DE102018126388A1 - Control switch module for flush-mounted or surface-mounted boxes and method for producing a printed circuit board for such a control switch module - Google Patents
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Abstract
Ein Steuer-Schaltmodul (1) weist ein Gehäuse (2) mit einer Vorderseite (2a), einer Rückseite (2b), einer Oberseite (2c), einer Unterseite (2d) und zwei Seitenbereiche (2e, 2f) auf. Es sind eine Vielzahl von Anschlussbuchsen (3) mit zumindest einer ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a), zumindest einer ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse (7a), zumindest einer ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse (5a) und zumindest einer ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6a) vorhanden. Es ist eine Elektronikeinrichtung (11) in dem Gehäuse (2) angeordnet. Die Elektronikeinrichtung (11) schaltet in Abhängigkeit zumindest eines Steuersignals die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a) mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse (7a) elektrisch zusammen. Die Vielzahl der Anschlussbuchsen (3) sind an der Vorderseite (2a) des Gehäuses (2) in zumindest zwei Anschlussreihen (3a, 3b) angeordnet. Die zumindest eine erste und zweite Anschlussreihe (3a, 3b) erstrecken sich zwischen beiden Seitenbereichen (2e, 2f) des Gehäuses (2). Die erste Anschlussreihe (3a) ist näher an der Oberseite (2c) des Gehäuses (2) angeordnet als die zumindest eine zweite Anschlussreihe (3b).A control switching module (1) has a housing (2) with a front side (2a), a rear side (2b), an upper side (2c), an underside (2d) and two side areas (2e, 2f). There are a large number of connection sockets (3) with at least one first supply conductor connection socket (4a), at least one first power conductor connection socket (7a), at least one first neutral conductor connection socket (5a) and at least one first control conductor connection socket (6a) . An electronic device (11) is arranged in the housing (2). The electronic device (11) electrically interconnects the at least one first supply conductor connection socket (4a) with the at least one first power conductor connection socket (7a) as a function of at least one control signal. The plurality of connection sockets (3) are arranged on the front (2a) of the housing (2) in at least two connection rows (3a, 3b). The at least one first and second row of connections (3a, 3b) extend between the two side regions (2e, 2f) of the housing (2). The first connection row (3a) is arranged closer to the upper side (2c) of the housing (2) than the at least one second connection row (3b).
Description
Die Erfindung betrifft ein (gekapseltes) Steuer-Schaltmodul, das insbesondere in Unterputz- oder Aufputzdosen in Gebäuden eingesetzt werden kann. Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte beschrieben, die in dem Steuer-Schaltmodul verwendet wird.The invention relates to an (encapsulated) control switch module, which can be used in particular in flush-mounted or surface-mounted boxes in buildings. Furthermore, a method for producing a printed circuit board that is used in the control switching module is described.
In der heutigen Zeit hat der Wunsch nach einer Automatisierung und Steuerung von Gebäudeteilen bzw. elektrischen Geräten innerhalb eines Gebäudes stetig zugenommen. So besteht nicht nur der Wunsch, beispielsweise das Raumklima in einem Gebäude automatisiert auf einen bestimmten Temperaturwert einzuregeln, sondern auch die Beleuchtung oder Jalousien bzw. Rollläden sollen computergesteuert einen bestimmten Helligkeitswert bzw. eine vorbestimmte Position einnehmen.Today, the desire for automation and control of building parts or electrical devices within a building has increased steadily. So there is not only the desire, for example, to regulate the indoor climate in a building automatically to a certain temperature value, but also the lighting or blinds or roller shutters should take on a certain brightness value or a predetermined position under computer control.
Aus der
Ein derartiges Heimautomatisierungssteuersystem ist bzgl. der neuartigen Steuerung zwar vorteilhaft, allerdings ist es nachteilig, dass dieses lediglich bei Neubauten mit übersehbaren Kosten installiert werden kann. So müssen eine Vielzahl von separaten Aktoren mit zusätzlichen Leitungen vorgesehen werden, um sowohl eine Steuerung mittels Gesten als auch eine Steuerung über konventionelle Mittel ermöglichen zu können.Such a home automation control system is advantageous with regard to the new type of control, but it is disadvantageous that it can only be installed in new buildings at reasonable costs. A large number of separate actuators with additional lines must be provided in order to enable both control by gestures and control by conventional means.
Aus der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuer-Schaltmodul zu schaffen, das gegenüber dem Stand der Technik einfacher in bestehende Elektroinstallationen eingesetzt werden kann, um einerseits die bisherige manuelle Ansteuerung der elektrischen Geräte auch weiterhin sicherstellen zu können und um andererseits auch eine automatisierte Ansteuerung dieser elektrischen Geräte zu ermöglichen. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung eine Leiterplatte für ein Steuer-Schaltmodul zu schaffen, durch die das Steuer-Schaltmodul sehr kompakt aufgebaut werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide a control switching module which, compared to the prior art, can be used more easily in existing electrical installations, on the one hand to be able to continue to ensure the previous manual control of the electrical devices and on the other hand also to be automated To enable control of these electrical devices. Furthermore, it is the object of the invention to provide a printed circuit board for a control switching module, by means of which the control switching module can be constructed in a very compact manner.
Die Aufgabe wird durch das Steuer-Schaltmodul gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. In den Ansprüchen 2 bis 31 finden sich Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Steuer-Schaltmoduls wieder. Der Anspruch 32 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte für ein solches Steuer-Schaltmodul.The object is achieved by the control switching module according to
Das erfindungsgemäße Steuer-Schaltmodul, welches insbesondere für den Einsatz in Aufputz- und Unterputzdosen geeignet ist, aber auch für den Einsatz in Kabelkanälen, Lampen und Leuchten sowie Schaltern, Steckdosen und Dimmern verwendet werden kann, umfasst ein Gehäuse, das eine Vorderseite, eine Rückseite, eine Oberseite, eine Unterseite und zwei Seitenbereiche aufweist. Es wird betont, dass lediglich zum besseren Verständnis, insbesondere im Hinblick auf die Zeichnungsfiguren, die unterschiedlichen Seiten des Gehäuses mit Vorderseite, Rückseite, Oberseite, Unterseite, usw. bezeichnet werden. In der tatsächlichen Installation muss eine Oberseite nicht zwingend nach oben zeigen.The control switch module according to the invention, which is particularly suitable for use in surface and flush-mounted boxes, but can also be used in cable ducts, lamps and lights as well as switches, sockets and dimmers, comprises a housing that has a front, a rear , has a top, a bottom and two side areas. It is emphasized that only for better understanding, in particular with regard to the drawing figures, the different sides of the housing are referred to as the front, back, top, bottom, etc. In the actual installation, an upper side does not necessarily have to point upwards.
Das Steuer-Schaltmodul umfasst eine Vielzahl von Anschlussbuchsen mit zumindest einer ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse, zumindest einer ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse, zumindest einer ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse und zumindest einer ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse, die überwiegend oder vollständig innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Die Anschlussbuchsen sind jeweils dazu ausgebildet, einen Innenleiter eines Anschlusskabels aufzunehmen und elektrisch zu kontaktieren. Es ist eine Elektronikeinrichtung vorgesehen und in dem Gehäuse angeordnet, wobei die Elektronikeinrichtung elektrisch mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse, der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse, der zumindest einen ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse und der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse verbunden ist. Die Elektronikeinrichtung ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit zumindest eines Steuersignals die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse elektrisch zu verbinden oder eine elektrische Verbindung zu trennen. Dieses Steuersignal kann beispielsweise über die zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse oder drahtlos (insbesondere in Form einer Schaltinformation in einer Modulnachricht) zugeführt werden. Die Vielzahl der Anschlussbuchsen sind an der Vorderseite des Gehäuses in genau zwei oder in zumindest zwei Anschlussreihen angeordnet und (ausschließlich) von der Vorderseite des Gehäuses aus zugänglich, wobei sich die erste Anschlussreihe zwischen beiden Seitenbereichen des Gehäuses erstreckt und näher an der Oberseite des Gehäuses angeordnet ist als die zweite Anschlussreihe, die sich ebenfalls zwischen beiden Seitenbereichen des Gehäuses erstreckt allerdings näher an der Unterseite des Gehäuses angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die erste Anschlussreihe oberhalb der zweiten Anschlussreihe angeordnet ist. In zumindest einer und/oder in zumindest zwei Anschlussreihen sind dabei jeweils zumindest zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr als zumindest sechs Anschlussbuchsen angeordnet.The control switching module comprises a plurality of connection sockets with at least one first supply conductor connection socket, at least one first power conductor connection socket, at least one first neutral conductor connection socket and at least one first control conductor connection socket, which are arranged predominantly or completely within the housing. The connection sockets are each designed to receive and electrically contact an inner conductor of a connection cable. An electronic device is provided and arranged in the housing, the electronic device being electrically connected to the at least one first supply conductor connection socket, the at least one first power conductor connection socket, the at least one first neutral conductor connection socket and the at least one first control conductor connection socket. The electronic device is designed to electrically connect the at least one first supply conductor connection socket to the at least one first power conductor connection socket or to separate an electrical connection as a function of at least one control signal. This control signal can be supplied, for example, via the at least one first control conductor connection socket or wirelessly (in particular in the form of switching information in a module message). The plurality of connection sockets are arranged on the front of the housing in exactly two or at least two rows of connections and (only) accessible from the front of the housing, the first row of connections extending between both side regions of the housing and being closer to the top of the housing than the second row of connections, which also extends between the two side areas of the housing but is arranged closer to the underside of the housing. This means that the first one Connection row is arranged above the second connection row. At least two, three, four, five, six or more than at least six connection sockets are respectively arranged in at least one and / or in at least two connection rows.
Es ist besonders vorteilhaft, dass die Anschlussbuchsen an der Vorderseite des Gehäuses in zumindest zwei Anschlussreihen angeordnet sind. Dadurch kann das Steuer-Schaltmodul sehr kompakt aufgebaut werden und die einzelnen Kabel der Hausinstallation können ohne Mühe mit dem Steuer-Schaltmodul verbunden werden. Dadurch, dass es zwei Anschlussreihen gibt, wodurch die Anschlussbuchsen zumindest teilweise „übereinander“ angeordnet sind, erreicht das Steuer-Schaltmodul eine optimale Höhe, bei einer minimalen Breite, wodurch gleichzeitig eine hohe Integration der notwendigen Elektronik (z.B. auf Leiterplatten) erreicht werden kann. Dadurch ist ein Einsatz in Unterputzdosen bzw. Aufputzdosen möglich.It is particularly advantageous that the connection sockets on the front of the housing are arranged in at least two rows of connections. As a result, the control switch module can be constructed very compactly and the individual cables of the house installation can be connected to the control switch module with ease. Due to the fact that there are two rows of connections, which means that the connection sockets are at least partially "one above the other", the control switch module achieves an optimal height with a minimal width, which means that the necessary electronics (e.g. on printed circuit boards) can be integrated at the same time. This enables use in flush-mounted boxes or surface-mounted boxes.
Es ist außerdem besonders vorteilhaft, dass in Abhängigkeit des Steuersignals eine Zusammenschaltung zwischen der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse und der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse erfolgt oder eine solche Zusammenschaltung unterbrochen wird. Dadurch ist es nämlich möglich, dass das Steuer-Schaltmodul sehr einfach in bereits existierende elektrische Verkabelungen eingesetzt wird. Beispielsweise muss lediglich die Verbindung zwischen einem Lichtschalter und der Lampe aufgetrennt werden, wobei der Lichtschalter mit dem Steuerleiter-Anschluss und die Lampe mit dem Leistungsleiter-Anschluss verbunden werden, um zusätzlich eine Automatisierungsmöglichkeit zu schaffen. So liegt bei Betätigung des Schalters eines Spannung an dem Steuerleiter-Anschluss an, woraufhin eine elektrische Verbindung zwischen dem Versorgungsleiter-Anschluss und dem Leistungsleiter-Anschluss hergestellt wird, wodurch die Lampe zu leuchten beginnt. Umgekehrt kann natürlich auch die elektrische Verbindung getrennt werden. Nachdem das Steuersignal auch drahtlos empfangen werden kann, kann problemlos die Beleuchtung eines Raumes nachträglich geändert werden, weil zusätzliche Lampen an einen Schalter bzw. Taster einfach „hinzugeschaltet“ werden können, indem die entsprechenden Steuer-Schaltmodule die Steuersignale empfangen können.It is also particularly advantageous that, depending on the control signal, an interconnection is carried out between the at least one first supply conductor connection socket and the at least one first power conductor connection socket, or such an interconnection is interrupted. This makes it possible for the control switch module to be inserted very easily into existing electrical wiring. For example, only the connection between a light switch and the lamp has to be disconnected, the light switch being connected to the control conductor connection and the lamp being connected to the power conductor connection in order to additionally create an automation option. When the switch is actuated, a voltage is present at the control conductor connection, whereupon an electrical connection is established between the supply conductor connection and the power conductor connection, as a result of which the lamp begins to light up. Conversely, the electrical connection can of course also be disconnected. After the control signal can also be received wirelessly, the lighting of a room can easily be changed later, because additional lamps can simply be “switched on” to a switch or push button by the corresponding control switching modules being able to receive the control signals.
Unter dem Wortlaut „Zusammenschalten“ werden einerseits das Herstellen einer digitalen elektrischen Verbindung und andererseits das Herstellen einer analogen elektrischen Verbindung verstanden.The term “interconnection” means on the one hand the establishment of a digital electrical connection and on the other hand the establishment of an analog electrical connection.
Bei der „digitalen“ elektrischen Verbindung ist die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse für die Zeitdauer der Zusammenschaltung stets elektrisch leitend verbunden. Ein Signal an der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse liegt unverändert auch an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse an. Bei der „analogen“ elektrischen Verbindung ist die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse für die Zeitdauer der Zusammenschaltung gepulst elektrisch leitend verbunden. Die gepulst elektrisch leitende Verbindung erfolgt im Rahmen einer Phasenanschnittssteuerung oder einer Phasenabschnittssteuerung oder einer Pulsweitenmodulation oder einer Frequenzrichter-Steuerung. Unter dem Wortlaut „gepulst“ wird verstanden, dass die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse in sehr kurzen zeitlichen Abständen elektrisch leitend mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse verbunden und von diesem wieder getrennt wird. Das Signal an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse ist daher gegenüber dem Signal an der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse verändert. Dabei ist es auch möglich, dass die Spannung und/oder die Frequenz an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse einstellbar ist und sich gegenüber der Spannung und/oder der Frequenz an der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse unterscheidet. Dadurch kann beispielsweise der Effektivwert der Spannung bzw. des Stroms an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse reduziert werden, wodurch eine geringere Leistung übertragen wird und beispielsweise eine Beleuchtungseinrichtung gedimmt werden kann.In the “digital” electrical connection, the at least one first power conductor connection socket is always electrically conductively connected to the at least one first supply conductor connection socket for the duration of the interconnection. A signal at the at least one first supply conductor connection socket is also unchanged at the at least one first power conductor connection socket. In the case of the “analog” electrical connection, the at least one first power conductor connection socket is pulsed electrically conductively connected to the at least one first supply conductor connection socket for the duration of the interconnection. The pulsed, electrically conductive connection takes place in the context of a phase control or a phase control or a pulse width modulation or a frequency converter control. The term “pulsed” is understood to mean that the at least one first supply conductor connection socket is connected in an electrically conductive manner to the at least one first power conductor connection socket at very short time intervals and is separated from it again. The signal at the at least one first power conductor connection socket is therefore changed compared to the signal at the at least one first supply conductor connection socket. It is also possible for the voltage and / or the frequency at the at least one first power conductor connection socket to be adjustable and to differ from the voltage and / or the frequency at the at least one first supply conductor connection socket. As a result, for example, the effective value of the voltage or of the current at the at least one first power conductor connection socket can be reduced, as a result of which less power is transmitted and, for example, a lighting device can be dimmed.
Grundsätzlich ist es möglich, dass das Steuer-Schaltmodul eine (drahtlose) Modulnachricht über Funk mit zumindest einer Konfigurationsinformation erhält. Diese Modulnachricht kann das Steuer-Schaltmodul von einer zentralen Steuerungseinrichtung und/oder von einem weiteren Steuer-Schaltmodul und/oder von einem mobilen Endgerät empfangen. Die zuweisbaren Konfigurationsinformationen dienen zum Konfigurieren, also zum Aktualisieren des Steuer-Schaltmoduls. So können diese angeben wie die Elektronikeinrichtung auf unterschiedliche elektrische Signale an der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse reagieren soll. Das Steuer-Schaltmodul kann dabei in verschiedenen Betriebsmoden betrieben werden.In principle, it is possible for the control switching module to receive a (wireless) module message via radio with at least one configuration information item. The control switching module can receive this module message from a central control device and / or from a further control switching module and / or from a mobile terminal. The assignable configuration information is used for configuration, that is to say for updating the control switching module. They can specify how the electronic device is to react to different electrical signals on the at least one first control conductor connection socket. The control switching module can be operated in different operating modes.
Ein erster Betriebsmodus wird dann ausgewählt, wenn zumindest genau ein Schalter mit der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse verbunden ist. In diesem Fall ist die Elektronikeinrichtung dazu ausgebildet, auf jede Pegeländerung des Steuersignals (insbesondere bezüglich des Effektivwerts des Steuersignals) die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse zusammenzuschalten oder eine entsprechende Zusammenschaltung zu unterbrechen. Jedes Mal, wenn der Schalter betätigt wird, wird das Licht entweder eingeschalten oder ausgeschalten.A first operating mode is selected when at least exactly one switch is connected to the at least one first control conductor connection socket. In this case, the electronic device is designed for each level change of the control signal (in particular with regard to the effective value of the control signal) the at least one first power conductor connection socket with the at least one first supply conductor Connect the connection socket or interrupt a corresponding connection. Each time the switch is pressed, the light is either turned on or off.
Das Steuer-Schaltmodul kann in einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden, wenn das Steuer-Schaltmodul in einer „Treppenhausschaltung“ eingesetzt wird. In diesem Fall können mehrere Taster gemeinsam an der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse angeschlossen sein. Die Elektronikeinrichtung ist dann dazu ausgebildet, jeweils bei einer steigenden Flanke oder bei einer fallenden Flanke (insbesondere Effektivwert) des Steuersignals eine bestehende Zusammenschaltung zu unterbrechen und eine fehlende Zusammenschaltung herzustellen. Unabhängig davon, welcher Taster betätigt wird, kann in diesem Fall das Licht, also der Verbraucher, welcher an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse angeschlossen ist, ein- bzw. ausgeschalten werden.The control switching module can be operated in a second operating mode if the control switching module is used in a “staircase circuit”. In this case, several buttons can be connected together to the at least one first control conductor connection socket. The electronic device is then designed to interrupt an existing interconnection with a rising edge or a falling edge (in particular effective value) of the control signal and to produce a missing interconnection. Regardless of which button is pressed, in this case the light, ie the consumer, which is connected to the at least one first power conductor connection socket, can be switched on or off.
Das Steuer-Schaltmodul kann auch in einem dritten Betriebsmodus betrieben werden. Dieser Betriebsmodus wird insbesondere dann gewählt, wenn mehrere Schalter an die zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse angeschlossen sind und das Steuer-Schaltmodul eine „Treppenhausschaltung“ realisieren soll. Bei Einsatz mehrerer Schalter ist die Elektronikeinrichtung dazu ausgebildet, sowohl bei Detektion einer steigenden Flanke als auch bei Detektion einer fallenden Flanke (insbesondere Effektivwert) die Zusammenschaltung zu ändern. Eine bestehende Zusammenschaltung wird unterbrochen und eine fehlende Zusammenschaltung wird hergestellt.The control switching module can also be operated in a third operating mode. This operating mode is selected in particular when a plurality of switches are connected to the at least one first control conductor connection socket and the control switching module is intended to implement a “staircase connection”. If several switches are used, the electronic device is designed to change the interconnection both when detecting a rising edge and when detecting a falling edge (in particular effective value). An existing interconnection is interrupted and a missing interconnection is established.
In einem vierten Betriebsmodus ist die Elektronikeinrichtung des Steuer-Schaltmoduls dazu ausgebildet, insbesondere diejenigen Intervalle einer Periode eines elektrischen Steuersignals an der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse zu erkennen, die Null sind oder nahe bei Null liegen. Entsprechend des so phasenangeschnittenen bzw. phasenabgeschnittenen Signals kann das Steuer-Schaltmodul eine Zusammenschaltung seiner zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse mit seiner zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse vornehmen, wodurch der elektrische Verbraucher, der an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse angeschlossen ist, ebenfalls entsprechend gedimmt wird, also ebenfalls das gleiche phasenangeschnittene bzw. phasenabgeschnittene Signal erhält.In a fourth operating mode, the electronic device of the control switching module is designed to recognize, in particular, those intervals of a period of an electrical control signal on the at least one first control conductor connection socket that are zero or close to zero. In accordance with the phase-cut or phase-cut signal in this way, the control switching module can interconnect its at least one first power conductor connection socket with its at least one first supply conductor connection socket, as a result of which the electrical consumer which is connected to the at least one first power conductor connection socket also is dimmed accordingly, ie also receives the same phase-cut or phase-cut signal.
Grundsätzlich ist das Steuer-Schaltmodul auch dazu ausgebildet, eine entsprechende Schaltinformation, die die Elektronikeinrichtung festgestellt hat, drahtlos auszusenden, so dass ein anderes Steuer-Schaltmodul eine entsprechende Zusammenschaltung vornimmt bzw. eine entsprechende Zusammenschaltung unterbricht. Grundsätzlich kann das Steuer-Schaltmodul auch in Abhängigkeit einer empfangenen Schaltinformation, also in Abhängigkeit eines drahtlos empfangenen Steuersignals, eine fehlende Zusammenschaltung herstellen bzw. eine bestehende Zusammenschaltung unterbrechen.In principle, the control switching module is also designed to wirelessly send out corresponding switching information, which the electronic device has determined, so that another control switching module carries out a corresponding interconnection or interrupts a corresponding interconnection. In principle, the control switching module can also establish a missing interconnection or interrupt an existing interconnection as a function of received switching information, that is to say as a function of a wirelessly received control signal.
Ein weiteres, besonders Ausführungsbeispiel des Steuer-Schaltmoduls liegt vor, wenn die Vielzahl der Anschlussbuchsen ausschließlich an der Vorderseite des Gehäuses angeordnet sind. Dadurch kann das Steuer-Schaltmodul besonders einfach in eine Unter- oder Aufputzdose integriert werden.Another, particularly exemplary embodiment of the control switching module is present when the multiplicity of connection sockets are arranged exclusively on the front of the housing. This makes it particularly easy to integrate the control switch module into a flush-mounted or surface-mounted box.
Weiterhin liegt ein besonderer Vorteil vor, wenn die Anzahl der Anschlussbuchsen in der ersten Anschlussreihe unterschiedlich zu der Anzahl der Anschlussbuchsen in der zweiten Anschlussreihe ist. Dadurch wird in derjenigen Anschlussreihe, in welcher weniger Anschlussbuchsen vorhanden sind, ein größerer Installations- bzw. Abstandsraum gebildet, so dass zusätzliche Komponenten wie beispielsweise ein Tiefsetzsteller, dessen Kapazität eine gewisse Bauhöhe hat, installiert werden können.There is also a particular advantage if the number of connection sockets in the first connection row is different from the number of connection sockets in the second connection row. As a result, a larger installation or clearance space is formed in the connection row in which there are fewer connection sockets, so that additional components such as, for example, a buck converter, the capacity of which has a certain overall height, can be installed.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich auch dann erzielen, wenn eine Anschlussbuchse in der ersten Anschlussreihe ohne Seitenversatz oberhalb einer Anschlussbuchse in der zweiten Anschlussreihe angeordnet ist. In diesem Fall ist die Anordnung sehr symmetrisch. Grundsätzlich wäre es hier möglich, dass der Seitenversatz zwischen zwei übereinander angeordneten Anschlussbuchsen nur minimal ist (und beispielsweise Produktionstoleranzen abdeckt) bzw. die Anschlussbuchsen sich in Draufsicht noch zu mehr als 80% oder zu mehr als 90% überlappen. Grundsätzlich wäre es dagegen auch möglich, dass eine erste Anschlussbuchse in der ersten Anschlussreihe in Draufsicht auf die Oberseite des Gehäuses vollständig überlappungsfrei zur nächstgelegenen Anschlussbuchse in der zweiten Anschlussreihe angeordnet ist. Selbiges könnte natürlich auch für die Anschlussbuchse in der zweiten Anschlussreihe bzgl. zur nächstgelegenen Anschlussbuchse in der ersten Anschlussreihe gelten. Grundsätzlich wäre es hier auch möglich, dass sich die Anschlussbuchsen lediglich teilweise überlappen (z.B. 50%).Particularly good results can also be achieved if a connection socket in the first connection row is arranged without a lateral offset above a connection socket in the second connection row. In this case the arrangement is very symmetrical. In principle, it would be possible here for the lateral offset between two connection sockets arranged one above the other to be only minimal (and for example covering production tolerances) or for the connection sockets to overlap by more than 80% or more than 90% in plan view. In principle, however, it would also be possible for a first connection socket to be arranged in the first connection row in a top view of the top of the housing without any overlap with the closest connection socket in the second connection row. The same could of course also apply to the connection socket in the second connection row with respect to the closest connection socket in the first connection row. In principle, it would also be possible here for the connection sockets to only partially overlap (e.g. 50%).
In einer besonderen Ausführungsform besteht das Gehäuse aus zwei Gehäuseteilen, die miteinander verschraubt und/oder verclipst und/oder verrastet sind. Diese zwei Gehäuseteile können beispielsweise auch als Gehäusehälften bzw. Gehäusewannen bezeichnet werden. Sie können gleich groß sein und damit dasselbe Aufnahmevolumen besitzen. Sie können allerdings auch unterschiedlich groß sein. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus einem nicht leitenden Material wie Kunststoff. Grundsätzlich wäre es, je nach Einzelzweck, auch denkbar, dass das Gehäuse aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium gebildet ist oder ein solches umfasst.In a special embodiment, the housing consists of two housing parts which are screwed together and / or clipped and / or locked. These two housing parts can also be referred to as housing halves or housing trays, for example. They can be of the same size and thus have the same holding volume. However, they can also be of different sizes. The housing is preferably made of a non-conductive material such as plastic. Basically, depending on the individual purpose, it would also be conceivable that the housing is formed from or comprises a metal such as aluminum.
Besonders bevorzugt sind die Anschlussbuchsen des Steuer-Schaltmoduls farbcodiert. Dadurch weiß der Benutzer sofort, welches Anschlusskabel er in welche Anschlussbuchse einführen muss. So kann die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse in Schwarz oder Braun gehalten sein oder entsprechende Farbanteile aufweisen, wohingegen die zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse eher in Blau oder Grau gehalten ist bzw. entsprechende Farbanteile aufweist. Bei Einsatz zumindest einer ersten Schutzleiter-Anschlussbuchse kann diese in Grün und/oder Gelb gehalten sein.The connection sockets of the control switching module are particularly preferably color-coded. As a result, the user knows immediately which connection cable to insert into which connection socket. For example, the at least one first supply conductor connection socket can be held in black or brown or have corresponding color components, whereas the at least one first neutral conductor connection socket is rather held in blue or gray or has corresponding color components. If at least one first protective conductor connection socket is used, this can be held in green and / or yellow.
Bevorzugt weist das Steuer-Schaltmodul noch zumindest eine zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse und zumindest eine zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse auf, die jeweils mit der jeweiligen anderen Versorgungsleiter-Anschlussbuchse bzw. Neutralleiter-Anschlussbuchse elektrisch verbunden sind. Es kann auch eine zweite Leistungsleiter-Anschlussbuchse vorhanden sein. Die Elektronikeinrichtung ist wiederum dazu ausgebildet, in Abhängigkeit des Steuersignals die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen zweiten Leistungsleiter-Anschlussbuchse zusammenzuschalten oder eine solche Zusammenschaltung zu unterbrechen. Grundsätzlich könnte auch zumindest eine zweite Steuerleiter-Anschlussbuchse vorhanden sein, der ein weiteres Steuersignal zuführbar ist. Die Elektronikeinrichtung ist dann elektrisch mit der zumindest einen zweiten Steuerleiter-Anschlussbuchse (
Die Anordnung der Anschlussbuchsen, also die Frage, ob diese in der ersten oder zweiten Anschlussreihe angeordnet sind, ist beliebig. Wichtig ist allerdings, dass eine Anschlussreihe mehr Anschlussbuchsen aufweist als die andere Anschlussreihe, so dass diejenige Reihe, die weniger Anschlussbuchsen aufweist einen größeren Installationsraum bzw. Abstandsraum besitzt, um zusätzliche elektrische Bauelemente aufnehmen zu können, die z.B. nicht weiter in ihrer Größe reduzierbar sind (z.B. diskrete Kapazitäten, Induktivitäten usw.).The arrangement of the connection sockets, that is to say whether they are arranged in the first or second row of connections, is arbitrary. It is important, however, that one connection row has more connection sockets than the other connection row, so that the row that has fewer connection sockets has a larger installation space or space to accommodate additional electrical components that can e.g. cannot be further reduced in size (e.g. discrete capacitances, inductors, etc.).
Besonders bevorzugt umfassen die Anschlussbuchsen jeweils eine Innenleiter-Kontakteinrichtung, die aus einem elektrischen leitfähigen Material besteht oder ein solches umfasst. Über diese Innenleiter-Kontakteinrichtung kann der Innenleiter eines Anschlusskabels kontaktiert werden. Die jeweilige Innenleiter-Kontakteinrichtung umfasst dabei einen Kontaktierungsarm, der federnd vorgespannt ist. Dieser Kontaktierungsarm bringt eine Kontaktkraft auf den Innenleiter des Anschlusskabels auf, wenn dieser eingesteckt ist. Der Kontaktierungsarm verläuft vorzugsweise von der Einstecköffnung entlang der jeweiligen Einsteckrichtung innerhalb der jeweiligen Anschlussbuchse zurück (in die Anschlussbuchse hinein), wobei das Ende des Kontaktierungsarms eine Schneidkante aufweist, die bezüglich ihrer Lage und Ausrichtung dazu ausgebildet ist, sich in den Innenleiter des Anschlusskabels einzuschneiden, wenn das Anschlusskabel entgegen der Einsteckrichtung bewegt wird. Dadurch ist ein Abziehschutz gebildet.Particularly preferably, the connection sockets each comprise an inner conductor contact device which consists of or comprises an electrically conductive material. The inner conductor of a connecting cable can be contacted via this inner conductor contact device. The respective inner conductor contact device comprises a contact arm that is resiliently biased. This contact arm applies a contact force to the inner conductor of the connection cable when it is plugged in. The contact arm preferably runs back from the insertion opening along the respective insertion direction within the respective connection socket (into the connection socket), the end of the contact arm having a cutting edge which, with regard to its position and orientation, is designed to cut into the inner conductor of the connection cable, if the connection cable is moved against the direction of insertion. This creates a pull-off protection.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei Elektronikeinrichtung um einen eingehausten Computerchip, der sämtliche Funktionalitäten vereint. Dieser Computerchip ist dazu ausgebildet, seine Versorgungsspannung direkt aus der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse zu beziehen. Hierzu kann der Computerchip über Drähte direkt mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse verbunden sein. Dieser Computerchip hat auch entsprechende Schaltelemente integriert, über die er die zumindest einen erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse elektrisch verbinden bzw. eine elektrische Verbindung trennen kann. Er umfasst außerdem eine Kommunikationseinrichtung, um Schaltbefehle drahtlos zu versenden und Schaltbefehle (Steuersignale) drahtlos zu empfangen. Über diese Kommunikationsverbindung kann er auch drahtlos konfiguriert werden.The electronic device is particularly preferably a housed computer chip which combines all the functionalities. This computer chip is designed to draw its supply voltage directly from the at least one first supply conductor connection socket. For this purpose, the computer chip can be connected directly to the at least one first supply conductor connection socket via wires. This computer chip has also integrated corresponding switching elements, via which it can electrically connect or disconnect the at least one first supply conductor connection socket to the at least one first power conductor connection socket. It also includes a communication device to send switching commands wirelessly and to receive switching commands (control signals) wirelessly. It can also be configured wirelessly via this communication link.
Bei einer anderen bevorzugten Alternative werden die (nackten) Computerchips direkt in die (Haupt-)Platine bzw. in die verwendete Leiterplatte eingebettet. Dadurch ergibt sich eine äußerst kompakte Bauweise. Dies bewirkt außerdem den Vorteil, dass in einer inneren Lage der (Haupt-)Platine bzw. der Leiterplatte nicht die üblichen Kriechabstände bei netzspannungsgeführten Leitern eingehalten werden müssen, was zusätzlich zur Kompaktheit beiträgt.In another preferred alternative, the (bare) computer chips are embedded directly in the (main) circuit board or in the circuit board used. This results in an extremely compact design. This also has the advantage that in an inner layer of the (main) circuit board or the circuit board, the usual creepage distances for line-voltage-guided conductors do not have to be observed, which also contributes to the compactness.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Steuer-Schaltmodul eine Hauptplatine, die zwischen der ersten und der zweiten Anschlussreihe angeordnet ist. Die Vielzahl der Anschlussbuchsen sind dabei SMD-Anschlussbuchsen und mit der Hauptplatine verlötet. Die Elektronikeinrichtung umfasst eine erste Elektronikmoduleinheit, die mit der Oberseite (erste Seite) der Hauptplatine verlötet ist und eine zweite Elektronikmoduleinheit, die mit der Unterseite (zweite Seite) der Hauptplatine verlötet ist. Ergänzend oder alternativ kann die erste Elektronikmoduleinheit auch mindestens einen Halbleiter umfassen, der in eine Lage und/oder zwischen zwei Lagen der Hauptplatine integriert ist. Selbiges kann auch für die zweite Elektronikmoduleinheit gelten.In a further preferred embodiment, the control switching module comprises a main circuit board which is arranged between the first and the second row of connections. The large number of connection sockets are SMD connection sockets and soldered to the main circuit board. The electronic device comprises a first electronic module unit, which is soldered to the upper side (first side) of the main board and a second electronic module unit, which is soldered to the lower side (second side) of the main board. Additionally or alternatively, the first electronic module unit can also comprise at least one semiconductor which is in a position and / or between two layers of the motherboard is integrated. The same can also apply to the second electronic module unit.
Durch den Einsatz unterschiedlicher Elektronikmoduleinheiten kann das Steuer-Schaltmodul kompakt aufgebaut werden. Die Kompaktheit und die Störfestigkeit des Steuer-Schaltmoduls werden weiterhin dadurch erhöht, weil diese Elektronikmoduleinheiten auf verschiedenen Seiten der Hauptplatine angebracht sind.By using different electronic module units, the control switch module can be built compactly. The compactness and the immunity of the control switch module are further increased because these electronic module units are mounted on different sides of the main board.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die erste Elektronikmoduleinheit in einem oberen (erste) Abstandsraum angeordnet. Dieser Abstandsraum kann zwischen Anschlussbuchsen in der ersten Anschlussreihe oder zwischen einem Seitenbereich und einer Anschlussbuchse in der ersten Anschlussreihe gebildet sein. Der Abstandsraum kann auch zwischen den Anschlussbuchsen der ersten Anschlussreihe und der Rückseite des Gehäuses gebildet sein. Selbiges gilt auch für einen unteren (zweiten) Abstandsraum, in dem die zweite Elektronikmoduleinheit angeordnet ist. Dieser kann ebenfalls zwischen zwei Anschlussbuchsen bzw. einer Anschlussbuchse und dem Seitenbereich gebildet sein bzw. zwischen den Anschlussbuchsen der zweiten Anschlussreihe und der Rückseite des Gehäuses.In a further preferred exemplary embodiment, the first electronics module unit is arranged in an upper (first) space. This space can be formed between connection sockets in the first connection row or between a side area and a connection socket in the first connection row. The space can also be formed between the connection sockets of the first row of connections and the rear of the housing. The same also applies to a lower (second) space in which the second electronic module unit is arranged. This can also be formed between two connection sockets or a connection socket and the side area or between the connection sockets of the second connection row and the rear of the housing.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Elektronikmoduleinheit zumindest ein Elektronikmodul, wobei dieses eine Elektronikmodul eine weitere Leiterplatte umfasst. Diese weitere Leiterplatte ist beidseitig mit elektrischen Bauteilen bestückt und/oder umfasst zumindest einen Halbleiter, der in eine Lage und/oder zwischen zwei Lagen der weiteren Leiterplatte integriert ist und über eine Vielzahl von VIA-Balken und/oder einer Vielzahl einzelner elektrischer Verbinder mit der Hauptplatine elektrisch verbunden und durch diese VIA-Balken und/oder die Vielzahl der einzelnen elektrischen Verbinder auch von dieser beabstandet gehalten. Über diese VIA-Balken wird einerseits der mechanische Aufbau (Huckepackplatine) erreicht und andererseits die Datenübertragung zu den elektrischen Bauteilen bzw. eine Energieversorgung für die elektrischen Bauteile auf der weiteren Leiterplatte sichergestellt. Diese weitere Leiterplatte ist insbesondere parallel zur Hauptplatine angeordnet.In a further preferred exemplary embodiment, the first electronics module unit comprises at least one electronics module, this electronics module comprising a further printed circuit board. This further circuit board is equipped with electrical components on both sides and / or comprises at least one semiconductor which is integrated in one layer and / or between two layers of the further circuit board and via a multiplicity of VIA bars and / or a multiplicity of individual electrical connectors to the Main board electrically connected and also kept spaced from this by this VIA bar and / or the plurality of individual electrical connectors. These VIA bars on the one hand achieve the mechanical structure (piggyback board) and on the other hand ensure data transmission to the electrical components or an energy supply for the electrical components on the further printed circuit board. This further circuit board is arranged in particular parallel to the main board.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst auch die zweite weitere Elektronikmoduleinheit zumindest ein Elektronikmodul. Dieses zumindest eine Elektronikmodul weist eine zusätzliche Leiterplatte auf, die ebenfalls beidseitig mit elektrischen Bauteilen bestückt ist und/oder zumindest einen Halbleiter umfasst, der in eine Lage und/oder zwischen zwei Lagen der zusätzlichen Leiterplatte integriert ist. Das zumindest eine Elektronikmodul der zweiten Elektronikmoduleinheit umfasst einen Tiefsetzsteller mit zumindest einem Tiefsetzstellerkondensator. Dieser Tiefsetzstellerkondensator ist mit der zusätzlichen Leiterplatte verlötet. Diese zusätzliche Leiterplatte ist rechtwinklig zur Hauptplatine angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert, insbesondere mit dieser verlötet. Diese Kontaktierung findet insbesondere über den längeren Seitenbereich der zusätzlichen Leiterplatte statt. Diese kann an verschiedenen, voneinander beabstandeten Stellen, mit der Hauptplatine verlötet sein.In a further exemplary embodiment, the second further electronics module unit also comprises at least one electronics module. This at least one electronic module has an additional printed circuit board, which is likewise equipped with electrical components on both sides and / or comprises at least one semiconductor which is integrated in one layer and / or between two layers of the additional printed circuit board. The at least one electronics module of the second electronics module unit comprises a buck converter with at least one buck capacitor. This step-down converter capacitor is soldered to the additional circuit board. This additional circuit board is arranged at right angles to the main board and electrically contacted with it, in particular soldered to it. This contacting takes place in particular over the longer side area of the additional printed circuit board. This can be soldered to the motherboard at different, spaced apart locations.
Das Gehäuse des Steuer-Schaltmoduls ist derart aufgebaut, dass keinerlei spannungsführende Teile von dem Gehäuse des Steuer-Schaltmoduls nach außen hin abstehen. The housing of the control switching module is constructed in such a way that no live parts protrude outwards from the housing of the control switching module.
Optional kann das Gehäuse auch die Integration einer von außen sichtbaren Leuchtdiode oder Signallampe beinhalten, über welche mittels kodierter Blinksequenzen, Farben und/oder Helligkeitswerten die Steuer- und Kommunikationseinrichtung einen aktuellen internen Zustand des Steuer-Schaltmoduls anzeigen kann. Grundsätzlich könnte auch eine akustische Vorrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, nach außen hin (nach außerhalb der Gehäuseanordnung) hörbar eine Tonsequenz und/oder eine bestimmte Tonhöhe und/oder eine bestimmte Lautstärke auszugeben, die einen internen Zustand des Steuer-Schaltmoduls kodiert.Optionally, the housing can also include the integration of an externally visible light-emitting diode or signal lamp, via which the control and communication device can display a current internal state of the control switching module by means of coded flashing sequences, colors and / or brightness values. In principle, an acoustic device could also be provided, which is designed to audibly output a tone sequence and / or a certain pitch and / or a certain volume to the outside (to the outside of the housing arrangement), which encodes an internal state of the control switching module.
Eine Gebäudesteuerungseinrichtung umfasst zumindest ein solches Steuer-Schaltmodul. Die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse ist mit dem Versorgungsleiter des öffentlichen Stromnetzes verbunden. Die zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse ist mit dem Masse-Leiter des öffentlichen Stromnetzes verbunden. Ein elektrischer Verbraucher ist mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse des Steuer-Schaltmoduls elektrisch verbunden ist. Der zumindest eine elektrische Verbraucher ist entweder mit der zumindest einen Neutralleiter-Anschlussbuchse des Steuer-Schaltmoduls oder direkt mit dem Masse-Leiter des öffentlichen Stromnetzes verbunden. Die Elektronikeinrichtung des zumindest einen Steuer-Schaltmoduls ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit des Steuersignals die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse zusammenschalten, um so den zumindest einen elektrischen Verbraucher in Betrieb zu setzen oder eine bestehende Zusammenschaltung zu unterbrechen, um so den elektrischen Verbraucher außer Betrieb zu setzen.A building control device comprises at least one such control switch module. The at least one first supply conductor connection socket is connected to the supply conductor of the public electricity network. The at least one first neutral conductor connection socket is connected to the ground conductor of the public power grid. An electrical consumer is electrically connected to the at least one first power conductor connection socket of the control switching module. The at least one electrical consumer is either connected to the at least one neutral conductor connection socket of the control switching module or directly to the ground conductor of the public electricity network. The electronic device of the at least one control switching module is designed to connect the at least one first power conductor connection socket to the at least one first supply conductor connection socket as a function of the control signal, so as to put the at least one electrical consumer into operation or to interrupt an existing interconnection to put the electrical consumer out of operation.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn zumindest eine Ein-/Ausschaltvorrichtung in Form eines Schalters, Tasters, Tastfelds, Bewegungsmelders oder Dimmers vorgesehen ist, wobei ein erster Anschluss dieser Ein-/Ausschaltvorrichtung mit dem Versorgungs-Leiter des öffentlichen Stromnetzes oder mit einer Energiequelle (z.B. Akku bei Tastfeld) elektrisch verbunden ist und wobei ein zweiter Anschluss der zumindest einen Ein-/Ausschaltvorrichtung mit der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse des zumindest einen Steuer-Schaltmoduls elektrisch verbunden ist. Bei Betätigung der zumindest einen Ein-/Ausschaltvorrichtung wird der erste Anschluss mit dem zweiten Anschluss elektrisch leitend verbunden und ein Spannungssignal liegt an der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse an. Das Steuer-Schaltmodul verbindet in diesem Fall den elektrischen Verbraucher mit dem Versorgungsleiter des öffentlichen Stromnetzes.It is particularly advantageous if at least one on / off switch device in the form of a switch, button, touch panel, motion detector or dimmer is provided, with a first connection of this on / off switch device is electrically connected to the supply conductor of the public power grid or to an energy source (for example a battery in the case of a touch panel) and a second connection of the at least one on / off switching device is electrically connected to the at least one first control conductor connection socket of the at least one control switching module. When the at least one on / off switching device is actuated, the first connection is electrically conductively connected to the second connection and a voltage signal is present at the at least one first control conductor connection socket. In this case, the control switching module connects the electrical consumer to the supply conductor of the public power grid.
Vorzugsweise wird eine Vielzahl von Steuer-Schaltmodulen eingesetzt, die dazu ausgebildet sind, untereinander Modulnachrichten weiterzuleiten. Diese sind insbesondere dazu ausgebildet, ein MESH-Netzwerk, ein Scatter-Netzwerk, ein Daisy-Cain-Netzwerk oder ein Baum-Netzwerk zu bilden.A plurality of control switching modules are preferably used, which are designed to forward module messages to one another. These are especially designed to form a MESH network, a scatter network, a daisy-cain network or a tree network.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der drahtlosen Verbindung über die die Elektronikeinrichtung des Steuer-Schaltmoduls kommunizieren kann, also bei der Funkverbindung, um eine WLAN-Verbindung (z.B. WIFI, Zigbee, etc.) oder um eine WPAN Verbindung (Wireless Personal Area Network, z.B. Bluetooth®-Verbindung bzw. Bluetooth®-kompatible-Verbindung wie z.B. Bluetooth Low Energy). Die Bluetooth®-Verbindung kann auch eine Bluetooth®-MESH-Verbindung beinhalten. Bei der WLAN-Verbindung handelt es sich um eine solche gemäß IEEE 802.11* (z.B. a,b,...). Bei der Bluetooth®-Verbindung handelt es sich vorzugsweise um eine solche gemäß IEEE 802.15.* (z.B. 1,2,...) .Advantageously, the wireless connection via which the electronic device of the control switching module can communicate, i.e. the radio connection, is a WLAN connection (for example WIFI, Zigbee, etc.) or a WPAN connection (Wireless Personal Area Network, for example Bluetooth® connection or Bluetooth® compatible connection such as Bluetooth Low Energy). The Bluetooth® connection can also include a Bluetooth® MESH connection. The WLAN connection is one according to IEEE 802.11 * (e.g. a, b, ...). The Bluetooth® connection is preferably one according to IEEE 802.15. * (E.g. 1,2, ...).
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte für ein Steuer-Schaltmodul erfordert, dass in einem ersten Verfahrensschritt zumindest zwei dielektrische Lagen (engl. Layer) übereinander angeordnet werden, wobei beide dielektrischen Lagen eine strukturierte Metallschicht an einer oder beiden Oberseiten aufweisen und wobei die zweite dielektrische Lage eine Aussparung umfasst. In einem zweiten Verfahrensschritt wird ein Halbleiterchip in die Aussparung der zweiten dielektrischen Lage eingesetzt. In einem dritten Verfahrensschritt wird eine dritte dielektrische Lage auf die zweite dielektrische Lage aufgebracht, wobei die dritte dielektrische Lage den Halbleiterchip teilweise oder vollständig bedeckt. In einem vierten Verfahrensschritt wird eine Vielzahl von Durchkontaktierungen in einige oder alle der dielektrischen Lagen eingebracht, wobei zumindest ein Anschluss des Halbleiterchips von außerhalb der Leiterplatte durch die zumindest eine Durchkontaktierung zugänglich ist. In einem fünften Verfahrensschritt werden die Durchkontaktierungen mit einem elektrisch leitfähigen Material gefüllt oder galvanisiert, das auch in Kontakt mit dem zumindest einen Anschluss des Halbleiterchips anbringbar ist und den zumindest einen Anschluss des Halbleiterchips elektrisch mit der strukturierten Metallschicht zumindest einer dielektrischen Lage verbindet. In einem sechsten Verfahrensschritt werden Anschlussbuchsen und jeweils zumindest ein Lotdepot auf beiden Seiten der Leiterplatte aufgebracht. Danach erfolgt ein Erhitzen der Leiterplatte, so dass die jeweiligen Lotdepots schmelzflüssig werden und die Anschlussbuchsen dauerhaft elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden sind. Bei diesem Verfahren werden die (nackten) Computerchips (=Halbleiterchips) direkt in die (Haupt-)Platine bzw. in die verwendete Leiterplatte eingebettet. Dadurch ergibt sich einerseits eine äußerst kompakte Bauweise. Andererseits bewirkt dies noch den Vorteil, dass in einer inneren Lage der (Haupt-)Platine bzw. der Leiterplatte nicht die üblichen Kriechabstände bei netzspannungsgeführten Leitern eingehalten werden müssen, was zusätzlich zur Kompaktheit beiträgt.The method according to the invention for producing a printed circuit board for a control switching module requires that, in a first method step, at least two dielectric layers are arranged one above the other, both dielectric layers having a structured metal layer on one or both top sides and the second dielectric layer Location includes a recess. In a second method step, a semiconductor chip is inserted into the recess in the second dielectric layer. In a third method step, a third dielectric layer is applied to the second dielectric layer, the third dielectric layer partially or completely covering the semiconductor chip. In a fourth method step, a large number of plated-through holes are introduced into some or all of the dielectric layers, at least one connection of the semiconductor chip being accessible from outside the printed circuit board through the at least one plated-through hole. In a fifth method step, the plated-through holes are filled or galvanized with an electrically conductive material which can also be attached in contact with the at least one connection of the semiconductor chip and which electrically connects the at least one connection of the semiconductor chip with the structured metal layer of at least one dielectric layer. In a sixth step, connection sockets and at least one solder depot are applied to both sides of the circuit board. The printed circuit board is then heated so that the respective solder deposits become molten and the connection sockets are permanently connected to the printed circuit board in an electrically conductive manner. In this process, the (bare) computer chips (= semiconductor chips) are embedded directly in the (main) circuit board or in the circuit board used. On the one hand, this results in an extremely compact design. On the other hand, this has the advantage that in an inner layer of the (main) circuit board or the printed circuit board, the usual creeping distances do not have to be observed in the case of conductors carrying mains voltage, which additionally contributes to compactness.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:
-
1A und1B : zwei verschiedene Ansichten des erfindungsgemäßen Steuer-Schaltmoduls; -
2A bis2I : verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Steuerschaltmoduls, die sich in der Anzahl und Anordnung der Anschlussbuchsen und der Elektronikeinrichtung voneinander unterscheiden; -
3A und3B : verschiedene Zustände einer Innenleiter-Kontakteinrichtung; -
4 : eine räumliche Ansicht des erfindungsgemäßen Steuer-Schaltmoduls, das aus zwei Gehäuseteilen besteht; -
5A und5B : verschiedene Ansichten einer ersten Elektronikmoduleinheit der Elektronikeinrichtung; -
6A und6B : verschiedene Ansichten einer ersten und zweiten Elektronikmoduleinheit der Elektronikeinrichtung im montierten Zustand; -
7A und7B : verschiedene Ansichten einer weiteren zweiten Elektronikmoduleinheit der Elektronikeinrichtung im montierten Zustand; -
8 : ein Ausführungsbeispiel eines Abstandshalters, der am Gehäuse des Steuer-Schaltmoduls montiert ist; und -
9A bis9F : verschiedene Herstellungsschritte einer Leiterplatte mit einem integrierten, eingebetteten Halbleiterelement.
-
1A and1B : two different views of the control switching module according to the invention; -
2A to2I : Different exemplary embodiments of the control switching module according to the invention, which differ from one another in the number and arrangement of the connection sockets and the electronic device; -
3A and3B : different states of an inner conductor contact device; -
4th : a three-dimensional view of the control switching module according to the invention, which consists of two housing parts; -
5A and5B : different views of a first electronics module unit of the electronics device; -
6A and6B : Different views of a first and second electronic module unit of the electronic device in the assembled state; -
7A and7B : Different views of a further second electronic module unit of the electronic device in the assembled state; -
8th : An embodiment of a spacer, which is mounted on the housing of the control switching module; and -
9A to9F : Different manufacturing steps of a printed circuit board with an integrated, embedded semiconductor element.
Die
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse
In
Dadurch, dass das Steuer-Schaltmodul
Die einzelnen Gehäuseteile
Das Steuer-Schaltmodul
Die Anschlussbuchsen
Es ist weiterhin eine Elektronikeinrichtung
Die Elektronikeinrichtung
Die Elektronikeinrichtung
Das Steuer-Schaltmodul
Mit
Ebenfalls dargestellt ist, dass die Vielzahl der Anschlussbuchsen
Die Anzahl der Anschlussbuchsen
Die Anschlussbuchsen
Di erste Ebene und die zweite Ebene sind dabei parallel zueinander ausgerichtet.The first level and the second level are aligned parallel to one another.
Die Anzahl der Anschlussbuchsen
In den
Dargestellt ist in
Das Gehäuse
Bezugnehmend auf die
Um das Anschlusskabel
Bei der Elektronikeinrichtung
Im Hinblick auf die
Die
Gleiche Muster bedeuten, dass es sich um dieselben Gegenstände handelt. Dies gilt insbesondere für die Anschlussbuchsen
In
Die an dem jeweiligen Seitenbereich
Die Anschlussbuchsen
Die Anschlussbuchsen
Die einzelnen Ausführungsbeispiele des Steuer-Schaltmoduls
In dem Ausführungsbeispiel aus
In
Die zweite Elektronikmoduleinheit
In
Die zweite Elektronikmoduleinheit
Vorzugsweise ist stets eine vollständige Überlappung von zwei Anschlussbuchsen
Weiterhin ist dargestellt, dass beide Versorgungsleiter-Anschlussbuchsen
In
In
In
In den
Grundsätzlich wäre es auch möglich, dass die erste Elektronikmoduleinheit
Diese Schalteinrichtung und/oder Detektionseinrichtung kann in dem zumindest einen Elektronikmodul
Gemäß
In
Die
Die zweite Elektronikmoduleinheit
Vorteilhaft ist, dass Schalteinrichtungen, die regelmäßig betätigt werden, von der übrigen Elektronik, insbesondere von der zentralen Steuereinrichtung soweit als möglich räumlich getrennt werden. Daher wird vorgeschlagen, die zentrale Steuereinrichtung auf einer Oberseite
Die Anschlussbuchsen
Die
In einem zweiten Verfahrensschritt
In einem dritten Verfahrensschritt
In einem weiteren Verfahrensschritt
In einem weiteren Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt S6, der in
Der Halbleiterchip
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Steuer-Schaltmoduls
- - die zumindest einen ersten und zweiten Versorgungsleiter-
Anschlussbuchsen 4a ,4b und die zumindest einen ersten und zweiten Neutralleiter-Anschlussbuchsen 5a ,5b sind in der ersten Anschlussreihe3a angeordnet; und die zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a und/oder die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a sind in der zweiten Anschlussreihe3b angeordnet; oder - - die zumindest einen ersten und zweiten Versorgungsleiter-
Anschlussbuchsen 4a ,4b sind in der ersten Anschlussreihe3a angeordnet; und die zumindest einen ersten und zweiten Neutralleiter-Anschlussbuchsen 5a ,5b sind in der zweiten Anschlussreihe3b angeordnet; und die zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a und/oder die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a sind in der ersten und/oder zweiten Anschlussreihe3a ,3b angeordnet; oder - - die zumindest eine erste und die zumindest eine zweite Versorgungsleiter-
Anschlussbuchse 4a ,4b sind inverschiedenen Anschlussreihen 3a ,3b angeordnet; und/der die zumindest eine erste und die zumindest eine zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a ,5b sind inverschiedenen Anschlussreihen 3a ,3b angeordnet; und die zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a und/oder die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a sind in der ersten und/oder zweiten Anschlussreihe3a ,3b angeordnet.
- - The at least a first and second supply
conductor connection sockets 4a ,4b and the at least one first and second neutralconductor connection sockets 5a ,5b are in the first row ofconnections 3a arranged; and the at least one first controlconductor connection socket 6a and / or the at least one first powerconductor connection socket 7a are in the second row ofconnections 3b arranged; or - - The at least a first and second supply
conductor connection sockets 4a ,4b are in the first row ofconnections 3a arranged; and the at least one first and second neutralconductor connection sockets 5a ,5b are in the second row ofconnections 3b arranged; and the at least one first controlconductor connection socket 6a and / or the at least one first powerconductor connection socket 7a are in the first and / or second row ofconnections 3a ,3b arranged; or - - The at least one first and the at least one second supply
conductor connection socket 4a ,4b are indifferent connection series 3a ,3b arranged; and / the the at least one first and the at least one second neutralconductor connection socket 5a ,5b are indifferent connection series 3a ,3b arranged; and the at least one first controlconductor connection socket 6a and / or the at least one first powerconductor connection socket 7a are in the first and / or second row ofconnections 3a ,3b arranged.
Ergänzend oder alternativ umfasst ein anderes Ausführungsbeispiel des Steuer-Schaltmoduls
- - die zumindest eine zweite Leistungsleiter-Anschlussbuchse
7b ist in der ersten oder zweiten Anschlussreihe3a ,3b angeordnet; und/oder - - die zumindest eine erste Schutzleiter-
Anschlussbuchse 8a ist in der ersten oder zweiten Anschlussreihe3a ,3b angeordnet.
- - The at least one second power conductor connection socket
7b is in the first or second row ofconnections 3a ,3b arranged; and or - - The at least one first protective
conductor connection socket 8a is in the first or second row ofconnections 3a ,3b arranged.
Ergänzend oder alternativ umfasst ein zusätzliches Ausführungsbeispiel des Steuer-Schaltmoduls
- - die zumindest eine erste Versorgungsleiter-
Anschlussbuchse 4a und die zumindest eine zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4b sind an dem ersten Seitenbereich2e des Gehäuses2 angeordnet und die zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a und die zumindest eine zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse 5b sind an dem zweiten Seitenbereich2f des Gehäuses2 angeordnet; oder - - die zumindest eine erste Versorgungsleiter-
Anschlussbuchse 4a und die zumindest eine zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4b sind an dem ersten Seitenbereich2e in der ersten Anschlussreihe3a des Gehäuses2 angeordnet und die zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a und die zumindest eine zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse 5b sind an dem ersten Seitenbereich2e in der zweitenAnschlussreihe 3b des Gehäuses2 angeordnet.
- - The at least one first supply
conductor connection socket 4a and the at least one second supplyconductor connection socket 4b are on thefirst side area 2e of the housing2nd arranged and the at least one first neutralconductor connection socket 5a and the at least one second neutralconductor connection socket 5b are on thesecond side area 2f of the housing2nd arranged; or - - The at least one first supply
conductor connection socket 4a and the at least one second supplyconductor connection socket 4b are on thefirst side area 2e in the first row ofconnections 3a of the housing2nd arranged and the at least one first neutralconductor connection socket 5a and the at least one second neutralconductor connection socket 5b are on thefirst side area 2e in the second row ofconnections 3b of the housing2nd arranged.
Die erste Anschlussreihe
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described. In the context of the invention, all of the described and / or drawn features can be combined with one another as desired.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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