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Die
Erfindung betrifft eine elektronische Schaltung, welche zumindest
eine lichtemittierende Diode, die als Anzeigeeinheit dient, umfaßt.
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Es
ist bekannt, lichtemittierende Dioden (auch als LED bekannt) an
elektronischen Schaltungen für
das Anzeigen von Betriebszuständen
einzusetzen. Hierzu ist die lichtemittierende Diode mit einer entsprechenden
Schaltung bzw. Stromversorgung verbunden. Üblicherweise wird über eine
als Anzeigeeinheit dienende lichtemittierende Diode ein gewisser
Betriebszustand einer elektronischen Schaltung optisch, zum Beispiel
in unterschiedlichen Farben, angezeigt. Um Betriebsparameter der
elektronischen Schaltung zu verändern,
ist es bekannt, an solchen elektronischen Schaltungen eine entsprechende
Eingabeanordnung, zum Beispiel ein Tastenfeld oder einen Dipschalter
einzusetzen. Es ist auch bekannt, Einstellungen innerhalb des Gerätes vorzunehmen.
Hierzu sind zum Beispiel Jumper auf der Schaltplatine vorgesehen
oder es werden entsprechende Brücken
getrennt. Dadurch besteht natürlich grundsätzlich die
Gefahr, dass bei der Einstellung versehentlich Bauteile beschädigt werden.
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Die
Bauteile für
das Einstellen dieser Parameter sind verhältnismäßig aufwendig und verteuern die
elektronische Schaltung erheblich.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine elektronische Schaltung vorzuschlagen, die mit geringem Aufwand
zu konfigurieren ist.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine elektronische Schaltung wie eingangs beschrieben,
wobei die lichtemittierende Diode als Anzeigeeinheit für die elektronische
Schaltung und als Empfangsdiode dient und eine Auswertschaltung
die von der Empfangsdiode empfangenen Informationen auswertet.
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Die
Erfindung nützt
in geschickter Weise die Tatsache aus, dass eine lichtemittierende
Diode nicht nur als Lichtquelle eingesetzt werden kann, sondern auch
als Fotodiode, Sensor oder Empfänger
einsetzbar ist. Die elektronische Schaltung, die oftmals zum Beispiel
als Steuerungsschaltung oder ähnlichem Verwendung
findet, besitzt eine Auswertschaltung, mit deren Hilfe die von der
Empfangsdiode empfangenen Informationen ausgewertet werden. Mit
Hilfe der Erfindung wird somit zumindest eine unidirektionale Kommunikation
zu der elektronischen Schaltung hin eingerichtet, ohne hierfür weitere
Bauteile zu benöti gen.
Dabei ist die Auswertschaltung zum Beispiel als Teil eines Microcontrollers
oder Microprozessors bauteilmäßig realisiert,
hierfür
ist dann nur ein entsprechender Auswertalgorithmus notwendig. Auf
zusätzliche
Bauteile, wie im Stand der Technik für Einstellzwecke bekannt, kann
nach der Erfindung verzichtet werden; daher reduziert sich der bauteilmäßige Anteil
für solche
erfindungsgemäßen Schaltungen erheblich.
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Die
sich ergebenden Vorteile aus der Erfindung sind erheblich. So ist
zunächst
kein Öffnen
des Gehäuses
der erfindungsgemäßen Schaltung
notwendig, um Einstellungen an der Schaltung vorzunehmen. Eine Beschädigung der
Schaltung aufgrund dieser im Stand der Technik bekannten Einstellvorgänge wird
sicher vermieden.
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Der
Einsatzbereich der erfindungsgemäßen elektronischen
Schaltung ist oftmals im Feld und unter rauhen Einsatzbedingungen,
weswegen die Verwendung von Wasser- und/oder staubdichten Gehäusen bevorzugt
ist. Für
Einstellzwecke sind gemäß der Erfindung
jetzt keine aufwendigen dichten Schalter oder Taster mehr notwendig,
die Übertragung
der Informationen zur Schaltung hin erfolgt durch eine transparente
Wand. Die oftmals sehr teuren dichten Schalter werden eingespart.
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Das
kontaktlose Bedienen bietet auch einen erheblichen Schutz vor elektrischem
Schlag. Die Vermeidung von mechanischen Elementen wie mechanisch
betätigbaren
Tastern und so weiter erhöht
die Zuverlässigkeit
und Einsetzbarkeit des die erfindungsgemäße elektronische Schaltung
umfassenden elektrischen oder elektronischen Gerätes. Die Bedienung, also das
Bedienfeld, ist nicht mehr an der elektronischen Schaltung vorgesehen
und ist daher auch nicht den Umweltbedingungen des Produktes ausgesetzt.
Die Bedienung wird zum Beispiel durch das Wartungspersonal mitgenommen
und steht daher für
eine Vielzahl von elektronischen Schaltungen zur Verfügung.
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Da
offensichtlich an der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung
keine Einstellmöglichkeiten mehr
vorgesehen sind, ist auch ein unbeabsichtigtes oder fehlerhaftes
(zum Beispiel unsachgemäßes) Einstellen
der elektronischen Schaltung ausgeschlossen, was natürlich auch
die Zuverlässigkeit
der elektronischen Schaltung erheblich erhöht.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass während des
Betriebes der lichtemittierenden Diode als Anzeigeeinheit die lichtemittierende
Diode als Empfangsdiode Informationen empfängt. In diesem Anwendungsfall
wird die lichtemittierende Diode gleichzeitig als Anzeigeeinheit
und als Empfangsdiode verwendet.
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In
einer anderen erfindungsgemäßen Variante
ist vorgesehen, dass die lichtemittierende Diode als Empfangsdiode
Informationen in einem Zeitintervall empfängt, in welchem kein Betrieb
der lichtemittierenden Diode als Anzeigeneinheit erfolgt. Dieser Anwendungsfall
ist sehr variabel gestaltbar. Zunächst zum Beispiel ist es möglich, dass
die als Anzeigeeinheit eingesetzte lichtemittierende Diode blinkt
und in den Zeitintervallen, in welchen die Diode kein Licht emittiert,
als Empfangsdiode bereitsteht. Geschickterweise wird dann die Information
in einem deutlich kürzeren
Zeitfenster übermittelt
als das Zeitfenster, in welchem die Anzeigeeinheit ausgeschaltet ist.
Hierdurch wird sichergestellt, dass die Auswertschaltung mit ausreichender
Sicherheit erkennt, dass Informationen übertragen werden. Die Auswertschaltung
schaltet dann gegebenenfalls die Anzeigeeinheit vollständig aus,
so dass die lichtemittierende Diode nur als Empfangsdiode Verwendung
finden kann und, nachdem die Informationen vollständig übertragen,
evaluiert und geprüft
sind, schaltet die Auswertschaltung die Anzeigeeinheit wieder in
Gang.
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In
einem anderen Anwendungsfall nach der Erfindung ist vorgesehen,
dass nach dem Starten beziehungsweise Einschalten der Schaltung,
also während
einer Initialisierungssequenz die lichtemittierende Diode als Empfangsdiode
Verwendung findet, um die elektronische Schaltung mit entsprechenden
Informationen, zum Beispiel Konfigurationsinformationen, zu versorgen.
Nach einer entsprechenden Zeitspanne, zum Beispiel von einer oder
zwei Minute/n, schaltet dann die Anordnung insgesamt in den Anzeigemodus,
das heißt,
die lichtemittierende Diode ignoriert alle empfangenen Informationen
und wird ausschließlich
als Anzeigeeinheit eingesetzt.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Variante
ist vorgesehen, dass als lichtemittierende Diode eine Diode Verwendung
findet, die bei zwei unterschiedlichen Wellenlängen einsetzbar ist. So wird zum
Beispiel für
die Empfangsdiode Licht einer kürzeren
Wellenlänge,
zum Beispiel blaues Licht, eingesetzt. Für den Teil, bei welchem die
lichtemittierende Diode als Anzeigeeinheit eingesetzt wird, wird
eine größere Wellenlänge, zum
Beispiel ein rotes Licht verwendet. Es ist aber auch möglich, über Dioden, die
in zwei verschiedenen Wellenlängen
betrieben werden können,
auch zwei unterschiedliche Ansprechkanäle über die Empfangsdiode zu einer
elektronischen Schaltung zu realisieren. Solche Dioden sind bekannt,
sie vereinigen also die Verwendung zweier verschiedener Wellenlängen in
einem gemeinsamen Gehäuse
und weisen dann gegebenenfalls auch vier statt zwei Anschlüsse auf,
sind aber im Übrigen
in gleicher Weise von der Erfindung umfasst.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass als
Information eine Konfigurationsinformation für die elektronische Schaltung
vorgesehen ist. Je nach Einsatzbereich der elektronischen Schaltung
ist es oftmals wünschenswert,
die Parameter der elektronischen Schaltung im Betrieb oder vor Inbetriebnahme
einzustellen. Diese Konfiguration hat dabei oftmals nur einmal oder
einige wenige Male an der elektronischen Schaltung zu erfolgen, weswegen
diese Konfiguration auch in einem beschriebenen Anwendungsfall nur
in einem kurzen Zeitintervall nach dem Einschalten der elektronischen
Schaltung möglich
ist. So findet die Erfindung zum Beispiel Verwendung bei elektronischen
Schaltungen, die als Steuerungsschaltungen ausgeführt sind,
deren Parameter durch Konfigurationsinformationen einstellbar sind.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Auswertschaltung als Microcontroller beziehungsweise Microprozessor
oder mit einem Microcontroller beziehungsweise Microprozessor realisiert
ist. Die erfindungsgemäße elektronische
Schaltung umfasst oftmals noch eine Vielzahl weiterer Funktionalitäten und
weist oftmals bereits einen Microcontroller oder Microprozessor
zur Erfüllung
der zugeordneten Steuerungsaufgaben auf. Daher ist es möglich, die
Auswertschaltung in dem schaltungsbedingt sowieso bereits vorhandenen
Microcontroller oder Microprozessor mit zu realisieren, das heißt, in diesen
Bauelementen einen gewissen Ablaufbereich vorzusehen, in welchem
dann die Auswertschaltung realisiert wird.
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Dies
schließt
natürlich
nicht aus, dass die Auswertschaltung selber in einem eigenständigen Microcontroller
oder eigenem Microprozessor realisierbar ist beziehungsweise die
Aufgaben der Auswertschaltung auf ein separates, diskretes Bauteil ausgesiedelt
sind. Auch solche Lösungen
gehören zur
Erfindung.
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Die
Erfindung wird vorzugsweise in einer als Laderegler ausgebildeten
elektronischen Schaltung realisiert. Insbesondere sind auch Solarladeregler
erfindungsgemäß ausgestattet.
Auf diese Anwendungsfälle
ist die Erfindung aber in keinster Weise beschränkt. Sie ist überall dort
einsetzbar, wo eine unidirektionale Kommunikation vorzusehen ist,
um zum Beispiel eine entsprechende elektronische Schaltung, unabhängig von
ihrem konkreten Anwendungsbereich, zum Beispiel mit Konfigurationsinformationen
oder sonstigen Informationen zu versorgen.
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Geschickterweise
wird in einer erfindungsgemäßen Variante
vorgesehen, dass die Auswertschaltung nur innerhalb eines Konfigurationszeitintervalles Informationen
auswertet. So ist es zum Beispiel möglich, beim Starten oder Inbetriebnehmen
der elektronischen Schaltung, das Konfigurationszeitintervall vorzusehen
und in dieser Zeit auch die Auswertschaltung einzusetzen. In der übrigen Betriebszeit,
die unter Umständen
sehr viel größer ist
als das Konfigurationszeitintervall, wird die Auswertschaltung totgestellt
und nicht benutzt.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass eine
im sichtbaren Spektralbereich einsetzbare, lichtemittierende Diode
vorgesehen ist. Die lichtemittierende Diode wird bestimmungsgemäß auch als
Anzeigeeinheit verwendet, die von ihr abgegebenen Informationen
sind natürlich sichtbar,
wodurch sich dieser Spektralbereich anbietet. Die Erfindung ist
aber hierauf in keinster Weise begrenzt, es können auch im infraroten oder
ultravioletten Spektralbereich betriebene lichtemittierende Dioden
Verwendung finden, die für
die Übermittlung von
Informationen in diesem Spektralbereich sensitiv sind.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen,
dass die Schaltung ein Sendemodul umfasst und die lichtemittierende Diode
als Sendediode die von dem Sendemodul erhaltene Informationen absendet.
Die Erfindung erlaubt es daher, nicht nur eine unidirektionale Kommunikation
zwischen einer Fernsteuerung und der Schaltung herzustellen, sondern
auch eine bidirektionale Kommunikation, also eine Übermittlung
von Informationen (zum Beispiel Ladezustand, Fehlerprotokolle und
so weiter) von der Schaltung zu einem von der Schaltung entfernten
Empfänger.
Dieser ist optional im gleichen Gerät integriert wie die Fernsteuerung
oder hiervon getrennt, hier ist die Erfindung nicht festgelegt.
Durch diese erfindungsgemäße Variante
ist ein Auslesen der elektronischen Schaltung, zum Beispiel für Archivierungs-
oder Wartungszwecke möglich.
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Geschickterweise
ist vorgesehen, dass während
des Betriebes der lichtemittierenden Diode als Anzeigeeinheit die
lichtemittierende Diode auch als Sendeeinheit Informationen absendet.
Alternativ hierzu ist es möglich,
dass die lichtemittierende Diode als Sendediode Informationen in
einem Zeitintervall absendet, in welchem kein Betrieb der lichtemittierenden
Diode als Anzeigeeinheit erfolgt. Die abzusendenden Informationen
werden dabei entweder auf den normalen Betriebszustand als Anzeigeeinheit
aufmoduliert oder aber in Betriebspausen der Anzeigeeinheit abgesandt,
um hierdurch nicht gestört
zu sein. Auch diesbezüglich
ist die Erfindung sehr variabel und flexibel einsetzbar.
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Des
Weiteren umfasst die Erfindung auch eine fernsteuerbare Schaltungsanordnung,
welche aus einer Informationen absendenden Fernsteuereinheit und
einer elektronischen Schaltung wie vorbeschrieben besteht.
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Die
Vorteile dieser ebenfalls von der Erfindung umfassten, fernsteuerbaren
Schaltungsanordnung sind erheblich, da mit nur einer Fernsteuereinheit
eine Vielzahl von identisch aufgebauten, elektronischen Schaltungen
bedienbar ist, ohne an jeder einzelnen elektronischen Schaltung
ein entsprechend aufwendiges Bedienfeld und so weiter vorzusehen.
Klassischerweise besitzt die Erfindung natürlich auch den Vorzug, dass
die elektronische Schaltung auch mit einer gewissen Entfernung zwischen der
Fernsteuereinheit und der elektronischen Schaltung steuerbar ist.
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In
einer erfindungsgemäßen Variante
der fernsteuerbaren Schaltungsanordnung ist vorgesehen, dass die übermittelte
Information mit einer Startsequenz beginnt und mit einer Schlusssequenz
endet. Dabei wird bevorzugt die Auswertschaltung nur innerhalb eines
Konfigurationszeitintervalles eingesetzt, um am Eingang der Empfangsdiode
die entsprechende Startsequenz zu erhalten und dann die übermittelten
Informationen auszuwerten und zu evaluieren. Durch eine solche Vorgehensweise
stellt die Erfindung sicher, dass die elektronische Schaltung nicht
aus Versehen oder durch falsche Signale beeinflusst oder verstellt
wird. Außerhalb
des Konfigurationszeitintervalles ist in der erfindungsgemäßen Variante
vorgesehen, dass die Auswertschaltung nicht aktiv wird, auch wenn
dann eine entspechende Startsequenz eingeht.
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Die übermittelte
Information umfasst indes, neben der einleitenden Startsequenz und
der abschließenden
Schlusssequenz, noch weitere Informationsteile. So ist zum Beispiel
vorgesehen, dass gleich nach der Startsequenz eine Transmitteridentifikation übermittelt
wird, durch welche zum Beispiel die eingesetzte Fernsteuereinheit
identifizierbar ist und somit Rückschluss
gezogen werden kann auf den Benutzer, der die entspechende Einstellung
an der elektronischen Schaltung mit Hilfe der ihm zugeordneten Fernsteuereinheit
vorgenommen hat. Es erfolgen dann die entsprechenden Konfigurationsinformationen,
die auf spezielle Steuerungsinhalte der elektronischen Schaltung
Einfluss nehmen.
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Zu
Sicheheitszwecken wird am Ende der Konfigurationsinformation und/oder
der Transmitteridentifikation eine Prüfinformation oder eine Prüfsumme übermittelt,
mit deren Hilfe die Auswertschaltung die Richtigkeit der übermittelten
Informationen evaluieren kann. Dies setzt natürlich voraus, dass der zur Erstellung
der Prüfinformationen
beziehungsweise Prüfsumme
verwendete Algorithmus hinreichend geheim ist und die Auswertschaltung
diese Prüfsumme oder
Prüfinformation
erzeugen kann.
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Durch
die Übermittlung
der Schlusssequenz wird gegebenenfalls die Auswertschaltung in ihrer Funktionalität abgeschaltet.
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Es
gehört
zu einem Vorzug der Erfindung, dass die in der Schaltung vorgesehene
lichtemittierende Diode durch den erfindungs gemäßen Vorschlag eine zweite Verwendung
erfährt. Üblicherweise
wird mit Hilfe der lichtemittierenden Diode der Betriebszustand
der elektronischen Schaltung (zum Beispiel ein/aus oder Standby
usw.) angezeigt. Durch den zweiten Verwendungszweck ist es möglich, eine
sehr komfortable Konfiguration der elektronischen Schaltung ohne
zusätzlichen
bauteilmäßigen Aufwand
zu realisieren. Die Erfindung sieht aber auch vor, dass die Schaltung
eine erfolgreiche oder fehlerhafte Informationsübertragung anzeigt. Dieser Rückfluss
an Informationen erfolgt dabei wieder rein optisch, visuell und
kann insbesondere mit der sowieso bereits vorhandenen lichtemittierenden
Diode erfolgen. Somit wird dieser Diode in einer erfindungsgemäßen Variante
eine dritte Funktion zugeordnet. So kann zum Beispiel bei einer
fehlerhaften Informationsübertragung
ein Blinken erfolgen, und die Auswertschaltung bleibt nach wie vor
aktiv, das heißt, eine
erneute Datenübertragung
ist möglich,
da die übermittelten
Informationen von der Auswertschaltung entsprechend verarbeitet
werden. Ein kurzzeitiges Blinken oder ein Blinken mit einer deutlich
anderen Frequenz zeigt eine erfolgreiche Informationsübertragung
an.
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In
der einzigen Figur ist die Erfindung in einem Blockschaltbild schematisch
dargestellt.
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Die
erfindungsgemäße elektronische
Schaltung 7 ist in der einzigen Figur schematisch dargestellt.
Dabei ist zu beachten, dass natürlich
die erfindungsgemäße Schaltung 7 noch
eine große
Anzahl weiterer Baugruppen und Schaltungsteile zu umfassen vermag,
dies hängt
von dem jeweiligen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Schaltung
ab.
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Es
ist bekannt, eine lichtemittierende Diode 1 als Anzeigeeinheit 10 zu
verwenden. Dies ist in dem Schaltbild im linken oberen Bereich gezeigt.
So ist in dem Schaltkreis 12 die schematische Anordnung
für eine
Anzeigeeinheit 10 vorgesehen. Die Anzeigeeinheit 10 ist
als lichtemittierende Diode 1 ausgeführt, mit einer Stromquelle 4 wird
diese mit Energie versorgt, ein optional vorgesehener Schalter 5 schaltet die
Anzeigeeinheit 10 bei Bedarf ein oder aus. Je nach Schalterstellung
des Schalters 5 wird eine sichtbare Information, ein entsprechendes
Licht (Pfeile 3) abgestrahlt. Erfindungsgemäß wird mit
Hilfe der lichtemittierten Diode 1 aber auch eine Empfangsdiode 11 realisiert,
dies ist in dem unteren Schaltkreis 13 dargestellt. Hierbei
ist die als Empfangsdiode 11 eingesetzte lichtemittierende
Diode 1 an Eingänge 62, 63 einer
Auswertschaltung 6 angeschlossen. Die zu empfangende Information
wird als elektromagnetische Strahlung 2 von der, als Empfangsdiode 11 eingesetzten,
lichtemittierende Diode 1 aufgenommen. Diese erzeugt einen
der Information entsprechenden Fotostrom, der in geeigneter Weise
in der Auswertschaltung 6 ausgewertet wird. Die Auswertschaltung 6 ist
dabei zum Beispiel als Microcontroller oder Microprozessor ausgeführt; dieser
Microcontroller oder Microprozessor hat gegebenenfalls nur die Aufgabe, die über die
Empfangsdiode 11 eingegangenen Informationen auszuwerten
oder aber er erfüllt
diese Aufgabe als Teilaufgabe neben anderen Aufgaben, zum Beispiel
im Rahmen einer komplexen elektronischen teuerung.
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Die
Auswertschaltung wertet die über
die Empfangsdiode 11 eingegangenen Informationen aus, evaluiert
sie und stellt dann, zum Beispiel an den beiden ausgangsseitig angeordneten
Verbindungsleitungen 60, 61, entsprechende Parametersignale zur
Verfügung,
die in der elektronischen Schaltung zum Beispiel für Konfigurationszwecke
eingesetzt werden.
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Die
jetzt mit der Anmeldung und später
eingereichten Ansprüche
sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
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Sollte
sich hier bei näherer
Prüfung,
insbesondere auch des einschlägigen
Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal
für das
Ziel der Erfindung zwar günstig,
nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon
jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere
im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.
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Die
in den abhängigen
Ansprüchen
angeführten
Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches
durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind
diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,
gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale,
die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im
Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel
zur Abgrenzung vom Stand der Technik, beansprucht werden.
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Merkmale,
die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale
aus Ansprüchen,
die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung
vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar
auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen
erwähnt wurden
beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders
günstige
Ergebnisse erreichen.