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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum sprachgesteuerten Verbinden eines elektrischen Verbrauchers mit einer elektrischen Energiequelle.
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HINTERGRUND
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, elektrische Verbraucher bspw. mittels eines mechanischen Schalters mit einer Energiequelle zu verbinden bzw. von der Energiequelle zu trennen. Jedoch kann das Betätigen mechanischer Schalter in bestimmten Situation unbequem sein, weshalb Lösungen, die keine manuelle Schalterbetätigung erfordern, angestrebt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum sprachgesteuerten Verbinden eines elektrischen Verbrauchers mit einer elektrischen Energiequelle umfasst eine erste Klemmstelle, eingerichtet zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem ersten elektrischen Leiter, eine zweite Klemmstelle, eingerichtet zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem zweiten elektrischen Leiter, einen akustischen Sensor, eingerichtet zum Wandeln akustischer Signale in elektrische Signale, ein Funk-Modul, eingerichtet zum Empfangen von Daten, und eine elektronische Schaltung, wobei die elektronische Schaltung eingerichtet ist, auf Basis erster empfangener Daten, in elektrische Signale gewandelte erste akustische Signale einem Befehl zum Herstellen oder Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen einem ersten elektrischen Anschluss und einem zweiten elektrischen Anschluss zuzuordnen.
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In diesem Zusammenhang ist unter der Formulierung „sprachgesteuertes Verbinden“, wie sie im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere ein Verbinden zu verstehen, welches mittels gesprochener Laute und insbesondere mittels gesprochener Worte gesteuert (bspw. initiiert) werden kann. Ferner ist unter dem Begriff „elektrischer Verbraucher“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere ein Gerät zu verstehen, welches elektrische Energie in eine andere Energieform umwandelt. Des Weiteren ist unter dem Begriff „elektrische Energiequelle“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, mittels der einem elektrischen Verbraucher elektrische Energie bereitgestellt werden kann (bspw. ein Phasenleiter, der 230-V-Wechselstrom führt).
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Ferner ist unter dem Begriff „Klemmstelle“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere eine zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren (und ggf. gegeneinander vorgespannten) Bauteilen oder Bauteilabschnitten liegende Stelle zu verstehen, in der ein elektrischer Leiter (bspw. ein ein- oder mehrdrahtiger Leiter) zur elektrischen Kontaktierung eingeklemmt werden kann. Des Weiteren ist unter dem Begriff „akustischer Sensor“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere ein Sensor zu verstehen, der dazu ausgebildet ist, Schallwellen (im hörbaren Frequenzbereich, bspw. im Bereich von 20 Hz bis 20 kHz, oder in einem Teilbereich des hörbaren Frequenzbereichs, bspw. im Bereich von 200 Hz bis 5 kHz) zu erfassen und in ein elektrisches Signal zu wandeln.
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Ferner ist unter dem Begriff „Funk-Modul“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere eine Einrichtung zum Erfassen elektromagnetischer Wellen zu verstehen, bspw. ein Modul, welches eine drahtlose Datenübertragung gemäß einem der Standards nach IEEE 802.11 oder IEEE 802.15 beherrscht. Des Weiteren ist unter dem Begriff „elektronische Schaltung“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere eine Schaltung mit einem Prozessor und einem Speicher zu verstehen, wobei der Prozessor eingerichtet ist, ein in dem Speicher gespeichertes Programm, umfassend eine Sequenz an Anweisungen, auszuführen. Zudem ist unter dem, „in elektrische Signale gewandelte, akustischen Signale, einem Befehl Zuordnen“, wie es im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere eine Zuordnung zu verstehen, die bewirkt, dass, wenn aus akustischen Signalen die gleichen oder (gemäß einer Metrik) ähnliche elektrische Signale abgeleitet werden, der Befehl ausgeführt wird. Bspw. kann bei Erfassung des gesprochenen Befehls „Licht an“ eine elektrische Verbindung hergestellt werden und bei Erfassung des Befehls „Licht aus“ die elektrische Verbindung getrennt werden.
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Die Vorrichtung kann ferner eine dritte Klemmstelle, eingerichtet zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem dritten elektrischen Leiter, und eine vierte Klemmstelle, eingerichtet zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem vierten elektrischen Leiter, umfassen, wobei die dritte Klemmstelle und die vierte Klemmstelle elektrisch verbunden sind.
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Die erste Klemmstelle kann den ersten elektrischen Anschluss und die zweite Klemmstelle kann den zweiten elektrischen Anschluss bilden.
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Alternativ kann die erste Klemmstelle den ersten elektrischen Anschluss und die dritte Klemmstelle den zweiten elektrischen Anschluss bilden.
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Die erste Klemmstelle und die zweite Klemmstelle können zur Verbindung mit der Energiequelle vorgesehen sein. Die elektronische Schaltung kann eingerichtet sein, auf Basis zweiter empfangener Daten, in elektrische Signale gewandelte zweite akustische Signale dem Befehl zum Herstellen oder Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss zuzuordnen.
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Bspw. kann derselbe gesprochene Befehl (bzw. können unterschiedliche Befehle) von unterschiedlichen Personen verwendet werden, so dass unterschiedliche akustische Signale dem gleichen Befehl zugeordnet werden können. Ferner kann derselbe Befehl von einer Person mehrfach widerholt werden, um die (Wahrscheinlichkeit der korrekten) Befehlserkennung zu verbessern.
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Die elektronische Schaltung kann ferner eingerichtet sein, dritte akustische Signale mit den ersten und den zweiten akustischen Signalen zu vergleichen und eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss herzustellen bzw. zu trennen, wenn der Vergleich eine gemäß einer Vergleichsmetrik ausreichende Übereinstimmung zwischen den dritten akustischen Signalen und den ersten akustischen Signalen oder den dritten akustischen Signalen und den zweiten akustischen Signalen ergibt.
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Die elektronische Schaltung kann eingerichtet sein, die elektrischen Signale einer Frequenzanalyse zu unterziehen.
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Die elektronische Schaltung kann einen Prozessor und einen Speicher umfassen, wobei in dem Speicher ein durch den Prozessor auszuführendes Programm gespeichert ist. Das Programm kann bspw. ein künstliches neurales Netz implementieren. Das künstliche neuronale Netz kann von einem oder mehreren Personen durch Vorsprechen der Befehle trainiert werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, den Befehl zum Herstellen oder Trennen der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss über das Funk-Modul an einen Empfänger zu übertragen.
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Die Klemmstellen können durch Käfigzugfedern gebildet werden.
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Das Herstellen und/oder Trennen der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss kann vorteilhafterweise mittels eines elektromagnetischen Relais oder auch eines anderen elektrischen Bauteils, wie etwa ein Halbleiterschalter, realisiert werden.
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Die Vorrichtung und der elektrische Verbraucher, welcher als Lichtquelle und insbesondere als Licht-Emittierende-Diode, LED, ausgebildet sein kann, können in einem System umfasst sein.
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Ferner versteht es sich, dass die mit Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Vorgänge Schritte eines korrespondierenden Verfahrens sein können.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachfolgend in der detaillierten Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
- 1 eine schematische Illustration einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit charakteristischem Frequenzverlauf;
- 2 ein System, in dem die in 1 gezeigte Vorrichtung eingesetzt werden kann;
- 2a eine schematische Illustration einer möglichen Ausgestaltung des in 2 gezeigten Systems;
- 2b eine schematische Illustration einer möglichen Abwandlung der in 2a gezeigten Ausgestaltung;
- 3 eine schematische Illustration einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 3a eine schematische Illustration einer ersten möglichen Ausgestaltung der in 3 gezeigten zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 3b eine schematische Illustration einer zweiten möglichen Ausgestaltung der in 3 gezeigten zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 4 ein erstes System, in dem die in 3 gezeigte Vorrichtung eingesetzt werden kann; und
- 5 ein zweites System, in dem die in 3 gezeigte Vorrichtung eingesetzt werden kann, zeigt.
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Dabei sind in den Zeichnungen gleiche oder funktional ähnliche Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 zeigt Vorrichtung 1000 umfassend elektronische Schaltung 1200, Sensor 1300 und Funk-Modul 1400 (welche schematisch mittels gebrochener Linien angedeutet sind). Vorrichtung 1000 umfasst ferner Klemmstelle 1110 und Klemmstelle 1120, welche der Versorgung von Vorrichtung 1000 mit Energie dienen (und bspw. als Käfigzugfedern ausgebildet sein können). Insbesondere können, wie in 2 gezeigt, Klemmstelle 1110 und Klemmstelle 1120 an einer Energiequelle 4000 (bspw. einer 230-V-Wechselstrom-Versorgung) angeschlossen sein. Schaltung 1200 kann einen Spannungswandler oder einen Gleichrichter umfassen, welcher aus der 230-V-Wechselspannung eine 24-V- oder eine 12-V-Gleichpannung ableitet, mit der bspw. Sensor 1300 und/oder Funk-Modul 1400 versorgt werden.
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Sensor 1300 kann eingerichtet sein, akustische Signale in elektrische Signale zu wandeln, welche in Schaltung 1200 analysiert werden. Bspw. kann Schaltung 1200 einen Prozessor aufweisen und einen Speicher, in dem ein durch den Prozessor auszuführendes Programm gespeichert ist, wobei das Programm die akustischen Signale einer Frequenzanalyse unterwirft. Bspw. kann Schaltung 1200 in einer Anlernphase über Funk-Modul 1400 Daten empfangen, die angeben, wie bestimmte (von Sensor 1300 erfasste) akustische Signale zu interpretieren sind und aus einer Vielzahl an gesprochenen Varianten desselben Befehls (bspw. „Licht an“ oder „Licht aus“) einen charakteristischen Frequenzverlauf 1500 (und ggf. einen dazugehörigen Toleranzbereich) ableiten. Ferner kann durch Ausführen des Programms ein künstliches neurales Netz implementiert werden, welches aus einer Vielzahl an gesprochenen Varianten derselben und/oder unterschiedlicher Befehle lernt, diese zu erkennen bzw. voneinander zu unterscheiden.
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Die Daten können bspw. angeben, ob die akustischen Signale als Befehl zum Herstellen oder zum Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen zwei elektrischen Anschlüssen zu interpretieren sind. Der Befehl zum Herstellen oder zum Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen zwei elektrischen Anschlüssen kann bspw. über Funk-Modul 1400 an die in 2 gezeigte Vorrichtung 2000 gesendet werden, welche die Daten über Funk-Modul 2400 empfängt, und durch Schaltung 2200, die bspw. einen Prozessor und einen Speicher umfassen kann, verarbeitet. Der Befehl kann z. B. bewirken, dass Klemmstelle 2110 und Klemmstelle 2130 (bspw. über einen Spannungswandler oder einen Gleichrichter) miteinander elektrisch verbunden oder voneinander getrennt werden, wodurch ein Verbraucher 5000, z. B. eine Lichtquelle wie bspw. eine LED (oder ein anderer an Klemmstelle 2130 und Klemmstelle 2140 angeschlossener Verbraucher) eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden kann.
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2a zeigt eine mögliche Ausgestaltung von Vorrichtung 2000. In dieser Ausgestaltung umfasst Vorrichtung 2000 Schalter 2500 wie z. B. ein elektromagnetisches Relais oder ein anderes elektrisches Bauteil, wie etwa einen Halbleiterschalter. In geschlossenem Zustand verbindet Schalter 2500 Klemmstelle 2110 mit Klemmstelle 2120, wodurch Wandler 2600 (bspw. ein Gleichrichter) mit Energie versorgt werden kann. Je nach Einsatzgebiet kann Wandler 2600 auch als Wechselrichter, Umrichter, Gleichspannungswandler, etc. ausgebildet sein. Ferner kann, wie in 2b illustriert, Schalter 2500 dazu vorgesehen sein, Klemmstelle 2110 (direkt) mit Klemmstelle 2140 zu verbinden (wenn bspw. keine Wandlung notwendig ist). Bspw. können Klemmstelle 2130 und Klemmstelle 2140 in eine Schuko-Steckdose (gemäß CEE 7/4) integriert sein. Natürlich ist auch eine Verwendung in anderen Steckdosenarten denkbar, ebenso wie der Einsatz in anderen Bereichen der Verbindungstechnik.
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3 zeigt eine Abwandlung der in 1 gezeigten Vorrichtung 1000, wobei die die in 3 gezeigte Vorrichtung 3000, wie die in 1 gezeigte Vorrichtung 1000, eine elektronische Schaltung 3200, einen Sensor 3300 und ein Funk-Modul 3400 umfasst, aber abweichend von der in 1 gezeigten Vorrichtung 1000, nicht nur mit zwei Klemmstellen 1110 und 1120, sondern mit vier Klemmstellen 3110, 3120, 3130 und 3140 versehen ist. Das Herstellen und/oder Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen Klemmstelle 3110 und Klemmstelle 3140 kann dabei, wie in 3a schematisch illustriert, bspw. mittels Schalter 3600 (z. B. ein elektromagnetisches Relais oder auch ein anderes elektrisches Bauteil, wie etwa ein Halbleiterschalter, realisiert werden). Wie in 3b schematisch illustriert, kann Schaltung 3200 auch Wandler 3500 umfassen (der ebenfalls wie Wandler 3500 als Gleichrichter, Wechselrichter, Umrichter, Gleichspannungswandler, etc. ausgebildet sein kann), wobei durch eine elektrische Verbindung zwischen Klemmstelle 3110 und Klemmstelle 3120 Wandler 3500 mit Energie versorgt werden kann, wenn Klemmstelle 3110 und Klemmstelle 3120 an einer Energieversorgung 4000 angeschlossen sind.
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Wie in 4 gezeigt, können Klemmstelle 3110 und Klemmstelle 3120 bspw. an einer 230-V-Wechselstrom-Versorgung angeschlossen sein und Vorrichtung 3000 über Klemmstelle 3130 und Klemmstelle 3140 eine Steuer- oder Versorgungsspannung ausgeben, durch die Verbraucher 5000, z. B. eine Lichtquelle wie bspw. eine LED (oder ein anderer Verbraucher), gesteuert werden kann. Vorrichtung 3000 vereint dabei die Funktionalität der in 2 gezeigten Vorrichtung 1000 und Vorrichtung 2000.
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Ferner können, wie in 5 illustriert, Vorrichtung 3000 und Vorrichtung 2000 zusammenwirken, indem Vorrichtung 3000 nicht nur zur sprachgesteuerten Ausgabe einer Steuer- oder Versorgungsspannung über Klemmstelle 3130 und Klemmstelle 3140 eingerichtet ist, sondern auch die Ausgabe einer Steuer- oder Versorgungsspannung über Klemmstelle 2130 und Klemmstelle 2140 steuert, indem entsprechende Befehle mittels Funk an Vorrichtung 2000 gesendet werden, wobei, wie in Zusammenhang mit 2 erläutert, Vorrichtung 2000 die über Funk-Modul 2400 empfangenen Befehle auswertet und eine den empfangenen Befehlen entsprechende Steuer- oder Versorgungsspannung über Klemmstelle 2130 und Klemmstelle 2140 ausgibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1000
- Vorrichtung
- 1110
- Klemmstelle
- 1120
- Klemmstelle
- 1200
- Schaltung
- 1300
- Sensor
- 1400
- Funk-Modul
- 1500
- Frequenzverlauf
- 2000
- Vorrichtung
- 2110
- Klemmstelle
- 2120
- Klemmstelle
- 2130
- Klemmstelle
- 2140
- Klemmstelle
- 2200
- Schaltung
- 2400
- Funk-Modul
- 2500
- Schalter
- 2600
- Wandler
- 3000
- Vorrichtung
- 3110
- Klemmstelle
- 3120
- Klemmstelle
- 3130
- Klemmstelle
- 3140
- Klemmstelle
- 3200
- Schaltung
- 3300
- Sensor
- 3400
- Funk-Modul
- 3500
- Schalter
- 3600
- Wandler
- 4000
- Energiequelle
- 5000
- Verbraucher
