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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Installieren, nämlich zum mechanischen Befestigen und zum elektrischen Versorgen von Geräten einer Heimautomation. Der Zweck der Vorrichtung ist es, technische Ressourcen/Komponenten zu sparen, die regelmäßig für die Energieversorgung eingerichtet sind (z.B. Netzteil). Ferner wird eine Einsparung bezüglich der Mittel für drahtlose Verbindungen angeregt. Nicht zuletzt ist mit der Vorrichtung eine Lösung zur Halterung von mehreren Geräten (Modulen) geschaffen.
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Die Heimautomation und Geräte für eine solche sind bekannt. Mittels einer Solchen gelingt es, beispielweise Geräte, Lampen und dergleichen aus der Ferne mit einem Mobiltelefon an- oder auszuschalten, Jalousien zu betätigen usw. Ungeachtet dessen soll das Mobiltelefon nicht das einzige Mittel zum Bedienen sein, sondern es gehört weiterhin zum Bedürfnis des Menschen, herkömmliche Bedienmittel wie Schalter oder Taster verwenden zu können. Gemeint sind solche Bedienmittel, die sich in der räumlichen Nähe zu dem bedienten Objekt befinden (Sichtbeziehung). Gemeint sind beispielsweise Schalter zum Bedienen von Lampen oder Taster für die Jalousie.
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Ein weiterer Aspekt der nachfolgend aufgezeigten Lösung ist die Verwendung der vorhandenen elektrischen Installation. Gemeint sind beispielsweis sog. Unterputzdosen für Schalter, Steckdosen usw. Deren Anzahl ist normerweise auf ein geringes Maß begrenzt. Unterputzdosen lassen sich in begrenzen Umfang mechanisch belasten. Ferner liegt in der Dose zumeist eine Versorgungsspannung von 220V an. Der Gedanke einer unmittelbaren Verwendung einer Unterputzdose zum Befestigen und zum Versorgen mit Energie lässt sich dahingehend ergänzen, dass sich auch eine Steckdose bzw. ein in einer Unterputzdose eingerichtete Steckdoseneinsatz verwenden läßt, wodurch die Unterputzdose mittelbar genutzt wäre
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In der
DE 20 2008 006 884 U1 ist ein Träger gezeigt für eine Steckdose, der an einem Steckdosen-Hauptkörper anbringbar oder angebracht ist und aufweist eine Stirnplatte, die einen formschlüssig mit dem Steckdosen-Hauptkörper verbindbaren bzw. verbundenen Rastabschnitt besitzt; und eine Tragplatte, die sich vor der Stirnplatte befindet, derart, dass eine Seite der Tragplatte durch wenigstens ein Gelenkelement schwenkbar mit der Stirnplatte verbunden ist, wobei die Tragplatte wenigstens eine Ausnehmung aufweist.
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Hierbei geht es um eine Art Ladestation.
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Mit Blick auf die Geräte der Heimautomation soll noch erwähnt sein, dass eine Vielzahl selbiger mit Batterie betrieben wird, was hinsichtlich Betriebskosten und Ausfallsicherheit nicht unbedingt optimal ist. Anderseits scheitert das Ausstatten solcher Geräte mit einem Netzteil nicht nur an den Kosten (für das Netzteil), sondern vielmehr auch daran, dass nutzbare Steckdosen oder dergleichen in einem Raum begrenzt vorhanden und selbige in genormter Bauhöhe eingerichtet sind. Für einen Sensor zum Detektieren des Zustandes eines Fensters (geöffnet, gekippt, geschlossen) wird sich nur schwer eine optisch akzeptable Lösung finden lassen, mit der ein solcher Sensor an eine Steckdose abgeschlossen ist.
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Zusammenfassend ist der Bedarf vorhanden, Geräte der Heimautomation ausfallsicher mit Energie zu versorgen. Ferner existiert bei Geräten, bei denen es aufgrund des Anbringungsortes eine Versorgung mit Netzspannung grundsätzlich möglich wäre, keine geeignete Lösung, um den geschilderten Konflikt (begrenzte Anzahl Steckdosen) zu überwinden. Ferner ist zu bedenken, dass lose herumhängende Kabel oder dergleichen bei elektrischen Installationen in Räumen geringe Akzeptanz finden z.B. aus Gründen der Optik und der Sicherheit.
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Zudem scheint es ungelöst zu sein, in der Kombination mit der herkömmlichen elektrischen Installation in Räumen die Geräte der Heimautomation nicht nur elektrisch zu versorgen, sondern auch mechanisch zu befestigen. In Betracht zu ziehen ist ein Nachrüsten einer vorhandenen Installation sowie eine Neuinstallation. Ferner existiert bereits eine Vielfalt von herkömmlichen Elektro-Installationsmaterialien wie Rahmen, Abdeckplatten, Einsätze u.v.m, die unterschiedlich sind zum Beispiel in Form und Farbe. Die Frage ist, inwieweit die Geräte dem folgen sollen oder nicht.
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Es kann als eine erste Aufgabe gesehen werden, eine Vorrichtung zum Installieren, nämlich zum mechanischen Befestigen und zum elektrischen Versorgen von Geräten einer Heimautomation zu finden.
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Nachfolgend soll aufgezeigt werden, wie der Begriff der Heimautomation technisch zu verstehen ist. Zu dem Begriff des Gerätes erfolgt im Anschluss daran eine Klarstellung.
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Eine Heimautomation weist eine Zentrale (engl. „controller“) auf und mehrere sog. Geräte (engl. „device“), genau genommen mindestens eine erste Zentrale und mindestens ein Gerät. Im Fall mehrerer Zentralen (physisch), bilden diese untereinander ein hierarchisches System aus, das als eine Zentrale (logisch/funktional) gesehen werden kann. Ein wesentliches Merkmal der Heimautomation ist die drahtlose Kopplung zwischen Zentrale und Gerät(en), was die Installation in einer Wohnung, in einem Gebäude oder dergleichen deutlich vereinfacht. Zu den Geräten zählen gemäß ihrer Funktion sog. Sensoren und sog. Aktoren.
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Sensoren einer Heimautomation sind vorgesehen, um verschiedenste Umgebungsparameter zu erfassen 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 Aktor der ggf. mind. einen Sensor aufweisen kann.
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Heimautomation wird auch als Haussteuerung (engl. „SmartHome“) bezeichnet. Kopplungen zwischen den aufgezeigten Komponenten (Zentrale(n), Aktor(en), Sensor(en)) sind zwar üblicherweise als drahtlose Verbindungen ausgeführt, können aber in Ausnahefällen zudem auch drahtgebunden sein. Die Komponenten können ferner 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.
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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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Zur Klarstellung des Begriffes „Gerät“ ist zu ergänzen, dass hier dieser Begriff breiter zu verstehen ist, nämlich so, dass es im Grunde um ein elektrisches Module geht, das nicht zwingend für eine drahtlose Kommunikation mit einer Zentrale eingerichtet sein muss. Näheres dazu ist den Ausführungsbeispielen zu entnehmen.
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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. In den abhängigen Ansprüchen sind Ausführungsformen der aufgezeigten Ausgestaltungen dargestellt.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist eine Vorrichtung vorgeschlagen zum Installieren, nämlich zum mechanischen Befestigen und zum elektrischen Versorgen von Geräten einer Heimautomation. Vorrichtung weist ein Befestigungselement, ein Halteelement sowie ein Versorgungselement auf. Das Befestigungselement weist eine erste Kopplung auf, die eingerichtet ist zum mechanischen Koppel unmittelbar mit einer in einer Wand verbauten Unterputzdose oder mittelbar mit einem Einsatz einer solchen Unterputzdose.
Das Halteelement ist mit dem Befestigungselement mittels einer zweiten Kopplung mechanisch gekoppelt. Das Halteelement ist eingerichtet, ein erstes Koppelelement bereitzustellen.
Das erste Koppelelement ist eingerichtet zum elektrischen Koppeln eines im Bedarfsfall zu koppelnden Gerätes.
Das Versorgungselement weist ein Netzteil auf. Das Versorgungselement ist eingerichtet, eine mittels des Netzteils sekundärseitig bereitgestellte elektrische Energie, dem Halteelement bereitzustellen zum Bereitstellen an dem ersten Koppelelement. Das Netzteil ist derart ausgebildet und die elektrische Energie ist mithin derart bereitgestellt, dass das Netzteil eine Energiequelle ist für mehr als ein Gerät.
Es ist vorgesehen, dass ein jedes der Geräte mittels einem baugleichen ersten Koppelelement mit der Energiequelle elektrisch zu koppeln ist. Ferner ist vorgesehen, dass ein jedes der Geräte mittels eines baugleichen zweiten Koppelelementes mit dem Halteelement mechanisch zu koppeln ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Halteelement derart eingerichtet, dass eine Menge elektrisch und mechanisch zu koppelnder Geräte lagestabil und im Wesentlichen parallel zur Wand angeordnet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Befestigungselement und/oder das Halteelement ausgebildet zum Fixieren einer Menge elektrisch und mechanisch zu koppelnder Geräte derart, dass selbige gegen eine mechanische Krafteinwirkung in Richtung Wand gesichert sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das Versorgungselement eine Elektronik auf, wobei die Elektronik einen elektrischen Bus bereitstellt, der ausgebildet ist zum Übertragen von Daten von/zu einem der Geräte, wobei das Versorgungselement eingerichtet ist, den Bus dem Halteelement bereitzustellen zum Bereitstellen an dem ersten Koppelelement.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung sind das erste Koppelelement zum elektrischen Koppeln und das zweite Koppelelement zum mechanischen Koppeln mittels eines dritten Koppelelementes derart ausgeführt, dass ein zu koppelndes Gerät mittels Form- und/oder Kraftschluss zu koppeln ist, wobei mit dem mechanischen Koppeln mit dem Halteelement das elektrische Koppeln mit der Energiequelle einher geht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das erste Koppelelement derart eingerichtet, dass mit dem mechanischen Koppeln mit dem Halteelement das elektrische Koppeln mit dem Bus einher geht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die Elektronik des Versorgungselementes eingerichtet zur Datenübertragung beziehungsweise zur drahtlosen Kommunikation mit einer Zentrale einer Heimautomation.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Bus eingerichtet zu einer ersten Datenübertragung zwischen einem zu koppelnden Gerät und der Elektronik derart, dass ein zu koppelndes Gerät die Elektronik des Versorgungselementes zur drahtlosen Kommunikation mit einer Zentrale einer Heimautomation verwendet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Bus eingerichtet zu einer zweiten Datenübertragung zwischen einem zu koppelnden Gerät und der Elektronik derart, dass ein zu koppelndes Gerät lediglich mit der Elektronik kommuniziert, sodass beispielsweise eine von dem zu koppelnden Gerät erzeugte Anweisung, eine Reaktion der Elektronik auslöst.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Netzteil ausgebildet, eine elektrische Leistung von mehr als 2 Watt bereitzustellen, vorzugsweise mehr als 4 Watt, weiter bevorzugt mehr als 10 Watt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Halteelement sowie das erste Koppelelement des Halteelementes derart ausgeführt ist, dass die Kopplung eines der zu koppelnden Geräte an dessen Rückseite vorgesehen ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Halteelement eine Montageplatte mit einer Auflagefläche und weist eine Führung auf zum Halten der Geräte.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Netzteil für Niederspannung (z.B. 9V) und für eine bereitstellbare Ausgangsleistung für mind. zwei Geräte ausgeführt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Einsatz beispielsweise einer für eine Steckdose.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Versorgungselement eingerichtet zum elektrischen Koppeln entweder mit einem Kabel oder mit einer Steckdose zum Betreiben des Netzteils primärseitig.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist in dem Befestigungselement, in dem Halteelement oder zwischen beiden ein Gelenk eingerichtet zum Justieren des Halteelementes.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Halteelement derart ausgebildet, dass eine kompakte Einrichtung indem gebildet ist, dass mehrere Geräte übereinandergestapelt angeordnet sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Halteelement sowie das erste Koppelelement des Halteelementes derart ausgeführt ist, dass die Kopplung eines ersten Gerätes an dessen Unterseite vorgesehen ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das Halteelement eine Antenne auf.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das erste Koppelelement gebildet mittels zwei Buchsen und einem Doppelstecker.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist selbige eine Anzeige, eine Bedienfeld mit Tasten oder beides auf.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die Anzeige eine grafische Anzeige mit Bildpunkten, ferner mit einer Bilddiagonalen von mindesten 2,5 Zoll und einer Breite von nicht mehr als 6 cm.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das Versorgungselement ein Mittel zur drahtgebundenen Verbindung zum Zweck der Datenübertragung (LAN) auf, das mit den Leitern für die Versorgungsspannung gekoppelt ist (sog. „Power-LAN“).
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein Gerät vorgeschlagen. Das Gerät weist ein Gehäuse auf und eine Leiterplatte in dem Gehäuse. Das Gehäuse des Gerätes und somit das Gerät selbst weist eine im Wesentlichen rechteckige Rückseite auf. Ferner weist das Gerät eine Oberseite und eine Unterseite auf, an denen jeweils ein Steckkontakt eingerichtet ist, wobei beide Steckkontakte auf der Leiterplatte montiert sind und eine Steckrichtung aufweisen, die gleich ist. Jeder der beiden Steckkontakte ist derart montiert und ausgerichtet, dass mit einem Anstecken eines baugleichen Gerätes eine rückseitige Fläche beider Geräte gebildet ist, die rechteckig ist und ausschließlich in der Steckrichtung vergrößert ist gegenüber der Rückseite des Gerätes.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes sind die Kontakte des Steckkontaktes an der Oberseite mit den Kontakten des Steckkontaktes an der Unterseite elektrisch verbunden.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes weist das Gerät einen Sensor und/oder einen Aktor auf, der eingerichtet ist für einen Betrieb mit Niederspannung, wobei die Niederspannung über den Steckkontakt eingespeist wird.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes weist das Gerät einen Sensor und/oder einen Aktor auf, der eingerichtet ist für eine Datenübertragung mittels Datenbus, wobei vorgesehen ist, dass der Datenbus über den Steckkontakt gekoppelt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes weist das Gerät unterschiedliche Abstände in der Steckrichtung zwischen Oberseite und Unterseite auf.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes weisen Oberseite und Unterseite eine gleiche Flächenkontur auf.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes ist selbiges eingerichtet, mittels des Datenbusses mit einem Mittel zu kommunizieren, das eingerichtet ist für eine drahtlose Datenübertragung.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes ist selbiges eingerichtet, mittels des Datenbusses mit einem Mittel zu kommunizieren, das eingerichtet ist zum Betätigen eines elektrischen Schalters.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes ist der Sensor ein Betätigungssensor und ausgeführt als Schalter oder als Taster.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes ist der Sensor ausgebildet für das Messen von Feuchte, Temperatur, Licht/Helligkeit und/oder Luftqualität (z.B. Partikel, CO2).
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes ist der Aktor ein Leuchtmittel.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes weist selbiges mindestens einen zusätzlichen Steckkontakt auf, der nicht auf Rück-, Ober- oder Unterseite eingerichtet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes ist der zusätzliche Steckkontakt ein USBfähiger Anschluss insbesondere zum Aufladen eines Mobiltelefons oder dergleichen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes weist selbiges eine Anzeige auf, wobei die Anzeige ein Format aufweist, das geeignet ist mehrzeilig Text und/oder Symbole darzustellen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Gerätes ist die Anzeige eine grafische Anzeige mit Bildpunkten, ferner mit einer Bilddiagonalen von mindesten 2,5 Zoll und einer Breite von nicht mehr als 8 cm.
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Gemäß einer Ausführungsform weist eine Heimautomation eine Zentrale auf und mindestens ein dezentrales Gerät, nämlich mindestens einen Sensor und/oder Aktor. Die Zentrale ist gebildet aus mindestens einer zentralen Einheit. Die mindestens eine zentrale Einheit ist zur drahtlosen Verbindung eingerichtet. Eine oder mehrere zentrale Einheiten bilden die Zentrale. Das mindestens eine dezentrale Gerät ist zur drahtlosen Verbindung eingerichtet und ist mithin der Sensor und/oder Aktor. Das dezentrale Gerät und die Zentrale ist jeweils eingerichtet zur Datenübertragung mittels der drahtlosen Verbindung. Mittels der drahtlosen Verbindung ist mindestens ein Netzwerk mit einem Übertragungsprotokoll ausgebildet. Das kann eines der oben gennannten Übertragungsprotokolle sein.
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Die drahtlose Verbindung kann derart ausgebildet sein, dass die Zentrale mit dem Gerät unmittelbar kommuniziert oder mittelbar über ein zusätzliches Gerät. Somit lassen sich direkte Verbindungswege ggf. verkürzen.
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Die Datenübertragung weist mindestens eine Schnittstelle für dezentrale Geräte mit unterschiedlicher Funktion auf, wobei vorgesehen ist, dass die Schnittstelle sowohl von dem dezentralen Gerät als auch von der Zentrale unterstützt wird. Die Zentrale weist eine Informationsverarbeitung auf. Die Informationsverarbeitung ist eingerichtet, Daten der Datenübertragung zu verwenden und/oder bereitzustellen. Die Informationsverarbeitung ist eingerichtet, die Daten mittels mindestens einem gespeicherten Regelwerk zu verwenden und/oder bereitzustellen.
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Die Daten können Zustände (Informationen) und/oder Anweisungen (Befehle) enthalten. Zustände sind variabel. Befehle sind vorbestimmt u.a. um Reaktionen des Gerätes auszulösen.
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Die Zentrale kann eingerichtet sein, eine Bedieneroberfläche bereitzustellen. Die Bedieneroberfläche kann eingerichtet sein, ein Regelwerk zu erstellen, zu ändern, zu speichern und/oder zu löschen. Ferner kann die Bedieneroberfläche eingerichtet sein, die mindestens eine drahtlose Verbindung einzurichten, zu ändern, zu speichern und/oder zu entfernen.
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Die zentrale Einheit sowie das Gerät weisen mindestens eine erste Elektronik zum Betreiben der drahtlosen Verbindung auf. Die erste Elektronik ist eingerichtet, die drahtlose Verbindung herzustellen und mit mindestens einem Übertragungsprotokoll zu betreiben. Die zentrale Einheit sowie das Gerät weisen mindestens eine zweite Elektronik auf zur Informationsverarbeitung. Die zweite Elektronik des Gerätes kann Aus- und Eingänge aufweisen, die gekoppelt sind mit Messmitteln und/oder mit Betriebsmitteln. Messmittel sind solche, die Umgebungsparameter erfassen und in ein dementsprechendes elektrisches Signal liefern können. Betriebsmittel sind solche, die ein elektrische Signal derart verarbeiten können, dass eine Wirkung hervorgerufen wird, die mit dem Verbrauch von elektrischer Leistung einhergeht. Die erste Elektronik und die zweite Elektronik können zumindest teilweise in Form einer integrierten Schaltung oder eines solchen Schaltkreises ausgebildet sein. Dabei kann es sich um eine integrierte Schaltung handelt, die die erste und die zweite Elektronik zumindest teilweise aufweist.
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Messmittel sind eingerichtet, das die Zustände repräsentierende elektrische Signal bereitzustellen. Betriebsmittel sind eingerichtet, das die Befehle repräsentierende elektrische Signal zu verarbeiten.
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Eine Heimautomation kann ferner auch derart eingerichtet sein, dass ein mobiles Gerät (z.B. sog. (engl.) „Smartphone“) die Zentrale mittels Software bereitstellt und ein elektronisches Türschloss als Aktor fungiert. Denkbar ist, dass beide z.B. über WLAN gekoppelt sind. Häufig ist eine Zentrale als eigenständiges Gerät ausgeführt (Box o.ä.). Gängig ist auch, dass eine Zentrale in ein Gerät integriert ist, z.B. in eine Empfangseinrichtung -TV/STB (engl. „set-tob-box“) -. Es kann von Vorteil sein, dass die vorgeschlagen Lösung in einer Heimautomation zum Einsatz kommt. Beachtlich ist der Verbraucher, der für den autonomen Betrieb vorgesehen ist, sowie insbesondere die Energieversorgung dieses Verbrauchers.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen erläutert. Hierzu zeigen:
- 1 Vorrichtung mit Anzeige und vier Geräten (Seitenansicht/Frontalansicht)
- 2 Vorrichtung in einer Detailansicht
- 3 Heimautomation
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In der 1 ist die Vorrichtung 1 dargestellt. Mit der Vorrichtung 1 sind insgesamt vier Geräte gekoppelt, nämlich zwei erste Geräte 21, ein zweites Gerät 22 sowie ein drittes Gerät 23. Die Anzeige 25 in dem Rahmen 24 ist kein Gerät in dem angedachten Sinne. Im Gegensatz zur Anzeige 25 sollen die Geräten 21, 22 und 23 lösbar mit dem Halteelement 5 verbunden sein, und das sowohl mechanisch als auch elektrisch. Das Halteelement 5 stellt diese beiden Kopplungen bereit. D.h. es ist vorgesehen, dass ein Gerät aus einer Auswahl verschiedener Geräte mit dem Halteelement 5 angekoppelt werden kann. Dazu sind Beide (Gerät und Halteelement), zumindest bezüglich des ersten Koppelelementes 7 aufeinander abgestimmt ausgeführt.
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Das erste Koppelelement 7 betrifft eine elektrische Kopplung und das zweite Koppelelement eine mechanische, wobei Beide in einem Koppelelement (z.B. mechanisch belastbarer elektrischer Steckverbinder) verwirklicht sein können. Das Halteelement 5 weist zumindest ein erstes Koppelement 7 auf. Mehrere sind möglich, aber nicht zwingend. In dem gezeigten Beispiel weist das Halteelement 5 zwei erste Koppelelemente 7 auf. Mithin erfolgt an den zwei ersten Koppelelemente 7 die Übertragung von elektrischer Energie an zwei erste Geräte 21.
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Nach dem Bespiel wird die elektrische Energie (Strom/Spannung) von dem ersten Gerät 21 an das zweite Gerät 22 übertragen und von dem zweiten Gerät 22 an das dritte Gerät 23. Diese Übertragung von Gerät zu Gerät erfolgt wiederum über ein baugleiches erstes Koppelelement 7, das zudem an dem Gerät (baugleich) angeordnet ist. Insofern ist es möglich, die Geräte 21, 22 und 23 beliebig gegeneinander auszutauschen.
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Um das zu gewährleisten kann eine sog. Koppellinie 8 oder Koppelebene 8 angenommen werden. Anhand der Seitenansicht (links) kann die Koppelebene 8 erörtert werden. Vorstellbar ist, dass in den Geräten Leiterplatten verwendet werden und das so, dass in der mit Geräten bestückten Vorrichtung die Oberseiten der Leiterplatten der Geräte eine Ebene ausbilden. Die Oberseite der jeweiligen Leiterplatten dient nämlich als Montagefläche von Steckverbindern. Sofern die Steckverbinder selbst zudem noch baugleich ausgeführt und entlang einer Koppellinie 8 positioniert und ausgerichtet sind, gibt das erste Koppelelement 7 die Position/Lage dem jeweiligen Gerät vor. Möglicherweise bietet es sich an, die Koppelelemente 7 der Geräte entlang einer mittig angelegten Koppellinie 8 vorzusehen. Hier ist eine außermittige Variante gezeigt. Derartiges ist bei Geräten 21 möglich, bei denen es beim Einbau nicht auf den Richtungssinn (unten/oben) ankommt.
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Ein zweites Koppelelement ist vorgesehen, um die Geräte lagestabil anzuordnen. Denkbar ist, dass das Halteelement 5 eine metallische Platte ist, an der die Geräte 21, 22 und 23 im Wesentlichen mit Magneten festgemacht werden. Führungsnute, -schienen und -falze kommen zudem in Betracht. Aufgrund dessen, dass das erste Koppelelement 7 mittels herkömmlicher Steckverbinder realisiert werden kann, die eine Steckrichtung aufweisen, ist mit der Steckrichtung die Montagerichtung der Geräte in der Vorrichtung 1 vorgegeben. Die Geräte 21, 22 und 23 lassen sich mit einer horizontal und/oder vertikal ausgerichteten Kraftwirkung mit dem Halteelement 5 direkt und/oder indirekt koppeln. Möglich ist es, dass das zweite Koppelelement zusammen mit dem ersten Koppelelement 7 (z.B. als Steckverbinder) ausgeführt ist. Ferner kann das zweite Koppelelement eine Klemme, Schraube oder dergleichen sein, mit der sich die Geräte miteinander mechanisch koppeln lassen.
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Es ist der optischen Gefälligkeit einer solchen Anordnung geschuldet, dass die Geräte im günstigen Fall eine kompakte Einheit ausbilden und dass diese kompakte Einheit (in der Einbausituation) möglichst lotrecht angeordnet ist. Soweit Dose 3 und Wand 2 dieses Kriterium der lotrechten Ausrichtung gleichermaßen erfüllen, kann es sich ggf. anbieten, Abstandshalter vorzusehen und/oder zusätzliche Befestigungen des Halteelementes 5 mit der Wand 2.
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Für das Festmachen der Vorrichtung 1 beziehungsweise des Halteelementes 5 ist das Befestigungselement 4 vorgesehen. Befestigungselement 4 kann so festgemacht sein wie jeder herkömmliche Einsatz für solche Unterputzosen. D.h. mit seitlich angeordneten Krallen und/oder mit Schrauben. Ein alternativer Gedanke geht dahin, dass sich auch ein Steckdoseneinsatz nutzen ließe, d.h., dass das Befestigungselement 4 wie ein Schutzkontaktstecker ausgeführt sein kann. Ferner kann der Schutzkontaktstecker so flexibel ausgeführt sein, dass sich äußerer Umfang vergrößern lässt, sodass mittels einer Anpresswirkung des Steckers in der Steckdose das Befestigungselement 4 ausreichend fixiert ist.
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Insofern, dass das Befestigungselement 4 nicht zwangsläufig eine lotrechte Lage aufweisen muss, sondern vielmehr mit dem Gegenteil zu rechnen ist, bietet sich eine geeignete mechanische Kopplung zwischen dem Befestigungselement 4 und dem Halteelement 5 an. Sinnvoll erscheint, in der mechanischen Kopplung ein Gelenk oder dergleichen vorzusehen, mit dem sich das Befestigungselement 4 und das Halteelement 5 gegeneinander ausrichten lassen. Dahinter steht das Bedürfnis das Halteelement 5 lotrecht/senkrecht auszurichten (in der Einbausituation von der Seite und von Vorn betrachtet). Die mechanische Kopplung kann lösbar ausgeführt sein.
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Die Frage nach möglichweise lösbaren Kopplungen (mechanisch und/oder elektrisch) ist danach zu beantworten, ob das Versorgungselement 6 im Wesentlichen mit dem Befestigungselement 4 oder mit dem Halteelement 5 mechanisch verbunden sein soll. Letzteres bietet sich aufgrund von notwendigen elektrischen Leitungen zwischen dem Versorgungselement 6 und dem ersten Koppelelement 7 an.
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Anhand der 2 soll näher auf den elektrischen/elektronischen Inhalt der hier vorgestellten Lösung eingegangen werden. Neben der Vorrichtung 1 ist gezeigt, die Wand 2, die Unterputzdose 3 sowie ein erstes Gerät 21 und ein zweites Gerät 22. Die Vorrichtung 1, bestehend aus Befestigungselement 4, Halteelement 5 und Versorgungselement, ist der in 1 gezeigten im Wesentlichen gleich.
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Zusätzlich wird gezeigt, dass das Versorgungselement 6 ein Netzteil 9 sowie eine Elektronik 18 aufweisen kann. Ferner ist stark vereinfacht dargestellt, dass mittels des ersten Koppelelementes 7 sowohl die Energieversorgung 26 der Geräte 21, 22, und 23 (ausgehend vom Netzteil 9) gewährleistet sein kann, als auch ein Datentransfer mittels eines Busses 27 (zwischen Elektronik und Gerät).
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Die Energieversorgung 26 und der Datenbus 27 sind grundsätzlich getrennt zu betrachten, so wie das Netzteil 9 und die Elektronik 28. Ihnen kommen unterschiedliche technische Aufgaben zu. Ähnlich ist, dass jegliche Geräte 21, 22 und 23 Beides (Netzteil und Elektronik) gemeinsam nutzen können. Darin ist nicht nur ein ökonomischer Vorteil (weniger Technik) zu sehen, sondern insbesondere der einer komfortablen Installation (ohne zusätzliche Kabel, einheitliche Befestigung usw.).
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Zunächst gehören das Netzteil 9 und die Energieversorgung 26 zusammen. Es ist vorgesehen, dass das Netzteil 9 primärseitig mit 220V Wechselspannung gespeist wird. Hierzu kann die Versorgungseinrichtung Klemmen, Stechverbinder oder dergleichen aufweisen. Beispielsweise kann das Netzteil 9 sekundärseitig eine Niederspannung bereitstellen (9V, 5V, 12V etc.).
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Das Netzteil 9 wird in einem wie hier vorgestellten Einsatzfall einen sich klar abgrenzenden Unterscheid aufweisen, nämlich den, dass die elektrische Ausgangsleistung überdimensioniert ist. D.h. die Ausgangsleistung wird deutlich über der Leistung liegen, die ein einzelnes Gerät benötig. Ein einzelnes Gerät könnte in Etwa eine Leistung zwischen 2 Watt und 4 Watt aufnehmen. Möglicherweise auch weniger (1 W; LEDs) oder auch mehr (5 W USB-Ladegerät). Das Netzteil 9 könnte eine Ausgangsleistung von 8 Watt, 10 Watt und mehr aufweisen (auch 20W). Der Hintergrund ist, dass die aufgenommen Leistung letztendlich in Wärme umgesetzt wird. Innerhalb einer geschlossenen Unterputzdose 3 ist eine Wärmeentwicklung nur begrenzt akzeptabel. Eine elektrische Komponente in einer solchen Dose 3 sollte nicht wesentlich mehr als 2 Watt verbrauchen. Andernfalls wird es in der Dose 3 zu warm. Das Netzteil 9 ist aber insbesondere daher überdimensioniert einzurichten, da es für mehrere Geräte 21, 22 und 23 als Energiequelle 9 dienen soll, sowie auch der Anzeige 25.
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Ferner gehören die Elektronik 28 und der Bus 27 zusammen. Unter Elektronik 28 wird hier etwas verstanden, das üblicherweise in einem Gerät zur Heimautomation integriert ist. Üblicherweise weist ein solches Gerät technische Mittel zur drahtlosen Datenübertragung 19 (17,18) auf. Dies soll statt dessen die Elektronik 28 leisten sowie den Betrieb des Datenbusses 27. Sofern das Netzteil 9 zu steuern ist, kann das ggf. mittels der Elektronik erfolgen. Ähnlich verhält es sich mit der Anzeige 25. Grundsätzlich kommt es bei der Elektronik 28 auf die technischen Mittel für den Bus 27 und für die drahtlose Verbindung 19 an.
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Der Datenbus 27 ist dafür vorgesehen, dass mehrere Geräte 21, 22 und 23 eine drahtlose Verbindung 19, die die Elektronik 28 bereitstellt, gemeinsam nutzen können.
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Der Datenbus 27 kann als Zweidraht-Variante ausgeführt sein oder mehr Leiter aufweisen. Denkbar ist, einen 12C-Bus einzusetzen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Antenne 29 eingerichtet sein. Insofern, dass die Elektronik 28 eingerichtet ist, eine drahtlose Verbindung 19 mit einer Zentrale 12 herzustellen, kann es von Vorteil sein, dass das Halteelement 5 die Antenne 29 oder zumindest einen wirksamen Teil der Antenne 29 aufweist.
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Datenbus 27 und Elektronik 28 können ferner so eingerichtet sein, dass eine Befehlsübertragung und -umsetzung ausschließlich in der Vorrichtung 1 stattfindet, mit oder ohne, dass die Zentrale 12 darüber informiert wird. Dahinter steht der Gedanke, dass in die verwendeten Unterputzdose 3 ursprünglich ein Schalter, Taster oder dergleichen eingesetzt war. Dessen Funktion kann regelmäßig nicht weggelassen werden, sondern ist durch andere Mittel zu ersetzen. Möglich ist, dass die Elektronik 28 hierfür ein Relais aufweist. Dafür, dass das Relais betätigt wird, kann eine Befehlsübertragung mittels des Datenbusses 27 vorgesehen sein, die hier auch als zweite Datenübertragung bezeichnet wird.
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In der 3 ist schematisch eine Heimautomation 10 gezeigt. Diese weist eine Zentrale 12 mit einer Informationsverarbeitung 11 auf. Ferner sind Bestandteile/Geräte der Heimautomation 10 wie Sensoren 13 und Aktoren 14 gezeigt. Zwischen einem Sensor 15 und der Zentrale 12 ist jeweils eine Datenübertragung 17 vorgesehen sowie gleichermaßen eine Datenübertragung 18 zwischen dem Aktor 16 und der Zentrale 12. Für jede der beiden Datenübertragungen 17 und 18 wird üblicherweise eine drahtlose Verbindung 19 hergestellt.
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Darüber hinaus können Sensoren 13 sowie auch Aktoren 14 oder Teile davon in der Vorrichtung 1 verwirklicht sein. Das erste Gerät 21, das zweite Gerät 22 sowie das dritte Gerät 23 sind zunächst nicht Bestandteile der Vorrichtung 1. Die besagten
Geräte 21, 22 und 23 sind ggf. mit der Vorrichtung 1 zu koppeln. Insofern, dass vorgesehen ist, dass sich mehrere Geräte ein Netzteil 9 bzw. eine Energiequelle 9 der Vorrichtung 1 im übertragenen Sinne teilen, gehört das Netzteil 9 physisch nicht mehr zu einem der Geräte.
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Zudem kann vorgesehen sein kann, dass die Elektronik 28 mit der Zentrale 12 drahtlos verbunden 19 ist bzw. kommuniziert. Das bedeutet, dass keines der Geräte 21, 22 und 23 unmittelbar mit der Zentrale 12 drahtlos verbunden 19 ist bzw. kommuniziert, sondern dass sich die Geräte hierzu der Elektronik 28 bedienen.
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Insofern ließe sich auch die Bezeichnung Module anstatt Geräte verwenden, wobei es mehr auf das Verständnis als auf die Begrifflichkeiten ankommen dürfte. In den Geräten können verwirklicht sein jegliche oben aufgeführte Sensoren für den Innenbereich (Temperatur, Feuchte, Luftqualität, Rauch, Bewegung, Helligkeit usw.). Denkbar sind hinsichtlich der Aktoren z.B. LEDs zum Erzeugen eines sog. Nachtlichtes, Relais oder dergleichen zum Ersetzen der Funktionalität eines aus der Unterputzdose entfernten Schalters/Tasters sowie eine berührungssensitive Bedienanzeige 25 (engl.: „touchscreen“). Alternativ zu Letzterem kommt eine Kombination aus Tastenfeld und Anzeige 25 in Betracht.
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Ferner kommen solche Geräte/Module in Frage, die Bedientasten aufweisen. Es bietet sich, um Verwechslungen zu vermeiden, an, dass die Bedientasten beschriftet sind. Beispielsweise sind dreieckige Symbole auf Tastern für Jalousien üblich. Ein herkömmlicher Schalter (Wippe; Wippachse senkrecht) könnte mit „AN“ („ON“) oder „AUS“ („OFF“). Solche Geräte, mit denen Bedientasten bereitgestellt werden, wären gemäß der Definitionswelt der Heimautomation dann keine „Geräte“, sofern diese gänzlich nicht dafür eingerichtet sind, mit einer Zentrale 12 drahtlos zu kommunizieren. Es könnte sich der Funktion nach um Sensoren 13 handeln, die eine Tastenbedienung detektieren. Dem entgegen ist es gewollt, dass die Reaktion auf die Tastenbedienung ohne Inanspruchnahme der Zentrale 12 erfolgen kann.
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Anhand der 4 soll vorrangig die ersten Kopplung 7 und deren Anordnung/Ausrichtung entlang der Koppelline 8 (in der Koppelebene 8) erklärt werden. Das Trageelement 5 sitzt auf einem Rahmen 24 auf und ist hinter/unter dem
Rahmen 24 mit dem Befestigungselement 4 (nicht gezeigt) mechanisch verbunden/gekoppelt. Das Trageelement 5 weist ein zweites Koppelelement auf, nämlich eine beidseitige Führung (sog. Schwalbenschwanz-Führung). Es ist vorgesehen, dass die Geräte 21, 22 und 23 in die Führung eingeschoben werden (in Richtung Rahmen von oben). Dabei koppeln die jeweiligen ersten Kopplungen 7 elektrisch. Das Koppeln erfolgt in einer Steckrichtung entlang der Koppelline 8.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Gerät oder Modul ein solches das zur Kommunikation mit der Zentrale 12 eingerichtet ist. Es ist möglich, dass mittels eines Modules die Kommunikation 19 mit der Zentrale 12 an sich bereitgestellt wird. Ferner kommt in Betracht, dass das Modul 21, 22 oder 23 zusätzliche Kommunikationsprotokolle (vgl. oben zu Protokollen; z.B.: Z-Wave, ZigBee, Bluetooth, WLAN und auch Infrarot Sender/Empfänger) zur drahtlose Verbindung 19 bereitstellt bzw. unterstützt. Derartiges bietet sich an, sofern benötigte Protokolle nicht bereits durch die Elektronik 28 unterstützt werden. Dabei können mehrere Protokolle mittels eines Moduls unterstützt sein. Denkbar sind Mittel zur Vergrößerung der Reichweite für solche drahtlose Verbindungen 19.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Koppelelement 7 eine Kopplung für ein Antennensignal bzw. für eine Antennenleitung auf. So wie es angedacht ist, Stromversorgung und Kommunikationsmittel im übertragenen Sinne „zu teilen“, wird vorgeschlagen, dieses Prinzip auch für eine Antenne anzuwenden, die für die drahtlose Verbindungen 19 mit einer Zentrale 12 vorgesehen ist. Vorgeschlagen wurde bereits die Antenne in das Halteelement 5 zu integrieren. Möglicherweise lassen sich die Einsatzbedingungen der Antenne verbessern, je weiter selbige von der Wand 2 entfernt angeordnet ist. Insofern kommt in Betracht eine Antenne in Gänze in einem Modul vorzusehen, mehrere Module diesbezüglich zu koppeln oder eizurichten, dass mittels eines ersten Koppelelementes 7 an einem äußeren Modul 23 eine Antenne 29 befestigt werden kann.
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Zum Halteelement 5 ist noch hinzufügen, dass dieses Element je nach Erfordernissen bei der Montage gekürzt werden kann. Das Kürzen kann nach der Maßgabe erfolgen, dass ausgehend von der Unterputzdose 5 oberhalb und unterhalb jeweils drei Geräte 21, 22 und 23 anbringen lassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Wand
- 3
- Unterputzdose
- 4
- Befestigungselement
- 5
- Halteelement
- 6
- Versorgungselement
- 7
- erstes Koppelelement
- 8
- Koppellinie/-ebene
- 9
- Netzteil / Energiequelle
- 10
- Heimautomation
- 11
- Informationsverarbeitung
- 12
- Zentrale
- 13
- Sensoren
- 14
- Aktoren
- 15
- Sensor
- 16
- Aktor
- 17
- Datenübertragung (Sensor-Zentrale)
- 18
- Datenübertragung (Aktor-Zentrale)
- 19
- drahtlose Verbindung
- 21
- erster Gerät
- 22
- zweites Gerät
- 23
- drittes Gerät
- 24
- Rahmen
- 25
- Anzeige
- 26
- Energieversorgung
- 27
- Bus / Datenbus
- 28
- Elektronik
- 29
- Antenne
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202008006884 U1 [0004]
- WO 2015/040144 A1 [0015]
