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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Konfiguration eines Sensors nach Anspruch 8.
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Sensoren mit einem erweiterten Funktionsumfang erfordern meist eine Eingabemöglichkeit für den Benutzer, um Parameter, Verhalten oder Funktionen des Sensors einzustellen oder zu aktivieren.
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Häufig wird dies durch taktile Taster oder durch kapazitive oder induktive Tastflächen realisiert.
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Taktile Schalter sind dabei anfällig für Verschmutzung. Weiter sind hohe Anforderungen an die Gehäusetechnik vorhanden, um eine Dichtigkeit des Sensors zu gewährleisten. Weiter haben taktile Taster einen hohen Platzverbrauch. Zudem ist eine Flexibilität bei einer Gehäusegestaltung und beim Leiterplattendesign eingeschränkt.
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Kapazitive Taster sind sehr anfällig bezüglich einer Fremdbetätigung. So reicht eine Berührung mit Wasser für eine fehlerhafte Betätigung schon aus. Weiter sind kapazitive Taster anfällig bei elektromagnetischen Störungen. Kapazitive Tasten funktionieren nur, wenn eine Berührungsfläche groß genug ist bzw. keine störenden Materialien um die Fläche herum vorhanden sind. Dies ist bei sehr kleinen Sensoren sehr problematisch. Zudem kann bei Zylindersensoren zur Erkennung einer Kolbenbewegung nur schwierig eine Unterscheidung zwischen Zylinderwand und Tastenbetätigung erfolgen. Wegen der Gefahr einer Fremdbetätigung muss ein Bedienkonzept entsprechend angepasst werden, beispielsweise durch eine Doppelbetätigung der Tasten. Weiter ist eine Gestaltung des Sensorgehäuses eingeschränkt, da eine minimale kapazitive Fläche vorhanden sein muss und dennoch minimale Wandstärken eingehalten werden müssen.
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Induktive Betätigungstasten sind aufwändig, da eine Spule, eine Betätigungsfläche und eine Schwingkreiselektronik bereitgestellt werden muss. Weiter besteht eine Gefahr der Fremdbetätigung durch metallische Gegenstände. Weiter ist ein Gehäuseaufbau bei induktiven Betätigungstasten aufwändig.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben genannten Nachteile zu beseitigen und eine verbesserte Eingabemöglichkeit bereitzustellen für den Benutzer, um Parameter, Verhalten oder Funktionen des Sensors einzustellen oder zu aktivieren. Die Lösung soll in möglichst vielen Sensoren integrierbar sein. Weiter soll die Lösung kostengünstig sein.
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Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch einen Sensor mit einem Gehäuse und einer Gehäuseoberfläche, sowie mit einer Auswerteeinheit mit einem Speicher zur Speicherung von Konfigurationseinstellungen, wobei an der Gehäuseoberfläche des Sensors mindestens ein Betätigungsbereich angeordnet ist, wobei der Betätigungsbereich ein Sensorelement aufweist, wobei das Sensorelement an die Auswerteeinheit angeschlossen ist, wobei in dem Sensor mindestens ein Beschleunigungssensor angeordnet ist, wobei der Betätigungsbereich mechanisch durch einen Gegenstand anschlagbar ist, wodurch eine Beschleunigung des Gehäuses erzeugbar ist, wobei die Beschleunigung von dem Beschleunigungssensor erfassbar ist und in Abhängigkeit von dem Beschleunigungssignal und einer Detektion des Gegenstands an dem Betätigungsbereich durch das Sensorelement mindestens eine Konfigurationseinstellung vornehmbar ist.
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Die Aufgabe wird weiter gelöst gemäß Anspruch 8, durch ein Verfahren zur Konfiguration eines Sensors mit einem Gehäuse und einer Gehäuseoberfläche, sowie mit einer Auswerteeinheit mit einem Speicher zur Speicherung von Konfigurationseinstellungen, wobei an der Gehäuseoberfläche des Sensors mindestens ein Betätigungsbereich angeordnet ist, wobei der Betätigungsbereich ein Sensorelement aufweist, wobei das Sensorelement an die Auswerteeinheit angeschlossen ist, wobei in dem Sensor mindestens ein Beschleunigungssensor angeordnet ist, wobei der Betätigungsbereich mechanisch durch einen Gegenstand angeschlagen wird, wodurch eine Beschleunigung des Gehäuses erzeugt wird, wobei die Beschleunigung von dem Beschleunigungssensor erfasst wird und in Abhängigkeit von dem Beschleunigungssignal und einer Detektion des Gegenstands an dem Betätigungsbereich mindestens eine Konfigurationseinstellung vorgenommen wird.
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Der Betätigungsbereich für den Gegenstand kann auch als Betätigungsfläche bezeichnet werden. Der Betätigungsbereich ist bevorzugt gekennzeichnet bzw. markiert, beispielsweise durch eine farbliche Markierung. Der Betätigungsbereich bzw. die Betätigungsfläche muss keiner besonderen Formgebung oder Kontur entsprechen, wodurch der Betätigungsbereich an fast allen Flächen des Gehäuses vorgesehen sein kann.
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Der Betätigungsbereich wird durch den Gegenstand, beispielsweise mit einer Spitze eines Schraubendrehers, einer Zange, eines Schreibstiftes oder eines ähnlichen Gegenstandes angeschlagen bzw. angeklopft. Die Betätigung erfolgt also mit einer Annäherungsgeschwindigkeit, welche einer messbaren Beschleunigung im Sensor entspricht. Im Sensor ist neben dem Beschleunigungssensor ein weiteres Sensorelement vorhanden, um den Gegenstand an dem Betätigungsbereich zu erkennen. Eine zeitlich übereinstimmende Kombination einer Beschleunigung und einer Betätigung innerhalb des Betätigungsbereiches wird als Betätigung bzw. als Bedieneingabe interpretiert. Die Erkennung des Gegenstandes bzw. des Betätigungsgegenstandes im Bereich des Betätigungsbereiches kann entweder durch ein für diesen Zweck vorgesehenes Sensorelement erfolgen oder durch das Sensorelement, welches für die eigentliche Messaufgabe des Sensors zuständig ist.
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Gemäß vorliegender Erfindung ist keine gesonderte mechanische Schnittstelle am Außenbereich des Sensors notwendig, wodurch eine Dichtigkeit und eine Robustheit des Sensors verbessert ist. Weiter ist der Sensor störunempfindlich gegenüber Wasser, Verschmutzung oder Temperaturunterschieden. Durch die Kombination zweier Messgrößen ist die Betätigung unempfindlich gegenüber unbeabsichtigter Betätigung bzw. Manipulation. Weiter ist kein separates Betätigungswerkzeug notwendig, sondern es reicht ein üblicher Gegenstand als Betätigungsgegenstand. Die Betätigung ist für eine Vielzahl von verschiedenen Sensoren bzw. Sensorgehäusen einsetzbar. Die Betätigungsfläche kann sehr klein ausgeführt werden. Weiter muss der Beschleunigungssensor nicht in unmittelbarer Nähe zum Sensorelement angeordnet werden, sondern kann räumlich getrennt angeordnet werden. Weiter kann für unterschiedlichste Sensoren ein einheitliches Bedienkonzept bereitgestellt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist dem Betätigungsbereich ein magnetisches Sensorelement zugeordnet zur Detektion eines feldbeeinflussenden Gegenstands. Dadurch kann das Sensorelement mit einem feldbeeinflussenden Gegenstand beispielsweise einem hartmagnetischen oder ferromagnetischen Gegenstand bzw. mit einer feldbeeinflussenden Spitze eines Gegenstands betätigt werden. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Schraubendreherspitze. Dadurch kann eine Betätigung mit anderen Gegenständen, welche beispielsweise aus Kunststoff sind, verhindert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist dem Betätigungsbereich ein induktives, ein kapazitives oder ein optisches Sensorelement zugeordnet zur Detektion des Gegenstands. Das induktive Sensorelement kann einen metallischen Gegenstand erkennen, um eine Konfigurationseinstellung vorzunehmen. Mittels eines kapazitiven Sensorelements kann eine Betätigung beispielsweise mit dem bloßen Finger erfolgen, wobei beispielsweise mit dem Fingernagel der Betätigungsbereich des Sensors anschlagbar ist. Das optische Sensorelement kann beispielsweise eine Vielzahl von Gegenständen erfassen, insbesondere auch nichtmetallische Objekte.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Anzeigeeinheit vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, die Konfigurationseinstellung anzuzeigen. Bei der Anzeigeeinheit kann es sich um eine Leuchtdiodenanzeigeeinheit, eine LCD-Anzeigeneinheit, eine Segmentanzeigeeinheit, eine Balkenanzeigeeinheit, eine Displayanzeigeeinheit oder ähnliches handeln. Mit Hilfe der Anzeigeeinheit kann der Anwender oder Benutzer überprüfen, ob die gewünschte Konfiguration eingestellt ist und kann eine Veränderung der Werteeinstellung der Konfiguration überprüfen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Sensorelement ausgebildet, eine Drehbewegung des Gegenstands zu erfassen, wodurch eine Konfigurationseinstellung vornehmbar ist. Dabei wird durch Anschlagen des Betätigungsbereichs eine Konfigurationseingabe gestartet. Durch Drehen des Gegenstandes an dem Betätigungsbereich kann dann eine Konfigurationseinstellung vorgenommen werden. Dadurch kann beispielsweise die Funktion eines Drehrades oder eines Potentiometers nachgebildet werden, jedoch ohne dass drehbewegliche Teile im Sensorgehäuse selbst vorgesehen sind. Die Auswerteeinheit wertet dabei die Signale des Sensorelements aus und ist dazu ausgebildet, eine Konfigurationseinstellung aufgrund der Drehung des Gegenstandes vorzunehmen oder zu verändern. So können beispielsweise ein Wertebereich, eine Empfindlichkeit, eine Reichweite oder ähnliche Einstellungen verändert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Betätigungsbereiche angeordnet. Diese sind beispielsweise unterschiedlichen Funktionen zugeordnet, um verschiedene Funktionen zu aktivieren oder Eingaben voneinander zu unterscheiden. Zum Beispiel ist ein erster Betätigungsbereich zum Entriegeln des Sensors vorgesehen, und ein zweiter Betätigungsbereich zum Umschalten zwischen einem Strom- und einem Spannungsausgang vorgesehen. Weiter kann beispielsweise ein dritter Betätigungsbereich vorgesehen sein, um beispielsweise einen Messbereich einzulernen. Jedoch ist für alle Betätigungsbereiche nur ein einziger Beschleunigungssensor notwendig.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor selbst ein magnetischer, ein induktiver, ein kapazitiver oder ein optoelektronischer Sensor zur Detektion von Objekten, um abhängig von der Detektion der Objekte ein Objektfeststellungssignal auszugeben.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
- 1 und 2 jeweils einen Sensor mit einem Gehäuse und einem Betätigungsbereich;
- 3 einen Sensor mit einem Gehäuse und drei Betätigungsbereichen.
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In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Sensor 1 mit einem Gehäuse 2 und einer Gehäuseoberfläche 3, sowie mit einer Auswerteeinheit 4 mit einem Speicher 5 zur Speicherung von Konfigurationseinstellungen, wobei an der Gehäuseoberfläche 3 des Sensors 1 mindestens ein Betätigungsbereich 6 angeordnet ist, wobei der Betätigungsbereich 6 ein Sensorelement 8 aufweist, wobei das Sensorelement 8 an die Auswerteeinheit 4 angeschlossen ist, wobei in dem Sensor 1 mindestens ein Beschleunigungssensor 7 angeordnet ist, wobei der Betätigungsbereich 6 mechanisch durch einen Gegenstand 9 anschlagbar ist, wodurch eine Beschleunigung des Gehäuses 2 erzeugbar ist, wobei die Beschleunigung von dem Beschleunigungssensor 7 erfassbar ist und in Abhängigkeit von dem Beschleunigungssignal und einer Detektion des Gegenstands 9 an dem Betätigungsbereich 6 durch das Sensorelement 8 mindestens eine Konfigurationseinstellung vornehmbar ist.
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Der Betätigungsbereich 6 für den Gegenstand 9 kann auch als Betätigungsfläche bezeichnet werden. Der Betätigungsbereich 6 ist bevorzugt gekennzeichnet bzw. markiert, beispielsweise durch eine farbliche Markierung.
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Der Betätigungsbereich 6 wird durch den Gegenstand 9, beispielsweise mit einer Spitze eines Schraubendrehers, einer Zange, eines Schreibstiftes oder eines ähnlichen Gegenstandes angeschlagen bzw. angeklopft. Die Betätigung erfolgt also mit einer Annäherungsgeschwindigkeit, welche einer messbaren Beschleunigung im Sensor 1 entspricht.
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Im Sensor 1 ist neben dem Beschleunigungssensor 7 ein weiteres Sensorelement 8 vorhanden, um den Gegenstand 9 an dem Betätigungsbereich 6 zu erkennen. Eine zeitlich übereinstimmende Kombination einer Beschleunigung und einer Betätigung innerhalb des Betätigungsbereiches 6 wird als Betätigung bzw. als Bedieneingabe interpretiert. Die Erkennung des Gegenstandes 9 bzw. des Betätigungsgegenstandes im Bereich des Betätigungsbereiches 6 kann entweder durch ein für diesen Zweck vorgesehenes Sensorelement 8 erfolgen oder durch das Sensorelement, welches für die eigentliche Messaufgabe des Sensors zuständig ist.
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Gemäß 1 ist dem Betätigungsbereich 6 beispielsweise ein magnetisches, induktives, kapazitives oder optisches Sensorelement zugeordnet zur Detektion des Gegenstands 9. Das induktive Sensorelement kann einen metallischen Gegenstand erkennen, um eine Konfigurationseinstellung vorzunehmen. Mittels eines kapazitiven Sensorelements kann eine Betätigung beispielsweise mit dem bloßen Finger erfolgen, wobei beispielsweise mit dem Fingernagel der Betätigungsbereich des Sensors anschlagbar ist. Das optische Sensorelement kann beispielsweise eine Vielzahl von Gegenständen erfassen, insbesondere auch nichtmetallische Objekte.
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Gemäß 1 ist der Sensor 1 ein magnetischer, ein induktiver, ein kapazitiver oder ein optoelektronischer Sensor zur Detektion von Objekten, um abhängig von der Detektion der Objekte ein Objektfeststellungssignal auszugeben.
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Gemäß 2 ist dem Betätigungsbereich 6 ein magnetisches Sensorelement 8 zugeordnet zur Detektion eines feldbeeinflussenden Gegenstands 9. Dadurch kann das Sensorelement 8 mit einem feldbeeinflussenden Gegenstand 9 beispielsweise einem hartmagnetischen oder ferromagnetischen Gegenstand 9 bzw. mit einer feldbeeinflussenden Spitze eines Gegenstands 9 betätigt werden. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Schraubendreherspitze.
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Gemäß 3 sind beispielsweise mehrere Betätigungsbereiche 6 angeordnet. Diese sind beispielsweise unterschiedlichen Funktionen zugeordnet, um verschiedene Funktionen zu aktivieren oder Eingaben voneinander zu unterscheiden. Zum Beispiel ist ein erster Betätigungsbereich 6.1 zum Entriegeln des Sensors vorgesehen und ein zweiter Betätigungsbereich 6.2 zum Umschalten zwischen einem Strom- und einem Spannungsausgang vorgesehen. Weiter kann beispielsweise ein dritter Betätigungsbereich 6.3 vorgesehen sein, um beispielsweise einen Messbereich einzulernen. Jedoch ist für alle Betätigungsbereiche 6 nur ein einziger Beschleunigungssensor 7 notwendig.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensor
- 2
- Gehäuse
- 3
- Gehäuseoberfläche
- 4
- Auswerteeinheit
- 5
- Speicher
- 6
- Betätigungsbereich
- 7
- Beschleunigungssensor
- 8
- Sensorelement
- 9
- Gegenstand
