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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben in einer Heimautomation, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zum Erfassen von Messdaten sowie zum Kommunizieren mit einer Zentrale mittels einer drahtlosen Kopplung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung. Die Vorrichtung ist vorgesehen zum Betreiben in einer Heimautomation. Eine solche Heimautomation wird zunächst betrieben mit Sensoren, die verschiedenste Umgebungsparameter erfassen können wie beispielsweise Bewegung, Windgeschwindigkeit/-richtung, Temperatur uvm. Ferner lassen sich mittels vielfältiger Aktoren beispielsweise Rollläden an Fenstern sowie Thermostatventile an Heizkörpern öffnen und schließen. Die hierfür erforderliche Logik stellt üblicherweise eine Zentrale bereit. Bei der nachfolgend aufgezeigten Vorrichtung handelt es sich gemäß den genannten Komponenten einer Heimautomation primär um einen Sensor und optional um einen Aktor.
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Heimautomation wird auch als Haussteuerung (engl. „SmartHome“) bezeichnet. Eine Heimautomation weist regelmäßig eine erste zentrale Einheit auf, die hier als Zentrale bezeichnet wird. Es können auch zentrale Einheiten vorgesehen sein, die hierarchisch miteinander gekoppelt sind. Ferner lassen sind mit einer Zentraleinheit Komponenten koppeln; wie Sensoren und Aktoren. Derartige Kopplungen können drahtgebunden sein, sind aber heute üblicherweise als drahtlose Verbindungen ausgeführt. Die Komponenten können für einen autonomen Betrieb eingerichtet sein und sowohl die Mittel zur drahtlosen Kommunikation sowie eine autonome Energieversorgung aufweisen (z.B. Batterie o.ä.). Ferner weisen solche Komponenten minimal Bedienelemente auf; wie beispielsweise lediglich einen Taster.
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Die Daten, die die Sensoren mittels der drahtlosen Kommunikation der Zentrale bereitstellen, werden hier zunächst als Messdaten bezeichnet. Grundsätzlich kommunizieren die Komponenten mittels sogenannter Transportdaten gemäß einem Transportprotokoll. Die Messdaten sind demnach in den Transportdaten enthalten. Ferner sind in den Transportdaten sogenannte Anweisungen enthalten. Es ist vorgesehen, dass die Anweisungen gemäß dem Transportprotokoll (Spezifikation) den Komponenten insofern bekannt sind, dass solche Anweisungen eine technische Reaktion auf der Gegenseite bewirken können. Mit anderen Worten handelt es sich bei Transportprotokoll um eine datentechnische Schnittstelle, die vordefinierte Anweisungen umfasst sowie unbestimmte Informationen enthalten kann. Zu diesen unbestimmten Informationen zählen unter anderen die Messdaten, weil in den Messdaten beliebige Daten enthalten sein können, der Größe und dem Umfang nach.
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Besagte Komponenten können platzsparend ausgebildet sein. Aus der
WO 2015/040144 A1 ist beispielsweise ein Detektor bekannt, der signalisiert ob ein Fenster geöffnet oder geschlossen ist. Der Detektor ist derart flach ausgeführt, dass sich dieser zwischen Fenster und dessen Rahmen anordnen lässt.
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Es sind diverse Komponenten bekannt, die unterschiedliche Funktionen von Detektoren und/oder Sensoren aufweisen. Mit diesen Funktionen lassen sich Zustände wie Dämmerung/Licht, Temperatur, Wind (-stärke/-richtung), Bewegung usw. detektieren. Ferner kann eine Komponente als Aktor fungieren und beispielweise einen Schalter in einer Steckdose betätigen. Ein Aktor kann auch ein Leuchtmittel sein, dass so eingestellt wird, dass es in einer eingestellten Farbe, Helligkeit und/oder mit einer Farbtemperatur leuchtet.
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Die drahtlose Kommunikation bietet die Möglichkeit der flexiblen Ortswahl bei der Installation der Komponenten. Die drahtlose Kommunikation kann für kurze Distanzen ausgebildet sein (bis ca. 30 m im Innenbereich). Es sind Lösungen bekannt, die mittels WLAN (IEEE 802.11) kommunizieren. Andere nutzen DECT oder ITU-T G.9959. Mittels der Kommunikation lässt sich eine Komponente mit einer Zentrale koppeln. Mit anderen Worten wird bei der Heimautomation ein Netzwerk ausgebildet.
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In der Zentrale fließen die Informationen und/oder Daten zusammen, die die Komponenten bereitstellen. In selbiger lassen sich verschiedene Auswertungen vornehmen und Szenarien anlegen, mittels derer Aktoren betätigt werden z.B. für das Betätigen von Rollläden, Verschattungen, Berieselungen, Beleuchtungen, Heizungen usw. Mit anderen Worten stellt die Zentrale einen überwiegenden Teil der Logik bereit, die für die Heimautomation benötigt wird. Die Sensoren liefern Eingangswerte und die Aktoren reagieren auf Kommandos.
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Bezüglich der Kommunikation, dem Liefern von Eingangswerten und dem Ausgeben von Kommandos haben sich bereits technische Lösungen etabliert, die hier unter dem Begriff des Protokolls oder des Übertragungsprotokolls zusammengefasst werden. Solche Protokolle heißen z.B. „REST-API“, „ZigBee“ und „Z-Wave ®“. Der Fachwelt der Heimautomation sind diese Begriffe geläufig. Für den Anwender der Heimautomation ist lediglich beachtlich, dass er -dem Protokoll nach- zu seiner Zentrale passende Komponenten verwendet. Der Vorteil der genannten Protokolle ist, dass diese eine Art Norm oder Standard vorgeben, sodass es für die Zentrale nur maßgeblich ist, dass eine Komponente den Standard unterstützt oder nicht. Es sind zentrale Einheiten bekannt, die mehrere Standards unterstützen können.
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Auf der Seite der Zentrale stellt das Protokoll eine Schnittstelle (API=engl. „application interface“) für angrenzende Software bereit. So lassen sich mittels dieser Schnittstelle und Programmierwerkzeugen Funktionen schaffen, die der Zentrale ein logisches Verhalten verleihen. Dieses logische Verhalten ist zumeist so angelegt, dass einem Bediener zwar weitestgehend entgegengekommen wird, dieser aber die entscheidenden Einstellungen noch selbst vornehmen oder ändern kann. Zu diesem Zweck wird dem Bediener üblicherweise eine Bedienoberfläche bereitgestellt.
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Bezüglich der entscheidenden Einstellungen folgen nunmehr Beispiele. Im ersten Fall soll auf die Dämmerung reagiert werden mittels eines Dämmerungssensors (Sensor) und mindestens eines Rollladens (Aktor). Die Komponenten sind Bestandteile der Heimautomation und ließen sich mittels der Bedienoberfläche koppeln. Allerdings ist die Frage, in welchem Zustand der Dämmerung (Helligkeit) der Rollladen schließen oder öffnen soll. Möglicherweise soll das abends und morgens unterschiedlich sein. D.h., dass der Bediener letztlich in der Lage ist oder sein sollte hier eine Feinabstimmung vorzunehmen, auf die es ankommt, damit seinen Bedürfnissen entsprochen wird. In einem anderen Fall geht es um eines elektrisches Heizgerät, das mittels eines Temperatursensors gesteuert werden soll. Hier könnte eine schaltbare Steckdose zum Einsatz kommen. Neben der Einstellung der Umschalttemperaturen (z.B. zwei aufgrund der zu bevorzugenden Schalt-Hysterese) kann der Bediener möglicherweise das Schaltverhalten wählen, ggf. aus vorgegebenen. In einem letzten Fall soll in eine Steuerung der untertägige Stand und Neigungswinkel der Sonne einfließen, der sich unter Hinzunahme von Datum, Uhrzeit und ggf. des Standortes bestimmen lässt. Aus den Beispielen lässt sich entnehmen, dass Schwellwerte eine Rolle spielen, aber auch Funktionen die eine Logik bereitstellen (z.B. Schalthysterese, Kalender) und die ggf. auf Datenbanken oder auf Schnittstellen im Internet zurückgreifen können.
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Bezüglich der Kategorie von Aktoren (z.B. schaltbare Steckdosen) ist bereits ein breites Spektrum bekannt. Bei Aktoren ist regelmäßig von einer eingerichteten Energieversorgung (z.B. Netzteil) auszugehen, weil ein Aktor im Normalfall eine Leistung erbringt (verschiedenster Art). Im Fall eines Rollladens kann z.B. ein elektrischer Motor vorgesehen sein. Bekannt sind für die Heimautomation ferner Komponenten, die sich in herkömmlichen (Aufputz/Unterputz) Schalterdosen unterbringen lassen (Durchmesser: 60 mm; Höhe: 42 mm oder 63 mm). Mittels solcher Komponenten kann es möglich sein, z.B. das Licht in einem Raum ein- oder auszuschalten mit Hilfe einer Anweisung, die die Zentrale an die Komponente sendet.
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Hinlänglich bekannt ist, dass für den Betrieb von Elektronik eine elektrische Versorgung notwendig ist. Armbanduhren, Taschenrechner usw. kommen mit platzsparenden Batterien aus. Unter anderem ist aus dem Bereich der Informationstechnik die unterbrechungsfreie Stromversorgung bekannt (kurz USV).
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Auf dem Gebiet der Heimautomation befasst sich die
DE 10 2015 224 547 A1 mit einer Systemsteuerungseinrichtung mit mindestens einer Kommunikationseinheit, wobei ein Versorgungsmittel zur Verbindung mit einer Energieversorgung vorgesehen ist, und wobei die Kommunikationseinheit ausgebildet ist Nachrichten zu senden und zu empfangen. Die Systemsteuerungseinrichtung soll dadurch gekennzeichnet sein, dass die Systemsteuerungseinrichtung einen Energiespeicher aufweist, der ausgebildet ist, auch nach Trennung der Systemsteuerungseinrichtung von der Energieversorgung ein Senden und/oder Empfangen von Nachrichten über die Kommunikationseinheit zu ermöglichen.
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In dieser Lösung kann mit einfachen Worten eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für eine Zentrale gesehen werden. In der Druckschrift wird explizit auf die Zentrale abgestellt und es geht insbesondere darum, dem Stromausfall in Gebäuden und Straßenzügen technisch entgegen zu treten.
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Der Stromausfall kann zwar als ein technisches Problem angesehen werden. Allerdings ist es mit persönlichen Maßnahmen dagegen schwierig. Nach dem Lösungsgedanken kann ein dezentraler Stromausfall oder etwas in der Wirkung vergleichbares (Sicherung ausgelöst, Netzteil defekt; Gerät funkt nicht richtig) identische Folgen haben, nur mit dem Unterschied, dass so etwas (anders als beim Stromausfall) nur lokal bzw. dezentral passiert und mitunter über Tage unerkannt bleiben kann.
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Es kann als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, die im Stand der Technik identifizierte Lücke zu schließen beziehungsweise die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
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Es wird eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 9. In den abhängigen Ansprüchen sind Ausführungsformen der aufgezeigten Ausgestaltungen dargestellt.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist eine Vorrichtung vorgeschlagen zum Betreiben in einer Heimautomation eingerichtet zum Erfassen von Messdaten sowie zum Kommunizieren mit einer Zentrale mittels einer drahtlosen Kopplung. Die Vorrichtung weist mindestens ein Messelement sowie ein Steuerelement auf. Das Steuerelement ist eingerichtet, die drahtlose Kopplung herzustellen, und ferner eingerichtet ist, mittels der drahtlosen Kopplung Transportdaten gemäß einem Transportprotokoll zu empfangen und/oder zu versenden. Die Transportdaten sind eingerichtet, mindestens eine Anweisung und/oder mindestens eine Information zu übertragen, wobei eine Anweisung vordefiniert ist und eine Information unbestimmt ist, wobei die Messdaten eine Information sind. Das Steuerelement ist ausgebildet und somit die Vorrichtung, mindestens eine Anweisung zu empfangen und zu verarbeiten und/oder ist ausgebildet mindestens eine Information, die Messdaten aufweist, zu versenden. Das Steuerelement ist ferner eingerichtet, die Messdaten mittels eines Messelementes der Messelemente zu ermitteln. Die Vorrichtung ist mit einer elektrischen Energiequelle gekoppelt. Die Vorrichtung ist eingerichtet, eine Energieübertragung von der Energiequelle an ein anzuschließendes Gerät zu beeinflussen und/oder zu messen. Die Vorrichtung weist ein Netzteil auf, das mit der elektrischen Energiequelle gekoppelt ist, wobei das Netzteil eingerichtet ist zum Betreiben der Vorrichtung und insbesondere zum Betreiben des Steuerelementes. Die Vorrichtung weist einen Energiespeicher auf, zum Betreiben der Vorrichtung und insbesondere zum Betreiben des Steuerelementes alternativ zum Netzteil, sofern das Netzteil keine Betriebsenergie bereitstellt, aufgrund dessen, dass die elektrische Energiequelle keine Energie bereitstellt. Ein erstes Messelement ist eingerichtet, einen ersten Zustand, dass die elektrische Energiequelle keine Energie bereitstellt, zu detektieren und dem Steuerelement bereitzustellen. Mithin ist das Steuerelement ausgebildet, den ersten Zustand in den Messdaten zu versenden, insbesondere sofern die Energiequelle keine Energie bereitstellt.
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Mit anderen Worten kann es mit der aufgezeigten Lösung erreicht werden, insbesondere einen dezentralen Ausfall eines wichtigen Gerätes anzuzeigen, wobei der Ausfall des Gerätes aufgrund eines Wegfalls der Energieversorgung passiert.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der erste Zustand in den Messdaten ausgebildet, anzugeben, dass die Energiequelle Energie oder keine Energie bereitstellt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist ein zweites Messelement eingerichtet, einen zweiten Zustand zu detektieren, wobei der zweite Zustand ein Funktionsmerkmal eines anzuschließenden Gerätes repräsentiert oder ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Funktionsmerkmal eine Temperatur, eine Feuchte und/oder eine Emission eines Lichtes, einer Wärme, eines Schalles, einer anderweitigen mechanischen Schwingung oder dergleichen, wobei das Funktionsmerkmal grundsätzlich zum Erkennen geeignet ist, ob und/oder inwieweit das anzuschließende Gerät funktioniert.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das Steuerelement einen Anschluss auf für das zweite Messelement, wobei das zweite Messelement einen Stecker aufweist zum Koppeln mit dem Steuerelement, das zweite Messelement ferner eine Verlängerung aufweist zum Positionieren und/oder Befestigen an oder in dem anzuschließenden Gerät.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das anzuschließende Gerät eine Gefriertruhe oder ein Kühlschrank und das zweite Messelement ein thermisches Messelement, das vorgesehen ist zum Positionieren im Innenraum des Gerätes, sodass das Funktionsmerkmal der Innentemperatur detektiert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das anzuschließende Gerät ein Kühl- und/oder Heizmittel auf und das zweite Messelement ist ein thermisches Messelement, das vorzugsweise zum berührungslosen Messen eingerichtet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das anzuschließende Gerät ein Leuchtmittel auf und das zweite Messelement ist ein optisches und/oder thermisches Messelement ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das anzuschließende Gerät einen Motor auf und das zweite Messelement ist eingerichtet, Vibrationen zu detektieren, sodass mittels der Detektion der Vibrationen die Rotation des Motors erkennbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein Verfahren vorgeschlagen zum Betreiben oder betrieben mittels einer vorhergehend aufgezeigten Vorrichtung, aufweisend die Schritte: Ermitteln eines kritischen Zustandes eines anzuschließenden Gerätes und Senden von Messdaten, die den kritischen Zustand beschreiben. Dabei ist der kritische Zustand im Fall eines ersten Zustandes der, dass die Energiequelle keine Energie bereitstellt. Ferner ist der kritische Zustand im Fall eines zweiten Zustandes der, dass ein Funktionsmerkmal eines anzuschließenden Gerätes nicht normal ist.
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Zweifelsohne lässt sich an dieser Stelle, die Frage aufwerfen, was „normal“ ist. Allerdings ist dem Fachmann der Begriff Normalbetrieb bestens vertraut, was meint das eine Gerät, so wie es vorgesehen ist, funktioniert/arbeitet. Insofern ist klar, dass die Innentemperatur einer handelsüblichen Gefriertruhe unterhalb von -15°C liegen sollte und nicht nennenswert darüber.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen erläutert. Hierzu zeigen:
- 1 Heimautomation inkl. Vorrichtung und Zentrale
- 2 Schematischer Aufbau der Vorrichtung
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In der 1 ist beispielhaft eine Heimautomation 1 gezeigt mit einer Zentrale 3 und mit einer Vorrichtung 2. Zwischen der Zentrale 3 und der Vorrichtung 2 ist eine drahtlose Kopplung 4 ausgebildet zum Senden 41 und zum Empfangen 42 von Transportdaten. Die Vorrichtung 2 weist ein Steuerelement 9 sowie ein Speicherelement 12 auf. Das Steuerelement 9 übernimmt die Aufgabe, zunächst mit der Zentrale 3 mittels der drahtlosen Kopplung 4 zu kommunizieren (Senden 41, Empfangen 42) und zudem das Speicherelement 12 zur Energieversorgung 10 zu nutzen.
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Hierfür weist das Speicherelement 12 ein Netzteil 13 sowie einen Energievorrat 14 auf (Batterie, Akku oder dergleichen). Das Speicherelement 12 kann eingerichtet sein, den Energievorrat 13 anzulegen (z.B. Aufladen des Akkus). Es kann vorgesehen sein, dass das Speicherelement 12 mittels einer Datenleitung 11 dem Steuerelement 9 Messdaten 11 bereitstellt. Die Messdaten 11 können z.B. einen Zustand des Netzteiles, der Energieversorgung oder des Energievorrates zum Inhalt haben. Die Datenleitung 11 zwischen dem Steuerelement 9 und Speicherelement 12 ist insofern bidirektional angezeigt, da hier ein Datenaustausch erfolgen oder eine Steuerung des Speicherelementes 12 durch das Steuerelement 9 stattfinden kann. Denkbar ist beispielsweise das Ladeverhalten des Speicherelementes 12 einzustellen.
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Anhand der 2 soll der Aufbau der Vorrichtung 2 mit einem Schaltbild veranschaulicht werden. Es kann vom einem Phasenleiter P und einem Nullleiter N ausgegangen werden. Mit diesen ist ein erster Anschluss 51 beziehungsweise ein zweiter Anschluss 52 gekoppelt. Der erste Anschluss 51 und der zweite Anschluss 52 repräsentieren eine Energiequelle 5. In einer weit verbreiteten Ausführungsform kann es sich um eine herkömmliche Steckdose (z.B. -220 V) handeln. Ferner kann der erste Anschluss 51 und der zweite Anschluss 52 als Klemme und dergleichen ausgeführt sein. In Betracht kommen auch Netze mit Niedrigspannung (6/12/24V; z.B. Kfz, Computernetzteil uvm.).
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Die Vorrichtung 2 kann ein Speicherelement 12 aufweisen. Das Speicherelement 12 ist mittels einer ersten Leitung 6 mit dem ersten Anschluss 51 sowie mittels einer zweiten Leitung 7 mit dem zweiten Anschluss 52 verbunden/gekoppelt. Mithin ist das Speicherelement 12 eingerichtet, Energie aus der elektrischen Energiequelle 5 zu beziehen. Ferner ist das Speicherelement 12 vorgesehen, eine Betriebsspannung 10 bereitzustellen, d.h. eine Energieversorgung z.B. eines Steuerelementes 9. Das Speicherelement 12 weist ein Netzteil 13 sowie einen Energiespeicher 14 auf. Das Speicherelement 12 kann die Betriebsspannung 10 mittels des Netzteiles 13 sowie alternativ dazu mittels des Energiespeichers 14 bereitstellen. Hierzu kann ein Umschalter vorgesehen sein.
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Nicht explizit dargestellt ist, dass das Speicherelement 12 eingerichtet sein kann, das Netzteil 13 mit der elektrischen Energiequelle 5 zu koppeln. Ferner kann das Speicherelement 12 Mittel aufweisen, die ein Aufladen des Energiespeichers 13 unterstützen. Im regulären Betrieb ist das Netzteil 13 mit der Energiequelle 5 gekoppelt. D.h. das Netzteil 13 ist mittels einer ersten Leitung 6 mit dem ersten Anschluss 51 sowie mittels einer zweiten Leitung 7 mit dem zweiten Anschluss 52 verbunden. Das Speicherelement 12 stellt eine Energieversorgung 10 bereit.
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Mindestens ein erstes Messelement 15 sollte eingerichtet sein, um einen ersten Zustand zu detektieren, nämlich den, dass die Energiequelle 5 keine Energie liefert. Es geht nicht primär darum, zu erkennen, ob der die Energieversorgung in einem Wohngebiet oder in einem Gebäude ausgefallen ist. Es soll insbesondere festgestellt werden, ob ein einzelner Stromkreis ausgefallen ist (z.B. im Keller wegen Sicherung, FI usw.) und ob daher ein Gerät, das für das Gebäude oder für einen Haushalt eine wichtige Funktion ausführt, einwandfrei funktioniert. Ein anderer Aspekt ist darin zu sehen, dass Geräte (z.B. eine Gefriertruhe im Keller) über Verlängerungen und Verteilerdosen (ggf. Sicherung oder Schalter integriert) angeschlossen sein können. Daher kann es leicht vorkommen, dass ein Gerät über Tage unbemerkt vom Stromnetz getrennt ist/bleibt.
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Es ist denkbar das erste Messelement 15 möglichst in der Nähe der Energiequelle anzuordnen. Das erste Messelement 15 kann auch im Speicherelement 12 eingerichtet sein z.B. am Ausgang des Netzteils 13. Entscheidend ist es, den ersten Zustand (Wegfall der Energieversorgung) einwandfrei zu erkennen. Dieser erste Zustand (in dem er eintritt) führt nunmehr dazu, dass der Energiespeicher 14 zum Einsatz kommt und das mit diesem die Energieversorgung 10 des Steuerelementes 9 weiterhin bereitgestellt wird.
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In dem Beispiel soll mittels der Datenleitung 11 das Speicherelement 12 dem Steuerelement 9 Messdaten dazu liefern können, wie inwieweit der erste Zustand eingetreten ist (keine Energie) oder nicht (Energie). Das Steuerelement 9 ist somit ausgestattet, die Messdaten 11 nicht nur für interne Zwecke (Steuerung/Regelung) zu nutzen, sondern diese Messdaten 11 auch an die Zentrale 3 zu versenden 41. Das Steuerelement 9 ist hierfür mit einem Kommunikationselement 91 ausgeführt. Letzteres ist eingerichtet die drahtlose Kopplung herzustellen usw. In einer konkreten Ausgestaltung kann das Kommunikationselement 91 ein sog. „Z-Wave-Modul“ sein. Selbiges könnte alternativ dazu das das Steuerelement 9 bereitstellen. Mit anderen Worten gibt die Vorrichtung 2 im weitesten Sinne einen „Notruf“ an die Zentrale weiter, dass fortan ein Gerät 18 nicht funktioniert und dass folglich die Vorrichtung 2 selbst nur noch eingeschränkt bzw. zeitlich begrenzt verfügbar ist.
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Es wurden bereits Beispiele für Geräte 18 wie die Gefriertruhe im Keller genannt. Hierzu soll der einfache Fall erwähnt werden, dass es bei einem kurzzeitigen Stromausfall, dazu kommen kann, dass ein anderes Gerät (bei Strom liegt wieder an) einen Fehlstrom hervorrufen kann, was wiederum zum Auslösen einer Sicherung führen kann, mit der Folge, dass sämtliche Steckdosen im Keller vom Stromnetz getrennt sind, das Licht aber nicht. Derartiges kann über Tage solange unbemerkt bleiben, bis eine Person die Gefriertruhe prüft oder öffnet. Die Gefriertruhe selbst kann zwar ein akustisches Warnsignal abgeben, aber das auch nur solange die Steckdosen ordentlich versorgt ist. Zu den im Sinne der Lösung wichtigen Geräten können ferner zählen: Heizung, Warmwasseraufbereitung/-zirkulation, Klimaanlage, Trinkwasserfilter, Alarmanlage, Antennentechnik, Kommunikationsmittel (Router, Switches, TK-Anlage, Server), Fäkalienpumpen uvm. Zum Einsatzbereich können auch Geräte in Kfz., Wohnwagen, Gewächshäusern, Stallungen usw. zählen. Ferner kann die Energiequelle mittels einer Solarzelle gespeist sein.
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In einer weiterführenden Betrachtung kann es vorkommen, dass die elektrische Energiequelle 5 ordentlich versorgt, aber das Gerät 18 trotzdem nicht richtig funktioniert. Es geht allg. darum, einen kritischen Zustand des Gerät 18 zu erkennen. Das Beispiel der Gefriertruhe, die im Keller steht, eignet sich hier abermals. Der einfache Fall, dass Tür und Deckel nicht richtig verschlossen sind aufgrund von Unachtsamkeit oder wegen sperrigen Inhaltes kann insbesondere in der wärmeren Jahreszeit zu einem zügigen Anstiegt der Temperatur im Innenraum der Gefriertruhe führen mit denkbaren Folgen. Der akustische Warnmelder der Gefriertruhe könnte zwar anschlagen aber ungehört bleiben.
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So wie bei der Gefriertruhe (hier ist es die Innentemperatur) weist nahezu jedes Gerät mindestens einen Indikator auf, dem ein zweiter Zustand entnommen werden kann, der repräsentiert, ob sich das Gerät 18 in einem Normalzustand (normaler/ordentlicher Betriebszustand) befindet oder nicht. Das Spektrum der oben aufgezeigten Geräte kommt hierbei erneut in Betracht. Bezüglich des Indikators ist davon auszugehen, dass ein solcher durch den Menschen wahrnehmbar ist direkt oder indirekt mittels eines technischen Hilfsmittels. Hierbei kommen in Betracht jegliche Leucht- und Anzeigemittel (z.B.: LED (farbig),7-Segment). Es lassen sich Temperaturen bestimmen (Thermistor) und diese ggf. berührungslos (Pyrometer). So wie der Mensch in der Lage wäre, festzustellen, ob ein Wasserfilter (im transparenten Gehäuse) verschmutzt ist oder nicht, ob eine Kontrolllampe leuchte und ob ein Wasserrohr kalt oder warm ist, kann selbiges größtenteils auch technisch erfasst werden. Es liegt auf der Hand, dass zusätzlich zu dem technisch gemessen Wert mindestens ein Schwellwert erforderlich ist, an dem festgemacht werden kann, ob der Betriebszustand eines Gerätes 18 normal ist oder nicht.
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Zusätzlich zu der rein technischen Erfassung des Indikators mittels eines zweiten Messeelementes 16 kommt, dass sich der Teil der Vorrichtung 2, der zumindest das Speicherelement 12, das Steuerelement 9 sowie ein Schaltelement 8 aufweist, nicht unmittelbar so an dem Gerät 18 unterbringen lässt, dass das zweite Messelement ohne eine Kopplung 17 auskommt. Andererseits ist davon auszugehen, dass das Gerät 18 ein Kabel aufweist, mit dem das Gerät 18 mit der Energiequelle 5 verbunden ist.
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Das in 2 gezeigte Bespiel kann so gesehen werden, dass es sich beim ersten Anschluss 51 und beim zweiten Anschluss 52 um eine Steckdose handelt. Der besagte Teil der Vorrichtung 2 stellt die sog. Schaltersteckdose dar, in die das Gerät 18 eingesteckt ist. Wie bereits zu Schaltersteckdosen ausgeführt ist eine solche „schaltbar“ (insbes. mittels Schaltelement 8) und liefert ggf. Messdaten zum Energieverbrauch des Gerätes 18. Folglich ist von einer räumlichen aber überbrückbaren Distanz zwischen dem besagten Teil (insbes. Steuerelement 9) und dem Gerät beziehungsweise der Position des zweiten Messelementes 16 auszugehen.
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Um hierfür erneut das Beispiel der Gefriertruhe 18 zu bemühen, kann vorgesehen sein, dass selbige an eine Schaltersteckdose angeschlossen ist und diese wiederum an ein Verlängerungskabel 5 usw. Die Schaltersteckdose befindet ggf. in einer Distanz von 1 m zu der Gefriertruhe 18. Sofern das zweite Messelement 16 als ein Thermistor aufgeführt ist, kann selbiger (ggf. gekapselt) mittels eines vergleichsweise dünnen Drahtes 17 mit dem Steuerelement 9 gekoppelt sein. Eine steckbare Verbindung bietet sich zwar an, ist aber nicht zwingen. Angesichts der aufgezeigten Ausführungsform ließe sich der Thermistor (lose oder befestigt) in die Gefriertruhe einlegen, wobei das Steuerelement 9 einen für die Innentemperatur der Gefriertruhe 18 adäquaten Messwert erheben und diesen mit einem Schwellwert vergleichen würde. Indem der Messwert über oder unter dem Schwellwert liegt, kann der zweite Zustand erreicht oder verlassen sein. In einem solchen Fall (insbesondere bei einem kritischen Zustand; z.B. Innentemperatur in der Gefriertruhe oberhalb -10°C). Es kann vorgesehen sein, dass das Steuerelement 9 einen solchen kritischen Zustand und/oder dem Messwert 11 an die Zentrale 3 sendet 41. Für Letzteres ist das Kommunikationselement 91 vorgesehen.
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Bezüglich des zweiten Messelementes 16 und der Kopplung 17 sind verschiedene Varianten denkbar. Es kommt zunächst darauf an, inwieweit der Indikator übertragbar ist und mit welchem technischen Aufwand. Eine Temperatur lässt z.B. mittels eines Kupferdrahtes oder mittels einer sog. „Heatpipe“ übertragen und Licht mit einem Lichtwellenleiter 17, wobei die Kopplung 17 bei einem Pyrometer die „Sichtstrecke“ wäre. Daher besteht grundsätzlich die Möglichkeit, dass sich das zweite Messeelement 16 näher an dem Steuerelement 9 als an dem Gerät 18 befindet.
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Hingewiesen sei noch auf die Möglichkeit, zudem die Leistungsaufnahme des Gerätes 18 zu prüfen. Es gibt zwar Geräte 18, deren Leistungsaufnahme zeitweise bis auf Null absinken kann. Bei Geräten 18 mit externen Netzteilen wird das nicht der Fall sein. Folglich ist es denkbar, dass auch die Leistungsaufnahme (pro Zeiteinheit) ein Indikator sein kann, ob ein Gerät ggf. defekt ist. Es kann z.B. sein, dass eine Telefonanlage mit einem externen Netzteil ausgestattet ist. Sofern das Netzteil defekt ist und folglich die Telefonanlage nicht funktioniert, muss selbiges nicht zwingend am ersten Tag des Ausfalles bemerkt werden.
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Die technische Lösung lässt mit anderen Worten wie folgt beschreiben. Die Idee betrifft Smart-Home und insbesondere einen Sensor. Der Sensor kann eingerichtet sein, einen Betriebszustand eines Gerätes zu überwachen. Sofern es sich bei dem Gerät um ein solches handelt, das möglichst ohne Ausfall (z.B. Stromausfall) arbeiten sollte (z.B. Gefriertruhe, Kühlschrank, Heizung, Warmwasseraufbereitung, Humider, Router, Server usw.), kann es sehr wichtig sein, den Ausfall des Gerätes zu erkennen und/oder einen Ausnahmezustand bezüglich der Funktion des Gerätes (z.B. Temperatur, Feuchte usw.). Beispielsweise können im Fall einer Gefriertruhe hochwertige Lebensmittel verderben z.B. bei Stromausfall oder unabhängig davon, sofern die Innentemperatur der Gefriertruhe ein kritisches Maß erreicht (z.B. Tür steht offen). Vom Stromausfall kann insbesondere ein separater Stromkreis betroffen sein (wegen Sicherung, FI-Schalter), an den das Gerät angeschlossen ist.
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Unabhängig davon, ob die Smart-Home-Zentrale auch vom Stromausfall betroffen ist oder ob diese ggf. an eine USV angeschlossen ist, erscheint es für besagte Geräte sinnvoll, dass auch der Stromausfall und/oder zumindest ein Ausnahmezustand erkannt wird.
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Es gibt im Bereich Smart-Home sog. Schalterdosen (schaltbare Steckdosen), was Adapter für Steckdosen sind, die beispielsweise den Stromverbrauch eines angeschlossenen Gerätes erfassen können. Schalterdosen dienen insbesondere dazu ein Gerät ein- bzw. auszuschalten. Solche Schalterdosen zeigen allerdings dann keine Reaktion mehr, wenn der Strom ausgefallen ist. Solche Schalterdosen sind bezüglich des angeschlossenen Gerätes auch nur geeignet, um etwas über dessen Leistungsaufnahme (keine, wenig, viel) auszusagen, wohingegen auf den Betriebszustand bestenfalls geschlussfolgert werden kann; allerdings auch nur vage.
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Ein erster Lösungsvorschlag sieht vor, (z.B. in eine schaltbare Steckdose) einen Energievorrat (Batterie, Akku) bereitzustellen, mittels dem das Smart-Home Modul den Zustand der Stromlosigkeit der Smart-Home-Zentrale melden kann.
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Ein zweiter Lösungsvorschlag sieht vor, (z.B. an einer schaltbaren Steckdose) einen Detektor (Thermistor o.ä.) anzuschließen, der einen kritischen Zustand des Gerätes feststellen kann. Geräte, die denen es auf eine Temperatur ankommt (z.B. Gefriertruhe, Kühlschrank, Heizung, Warmwasseraufbereitung) lassen sich ggf. mittels eines Temperatursensors prüfen. Es ist denkbar, dass ein Thermistor inkl. Draht vorgesehen ist, der einerseits angeschlossen an die schaltbare Steckdose andererseits in den Innerraum der Gefriertruhe (lose, oder mit Klemmen od. Klebeband befestigt) eingelegt wird. In ähnlicher Ausführung kann das Leuchten von LED des Gerätes mittels einer Photodiode erfasst werden (z.B. Heizung). Der Sensor selbst kann eingerichtet sein, den Wert, den der Detektor liefert, gegen zumindest einen (einfachen) Schwellwert zu prüfen, um zumindest den Ausnahmezustand vom Normalzustand zu unterscheiden. Im Betracht kommen auch Infrarotsensoren (Pyrometer), mit denen sich auch geringe Temperaturunterschiede berührungslos feststellen lassen. Derartige Detektoren sind auch preiswert erhältlich.
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In einer weiterführenden Betrachtung kann es von Vorteil sein, jeden an sich mittels des Stromnetzes stromversorgten Sensor sowie die Smart-Home-Zentrale selbst zusätzlich mit einem Energievorrat (für den Notbetrieb) auszustatten, weil das Befindlichkeiten angestrebter Sicherheit berührt. Das Thema Smart-Home hat längst Einzug gefunden in Gebäudeüberwachung auch als Ersatz für Alarmanlagen und dergleichen. Es kann vorkommen, dass selbst Alarmanlagen dann nicht mehr funktionieren, wenn das Gebäude vom Stromnetz getrennt wird. Eine zu überwindende Hürde könnte noch die sein, dass in solchen Not-/Alarmfällen eine entsprechende Nachricht das Gebäude verlässt. Der Vorschlag hierzu sieht vor, ein ggf. ausgedientes oder preiswertes Handy (inkl. z.B. Prepaid-SIM-Card) via USB mit der Smart-Home-Zentrale zu koppeln zum Absenden einer SMS. Die „Linux-Landschaft“ bietet dazu Möglichkeiten an.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Heimautomation
- 2
- Vorrichtung (Sensor/Aktor)
- 3
- Zentrale
- 4
- drahtlose Kopplung
- 41
- Senden Transportdaten
- 42
- Empfangen Transportdaten
- 5
- elektrische Energiequelle / Versorgungsleitung
- 51
- erster Anschluss / elektrische Energiequelle
- 52
- zweiter Anschluss / elektrische Energiequelle
- 53
- dritter Anschluss
- 54
- vierter Anschluss
- P
- Phasenleiter
- N
- Nullleiter
- 6
- erste Leitung
- 7
- zweite Leitung
- 8
- Schaltelement
- 81
- erster Steuerkontakt
- 82
- zweiter Steuerkontakt
- 83
- erster Arbeitskontakt
- 84
- zweiter Arbeitskontakt
- 9
- Steuerelement
- 91
- Kommunikationselement
- 10
- Betriebsspannung / Energieversorgung
- 11
- Datenleitung / Messdaten
- 12
- Speicherelement
- 13
- Netzteil
- 14
- Energiespeicher / Energievorrat
- 15
- erstes Messelement (Spannungsdetektor)
- 16
- zweites Messelement (Zustandsdetektor)
- 17
- Kopplung
- 18
- Gerät / Verbraucher
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/040144 A1 [0004]
- DE 102015224547 A1 [0013]
