DE102023116520B3 - Arrangement of a switching device with a functional module and method - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist eine Anordnung eines Funktionsmoduls F mit einem manuell zu betätigenden Schaltgerät S der Gebäudeinstallationstechnik, welches Funktionsmodul F durch die Betätigung eines an dem Schaltgerät S mechanisch angeschlossenen Betätigungselementes B eines Oberteils O des Schaltgerätes S beeinflussbar ist, wobei das Funktionsmodul F zumindest eine Schnittstelle aufweist, mittels welcher zumindest ein Aktor entsprechend einer Betätigung des Betätigungselements B ansteuerbar ist, wobei das Funktionsmodul F einen Sensor H zur Erfassung eines Magnetfeldes aufweist, das durch einen am Betätigungselement B oder Oberteil O angeschlossenen Magneten M1 verursacht wird.Besonderes Kennzeichen ist, dass an dem Schaltgerät S oder dem Funktionsmodul F mindestens eine Magnetfelderzeugungseinheit M2 angeordnet ist, die auf den Magneten M1 zum Bewegen des Betätigungselementes B beziehungsweise des Oberteils O eine magnetische Kraft, ausübt, wobei die Änderung des Magnetfeldes bei Betätigung des Betätigungselementes B durch den Sensor H zur Erfassung eines Magnetfeldes zur Bestimmung der Stellung des Betätigungselementes B detektiert wird, wobei das Funktionsmodul F eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Magnetfeldänderung aufweist, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Magnetfeldänderung zu identifizieren, um welche Schaltgeräteart es sich bei dem Schaltgerät S handelt, welche Identifikation in die Ansteuerung des Aktors einfließt.An arrangement of a functional module F with a manually operated switching device S of building installation technology is disclosed, which functional module F can be influenced by the actuation of an actuating element B of an upper part O of the switching device S that is mechanically connected to the switching device S, wherein the functional module F has at least one interface by means of which at least one actuator can be controlled in accordance with an actuation of the actuating element B, wherein the functional module F has a sensor H for detecting a magnetic field that is caused by a magnet M1 connected to the actuating element B or upper part O. A special feature is that at least one magnetic field generation unit M2 is arranged on the switching device S or the functional module F, which exerts a magnetic force on the magnet M1 for moving the actuating element B or the upper part O, wherein the change in the magnetic field when the actuating element B is actuated is detected by the sensor H for detecting a magnetic field for determining the position of the actuating element B, wherein the functional module F has an evaluation unit for evaluating the change in the magnetic field, which is designed to identify, depending on the change in the magnetic field, which type of switching device the switching device S is, which identification is used to control the actuator.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Funktionsmoduls zum Einbau in eine Installationsdose mit einem manuell zu betätigenden elektrischen/elektronischen Schaltgerät der Gebäudeinstallationstechnik, welches Funktionsmodul durch die Betätigung eines an dem elektrischen/elektronischen Schaltgerät angeschlossenen Betätigungselementes eines Oberteils des elektrischen/elektronischen Schaltgerätes beeinflussbar ist, wobei das Funktionsmodul zumindest eine Schnittstelle aufweist, mittels welcher zumindest ein Aktor entsprechend einer Betätigung des Betätigungselements ansteuerbar ist, wobei das Funktionsmodul einen Sensor zur Erfassung eines Magnetfeldes aufweist, das durch einen am Betätigungselement oder Oberteil angeschlossenen Magneten verursacht wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Funktionsmodul und ein Verfahren zum Bewegen eines Betätigungselementes oder eines Oberteils.The invention relates to an arrangement of a functional module for installation in an installation box with a manually operated electrical/electronic switching device of building installation technology, which functional module can be influenced by the actuation of an actuating element of an upper part of the electrical/electronic switching device connected to the electrical/electronic switching device, wherein the functional module has at least one interface by means of which at least one actuator can be controlled in accordance with an actuation of the actuating element, wherein the functional module has a sensor for detecting a magnetic field caused by a magnet connected to the actuating element or upper part. The invention further relates to a functional module and a method for moving an actuating element or an upper part.
Funktionsmodule für elektrische/elektronische Schaltgeräte der Gebäudeinstallationstechnik (etwa www.jung-group.com/de-DE/Wippschalter-Universal-Aus-Wechsel-10-AX-250-V1506-U) , wobei auf das in einem Installationshohlraum befindliche elektrische/elektronische Schaltgerät ein Oberteil aufsetzbar ist, sind in der Regel dafür vorgesehen, über ihre unabhängigen Kanäle Aktoren und/oder Sensoren anzusteuern und zwar sowohl über einen Schalter oder Taster als auch über ein externes Gerät, beispielsweise ein mobiles Endgerät, via Funksignal. Derartige Funktionsmodule werden oftmals als Tasterschnittstelle, Dimmaktor, Schaltaktor oder Jalousieaktor eingesetzt und verfügen beispielsweise über zwei bis vier unabhängige Kanäle. Insofern sind die Funktionsmodule zur Erweiterung der Funktion elektrischer/elektronischer Schaltgeräte, beispielsweise eines Tasters oder Schalters, vorgesehen. Insofern handelt es sich bei einem Funktionsmodul um ein von dem elektrischen/elektronischen Schaltgerät zu unterscheidendes Bauteil. Dabei geht das Funktionsmodul eine Symbiose mit dem elektrischen/elektronischen Schaltgerät ein, indem es dem elektrischen/elektronischen Schaltgerät zusätzliche Funktionen zuweist und optional auch eine Fernbetätigung des elektrischen/elektronischen Schaltgerätes ermöglicht, beispielsweise das Dimmen von Leuchten durch Betätigung des elektrischen/elektronischen Schaltgerätes oder über eine Betätigung einer Applikation auf einem mobilen Endgerät.Function modules for electrical/electronic switching devices in building installation technology (e.g. www.jung-group.com/de-DE/Wippschalter-Universal-Aus-Wechsel-10-AX-250-V1506-U), where an upper part can be placed on the electrical/electronic switching device located in an installation cavity, are generally designed to control actuators and/or sensors via their independent channels, both via a switch or button and via an external device, for example a mobile device, via radio signal. Such function modules are often used as a button interface, dimming actuator, switching actuator or blind actuator and have, for example, two to four independent channels. In this respect, the function modules are intended to expand the function of electrical/electronic switching devices, for example a button or switch. In this respect, a function module is a component that is to be distinguished from the electrical/electronic switching device. The functional module forms a symbiosis with the electrical/electronic switching device by assigning additional functions to the electrical/electronic switching device and optionally also enabling remote operation of the electrical/electronic switching device, for example dimming lights by operating the electrical/electronic switching device or by operating an application on a mobile device.
Ein Funktionsmodul beziehungsweise eine entsprechende Anordnung ist somit aus dem Stand der Technik beispielsweise gemäß der Website www.nexentro.de bekannt. Ein solches Funktionsmodul ist für die Gebäudeinstallationstechnik ausgelegt und weist ein aus einem Sockelteil und einem Deckelteil bestehendes Gehäuse auf, in dessen Innenraum auf zumindest einer elektrischen Leiterplatte die zur Funktion notwendigen elektrischen/elektronischen Bauteile untergebracht sind. Die elektrische Leiterplatte steht mit mehreren Anschlusskabeln zur Bildung einer Schnittstelle in Verbindung, über welche der Anschluss eines elektrischen/elektronischen Schaltgerätes erfolgt. Über mehrere unabhängige Kanäle können Telegramme ausgesendet werden, wobei die Telegramme zur Ansteuerung verschiedener Aktoren, beispielsweise Leuchten, Jalousien oder Steckdosen, oder Sensoren, beispielsweise Tastsensoren, Verwendung finden. Durch die Installation der Funktionsmodule in Installationsdosen werden die herkömmlichen, elektromechanischen Schalter „smart“ gemacht.A functional module or a corresponding arrangement is therefore known from the state of the art, for example according to the website www.nexentro.de. Such a functional module is designed for building installation technology and has a housing consisting of a base part and a cover part, in the interior of which the electrical/electronic components required for the function are housed on at least one electrical circuit board. The electrical circuit board is connected to several connection cables to form an interface via which an electrical/electronic switching device is connected. Telegrams can be sent via several independent channels, whereby the telegrams are used to control various actuators, for example lights, blinds or sockets, or sensors, for example touch sensors. By installing the functional modules in installation boxes, the conventional, electromechanical switches are made "smart".
Um das Tastsignal eines elektromechanischen Schalters an einem vorbekannten Funktionsmodul auswerten zu können, müssen mindestens drei Leitungen angeschlossen werden (Außenleiter beziehungsweise Phase L und geschalteter Ausgang/Steuerleitung und eine Steuerleitung zum Anschluss des Schalters). Bei Zweifach- und Jalousieanwendungen kommt eine weitere Steuerleitung hinzu; bei Schalt- oder Dimm-Anwendungen eine oder zwei Steuerleitung.In order to be able to evaluate the push-button signal of an electromechanical switch on a known function module, at least three lines must be connected (outer conductor or phase L and switched output/control line and a control line for connecting the switch). For double and blind applications, an additional control line is added; for switching or dimming applications, one or two control lines.
Da durch den begrenzten Platzbedarf eine Unterbringung eines Funktionsmoduls und des Kabelgutes in der Unterputzdose herausfordernd ist, stellt das Weglassen jeder Leitung eine erhebliche Optimierung dar, insbesondere, weil der Platzbedarf in dem Installationshohlraum und der Installationsaufwand signifikant abgesenkt werden können. Zudem wird durch die reduzierte Anzahl von zu verwendenden elektrischen Leitungen der Aufbau verständlicher und kann so durch die installierende Person sicherer und nachvollziehbarer durchgeführt werden. Mithin ergeben sich weniger Fehlerquellen. Aus diesen Gründen ergeben sich Hinderungsgründe für die breite Masse der Anwender, die kein Fachinstallateur sind, ein vorstehend beschriebenes Funktionsmodul einzusetzen.Since the limited space makes it difficult to accommodate a functional module and the cables in the flush-mounted box, omitting every cable represents a significant optimization, particularly because the space required in the installation cavity and the installation effort can be significantly reduced. In addition, the reduced number of electrical cables to be used makes the structure more understandable and can therefore be carried out more safely and comprehensibly by the person installing it. This means there are fewer sources of error. For these reasons, there are obstacles for the majority of users who are not professional installers to use a functional module as described above.
Zudem erfordert die optimale Steuerung beispielsweise von Jalousien, Steckdosen und dimmbaren Leuchtmitteln mittels eines solchen Funktionsmoduls jedenfalls Taster, also einen nicht permanent geschlossenen Schalter. Damit wird unter Umständen eine aufwendige Umrüstung der bestehenden Gebäudesysteminfrastruktur von Schalter in Taster erforderlich - auch dieses schreckt viele potentielle Anwender von der Implementierung solcher Funktionsmodule zum „smart machen“ von Dimmern, Jalousien und dergleichen ab.In addition, the optimal control of blinds, sockets and dimmable lamps using such a functional module requires buttons, i.e. a switch that is not permanently closed. This may require a complex conversion of the existing building system infrastructure from switches to buttons - this also deters many potential users from implementing such functional modules to "make smart" dimmers, blinds and the like.
Abhilfe dabei schafft das aus
Das Patent
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung eines Funktionsmoduls zum Einbau in eine Installationsdose mit einem manuell zu betätigenden elektrischen/elektronischen Schaltgerät der Gebäudeinstallationstechnik zu schaffen, mit dem der Verdrahtungsaufwand und damit die Installationskosten während des Einbaus reduziert, der in der Installationsdose verfügbare Raum erhöht und gleichzeitig der Betrieb eines Aktors ohne Ansteuerung durch einen Taster - sondern als Schalter - möglich ist, so dass eine besonders einfache und kostengünstige Nachrüstbarkeit der Funktionsmodule erreicht wird, wobei gleichzeitig die Stellung des Betätigungselementes erfassbar und beeinflussbar, insbesondere zum Nachführen bei einer Remote-Bedienung, ist.Based on this discussed prior art, the invention is based on the object of creating an arrangement of a functional module for installation in an installation box with a manually operated electrical/electronic switching device of the building installation technology, with which the wiring effort and thus the installation costs during installation are reduced, the space available in the installation box is increased and at the same time the operation of an actuator without control by a button - but as a switch - is possible, so that a particularly simple and cost-effective retrofitting of the functional modules is achieved, whereby at the same time the position of the actuating element can be detected and influenced, in particular for tracking during remote operation.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine eingangs genannte, gattungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.This object is achieved by a generic arrangement mentioned at the outset with the features of
Ein Kerngedanke der Erfindung besteht einerseits darin, dass das erfindungsgemäße Funktionsmodul der erfindungsgemäßen Anordnung den bis dato erforderlichen kabelbasierten Anschluss an das elektrische/elektronische Schaltgerät, insbesondere ein als Schalter oder Taster ausgebildetes Schaltgerät, entbehrlich macht:
- Dieses wird erfindungsgemäß erreicht, indem eine Detektion der Stellung des an dem elektrische/elektronische Schaltgerät fest gelagerten Betätigungselementes des Schaltgerätes durch das erfindungsgemäße Funktionsmodul vorgenommen und entsprechend ausgewertet wird. Dabei wird das durch einen am Betätigungselement oder Oberteil angeschlossenen Magneten ein Magnetfeld verursacht, dessen Änderung durch einen Sensor im Funktionsmodul erfasst wird.
- This is achieved according to the invention by detecting the position of the actuating element of the switching device, which is fixedly mounted on the electrical/electronic switching device, using the functional module according to the invention and evaluating it accordingly. A magnet connected to the actuating element or upper part causes a magnetic field, the change in which is detected by a sensor in the functional module.
Andererseits in an dem elektrischen/elektronischen Schaltgerät oder dem Funktionsmodul mindestens eine Magnetfelderzeugungseinheit angeordnet, die auf den Magneten zum Bewegen des Betätigungselementes beziehungsweise des Oberteils eine magnetische Kraft, insbesondere eine anziehende oder abstoßende, ausübt. Dabei wird die Änderung des Magnetfeldes bei Betätigung des Betätigungselementes durch den Sensor zur Erfassung eines Magnetfeldes zur Bestimmung der Stellung des Betätigungselementes detektiert. Hierdurch wird auf geschickte Art und Weise der ohnehin vorhandene Magnet am Betätigungselement beziehungsweise Oberteil genutzt, um mittels magnetischer Kraft die Stellung des Betätigungselementes beziehungsweise Oberteils, insbesondere beim Vorliegen eines Schalters, der über eine Remote-Bedienung fernbedient wird, zu beeinflussen, beispielsweise um eine definierte Stellung herzustellen, die als einheitlich und nicht störend empfunden wird. Hierzu ist an dem elektrischen/elektronischen Schaltgerät oder dem Funktionsmodul mindestens eine Magnetfelderzeugungseinheit angeordnet, so dass die magnetische Kraft zwischen Magnet und Magnetfelderzeugungseinheit wirkt.On the other hand, at least one magnetic field generating unit is arranged on the electrical/electronic switching device or the functional module, which exerts a magnetic force, in particular an attractive or repulsive force, on the magnet for moving the actuating element or the upper part. The change in the magnetic field when the actuating element is actuated is detected by the sensor for detecting a magnetic field to determine the position of the actuating element. In this way, the magnet already present on the actuating element or upper part is cleverly used to influence the position of the actuating element or upper part by means of magnetic force, in particular in the case of a switch that is remotely operated via a remote control, for example in order to establish a defined position that is perceived as uniform and not disturbing. For this purpose, at least one magnetic field generating unit is arranged on the electrical/electronic switching device or the functional module, so that the magnetic force acts between the magnet and the magnetic field generating unit.
Dabei weist das erfindungsgemäße Funktionsmodul der erfindungsmäßen Anordnung eine Auswerteeinheit auf, die dazu ausgelegt ist, zu erkennen, um welche Schaltgeräteart es sich bei dem Schaltgerät, durch welches das Funktionsmodul über das Magnetfeld angesteuert wird, handelt. Es gibt verschiedene Schaltgerätearten die sich bezüglich ihrer nutzerseitigen Betätigungsbewegung unterscheiden. So springt etwa ein Schalter im Gegensatz zu einem Taster nicht selbsttätig in seine Ursprungsstellung zurück. Ein Drehknauf, der durch eine Drehung eine stufenlose Einstellung ermöglicht, stellt wiederum eine andere Schaltgeräteart dar. Diese Information, um welche Schaltgeräteart es sich handelt, fließt in die Art und Weise, wie der Aktor aufgrund einer bestimmten erkannten Veränderung des Magnetfeldes angesteuert wird und in die Änderung der Position des Betätigungselementes, insbesondere beim Vorleigenen eines Schalters als elektrisches/elektronische Schaltgerät, ein.The functional module of the arrangement according to the invention has an evaluation unit that is designed to recognize which type of switching device the switching device is that controls the functional module via the magnetic field. There are various types of switching devices that differ in terms of their user-side actuation movement. For example, unlike a button, a switch does not automatically return to its original position. A rotary knob that allows continuous adjustment by turning is another type of switching device. This information about which type of switching device is involved flows into the way in which the actuator is controlled based on a specific detected change in the magnetic field and into the change in the position of the actuating element, particularly when a switch is present as an electrical/electronic switching device.
Das Funktionsmodul kann insbesondere als Nachrüstsatz vorgesehen sein. Das Schaltgerät ist dann üblicherweise ein elektrisches/elektronisches Schaltgerät. Die vorhandene, in dem Schaltgerät elektrische/elektronische Aktorik wird nicht mehr benötigt; die Funktionalität wird durch das Funktionsmodul ersetzt. Ein vollständiges Austauschen des elektrisches/elektronisches Schaltgerätes ist jedoch nicht notwendig, wenngleich möglich.The function module can be provided as a retrofit kit. The switching device is then usually an electrical/electronic switching device. The existing electrical/electronic actuators in the switching device are no longer required; the functionality is replaced by the function module. A complete replacement of the However, electrical/electronic switching devices are not necessary, although possible.
Als Nachrüstsatz weist das Funktionsmodul üblicherweise ein Gehäuse auf, in dessen Innenraum auf zumindest einer elektrischen Leiterplatte zur Funktion notwendige elektrische/elektronische Bauteile untergebracht sind. Dabei weist die zumindest eine elektrische Leiterplatte zum Anschluss mehrerer elektrischer Leitungen zumindest eine Schnittstelle auf. So sind üblicherweise alle für den Betrieb erforderlichen Komponenten kompakt in einem typischerweise abgeschlossenen Gehäuse angeordnet, nach außen aufweisend die zum Betrieb erforderlichen Schnittstellen, insbesondere zum Ansteuern des Aktors und ggf. zur eigenen Stromversorgung. Die Stromversorgung kann auch durch eine Batterie oder durch die dem Aktor zur Verfügung gestellte, respektive geschaltete Energie oder einer Kombination daraus bereitgestellt werden. Durch die dadurch gewonnene Autarkie ist eine einfache Montage gewährleistet. Hierzu wird üblicherweise das elektrische/elektronische Schaltgerät ausgebaut, das Funktionsmodul in den freigelegten Installationshohlraum eingelegt, der Magnet an dem Oberteil fixiert, die Kabel von dem Schaltmodul abgeklemmt und stattdessen teilweise an das Funktionsmodul angeschlossen, anschließend das Schaltmodul wieder in den Installationshohlraum eingesetzt und abschließend das Betätigungselement auf das Oberteil des elektrischen/elektronischen Schaltgerätes aufgesteckt.As a retrofit kit, the functional module usually has a housing in the interior of which the electrical/electronic components required for operation are housed on at least one electrical circuit board. The at least one electrical circuit board has at least one interface for connecting several electrical lines. All components required for operation are usually arranged compactly in a typically closed housing, with the interfaces required for operation on the outside, in particular for controlling the actuator and possibly for its own power supply. The power supply can also be provided by a battery or by the energy provided or switched to the actuator, or a combination of these. The self-sufficiency gained in this way ensures simple installation. To do this, the electrical/electronic switching device is usually removed, the functional module is inserted into the exposed installation cavity, the magnet is fixed to the upper part, the cables are disconnected from the switching module and partially connected to the functional module instead, the switching module is then reinserted into the installation cavity and finally the actuating element is plugged onto the upper part of the electrical/electronic switching device.
Zum funktionsmodulseitigen Erkennen, um welche Art von Schaltgerät es sich bei dem installierten elektrischen/elektronischen Schaltgerät handelt, wird bevorzugt eine vorgegebene Betätigung des Schaltgerätes während einer Einrichteroutine durch einen Nutzer durchgeführt. Anhand der zeitaufgelösten Erkennung des Magnetfeldes können Muster erkannt werden, die auf eine bestimmte Schaltgeräteart rückschließen lassen. So verbleibt bei einer einmaligen Betätigung ein Schalter in seiner Stellung, während ein Taster in seine Ursprungsstellung selbstständig zurückkehrt. Wieder anders verhält sich ein Drehknopf. Die dazugehörigen Muster der Veränderung des Magnetfeldes werden mit in dem Funktionsmodul hinterlegten oder über eine externe Datenverbindung zur Verfügung gestellten Mustern verglichen, sodass auf die Schaltgeräteart auf diese Weise vollautomatisch geschlossen werden kann. Auch ist auf diese Weise eine Kalibrierung des Magnetfeldsensors möglich, insbesondere in Bezug auf ein Oberteil, welches mehrkanalig genutzt wird (etwa ein Doppelschalter oder -taster).In order to identify the type of switching device installed in the function module, the switching device is preferably operated in a predetermined manner by a user during a setup routine. The time-resolved detection of the magnetic field can be used to identify patterns that indicate a specific type of switching device. For example, if the switch is operated once, a switch remains in its position, while a button automatically returns to its original position. A rotary knob behaves differently again. The associated patterns of changes in the magnetic field are compared with patterns stored in the function module or made available via an external data connection, so that the type of switching device can be determined fully automatically. This also makes it possible to calibrate the magnetic field sensor, particularly in relation to an upper part that is used on multiple channels (such as a double switch or button).
Der Magnetfeldsensor des Funktionsmoduls erfasst das Magnetfeld bevorzugt dreidimensional, da hierdurch eine besonders einfache und zuverlässige Eindeutigkeit der Stellung des oder der Betätigungselemente, insbesondere auch bei einer Mehrkanaligkeit, erreicht werden kann. Auch werden hierdurch die unterschiedlichen Bewegungen unterschiedlicher Schaltgerätearten erkannt.The magnetic field sensor of the functional module preferably detects the magnetic field in three dimensions, as this makes it possible to achieve particularly simple and reliable unambiguous determination of the position of the actuating element(s), particularly in the case of multiple channels. This also enables the different movements of different types of switching devices to be detected.
Durch die dreidimensionale Erfassung kann auch vorgesehen sein, lediglich einen Magnetfeldsensor zum Betrieb des Funktionsmoduls zu nutzen. So kann auch ein mehrkanaliges Schaltgerät, umfassend eine Mehrzahl an Betätigungselementen, mit nur einem einzelnen Funktionsmodul betrieben werden. Es versteht sich, dass im Falle einer Mehrkanaligkeit die Magnetfelderzeugungseinheit mehrfach vorgesehen sein kann, insbesondere einfach je Betätigungselement beziehungsweise Oberteil.The three-dimensional detection also makes it possible to use just one magnetic field sensor to operate the functional module. In this way, a multi-channel switching device comprising a plurality of actuating elements can be operated with just one single functional module. It goes without saying that in the case of multi-channels, the magnetic field generating unit can be provided multiple times, in particular simply for each actuating element or upper part.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass für jede Aktorart (etwa Leuchten, Steckdosen oder Jalousien) je ein Funktionsmodul vorgesehen ist. Somit ist für ein bestimmtes Funktionsmodul der zu schaltende Aktor bekannt, sodass das Funktionsmodul bezüglich einer Ansteuerung hierauf abgestimmt sein kann. Hierdurch wird der benötigte Speicherplatz innerhalb des Funktionsmoduls reduziert.Preferably, a function module is provided for each type of actuator (such as lights, sockets or blinds). This means that the actuator to be switched is known for a specific function module, so that the function module can be tailored to this in terms of control. This reduces the storage space required within the function module.
Ferner kann vorgesehen sein, dass in dem Funktionsmodul für eine bestimmte Aktorart eine bestimmte aktorartspezifische Funktion implementiert ist, die auf Basis einer Standardbetätigung ausgelegt ist. Beim Auslösen der Funktion wird dann durch das Funktionsmodul die tatsächliche schaltgeräteseitige Betätigungsart in die funktionsseitige Standardbetätigung softwareseitig umgewandelt, wenn diese von der Standardbetätigung abweicht. Als Beispiel: Angenommen, die Funktion ist für einen Taster konzipiert, die Standardbetätigung ist somit diejenige eines Tasters. Wird durch das Funktionsmodul erkannt, dass es sich bei dem elektrischen/elektronischen Schaltgerät tatsächlich um einen Schalter handelt (die tatsächliche Betätigung ist diejenige eines Schalters), wandelt es die Schaltbetätigung intern als Tastersignal um und sendet diese an die aktorartspezifische Funktion zum Ansteuern des Aktors. Auf diese Weise muss nur für eine einzige Betätigungsart die entsprechende Funktion in dem, üblicherweise kompakt ausgeführten Funktionsmodul gespeichert werden, während trotzdem eine Ansteuerung mittels verschiedener Schaltgerätearten möglich ist. Hierdurch wird Speicherplatz gespart. Auch das Updaten der Funktion wird vereinfacht, da weniger Daten übertragen werden müssen.Furthermore, it can be provided that a specific actuator-specific function is implemented in the function module for a specific actuator type, which is designed on the basis of a standard actuation. When the function is triggered, the function module then converts the actual switchgear-side actuation type into the function-side standard actuation in software if this deviates from the standard actuation. As an example: Assume that the function is designed for a button, the standard actuation is therefore that of a button. If the function module recognizes that the electrical/electronic switchgear is actually a switch (the actual actuation is that of a switch), it converts the switching actuation internally into a button signal and sends this to the actuator-specific function to control the actuator. In this way, the corresponding function only needs to be stored in the usually compact function module for a single actuation type, while control using different switchgear types is still possible. This saves storage space. Updating the function is also made easier because less data needs to be transferred.
Besonders bevorzugt weist das Funktionsmodul der erfindungsgemäßen Anordnung einen Dimmaktor zum Dimmen von dimmbaren Lasten, etwa Leuchtmitteln auf. Auf diese Art und Weise kann nicht nur die Funktionalität des Dimmens dimmbarer Lasten realisiert werden, sondern wird dadurch auch ermöglicht, das Dimmen ohne einen Taster (oder mittels eines Drehknopfs) zu verwenden. Damit wird der infrastrukturelle Aufwand erheblich abgesenkt, so dass der Anwender eher dazu angeregt wird, ein erfindungsgemäßes Funktionsmodul zu installieren.The functional module of the arrangement according to the invention particularly preferably has a dimming actuator for dimming dimmable loads, such as lamps. In this way, not only can the functionality of dimming dimmable loads be implemented, but it is also possible to dim the load without a button. (or by means of a rotary knob). This significantly reduces the infrastructural effort, so that the user is more likely to be encouraged to install a functional module according to the invention.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieses, einen Dimmaktor aufweisenden erfindungsgemäßen Funktionsmoduls weist die Schnittstelle maximal einen Anschluss für den Neutralleiter, einen Anschluss für die Phase und einen Anschluss für die zu dimmende Last auf. Eine Verdrahtung des Funktionsmoduls mit dem elektromechanischen Schaltgerät entfällt. Mithin werden lediglich drei statt fünf Kabel (bei einem Zwei-Wege-Dimmer mit einer Taste sogar sechs Kabel) beziehungsweise im Zweidrahtbetrieb zwei statt vier Kabel (bei einem Zwei-Wege-Dimmer mit einer Taste sogar fünf Kabel) benötigt. Hierdurch kann vorteilhafterweise nicht nur der Installationsaufwand abgesenkt, sondern auch ein erheblicher Bauraum in der Installationsdose eingespart werden.According to a particularly preferred development of this functional module according to the invention, which has a dimming actuator, the interface has a maximum of one connection for the neutral conductor, one connection for the phase and one connection for the load to be dimmed. Wiring of the functional module to the electromechanical switching device is not necessary. This means that only three cables are required instead of five (or even six cables for a two-way dimmer with one button) or, in two-wire operation, two cables are required instead of four (or even five cables for a two-way dimmer with one button). This not only reduces the installation effort, but also saves a considerable amount of space in the installation box.
In einer alternativen Weiterbildung des Funktionsmoduls der erfindungsgemäßen Anordnung weist das Funktionsmodul einen Schaltaktor, insbesondere zum Schalten von Steckdosen, auf. Die Steckdose ist üblicherweise eine haushaltsübliche Steckdose zur Versorgung von elektrischen/elektronischen Geräten mit einer Spannung von etwa 110-230V, kann aber auch proprietäre Systeme mit einer Niederspannung umfassen. Da die Stellung des Schaltgerätes magnetisch über den Magnetsensor erfasst wird, entfällt eine aufwendige Verdrahtung des Funktionsmoduls mit dem elektromechanischen Schaltgerät.In an alternative development of the functional module of the arrangement according to the invention, the functional module has a switching actuator, in particular for switching sockets. The socket is usually a standard household socket for supplying electrical/electronic devices with a voltage of around 110-230V, but can also include proprietary systems with a low voltage. Since the position of the switching device is detected magnetically via the magnetic sensor, there is no need for complex wiring of the functional module with the electromechanical switching device.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieses, einen Schaltaktor aufweisenden Funktionsmoduls der erfindungsgemäßen Anordnung weist die Schnittstelle maximal einen Anschluss für den Neutralleiter, einen Anschluss für die Phase und einen Anschluss für die zu schaltende Last auf. Mithin werden lediglich drei statt fünf Kabel benötigt. Hierdurch kann vorteilhafterweise nicht nur der Installationsaufwand abgesenkt, sondern auch ein erheblicher Bauraum in der Installationsdose eingespart werden.According to a particularly preferred development of this functional module of the arrangement according to the invention, which has a switching actuator, the interface has a maximum of one connection for the neutral conductor, one connection for the phase and one connection for the load to be switched. This means that only three cables are required instead of five. This advantageously not only reduces the installation effort, but also saves a considerable amount of space in the installation box.
In einer alternativen Weiterbildung des Funktionsmoduls der erfindungsgemäßen Anordnung weist das Funktionsmodul einen Jalousieaktor zum Steuern von Jalousien auf. Da die Stellung des Schaltgerätes magnetisch über den Magnetsensor erfasst wird, entfällt eine Verdrahtung des Funktionsmoduls mit dem elektromechanischen Schaltgerät.In an alternative development of the functional module of the arrangement according to the invention, the functional module has a blind actuator for controlling blinds. Since the position of the switching device is detected magnetically via the magnetic sensor, there is no need to wire the functional module to the electromechanical switching device.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieses, einen Jalousieaktor aufweisenden Funktionsmoduls der erfindungsgemäßen Anordnung weist die Schnittstelle maximal einen Anschluss für den Neutralleiter, einen Anschluss für die Phase und zwei Anschlüsse für die zu steuernde Last auf. Mithin werden lediglich vier statt sieben Kabel benötigt. Hierdurch kann vorteilhafterweise nicht nur der Installationsaufwand abgesenkt, sondern auch ein erheblicher Bauraum in der Installationsdose eingespart werden.According to a particularly preferred development of this functional module of the arrangement according to the invention, which has a blind actuator, the interface has a maximum of one connection for the neutral conductor, one connection for the phase and two connections for the load to be controlled. This means that only four cables are required instead of seven. This advantageously not only reduces the installation effort, but also saves a considerable amount of space in the installation box.
In einer alternativen Weiterbildung des Funktionsmoduls der erfindungsgemäßen Anordnung weist das Funktionsmodul einen Tastsensor zum Betätigen eines elektrischen Gerätes auf. Da die Stellung des Schaltgerätes beziehungsweise des Betätigungselementes magnetisch über den Magnetsensor erfasst wird, entfällt vorteilhafterweise eine Verdrahtung des Funktionsmoduls mit dem elektromechanischen Schaltgerät.In an alternative development of the functional module of the arrangement according to the invention, the functional module has a touch sensor for actuating an electrical device. Since the position of the switching device or the actuating element is detected magnetically via the magnetic sensor, wiring of the functional module to the electromechanical switching device is advantageously eliminated.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieses, einen Tastsensor aufweisenden erfindungsgemäßen Funktionsmoduls der erfindungsgemäßen Anordnung weist die Schnittstelle maximal einen Anschluss für den Neutralleiter und einen Anschluss für die Phase auf. Mithin werden lediglich zwei statt fünf Kabel benötigt (Anmerkung: Es ist entweder ein Anschluss über den Neutralleiter oder über eine Steuerleitung erforderlich). Hierdurch kann vorteilhafterweise nicht nur der Installationsaufwand abgesenkt, sondern auch ein erheblicher Bauraum in der Installationsdose eingespart werden.According to a particularly preferred development of this functional module of the inventive arrangement, which has a touch sensor, the interface has a maximum of one connection for the neutral conductor and one connection for the phase. Therefore, only two cables are required instead of five (note: either a connection via the neutral conductor or via a control line is required). This advantageously not only reduces the installation effort, but also saves a considerable amount of space in the installation box.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Funktionsmoduls der erfindungsgemäßen Anordnung weist das Funktionsmodul einen Energiespeicher, insbesondere eine Batterie oder ein Akku, zur Energieversorgung auf. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Verdrahtungsaufwand noch weiter reduziert wird, da ein Anschluss an den Neutralleiter und ein Anschluss an die Phase ebenfalls entfallen kann.In a particularly preferred development of the functional module of the arrangement according to the invention, the functional module has an energy storage device, in particular a battery or a rechargeable battery, for supplying energy. This advantageously reduces the wiring effort even further, since a connection to the neutral conductor and a connection to the phase can also be omitted.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Funktionsmoduls der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Magnetfeldsensor ein MEMS-Magnetsensor, auch bekannt als Mikrosystemtechnik (MST)-Sensor. Aufgrund der geringen Größe des MEMS-Magnetsensor kann dieser besonders nahe am Messort platziert werden, wodurch eine höhere räumliche Auflösung im Vergleich zu anderen Magnetfeldsensoren erreicht wird. Zudem ist der MEMS-Magnetsensor besonders kostengünstig und erlaubt eine besonders präzise mehrdimensionale vektorielle Auswertung.In a preferred development of the functional module of the arrangement according to the invention, the magnetic field sensor is a MEMS magnetic sensor, also known as a microsystem technology (MST) sensor. Due to the small size of the MEMS magnetic sensor, it can be placed particularly close to the measuring location, thereby achieving a higher spatial resolution compared to other magnetic field sensors. In addition, the MEMS magnetic sensor is particularly cost-effective and allows particularly precise multi-dimensional vectorial evaluation.
Üblicherweise ist das Funktionsmodul rückwärtig zu dem elektrischen/elektronischen Schaltgerät innerhalb des für das elektrische/elektronische Schaltgerät vorgesehenen Installationshohlraumes, etwa einer Hohlwand- oder Unterputzdose, angeordnet. Für eine eindeutige Ausrichtung bei der Montage ist das Funktionsmodul bezüglich seiner Grundfläche an einen üblichen Installationshohlraum in seinen Außendimensionen angepasst, üblicherweise zumindest über ein Segment, etwa mehr als 180° kreisrund.The functional module is usually arranged at the rear of the electrical/electronic switching device within the installation cavity provided for the electrical/electronic switching device, such as a cavity wall or flush-mounted box. net. To ensure clear alignment during installation, the functional module is adapted in terms of its base area to a standard installation cavity in its external dimensions, usually over at least one segment, approximately more than 180° circular.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bewegen eines Betätigungselementes oder eines Oberteils eines elektrischen/elektronischen Schaltgerätes der Gebäudeinstallationstechnik mit der erfindungsgemäßen Anordnung, umfassend die Schritte:
- - Erzeugen einer abstoßenden oder anziehenden magnetischen Kraft zwischen der Magnetfelderzeugungseinheit und dem Magneten,
- - Bewegen des Betätigungselementes beziehungsweise des Oberteils,
- - Auswerten der erfassten Änderung des Magnetfeldes durch eine Auswerteeinheit, dahingehend, um welche Schaltgeräteart es sich bei dem elektrischen/elektronischen Schaltgerät handelt, insbesondere ob es sich um einen Schalter oder Taster handelt, und welche Stellung des Betätigungselements einnimmt,
- - Ansteuerung eines Aktors durch das Funktionsmodul entsprechend einer vorgegebenen Funktionsweise in Abhängigkeit der Schaltgeräteart und der Stellung des Betätigungselementes.
- - Generating a repulsive or attractive magnetic force between the magnetic field generating unit and the magnet,
- - Moving the actuating element or the upper part,
- - Evaluation of the detected change in the magnetic field by an evaluation unit to determine the type of electrical/electronic switching device, in particular whether it is a switch or a button, and the position of the actuating element,
- - Control of an actuator by the function module according to a specified function depending on the type of switching device and the position of the actuating element.
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand diverser Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:
-
1 : Eine schematische Querschnittsdarstellung der erfindungsgemä-ßen Anordnung, wobei das Funktionsmodul mit der Rückseite des Schaltgerätes gefügt ist, und -
2 : eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen, einen Schaltaktor aufweisenden Funktionsmoduls (rechts) im Vergleich zu einem vorbekannten Funktionsmodul (links), jeweils inklusive angedeuteter Verdrahtung bezüglich des Schaltgeräts beziehungsweise der Magnetfelderzeugungseinheit.
-
1 : A schematic cross-sectional view of the arrangement according to the invention, wherein the functional module is joined to the rear of the switching device, and -
2 : a schematic representation of the functional module according to the invention having a switching actuator (right) in comparison to a previously known functional module (left), in each case including indicated wiring with respect to the switching device or the magnetic field generation unit.
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt beziehungsweise erwähnt.In the various figures, identical parts are always provided with the same reference symbols and are therefore usually named or mentioned only once.
Die mathematische Auswertung des durch den Magnetfeldsensor erfassten Magnetfeldes erfolgt vektoriell, da hierdurch eine besonders einfache und zuverlässige Eindeutigkeit der Stellung des Oberteils O, insbesondere auch bei einer Mehrkanaligkeit, erreicht werden kann. Damit wird durch das erfindungsgemäße Funktionsmodul F erreicht, dass das elektrische/elektronische Schaltgerät S zwar noch als mechanischer Schalter zur Aufnahme einer Wippe dient, dieses elektrische/elektronische Schaltgerät S jedoch keine elektronische Verbindung, also: Verdrahtung, zu dem Funktionsmodul F mehr aufweist. Hierdurch wird der insgesamt zu leistende Verdrahtungsaufwand erheblich reduziert. Ebenfalls wird hierdurch verhindert, dass sich beim Einsetzen des Funktionsmoduls F in die Installationsdose D möglicherweise angeschlossenes Kabelgut löst.The mathematical evaluation of the magnetic field detected by the magnetic field sensor is carried out vectorially, since this makes it possible to achieve a particularly simple and reliable unambiguous determination of the position of the upper part O, particularly in the case of multiple channels. The function module F according to the invention thus ensures that the electrical/electronic switching device S still serves as a mechanical switch for accommodating a rocker, but this electrical/electronic switching device S no longer has an electronic connection, i.e. wiring, to the function module F. This significantly reduces the overall wiring effort required. It also prevents any connected cables from coming loose when the function module F is inserted into the installation box D.
In allen Ausführungsformen kann der Verdrahtungsaufwand mit Blick auf den Anschluss des erfindungsgemäßen Funktionsmoduls F an die Phase L und den Neutralleiter N noch weiter abgesenkt werden, wenn das Funktionsmodul F über einen Energiespeicher, insbesondere eine Batterie, energieversorgt ist.In all embodiments, the wiring effort with regard to the connection of the functional module F according to the invention to the phase L and the neutral conductor N can be reduced even further if the functional module F is supplied with energy via an energy storage device, in particular a battery.
Die Magnetfelderzeugungseinheit M2 wird über eine Steuerleitung M, die von der Schnittstelle des Funktionsmoduls F ausgeht, angesteuert. Die Magnetfelderzeugungseinheit M2 kann vorzugsweise eine PCB-linear Motorkonstruktion oder ein Voice-Coil umfassen, um die erforderliche magnetische Kraft, die auf den Magneten M1 einwirkt, zu erzeugen.The magnetic field generation unit M2 is controlled via a control line M, which originates from the interface of the functional module F. The magnetic field generation unit M2 can preferably comprise a PCB linear motor construction or a voice coil in order to generate the required magnetic force acting on the magnet M1.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten, diese umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen erläutert werden müsste.The invention is described using exemplary embodiments. Without departing from the scope of the applicable claims, a person skilled in the art will be able to come up with numerous other ways of implementing it without this having to be explained in detail in the context of these statements.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- BB
- BetätigungselementActuator
- DD
- InstallationsdoseInstallation box
- EMEM
- EinstellmittelAdjustment means
- FF
- FunktionsmodulFunction module
- GG
- GehäuseHousing
- HH
- Sensorsensor
- KK
- SpreizkralleSpreader claw
- LL
- Phasephase
- MM
- SteuerleitungControl line
- M1M1
- Magnetmagnet
- M2M2
- MagnetfelderzeugungseinheitMagnetic field generation unit
- NN
- NeutralleiterNeutral conductor
- OO
- OberteilTop
- SAS.A.
- SchaltaktorSwitch actuator
- SS
- elektrisches/elektronisches Schaltgerätelectrical/electronic switching device
- TT
- EinbautiefeInstallation depth
- XX
- AusnehmungRecess
- 1-21-2
- SteuerleitungenControl cables
Claims (13)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102023116520.8A DE102023116520B3 (en) | 2023-06-23 | 2023-06-23 | Arrangement of a switching device with a functional module and method |
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ID=91186436
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DE102023116520.8A Active DE102023116520B3 (en) | 2023-06-23 | 2023-06-23 | Arrangement of a switching device with a functional module and method |
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Citations (2)
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AT525242B1 (en) | 2022-01-31 | 2022-12-15 | Insta Gmbh | Function module and method for operating one |
-
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- 2023-06-23 DE DE102023116520.8A patent/DE102023116520B3/en active Active
Patent Citations (2)
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