DE102019108572A1 - Device for providing a near-field communication functionality - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Zusatzgerät zur Bereitstellung einer NFC-Funktionalität für ein mobiles Endgerät (13). Das Zusatzgerät umfasst eine Schnittstelle (21) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen des Zusatzgerätes (20) und dem mobilen Endgerät (13) sowie eine über die Schnittstelle (21) vom mobilen Endgerät (13) ansteuerbare und zur NFC-Datenübertragung ausgebildete NFC-Einheit (22). Erfindungsgemäße weist das Zusatzgerät einen Ladeanschluss (24) zur Verbindung des Zusatzgerätes (20) mit einem Ladegerät (30) sowie eine Ladesteuereinheit (23) auf, die zum Umschalten zwischen einem NFC-Betrieb und einem Ladebetrieb ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erleichtert das Aufladen des mobilen Endgerätes, da es dazu nicht erforderlich ist, das Zusatzgerät vom mobilen Endgerät zu trennen.The invention relates to an additional device for providing NFC functionality for a mobile terminal (13). The additional device comprises an interface (21) for establishing an electrical connection between the additional device (20) and the mobile terminal (13) as well as an NFC unit which can be controlled by the mobile terminal (13) via the interface (21) and is designed for NFC data transmission (22). According to the invention, the additional device has a charging connection (24) for connecting the additional device (20) to a charger (30) and a charging control unit (23) which is designed to switch between NFC mode and charging mode. The device according to the invention facilitates the charging of the mobile terminal, since it is not necessary to separate the additional device from the mobile terminal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zusatzgerät zum Bereitstellen einer Nahfeldkommunikations-Funktionalität für ein mobiles Endgerät (NFC-Zusatzgerät).The present invention relates to an additional device for providing near-field communication functionality for a mobile terminal device (NFC additional device).

Die Nahfeldkommunikation (englisch: „near field communication“, NFC) ist ein auf der RFID-Technik basierender Standard, der einen kontaktlosen Austausch von Daten mittels elektromagnetischer Wechselwirkung ermöglicht. Auch wenn einige moderne mobile Endgeräte wie beispielsweise Mobiltelefone oder Tablet-Computer heutzutage häufig bereits mit integrierten NFC-Modulen ausgestattet sind, die eine entsprechende NFC-Funktionalität bieten, gibt es eine Vielzahl älterer mobiler Endgeräte, bei denen dies nicht der Fall ist. Auch im unteren Preissegment weisen Mobiltelefone und Tablet-Computer häufig kein integriertes NFC-Modul auf. Bei vielen Benutzern besteht daher der Wunsch, eine NFC-Funktionalität für ihr mobiles Endgerät nachzurüsten.Near field communication (NFC) is a standard based on RFID technology that enables the contactless exchange of data by means of electromagnetic interaction. Even if some modern mobile end devices such as cell phones or tablet computers are often already equipped with integrated NFC modules that offer the corresponding NFC functionality, there are a number of older mobile end devices that do not. Even in the lower price segment, mobile phones and tablet computers often do not have an integrated NFC module. Many users therefore want to retrofit NFC functionality for their mobile device.

Aus der US 2014/0273823 A1 ist eine NFC-Nachrüstvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, die mit einem mobilen Endgerät verbunden werden kann, um eine NFC-Funktionalität nachzurüsten. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass durch das Zusatzgerät eine Schnittstelle des mobilen Endgerätes belegt wird, was die Verwendung des Zusatzgerätes unpraktisch macht.From the US 2014/0273823 A1 an NFC retrofit device of the type mentioned is known which can be connected to a mobile terminal in order to retrofit an NFC functionality. A disadvantage of this prior art is that an interface of the mobile terminal is occupied by the additional device, which makes the use of the additional device impractical.

Ausgehend hiervon werden gemäß der vorliegenden Erfindung ein Zusatzgerät mit den Merkmalen das Anspruchs 1, ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 vorgeschlagen.Based on this, an additional device with the features of claim 1, a system with the features of claim 14 and a method with the features of claim 15 are proposed according to the present invention.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ein NFC-Zusatzgerät derart in den Ladestromweg des mobilen Endgeräts schaltbar auszugestalten. Hierzu umfasst das Zusatzgerät einerseits einen Ladeanschluss zur Verbindung des Zusatzgeräts mit einem Ladegerät und andererseits eine Ladesteuereinheit, die zum Umschalten des Zusatzgerätes zwischen einem NFC-Betrieb und einem Ladebetrieb ausgebildet ist.The invention is based on the idea of designing an additional NFC device such that it can be switched into the charging current path of the mobile terminal. For this purpose, the additional device comprises, on the one hand, a charging connection for connecting the additional device to a charger and, on the other hand, a charging control unit which is designed to switch the additional device between an NFC mode and a charging mode.

Zunächst werden einige vorliegend verwendete Begriffe erläutert. Die NFC-Einheit ist von dem mobilen Endgerät ansteuerbar und zur NFC-Datenübertragung ausgebildet. Dies bedeutet insbesondere, dass das mobile Endgerät über die elektrische Verbindung auf die NFC-Einheit zugreifen kann, um mittels NFC auf aktive und/oder passive Weise Daten zu empfangen und/oder zu senden bzw. mit einem NFC-fähigen Kommunikationspartner Daten auszutauschen. Die erfindungsgemäße Ladesteuereinheit ist zum Umschalten des Zusatzgerätes zwischen einem NFC-Betrieb, in dem das mobile Endgerät die NFC-Funktionalität nutzen kann, und einem Ladebetrieb ausgebildet. Im Ladebetrieb wird das mobile Endgerät von dem Ladegerät mit Energie versorgt, beispielsweise um einen Akkumulator des mobilen Endgerätes wieder aufzuladen.First, some of the terms used here are explained. The NFC unit can be controlled by the mobile terminal and is designed for NFC data transmission. This means in particular that the mobile terminal can access the NFC unit via the electrical connection in order to actively and / or passively receive and / or send data using NFC or to exchange data with an NFC-enabled communication partner. The charging control unit according to the invention is designed to switch the additional device between NFC mode, in which the mobile terminal can use the NFC functionality, and charging mode. In the charging mode, the mobile terminal is supplied with energy by the charger, for example in order to recharge an accumulator of the mobile terminal.

Durch den erfindungsgemäßen Ladeanschluss sowie die Ladesteuereinheit ist es möglich, das mobile Endgerät auf einfache Weise zu laden, ohne dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zuvor von dem mobilen Endgerät getrennt werden muss. Die Handhabung insb. im Zusammenhang mit dem Ladevorgang wird dadurch erheblich vereinfacht. Im Stand der Technik wird hingegen oftmals die einzige vorhandene Schnittstelle durch die Verbindung mit der NFC-Vorrichtung blockiert, ohne dass ein gleichzeitiges Laden möglich ist. Zum Laden des Endgerätes ist in diesem Fall ein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich, was für den Benutzer aufwendig ist und zudem auch mit der Gefahr einhergeht, die NFC-Vorrichtung zu verlieren.The charging connection according to the invention and the charging control unit make it possible to charge the mobile terminal in a simple manner without the device according to the invention first having to be separated from the mobile terminal. The handling, especially in connection with the charging process, is thereby considerably simplified. In the prior art, on the other hand, the only existing interface is often blocked by the connection with the NFC device, without simultaneous charging being possible. In this case, an additional work step is required to charge the terminal, which is time-consuming for the user and also involves the risk of losing the NFC device.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Ladesteuereinheit ein Erkennungsmodul auf, das dazu ausgebildet ist, das Herstellen einer Verbindung zwischen dem Ladegerät und dem Ladeanschluss festzustellen und bei Feststellung ein Verbindungssignal an die Ladesteuereinheit abzugeben. Vorzugsweise ist zudem vorgesehen, dass die Ladesteuereinheit dazu ausgebildet ist, das Zusatzgerät nach Erhalt des Verbindungssignals in den Ladebetrieb zu schalten. Das Erkennungsmodul kann zusätzlich oder alternativ dazu ausgebildet sein, das Trennen einer Verbindung zwischen dem Ladegerät und dem Ladeanschluss festzustellen und bei Feststellung ein Trennungssignal an die Ladesteuereinheit abzugeben. Dabei ist die Ladesteuereinheit vorzugsweise dazu ausgebildet, das Zusatzgerät nach Erhalt des Trennungssignals in den NFC-Betrieb zu schalten. Bei diesen Ausgestaltungen kann auf einfache Weise der Ladebetrieb bzw. der NFC-Betrieb aktiviert werden, wenn das Zusatzgerät mit dem Ladegerät verbunden bzw. davon getrennt wurde.In a preferred embodiment, the charging control unit has a detection module which is designed to determine the establishment of a connection between the charger and the charging connection and to output a connection signal to the charging control unit when it is detected. It is also preferably provided that the charging control unit is designed to switch the additional device to the charging mode after receiving the connection signal. The detection module can additionally or alternatively be designed to detect the disconnection of a connection between the charger and the charging connection and, if detected, to output a disconnection signal to the charge control unit. The charging control unit is preferably designed to switch the additional device to NFC mode after receiving the disconnection signal. In these refinements, the charging mode or the NFC mode can be activated in a simple manner when the additional device has been connected to or disconnected from the charger.

Vorzugsweise ist die Ladesteuereinheit dazu ausgebildet, dem mobilen Endgerät zu signalisieren, in welchem Betriebsmodus sich das Zusatzgerät befindet. Insbesondere kann die Ladesteuereinheit dazu ausgebildet sein, dem mobilen Endgerät zu signalisieren, ob sich das Zusatzgerät im NFC-Betrieb oder im Ladebetrieb befindet. Dazu kann die Ladesteuereinheit beispielsweise dazu ausgebildet sein, einen Umschaltvorgang zwischen dem NFC-Betrieb und dem Ladebetrieb zu erfassen und an das mobile Endgerät weiterzugeben. Alternativ oder zusätzlich kann die Ladesteuereinheit dazu ausgebildet sein, permanent oder in regelmäßigen Zeitabständen zu prüfen, in welchem Betriebsmodus das Zusatzgerät sich befindet und dies dem mobilen Endgerät entsprechend zu signalisieren.The charging control unit is preferably designed to signal to the mobile terminal which operating mode the additional device is in. In particular, the charging control unit can be designed to signal to the mobile terminal whether the additional device is in NFC mode or in charging mode. For this purpose, the charging control unit can be designed, for example, to detect a switchover process between NFC mode and charging mode and to pass it on to the mobile terminal. Alternatively or additionally, the charging control unit can be designed to check permanently or at regular time intervals which operating mode the additional device is in and to signal this to the mobile terminal accordingly.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Erkennungsmodul einen Sensor, der zum Erkennen einer elektrischen Zustandsgröße des Ladeanschlusses ausgebildet ist. Bei der elektrischen Zustandsgröße handelt es sich vorzugsweise um eine solche Zustandsgröße, die einen Rückschluss auf das Herstellen und/oder Trennen der Verbindung zwischen dem Ladeanschluss und dem Ladegerät zulässt. Der Sensor kann insbesondere zum Ermitteln einer an dem Ladeanschluss anliegenden Spannung ausgebildet sein.In a preferred embodiment, the detection module comprises a sensor which is designed to detect an electrical state variable of the charging connection. The electrical state variable is preferably such a state variable that allows conclusions to be drawn about the establishment and / or disconnection of the connection between the charging connection and the charger. The sensor can in particular be designed to determine a voltage present at the charging connection.

Die Schnittstelle kann in einer bevorzugten Ausführungsform als USB-Schnittstelle ausgebildet sein und vorzugsweise einen USB-Stecker aufweisen. Der Begriff USB-Stecker bezeichnet dabei das Eingreifteil einer USB-Schnittstelle, das zum Eingriff in das Aufnahmeteil (USB-Buchse) einer korrespondierenden USB-Schnittstelle ausgebildet ist. Eine solche USB-Buchse kann beispielsweise als Mikro-USB-Buchse oder USB-C-Buchse ausgebildet und an dem mobilen Endgerät vorhanden sein. Zudem kann vorgesehen sein, dass der Ladeanschluss als USB-Schnittstelle ausgebildet ist und vorzugsweise eine USB-Buchse aufweist. Vorzugsweise ist der USB-Stecker der Schnittstelle korrespondierend zu der USB-Buchse des Ladeanschlusses ausgebildet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein bereits zum Laden des mobilen Endgerätes vorhandenes Ladegerät, das einen USB-Stecker zur Verbindung mit der USB-Buchse des mobilen Endgerätes aufweist, in die USB-Buchse des Ladeanschlusses der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesteckt werden kann.In a preferred embodiment, the interface can be designed as a USB interface and preferably have a USB plug. The term USB plug denotes the engaging part of a USB interface which is designed to engage in the receiving part (USB socket) of a corresponding USB interface. Such a USB socket can be designed, for example, as a micro USB socket or USB-C socket and be present on the mobile terminal. In addition, it can be provided that the charging connection is designed as a USB interface and preferably has a USB socket. The USB plug of the interface is preferably designed to correspond to the USB socket of the charging connection. This embodiment has the advantage that a charger that is already available for charging the mobile terminal and has a USB plug for connection to the USB socket of the mobile terminal can be plugged into the USB socket of the charging connection of the device according to the invention.

Vorzugsweise umfasst die elektrische Verbindung zwischen dem mobilen Endgerät und dem Zusatzgerät zumindest eine Datenleitung sowie zumindest eine Identifikationsleitung. Vorzugsweise ist außerdem die Ladesteuereinheit dazu ausgebildet, die Datenleitung im NFC-Betrieb von dem mobilen Endgerät zu der NFC-Einheit durchzuschleifen, wobei die Ladesteuereinheit weiter vorzugsweise dazu ausgebildet ist, der Identifikationsleitung ein erstes Identifikationssignal zuzuführen, um das Zusatzgerät vom Ladebetrieb in den NFC-Betrieb zu schalten. Das erste Identifikationssignal kann vorzugsweise dazu dienen, dem mobilen Endgerät zu signalisieren, in welchem Betriebszustand sich das Zusatzgerät befindet. Beispielsweise kann das erste Identifikationssignal dadurch zugeführt werden, dass die Identifikationsleitung auf ein Massepotential geschaltet wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht es dem mobilen Endgerät, einen USB-Host Modus zu aktivieren, in dem die NFC-Einheit an dem USB-Anschluss erkannt und angesteuert werden kann.The electrical connection between the mobile terminal and the additional device preferably comprises at least one data line and at least one identification line. The charging control unit is also preferably designed to loop through the data line in NFC mode from the mobile terminal to the NFC unit, the charging control unit also preferably being designed to feed a first identification signal to the identification line in order to switch the additional device from charging to the NFC To switch operation. The first identification signal can preferably be used to signal to the mobile terminal which operating state the additional device is in. For example, the first identification signal can be supplied in that the identification line is switched to a ground potential. This refinement enables the mobile terminal to activate a USB host mode in which the NFC unit can be recognized and controlled at the USB connection.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die elektrische Verbindung zumindest eine Ladeleitung sowie zumindest eine Identifikationsleitung. Die Identifikationsleitung und die Ladeleitung können durch eine einzelne Leitung gebildet sein oder durch verschiedene Leitungen. Vorzugsweise ist die Ladesteuereinheit dazu ausgebildet, die Ladeleitung im Ladebetrieb von dem Ladegerät zu dem mobilen Endgerät durchzuschleifen, wobei die Ladesteuereinheit weiter vorzugsweise dazu ausgebildet ist, der Identifikationsleitung ein zweites Identifikationssignal zuzuführen, um das Zusatzgerät vom NFC-Betrieb in den Ladebetrieb zu schalten. Das zweite Identifikationssignal kann vorzugsweise dazu dienen, dem mobilen Endgerät zu signalisieren, in welchem Betriebszustand sich das Zusatzgerät befindet. Beispielsweise kann das zweite Identifikationssignal zugeführt werden, indem die Identifikationsleitung auf eine hohe Impedanz geschaltet wird wobei vorzugsweise eine zuvor hergestellte Verbindung zum Massepotential getrennt wird. Durch diese Ausgestaltung kann das mobile Endgerät auf einfache Weise erkennen, dass ein Ladegerät angeschlossen ist, so dass das mobile Endgerät in einen Lademodus übergehen kann, in dem es über die elektrische Verbindung geladen wird.In a preferred embodiment, the electrical connection comprises at least one charging line and at least one identification line. The identification line and the charging line can be formed by a single line or by different lines. The charging control unit is preferably designed to loop through the charging line from the charging device to the mobile terminal in charging mode, the charging control unit also preferably being designed to supply a second identification signal to the identification line in order to switch the additional device from NFC mode to charging mode. The second identification signal can preferably be used to signal to the mobile terminal which operating state the additional device is in. For example, the second identification signal can be supplied by switching the identification line to a high impedance, with a previously established connection to the ground potential preferably being disconnected. With this embodiment, the mobile terminal can easily recognize that a charger is connected so that the mobile terminal can switch to a charging mode in which it is charged via the electrical connection.

Bevorzugt ist die Ladesteuereinheit weiterhin dazu ausgebildet, die elektrische Verbindung bei einem Umschalten vom NFC-Betrieb in den Ladebetrieb und/oder bei einem Umschalten vom Ladebetrieb in den NFC-Betrieb vorübergehend zu trennen. Eine vorübergehende Trennung bedeutet hier, dass zumindest eine der Leitungen und bevorzugt alle Leitungen der elektrischen Verbindung für eine gewisse Zeit vollständig getrennt werden, so dass das mobile Endgerät während dieser Zeit weder mit der NFC-Einheit, noch mit dem Ladegerät verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass das mobile Endgerät das Umschalten des Betriebsmodus sicher erkennen kann.The charging control unit is preferably also designed to temporarily disconnect the electrical connection when switching from NFC mode to charging mode and / or when switching from charging mode to NFC mode. A temporary disconnection here means that at least one of the lines and preferably all lines of the electrical connection are completely disconnected for a certain time, so that the mobile terminal is neither connected to the NFC unit nor to the charger during this time. This has the advantage that the mobile terminal can reliably recognize the switchover of the operating mode.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Ladesteuereinheit dazu ausgebildet ist, die Trennung für einen Trennungszeitraum aufrechtzuerhalten, der zwischen 10 und 1000 ms, vorzugsweise zwischen 20 und 500 ms, weiter vorzugsweise zwischen 50 ms und 250 ms liegt. Weiter vorzugsweise umfasst die Ladesteuereinheit ein Einstellmodul zum Einstellen des Trennungszeitraums. Das Einstellmodul kann beispielsweise als Potentiometer ausgebildet sein. Die Einstellbarkeit ermöglicht es, die Trennungszeit an das jeweilige mobile Endgerät anzupassen. Dies ist besonders vorteilhaft, da verschiedene mobile Endgeräte häufig unterschiedlich lange Zeit benötigen, um ein Umschalten zwischen den Betriebsmodi zu erkennen.It can be provided that the charging control unit is designed to maintain the separation for a separation period which is between 10 and 1000 ms, preferably between 20 and 500 ms, more preferably between 50 ms and 250 ms. The charging control unit further preferably comprises an adjustment module for adjusting the separation period. The setting module can for example be designed as a potentiometer. The adjustability makes it possible to adapt the separation time to the respective mobile device. This is particularly advantageous since different mobile terminals often require different lengths of time in order to detect a switchover between the operating modes.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein System mit einem erfindungsgemäßen Zusatzgerät zum Bereitstellen einer NFC-Funktionalität, einem mit dem Zusatzgerät verbindbaren mobilen Endgerät sowie einem Ladegerät zum Aufladen eines Akkumulators des mobilen Endgerätes.The invention also relates to a system with an additional device according to the invention for providing NFC functionality, a mobile terminal that can be connected to the additional device and a charger for charging a battery of the mobile terminal.

Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Verfahren zum Betrieb eines Zusatzgeräts zum Bereitstellen einer NFC-Funktionalität für ein mobiles Endgerät, umfassend die nachfolgenden Schritte:

  • - Erkennen, ob ein Ladeanschluss des Zusatzgerätes mit einem Ladegerät verbunden ist;
    1. i. falls nein, Betreiben des Zusatzgeräts in einem NFC-Betrieb bzw. Umschalten des Zusatzgerätes in den NFC-Betrieb;
    2. ii. falls ja, Betreiben des Zusatzgeräts in einem Ladebetrieb bzw. Umschalten des Zusatzgerätes in den Ladebetrieb.
The invention also relates to a method for operating an additional device for providing NFC functionality for a mobile terminal, comprising the following steps:
  • - Detecting whether a charging connection of the additional device is connected to a charger;
    1. i. if not, operating the additional device in an NFC mode or switching the additional device to NFC mode;
    2. ii. if so, operating the additional device in a charging mode or switching the additional device to charging mode.

Vorzugsweise ist die Schnittstelle ausgebildet als USB-Schnittstelle, die eine Identifikationsleitung umfasst, wobei das Betreiben des Zusatzgeräts im NFC-Betrieb bzw. das Umschalten des Zusatzgeräts in den NFC-Betrieb das Zuführen eines ersten Identifikationssignals zur Identifikationsleitung umfasst, wobei weiter vorzugsweise das Betreiben des Zusatzgeräts im Ladebetrieb bzw. das Umschalten des Zusatzgeräts in den Ladebetrieb das Zuführen eines zweiten Identifikationssignals zur Identifikationsleitung umfasst.The interface is preferably designed as a USB interface, which comprises an identification line, wherein operating the additional device in NFC mode or switching the additional device to NFC mode includes the supply of a first identification signal to the identification line, with further preferably operating the Additional device in charging mode or the switching of the additional device into charging mode comprises the supply of a second identification signal to the identification line.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch weitere Merkmale fortgebildet werden, welche oben bereits in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Zusatzgerät beschrieben wurden.The method according to the invention can be developed through further features which have already been described above in connection with the additional device according to the invention.

Die vorliegende Beschreibung deckt auch ein Computerprogramm mit Programmcode ab, der dazu geeignet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einer Prozessorchipkarte und insbesondere auf einer Ladesteuereinheit abläuft. Es werden sowohl das Computerprogramm selbst als auch abgespeichert auf einem computerlesbaren Medium (Computerprogrammprodukt) beansprucht.The present description also covers a computer program with program code which is suitable for carrying out a method according to the invention when the computer program runs on a processor chip card and in particular on a charging control unit. Both the computer program itself and also stored on a computer-readable medium (computer program product) are claimed.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and configurations of the invention emerge from the subclaims, the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.

  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems umfassend ein Zusatzgerät zur Bereitstellung einer NFC-Funktionalität, ein mobiles Endgerät, sowie ein Ladegerät;
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Ladesteuereinheit.
The invention is shown schematically in the drawings using an exemplary embodiment and is described in detail below with reference to the drawings.
  • 1 shows a schematic view of a system according to the invention comprising an additional device for providing an NFC functionality, a mobile terminal, and a charger;
  • 2 shows a schematic view of the charging control unit according to the invention.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems. Das System umfasst ein erfindungsgemäßes Zusatzgerät 20 zum Bereitstellen einer NFC-Funktionalität, ein damit verbindbares mobiles Endgerät 13 sowie ein Ladegerät 30 zum Aufladen des mobilen Endgerätes 13, insb. eines (nicht dargestellten) Akkumulators des Endgeräts. 1 shows a schematic view of a system according to the invention. The system comprises an additional device according to the invention 20th to provide an NFC functionality, a mobile device that can be connected to it 13 as well as a charger 30th for charging the mobile device 13 , in particular a (not shown) accumulator of the terminal.

Das erfindungsgemäße Zusatzgerät 20 umfasst eine Schnittstelle 21. Die Schnittstelle 21 kann wie vorliegend als USB-Schnittstelle ausgebildet sein und einen USB-Stecker aufweisen. Das mobile Endgerät 13 kann wie dargestellt als Tablet-Computer ausgebildet sein und eine USB-Buchse 14 aufweisen. Zum Verbinden des Zusatzgerätes 20 mit dem Tablet 13 kann der USB-Stecker 21 in die USB-Buchse 14 gesteckt werden. USB-Stecker 21 und USB-Buchse 14 weisen eine Mehrzahl von Leitungen auf, die durch Herstellen der Verbindung elektrisch miteinander verbunden werden. Die Leitungen umfassen eine Identifikationsleitung und eine Ladeleitung.The additional device according to the invention 20th includes an interface 21st . the interface 21st can, as in the present case, be designed as a USB interface and have a USB connector. The mobile device 13 can be designed as a tablet computer as shown and a USB socket 14th exhibit. For connecting the additional device 20th with the tablet 13 can the USB connector 21st into the USB socket 14th be plugged. USB plug 21st and USB socket 14th have a plurality of lines that are electrically connected to one another by making the connection. The lines include an identification line and a charging line.

Das Zusatzgerät 20 umfasst weiterhin eine Ladesteuereinheit 23, eine NFC-Einheit 22 sowie einen Ladeanschluss 24.The additional device 20th further comprises a charging control unit 23 , an NFC device 22nd as well as a charging port 24 .

Der Ladeanschluss 24 kann ebenfalls als USB-Buchse ausgebildet sein. Das Ladegerät 30 umfasst entsprechend einen USB-Stecker 31, der dazu ausgebildet ist, in die USB-Buchse des Ladeanschlusses 24 gesteckt zu werden.The charging port 24 can also be designed as a USB socket. The charger 30th accordingly includes a USB connector 31 , which is designed to be inserted into the USB socket of the charging connection 24 to be plugged.

Die Leitungen führen von dem USB-Stecker 21 zu der Ladesteuereinheit 23. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Leitungen in der 1 durch lediglich eine einzelne Leitung 25 veranschaulicht.The cables lead from the USB connector 21st to the charge control unit 23 . For the sake of clarity, the lines are in the 1 through just a single line 25th illustrated.

Die Ladesteuereinheit 23 ist dazu ausgebildet, das Zusatzgerät 20 zwischen einem Ladebetrieb und einem NFC-Betrieb umzuschalten. Dies wird nachfolgend in Verbindung mit 2 noch genauer erläutert.. Der Tablet-Computer 13 ist im NFC-Betrieb in der Lage, die NFC-Einheit 22 zu erkennen und anzusteuern, um beispielsweise Daten per NFC mit einem NFC-fähigen Kommunikationspartner auszutauschen.The charge control unit 23 is designed for the additional device 20th to switch between charging mode and NFC mode. This is discussed below in conjunction with 2 explained in more detail .. The tablet computer 13 is able to use the NFC unit in NFC mode 22nd to recognize and control, for example, to exchange data via NFC with an NFC-enabled communication partner.

Im Ladebetrieb kann ein Akkumulator des Tablet-Computers 13 von dem Ladegerät 30 aufgeladen werden.A battery in the tablet computer can 13 from the charger 30th to be charged.

2 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Ladesteuereinheit 23. Wie in 2 dargestellt, umfasst die elektrische Verbindung eine Mehrzahl von Leitungen 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, welche von der USB-Schnittstelle 21 (in 2 nicht gezeigt) über einen ersten Verbindungsbereich 45 zu der Ladesteuereinheit 23 führen. Die Leitung 25a ist eine „Vcc“-Leitung, über die beispielsweise eine Spannung von 5V sowie ein Strom von 500mA geführt werden kann. Die Vcc-Leitung 25a kann vorliegend als Ladeleitung angesehen werden. Die Leitungen 25b und 25c sind als „D+“ bzw. „D-“ -Leitungen ausgebildet und dienen zum Datenaustausch. Die Leitung 25d ist eine „ID“-Leitung, welche vorliegend als Identifikationsleitung angesehen werden kann. Die Leitung 25e ist eine „GRND“-Leitung, welche auf Masse liegt. Die Bezeichnung von Leitungen durch die Begriffe Vcc, D+, D-, ID und GRND ist im Rahmen des USB-Standards üblich und bedarf keiner weiteren Erläuterung.. Zumindest ein Teil der Leitungen führt von der Ladesteuereinheit 23 über einen zweiten Verbindungsbereich 46 zu der NFC-Einheit. Über einen dritten Verbindungsbereich 47 führt zumindest ein Teil der Leitungen zu dem Ladeanschluss. 2 Fig. 13 is a schematic view showing the structure of the charge control unit 23 . As in 2 shown, the electrical connection comprises a plurality of lines 25a , 25b , 25c , 25d , 25e which from the USB interface 21st (in 2 not shown) via a first connection area 45 to the charge control unit 23 to lead. The administration 25a is a "Vcc" line, over which, for example, a voltage of 5V and a current of 500mA can be carried. The Vcc line 25a can be viewed here as a charging line. The lines 25b and 25c are designed as "D +" or "D-" lines and are used for data exchange. The administration 25d is an "ID" line, which in the present case can be viewed as an identification line. The administration 25e is a "GRND" line which is grounded. The designation of lines by the terms Vcc, D +, D-, ID and GRND is common within the USB standard and does not require any further explanation. At least some of the lines lead from the charging control unit 23 via a second connection area 46 to the NFC unit. Via a third connection area 47 leads at least some of the lines to the charging connector.

Die Ladesteuereinheit 23 umfasst ein Umschaltmodul 26, das dazu ausgebildet ist, die Vcc-Leitung 25a wahlweise zu der NFC-Einheit 22 oder zu dem Ladeanschluss 24 durchzuschleifen.The charge control unit 23 includes a switch module 26th , which is designed to be the Vcc line 25a optionally to the NFC unit 22nd or to the charging port 24 loop through.

Die Ladesteuereinheit 23 umfasst zudem ein Erkennungsmodul 27, das wie vorliegend als Spannungssensor ausgebildet sein kann. Der Spannungssensor 27 ist mit einem Abschnitt 42 der Vcc-Leitung 25a verbunden, der zu dem Ladeanschluss 24 führt. Wenn keine Verbindung zwischen dem Ladegerät 30 und dem Zusatzgerät 20 besteht, erkennt der Sensor 27 dies daran, dass an dem Abschnitt 42 keine Versorgungsspannung des Ladegeräts anliegt. Wird in diesem Zustand das Zusatzgerät 20 mit dem Tablet-Computer 13 verbunden, schaltet das Umschaltmodul 26 die Vcc-Leitung 25a vom Verbindungsbereich 45 über den Verbindungsbereich 46 zu der NFC-Einheit durch. Zudem verbindet das Umschaltmodul 26 die ID-Leitung 25d mit der auf Masse liegenden GRND-Leitung 25e. Dies führt dazu, dass der Tablet-Computer 13 in einen USB-Host-Modus geschaltet wird, in dem die NFC-Einheit 22 erkannt wird und von dem Tablet-Computer 13 angesteuert werden kann.The charge control unit 23 also includes a detection module 27 , which can be designed as a voltage sensor as in the present case. The voltage sensor 27 is with a section 42 the Vcc line 25a connected to the charging port 24 leads. If there is no connection between the charger 30th and the additional device 20th the sensor detects 27 this is because of the section 42 there is no supply voltage to the charger. In this state it becomes the additional device 20th with the tablet computer 13 connected, the switching module switches 26th the Vcc line 25a from the connection area 45 via the connection area 46 to the NFC unit. In addition, the switchover module connects 26th the ID line 25d with the grounded GRND line 25e . This causes the tablet computer 13 is switched to a USB host mode in which the NFC unit 22nd is recognized and by the tablet computer 13 can be controlled.

Wird nachfolgend das Ladegerät 30 mit dem Ladeanschluss 24 verbunden, liegt an dem Abschnitt 42 eine Spannung an, die von dem Sensor 27 erfasst wird. Der Sensor gibt in diesem Fall ein Verbindungssignal ab, welches das Umschaltmodul 26 dazu veranlasst, die Vcc-Leitung 25a zunächst für einen Zeitraum von 100 ms zu trennen und anschließend das Zusatzgerät in den Ladebetrieb umzuschalten. Dazu wird das Umschaltmodul 26 angewiesen, die Vcc-Leitung 25a von dem Tablet-Computer 13 zu dem Ladeanschluss 24 durchzuschleifen. Außerdem wird die ID-Leitung 25d wieder von der GRND-Leitung 25e getrennt und so auf eine hohe Impedanz geschaltet.The following is the charger 30th with the charging port 24 connected, lies on the section 42 a voltage applied by the sensor 27 is captured. In this case, the sensor emits a connection signal, which the switchover module 26th causes the Vcc line 25a first to be disconnected for a period of 100 ms and then to switch the additional device to charging mode. The switchover module 26th instructed the Vcc line 25a from the tablet computer 13 to the charging port 24 loop through. Also, the ID line 25d again from the GRND management 25e separated and so switched to a high impedance.

Der Trennungszeitraum kann über ein Einstellmodul 41 variabel eingestellt werden. Dies führt dazu, dass die Trennungszeit variabel an verschiedene mobile Endgeräte angepasst werden kann.The separation period can be set via a setting module 41 can be set variably. This means that the separation time can be variably adapted to different mobile devices.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2014/0273823 A1 [0003]US 2014/0273823 A1 [0003]

Claims (18)

Zusatzgerät (20) zum Bereitstellen einer NFC-Funktionalität für ein mobiles Endgerät (13), das eine Schnittstelle (21) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Zusatzgerät (20) und dem mobilen Endgerät (13), eine über die Schnittstelle (21) ansteuerbare NFC-Einheit (22), einen Ladeanschluss (24) zum Verbinden des Zusatzgerätes (20) mit einem Ladegerät (30) sowie eine zum Umschalten zwischen einem NFC-Betrieb und einem Ladebetrieb ausgebildete Ladesteuereinheit (23) umfasst.Additional device (20) for providing NFC functionality for a mobile terminal (13), which has an interface (21) for establishing an electrical connection between the additional device (20) and the mobile terminal (13), one via the interface (21) controllable NFC unit (22), a charging connection (24) for connecting the additional device (20) to a charger (30) and a charging control unit (23) designed to switch between an NFC mode and a charging mode. Zusatzgerät (20) gemäß Anspruch 1, bei dem die Ladesteuereinheit (23) ein Erkennungsmodul (27) aufweist, das dazu ausgebildet ist, bei Feststellen einer Verbindung zwischen dem Ladegerät (30) und dem Ladeanschluss (24) ein Verbindungssignal an die Ladesteuereinheit (23) abzugeben.Additional device (20) according to Claim 1 , in which the charging control unit (23) has a detection module (27) which is designed to output a connection signal to the charging control unit (23) when a connection is established between the charging device (30) and the charging connection (24). Zusatzgerät (20) gemäß Anspruch 2, bei dem die Ladesteuereinheit (23) dazu ausgebildet ist, das Zusatzgerät (20) nach Erhalt des Verbindungssignals in den Ladebetrieb zu schalten.Additional device (20) according to Claim 2 , in which the charging control unit (23) is designed to switch the additional device (20) to the charging mode after receiving the connection signal. Zusatzgerät (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Ladesteuereinheit (23) ein Erkennungsmodul (27) aufweist, das dazu ausgebildet ist, bei Feststellen einer Trennung einer Verbindung zwischen dem Ladegerät (30) und dem Ladeanschluss (24) ein Trennungssignal an die Ladesteuereinheit (23) abzugeben.Additional device (20) according to one of the Claims 1 to 3 , in which the charging control unit (23) has a detection module (27) which is designed to output a disconnection signal to the charging control unit (23) when a connection between the charger (30) and the charging connection (24) is detected. Zusatzgerät (20) gemäß Anspruch 4, bei dem die Ladesteuereinheit (23) dazu ausgebildet ist, das Zusatzgerät (20) nach Erhalt des Trennungssignals in den NFC-Betrieb zu schalten.Additional device (20) according to Claim 4 , in which the charging control unit (23) is designed to switch the additional device (20) to NFC mode after receiving the disconnection signal. Zusatzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Ladesteuereinheit (23) dazu ausgebildet ist, dem mobilen Endgerät (13) zu signalisieren, in welchem Betriebsmodus sich das Zusatzgerät (20) befindet.Additional device after one of the Claims 1 to 5 , in which the charging control unit (23) is designed to signal the mobile terminal (13) in which operating mode the additional device (20) is. Zusatzgerät (20) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem das Erkennungsmodul (27) einen zum Erkennen einer elektrischen Zustandsgröße des Ladeanschlusses (24) ausgebildeten Sensor aufweist.Additional device (20) according to one of the Claims 2 to 6th , in which the detection module (27) has a sensor designed to detect an electrical state variable of the charging connection (24). Zusatzgerät (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Schnittstelle (21) als USB-Schnittstelle ausgebildet ist und vorzugsweise einen USB-Stecker aufweist, und/oder bei der der Ladeanschluss (24) als USB-Schnittstelle ausgebildet ist und vorzugsweise eine USB-Buchse aufweist.Additional device (20) according to one of the Claims 1 to 7th , in which the interface (21) is designed as a USB interface and preferably has a USB plug, and / or in which the charging connection (24) is designed as a USB interface and preferably has a USB socket. Zusatzgerät (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Schnittstelle (21) als USB-Schnittstelle ausgebildet ist und einen USB-Stecker aufweist, wobei der Ladeanschluss (24) als USB-Schnittstelle ausgebildet ist und eine USB-Buchse aufweist, wobei der USB-Stecker der Schnittstelle (21) korrespondierend zu der USB-Buchse des Ladeanschlusses (24) ausgebildet ist.Additional device (20) according to one of the Claims 1 to 7th , in which the interface (21) is designed as a USB interface and has a USB plug, the charging connection (24) being designed as a USB interface and having a USB socket, the USB plug of the interface (21) is designed to correspond to the USB socket of the charging connection (24). Zusatzgerät (20) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, bei dem die elektrische Verbindung zumindest eine Datenleitung (25b, 25c) sowie zumindest eine Identifikationsleitung (25d) aufweist, wobei die Ladesteuereinheit (23) dazu ausgebildet ist, die Datenleitung (25b, 25c) im NFC-Betrieb von dem mobilen Endgerät (13) zur NFC-Einheit (22) durchzuschleifen, wobei die Ladesteuereinheit (23) vorzugsweise dazu ausgebildet ist, der Identifikationsleitung (25d) ein erstes Identifikationssignal zuzuführen, um das Zusatzgerät (20) von dem Ladebetrieb in den NFC-Betrieb zu schalten.Additional device (20) according to one of the Claims 8 or 9 , in which the electrical connection has at least one data line (25b, 25c) and at least one identification line (25d), the charging control unit (23) being designed to connect the data line (25b, 25c) in NFC mode from the mobile terminal (13 ) to loop through to the NFC unit (22), the charging control unit (23) preferably being designed to feed a first identification signal to the identification line (25d) in order to switch the additional device (20) from charging mode to NFC mode. Zusatzgerät (20) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem die elektrische Verbindung zumindest eine Ladeleitung (25a) sowie zumindest eine Identifikationsleitung (25d) aufweist, wobei die Ladesteuereinheit (23) dazu ausgebildet ist, die Ladeleitung (25a) im Ladebetrieb von dem Ladegerät (30) zu dem mobilen Endgerät (13) durchzuschleifen, wobei die Ladesteuereinheit (23) weiter vorzugsweise dazu ausgebildet ist, der Identifikationsleitung (25d) ein zweites Identifikationssignal zuzuführen, um das Zusatzgerät (20) vom NFC-Betrieb in den Ladebetrieb zu schalten.Additional device (20) according to one of the Claims 8 to 10 , in which the electrical connection has at least one charging line (25a) and at least one identification line (25d), the charging control unit (23) being designed to transfer the charging line (25a) from the charger (30) to the mobile terminal (13 ) loop through, wherein the charging control unit (23) is further preferably designed to supply a second identification signal to the identification line (25d) in order to switch the additional device (20) from NFC mode to charging mode. Zusatzgerät (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Ladesteuereinheit (23) dazu ausgebildet ist, die elektrische Verbindung bei einer Umschaltung von dem NFC-Betrieb in den Ladebetrieb und/oder bei einer Umschaltung von dem Ladebetrieb in den NFC-Betrieb vorübergehend zu trennen.Additional device (20) according to one of the Claims 1 to 11 , in which the charging control unit (23) is designed to temporarily disconnect the electrical connection when switching from NFC mode to charging mode and / or when switching from charging mode to NFC mode. Zusatzgerät (20) gemäß Anspruch 12, bei dem die Ladesteuereinheit (23) dazu ausgebildet ist, die Trennung für einen Trennungszeitraum aufrechtzuerhalten, welcher zwischen 10und 1000 ms, vorzugsweise zwischen 20 und 500 ms und weiter vorzugsweise zwischen 50 und 250 ms liegt.Additional device (20) according to Claim 12 , in which the charging control unit (23) is designed to maintain the separation for a separation period which is between 10 and 1000 ms, preferably between 20 and 500 ms and more preferably between 50 and 250 ms. Zusatzgerät (20) gemäß Anspruch 12 oder 13, bei dem die Ladesteuereinheit (23) ein Einstellmodul (41) zum Einstellen des Trennungszeitraums umfasst.Additional device (20) according to Claim 12 or 13 , in which the charge control unit (23) comprises an adjustment module (41) for adjusting the separation period. System mit einem Zusatzgerät (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, einem mit dem Zusatzgerät (20) über die Schnittstelle (21) verbindbaren mobilen Endgerät (13) sowie einem Ladegerät (30) zum Aufladen eines Akkumulators des mobilen Endgerätes (13).System with an additional device (20) according to one of the Claims 1 to 14th , a mobile terminal (13) which can be connected to the additional device (20) via the interface (21) and a charger (30) for charging a battery of the mobile terminal (13). Verfahren zum Betrieb eines Zusatzgeräts (20) zum Bereitstellen einer NFC-Funktionalität für ein mobiles Endgerät (13), mit den folgenden Schritten: - Erkennen, ob ein Ladeanschluss (24) des Zusatzgeräts (20) mit einem Ladegerät (30) verbunden ist, i. falls nein, Betreiben des Zusatzgeräts (20) in einem NFC-Betrieb bzw. Umschalten des Zusatzgeräts (20) in den NFC-Betrieb, ii. falls ja, Betreiben des Zusatzgeräts (20) in einem Ladebetrieb bzw. Umschalten des Zusatzgeräts (20) in den Ladebetrieb.A method for operating an additional device (20) for providing NFC functionality for a mobile terminal (13), comprising the following steps: - Detecting whether a charging connection (24) of the additional device (20) is connected to a charger (30), i. if not, operating the additional device (20) in an NFC mode or switching the additional device (20) to NFC mode, ii. if so, operating the additional device (20) in a charging mode or switching the additional device (20) to charging mode. Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem die Schnittstelle (21) als USB-Schnittstelle mit einer Identifikationsleitung (25d) ausgebildet ist, wobei das Betreiben des Zusatzgeräts (20) im NFC-Betrieb bzw. das Umschalten des Zusatzgeräts (20) in den NFC-Betrieb das Zuführen eines ersten Identifikationssignals zu der Identifikationsleitung (25d) umfasst, wobei vorzugsweise das Betreiben des Zusatzgeräts (20) im Ladebetrieb bzw. das Umschalten des Zusatzgeräts (20) in den Ladebetrieb das Zuführen eines zweiten Identifikationssignals zur Identifikationsleitung (25d) umfasst.Procedure according to Claim 16 , in which the interface (21) is designed as a USB interface with an identification line (25d), operating the additional device (20) in NFC mode or switching the additional device (20) to NFC mode, the supply of a first identification signal to the identification line (25d), wherein the operation of the additional device (20) in the charging mode or the switching of the additional device (20) to the charging mode preferably includes the supply of a second identification signal to the identification line (25d). Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 bis 17 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insb. einer Ladesteuereinheit (23) ausgeführt wird.Computer program with program code means to carry out all steps of a method according to one of the Claims 16 to 17th to be carried out when the computer program is executed on a computer or a corresponding processing unit, in particular a charging control unit (23).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7904113B2 (en) * 2004-11-12 2011-03-08 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for detecting and selectively utilizing peripheral devices

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