacitor with a capacity of about 20 pF to 500 pF can be used.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die flächige Antenne in beide Raumrichtungen eine Abmessung auf, die im Bereich von 8 mm bis 20 mm liegt. Vorzugsweise hat die flächige Antenne eine Abmessung in jeder Raumrichtung im Bereich von 9,5 mm bis 12 mm.In a preferred embodiment, the planar antenna in both directions has a dimension which is in the range of 8 mm to 20 mm. Preferably, the planar antenna has a dimension in each spatial direction in the range of 9.5 mm to 12 mm.
Die Trägerplatte mit der flächigen Antenne ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel innerhalb des Aufnahmeraums der Leitungsklemme angeordnet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein Codiermittel vorhanden ist, das die Position und die Orientierung der Trägerplatte im Aufnahmeraum vorgibt. Das Codiermittel kann wenigstens zwei Paare aus jeweils einem Codiervorsprung und einer zugeordneten Codierausnehmung aufweisen. Ein Codiervorsprung eines Paares kann beispielsweise an der Leitungsklemme angeordnet sein und in den Aufnahmeraum hineinragen. Die zugeordnete Codierausnehmung ist an der Trägerplatte für die flächige Antenne vorhanden. Es versteht sich, dass umgekehrt der Codiervorsprung eines Paares auch an der Trägerplatte und die Codierausnehmung an der Leitungsklemme vorhanden sein können.The carrier plate with the planar antenna is arranged in a preferred embodiment within the receiving space of the line terminal. It is advantageous if a coding means is provided which specifies the position and orientation of the carrier plate in the receiving space. The coding means may comprise at least two pairs each of a coding projection and an associated coding recess. An encoding projection of a pair may, for example, be arranged on the line clamp and project into the receiving space. The associated Codierausnehmung is present on the support plate for the planar antenna. It is understood that conversely, the coding projection of a pair can also be present on the carrier plate and the Codierausnehmung on the line terminal.
Zur elektrischen Verbindung weist die flächige Antenne bevorzugt zwei elektrische Antennenanschlüsse auf, die insbesondere in bzw. an der Trägerplatte befestigt sein können. Als Antennenanschlüsse können beispielsweise Kontaktstifte und/oder Kontaktbuchsen verwendet werden.For electrical connection, the planar antenna preferably has two electrical antenna connections, which can be fastened in particular in or on the carrier plate. As antenna connections, for example, contact pins and / or contact sockets can be used.
Bevorzugt hat die Leitungsklemme zwei elektrische Klemmenanschlüsse, die dazu eingerichtet sind, mit den Antennenanschlüssen elektrisch verbunden zu werden. Die elektrischen Klemmanschlüsse sind insbesondere komplementär zu den Antennenanschlüssen ausgeführt, so dass beispielsweise eine Steckverbindung zur Herstellung des elektrischen Kontakts zwischen den Antennenanschlüssen und den Klemmenanschlüssen herstellbar ist. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Klemmenanschlüsse in Form von Kontaktstiften in den Aufnahmeraum hineinragen und elektrisch mit jeweils einem Anschlussstift verbunden sein, der aus dem Klemmengehäuse der Leitungsklemme herausgeführt ist. Die Kontaktstifte können beispielsweise durch eine Lötverbindung auf einer Leiterplatte angeordnet und elektrisch kontaktiert werden. Wenigstens einer der Klemmenanschlüsse kann beispielsweise durch einen Teil eines Anschlussstifts der Leitungsklemme gebildet sein, der aus einem Klemmengehäuse der Leitungsklemme herausragt. Preferably, the line terminal has two electrical terminal terminals which are adapted to be electrically connected to the antenna terminals. The electrical terminal connections are in particular designed to be complementary to the antenna connections, so that, for example, a plug connection for producing the electrical contact between the antenna connections and the terminal connections can be produced. In one embodiment, the terminal terminals in the form of contact pins may protrude into the receiving space and be electrically connected to a respective pin which is led out of the terminal housing of the line terminal. The contact pins can be arranged for example by a solder joint on a circuit board and contacted electrically. At least one of the terminal connections may be formed, for example, by a part of a terminal pin of the line terminal, which protrudes from a terminal housing of the line terminal.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der elektrische Kontakt zwischen den Antennenanschlüssen und den Klemmenanschlüsse durch formschlussfreies Anliegen hergestellt sein.In one embodiment, the electrical contact between the antenna terminals and the terminal terminals may be made by a form-fit-free abutment.
Bei einer Ausführungsform der Leitungsklemme weist diese wenigstens eine Klemmeinheit auf, die zum Anschließen jeweils einer elektrischen Leitung eingerichtet ist. Abhängig davon, wie viele elektrische Leitungen angeschlossen werden sollen, variiert die Anzahl der Klemmeinheiten. Jede Klemmeinheit kann beispielsweise einen Federkontakt und eine Einstecköffnung für die elektrische Leitung aufweisen. Außerdem kann die Leitungsklemme wenigstens ein Abdeckteil aufweisen, das an einer der vorhandenen Klemmeinheiten anbringbar ist. Vorzugsweise ist das Abdeckteil lösbar mit einer Klemmeinheit verbindbar. Das Abdeckteil kann eine seitliche Abdeckung der Leitungsklemme bilden.In one embodiment of the line terminal, this has at least one clamping unit, which is set up for connecting in each case an electrical line. Depending on how many electrical lines are to be connected, the number of clamping units varies. Each clamping unit may, for example, have a spring contact and an insertion opening for the electrical line. In addition, the line clamp can have at least one cover part, which can be attached to one of the existing clamping units. Preferably, the cover is releasably connectable to a clamping unit. The cover member may form a side cover of the line clamp.
Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Leitungsklemme wenigstens eine modifizierte Klemmeinheit aufweist, die den Aufnahmeraum zur Aufnahme der flächigen Antenne aufweist. Die modifizierte Klemmeinheit ist frei von einem Mittel zum elektrischen Anschließen einer externen Leitung. Die modifizierte Klemmeinheit ist insbesondere ohne Einstecköffnung zum Einstecken und elektrischen Anschließen wenigstens einer elektrischen Leitung ausgebildet.It is particularly advantageous if the line terminal has at least one modified clamping unit, which has the receiving space for receiving the planar antenna. The modified clamping unit is free of a means for electrically connecting an external line. The modified clamping unit is in particular formed without an insertion opening for insertion and electrical connection of at least one electrical line.
Die Baugruppe kann bei einem Ausführungsbeispiel außerdem einen Kommunikationsschaltkreis und/oder einen Kondensator aufweisen, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist. Der Kommunikationsschaltkreis ist vorzugsweise passiv ausgeführt, beispielsweise in Form eines Transponders. Bei dem Kommunikationsschaltkreis kann es sich um einen RFID-Chip oder RFID-Tag handeln.The assembly may also comprise, in one embodiment, a communication circuit and / or a capacitor electrically connected to the antenna. The communication circuit is preferably passive, for example in the form of a transponder. The communication circuit may be an RFID chip or an RFID tag.
Die vorstehend beschriebene Baugruppe kann Bestandteil einer Leuchtensteuerbaugruppe für eine Leuchte sein. Die Leuchtensteuerbaugruppe kann einen Steuerschaltkreis zur Steuerung wenigstens eines Leuchtmittels der Leuchte aufweisen, beispielsweise eine Gleichrichterschaltung und/oder eine Wandlerschaltung. Auf einer Leiterplatte der Leuchtensteuerbaugruppe ist die Leitungsklemme mit der flächigen Antenne angeordnet. Die Leitungsklemme ist bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise dazu eingerichtet, mit Leitungen zur Versorgung der Leuchtensteuerbaugruppe mit elektrischer Energie verbunden zu werden.The assembly described above may be part of a luminaire control assembly for a luminaire. The luminaire control module may have a control circuit for controlling at least one luminous means of the luminaire, for example a rectifier circuit and / or a converter circuit. On a circuit board of the lighting control assembly, the line terminal is arranged with the planar antenna. The line terminal is preferably configured in this embodiment, to be connected to lines for supplying the light control module with electrical energy.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Leitungsklemme, die auf einer Leiterplatte angeordnet ist, -
2 eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels der Leitungsklemme aus1 in einer Vorderansicht, -
3 eine vergrößerte Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer auf einer Trägerplatte angeordneten flächigen Antenne der Baugruppe, -
4 eine schematische Seitenansicht einer modifizierten Klemmeinheit der Leitungsklemme aus2 mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme der Trägerplatte mit der flächigen Antenne aus3 , -
5 eine geschnittene Teildarstellung der Klemmeinheit aus4 sowie die Trägerplatte aus3 im Querschnitt, -
6 eine blockschaltbildähnliche Darstellung eines Lese- und/oder Programmiergeräts und der flächigen Antenne aus3 , die elektrisch mit einem Kondensator und einem Kommunikationsschaltkreis der Baugruppe verbunden ist, -
7 eine perspektivische Teildarstellung eines Leuchtengehäuses mit einer Leuchtensteuerbaugruppe, die eine Leiterplatte aufweist, auf der die Baugruppe mit der Leitungsklemme und der flächigen Antenne angeordnet ist, -
8 und9 jeweils eine schematische Seitenansicht weiterer Ausführungsbeispiele einer modifizierte Klemmeinheit mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme der Trägerplatte mit der flächigen Antenne aus3 , und -
10 und 11 jeweils eine alternative Ausführungsform zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen Antennenanschlüssen an einer Trägerplatte und Klemmenanschlüssen der modifizierten Klemmeinheit in einem schematischen Querschnitt.
-
1 FIG. 2 is a schematic side view of an exemplary embodiment of a line terminal which is arranged on a printed circuit board, FIG. -
2 an exploded view of the embodiment of theline terminal 1 in a front view, -
3 an enlarged view of an embodiment of a arranged on a support plate planar antenna of the assembly, -
4 a schematic side view of a modified clamping unit of the line terminal2 with a receiving space for receiving the carrier plate with the planar antenna3 . -
5 a partial sectional view of the clamping unit4 as well as the carrier plate3 in cross section, -
6 a block diagram similar representation of a reading and / or programming device and the planar antenna3 electrically connected to a capacitor and a communication circuit of the assembly, -
7 a partial perspective view of a lamp housing with a light control assembly, which has a circuit board on which the module is arranged with the line terminal and the planar antenna, -
8th and9 in each case a schematic side view of further embodiments of a modified clamping unit with a receiving space for receiving the carrier plate with the planar antenna3 , and -
10 and11 in each case an alternative embodiment for producing the electrical connection between antenna connections on a carrier plate and terminal connections of the modified clamping unit in a schematic cross section.
In den
Die Leitungsklemme
Die Leitungsklemme
Jede Klemmeinheit
Die Leitungsklemme
Wie es schematisch in
Die Anzahl der Steckverbinder
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine der Klemmeinheiten
Die Klemmenanschlüsse
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die flächige Antenne
Bei dem in
Wie es in
In den
Komplementär zu den Codierausnehmungen
Die Anordnung der Codiervorsprünge
In Abwandlung zum veranschaulichten Ausführungsbeispiel könnte wenigstens einer der Codiervorsprünge
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Codiermittel
In den
In den
Es ist auch möglich eine abgewinkelte und insbesondere L-förmige Trägerplatte
Bei den Ausführungsbeispielen der
Eine weitere Abwandlung der Kontaktierung zwischen einem Anschlussstift
Die in den
In einer weiteren Abwandlung ist es auch möglich, die Anschlussstifte
Bei allen Ausführungsbeispielen ist es vorteilhaft, wenn die Trägerplatte
Es ist auch möglich, eine beliebige Kombination der vorstehend erwähnten Ausgestaltungsmöglichkeiten für das Codiermittel
Das Blockschaltbild gemäß
Der Kondensator
In
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Baugruppemodule
- 1111
- Leitungsklemmeline terminal
- 1212
- flächige Antenneplanar antenna
- 1313
- Klemmengehäuseterminal housing
- 1414
- Einstecköffnunginsertion
- 1515
- Federklemmespring clip
- 1616
- Klemmeinheitterminal unit
- 16a16a
- modifizierte Klemmeinheitmodified clamping unit
- 1717
- Gehäuseteilhousing part
- 17a17a
- Wandabschnitt des GehäuseteilsWall section of the housing part
- 1818
- Freiraumfree space
- 1919
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 2020
- Betätigungselementactuator
- 2121
- Anschlussstiftpin
- 2222
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 2323
- Leiterplattecircuit board
- 2424
- Abdeckteilcover
- 2525
- SteckverbinderConnectors
- 2626
- Steckausnehmung plug recess
- 3030
- Klemmenanschlussterminal connection
- 3131
- SteckkontaktstiftPlug pin
- 3232
- Antennenanschlussantenna connection
- 3333
- Steckbuchse receptacle
- 3737
- Trägerplattesupport plate
- 3838
- Leiterbahnconductor path
- 3939
- Kommunikationsschaltkreis Communication circuit
- 4545
- Codiermittelcoding
- 4646
- Codiervorsprungcoding projection
- 47 47
- Codierausnehmungcoding recess
- 4848
- Wandvorsprungwall lead
- 4949
- Kontaktkörper Contact body
- 5050
- Kondensatorcapacitor
- 5151
- Lese- und/oder ProgrammiergerätReading and / or programming device
- 5252
- LeuchtensteuerbaugruppeLights control module
- 5353
- LeuchtensteuergerätLights controller
- 5454
- Leuchtengehäuseteil Luminaire housing part
- aa
- erste Außenabmessungfirst outside dimension
- bb
- zweite Außenabmessungsecond outer dimension
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102015117929 A1 [0002]DE 102015117929 A1 [0002]
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