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Die Erfindung betrifft eine Schließeinrichtung mit mindestens einem elektronischen Verbraucher, insbesondere einer Steuereinrichtung.
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Es ist bereits bekannt, Schließeinrichtungen wie beispielsweise Schließzylinder für Türen mit elektrischen Komponenten zu versehen, die zum Beispiel eine Benutzeridentifikation im Sinne einer Zutrittskontrolle ausführen können. Nachteilig an den bekannten Systemen ist der verhältnismäßig große elektrische Energiebedarf der elektronischen Komponenten, so dass die bekannten Systeme bei Batteriebetrieb nur eine verhältnismäßig geringe Betriebsdauer bieten.
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Es sind ferner Ansätze bekannt, bei denen an der Schließeinrichtung ein elektromechanisches Schaltglied, wie beispielsweise ein Taster, vorgesehen ist, der zunächst durch eine Person betätigt werden muss, bevor die Schließeinrichtung beziehungsweise eine darin enthaltene Elektronik aus einem Energiesparzustand in einen regulären Betriebszustand versetzt wird. Diese Systeme weisen zwar einen verringerten mittleren Energieverbrauch auf, erfordern jedoch eine verhältnismäßig umständliche Bedienung.
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Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schließeinrichtung dahingehend zu verbessern, dass ein geringerer mittlerer Energieverbrauch und gleichzeitig eine einfachere und komfortablere Handhabbarkeit gegeben sind.
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Diese Aufgabe wird bei der Schließeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Steuerschaltung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, den elektronischen Verbraucher in Abhängigkeit eines magnetischen Feldes von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand zu versetzen.
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Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine Steuerschaltung zur Erkennung einer Betriebssituation, die ein Aktivieren der Steuereinrichtung der Schließeinrichtung, beispielsweise aus einem Energiesparzustand heraus, erfordert, besonders stromsparend ausgebildet werden kann, wenn sie ein magnetisches Feld bzw. eine zeitliche Änderung des magnetischen Felds als Auswertungsprinzip verwendet.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuerschaltung dazu ausgebildet ist, ein magnetisches Feld und/oder eine zeitliche Änderung des magnetischen Feldes, insbesondere im Bereich der Schließeinrichtung, zu erfassen.
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Insbesondere kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Steuerschaltung mindestens einen magnetischen Sensor zur Erfassung des magnetischen Felds aufweist. Mittels des mindestens einen magnetischen Sensors kann das magnetische Feld und/oder die zeitliche Änderung des magnetischen Feldes besonders genau ermittelt werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung nutzt der magnetische Sensor den Effekt eines Riesenmagnetowiderstands, GMR, aus, ist also als magnetischer Sensor des GMR-Typs ausgebildet. Insbesondere kann in einem Betriebszustand, in welchem in einer Umgebung des magnetischen Sensors im Wesentlichen kein Magnetfeld vorhanden ist, ein besonders niedriger Stromverbrauch des magnetischen Sensors ermöglicht werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Schließeinrichtung (vorzugsweise) mittels einer Batterie betrieben wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Schließeinrichtung weist diese zwei zueinander relativ bewegbare, insbesondere drehbare, Komponenten, auf. Dabei ist der magnetische Sensor in einer ersten der beiden Komponenten und wenigstens ein Permanentmagnet in einer zweiten der beiden Komponenten angeordnet. Dadurch kann eine Relativbewegung der beiden Komponenten besonders genau, einfach und kostengünstig ermittelt werden.
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Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Schließeinrichtung einen Schließzylinder und ein relativ zu dem Schließzylinder bewegbares, insbesondere drehbares, Betätigungselement, z. B. einen Knauf, auf, wobei der magnetische Sensor in dem Betätigungselement und der wenigstens eine Permanentmagnet in dem Schließzylinder angeordnet ist. Dadurch kann ein in der Schließeinrichtung vorhandener Bauraum besonders gut genutzt werden, wobei Kosten gespart werden können.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Schließeinrichtung sind zwei magnetische Sensoren vorgesehen, welche radial versetzt um eine Drehachse des Betätigungselements angeordnet sind. Dadurch kann auf besonders einfache Weise ein aktueller Drehwinkel des Betätigungselements relativ zu dem Schließzylinder zumindest in etwa ermittelt werden. Insbesondere können mittels der zwei magnetischen Sensoren unerwünschte Zwischenzustände der Steuerschaltung (und damit des elektronischen Verbrauchers) vermieden werden, wodurch der Betrieb der Schließeinrichtung verbessert wird.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der elektronische Verbraucher durch mindestens einen Abschnitt eines Mikrokontrollers charakterisiert ist, und dass der mindestens eine magnetische Sensor mittelbar oder unmittelbar an einen, vorzugsweise flankengetriggerten, jeweiligen Eingang des Mikrocontrollers geschaltet ist, wobei der jeweilige flankengetriggerte Eingang dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Abschnitt des Mikrokontrollers von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand (oder gegebenenfalls umgekehrt) zu versetzen. Dadurch kann in einem Ruhezustand der Schließeinrichtung vorteilhaft Strom gespart und die Lebensdauer einer Batterie entsprechend verlängert werden. Der besagte mindestens eine Abschnitt des Mikrocontrollers kann beispielsweise eine erste Teilschaltung des Mikrocontrollers umfassen, welche dauernd an ein Betriebsspannungspotenzial geschaltet ist. Vorzugsweise charakterisiert die erste Teilschaltung zumindest einen Teil der erfindungsgemäßen Steuerschaltung, welche in dem zweiten Betriebszustand übrige Teilschaltungen des Mikrocontrollers an das Betriebsspannungspotenzial anschalten (und/oder gegebenenfalls von dem Betriebsspannungspotenzial abschalten) kann und diese somit ebenfalls in einen zweiten Betriebszustand versetzen kann. Dadurch wiederum können auch weitere elektronische Schaltungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung bzw. Schließeinrichtung in einen zweiten Betriebszustand versetzt werden. Somit charakterisiert der weiter oben beschriebene ”elektronische Verbraucher” nicht zwingend ein bestimmtes Element oder einen bestimmten Schaltungsteil der erfindungsgemäßen Schließeinrichtung.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Schließeinrichtung werden die besagten übrigen Teilschaltungen des Mikrocontrollers nicht an das Betriebsspannungspotenzial angeschaltet bzw. davon abgeschaltet, sondern sind dauernd an das Betriebsspannungspotenzial geschaltet und werden lediglich aktiviert bzw. deaktiviert. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass ein die übrigen Teilschaltungen steuerndes Taktsignal angeschaltet bzw. abgeschaltet wird, wodurch ebenfalls ein Ruhezustand bzw. ein Energiesparzustand ermöglicht werden kann.
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In einer Ausgestaltung der Schließeinrichtung sind zwei magnetische Sensoren und mindestens eine bistabile Kippschaltung, Flipflop vorgesehen. Dabei kann ein erster der magnetischen Sensoren das Flipflop in einen ersten Zustand steuern, und ein zweiter der magnetischen Sensoren kann das Flipflop in einen zweiten, zu dem ersten Zustand inversen Zustand steuern. Dabei ist mindestens ein Ausgang des Flipflops an einen jeweiligen flankengetriggerten Eingang des Mikrocontrollers und/oder an einen Eingang des mindestens einen magnetischen Sensors geschaltet. Vorzugsweise ist der Eingang des magnetischen Sensors ein Eingang für ein Betriebsspannungspotenzial (”VCC”) oder für ein Bezugspotenzial wie beispielsweise ein Massepotenzial (”GND”). Mittels des Flipflops kann auf besonders einfache und stromsparende Weise der Mikrocontroller sozusagen ”geweckt” werden, und zugleich kann der mindestens eine magnetische Sensor aktiviert bzw. deaktiviert werden, wodurch ebenfalls Strom gespart werden kann.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine magnetische Sensor mittels eines jeweiligen Ausgangs des Mikrocontrollers an das Betriebsspannungspotenzial und/oder an das Bezugspotenzial schaltbar ist. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn das oben beschriebene Flipflop nicht vorhanden ist.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Flipflop ein RS-Flipflop. Dieses weist vorzugsweise nur zwei digitale Gatter auf und kann somit besonders einfach, bauraumsparend und stromsparend realisiert werden.
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Bei weiteren Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Mikrocontroller in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebszustand der Schließeinrichtung in den ersten Betriebszustand (also vorzugsweise in den oben beschriebenen Ruhezustand bzw. Energiesparzustand) geschaltet werden kann. Alternativ oder ergänzend kann dann, wenn sich ein Betriebszustand der Schließeinrichtung nicht ändert, der Mikrocontroller nach Ablauf einer Wartezeit in den ersten Betriebszustand versetzt werden.
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Bei weiteren Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Mikrocontroller ergänzend oder alternativ mittels sonstiger Verfahren von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand versetzt werden kann.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schließeinrichtung;
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2 schematisch eine Schaltungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform einer Steuerschaltung für die Schließeinrichtung gemäß 1;
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3 schematisch eine Schaltungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Steuerschaltung;
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4 schematisch eine Schaltungsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der Steuerschaltung; und
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5 schematisch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schließeinrichtung.
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1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer als sog. Knaufzylinder ausgebildeten Schließeinrichtung 100, die über einen Schließzylinder 102 und einen mit dem Schließzylinder 102 in an sich bekannter Weise mechanisch gekoppelten Knauf verfügt, der als Betätigungselement 104 für den Schließzylinder 102 dient. Die Schließeinrichtung 100 kann beispielsweise in ein Einsteckschloss für eine Tür (nicht gezeigt) eingebaut und für eine Verriegelung beziehungsweise Entriegelung der Tür verwendet werden. In einer Ausführungsform der Schließeinrichtung 100 ist ein Gehäuse des Betätigungselements 104 zumindest teilweise (”Knaufkappe”) aus Edelstahl gefertigt.
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Die Schließeinrichtung 100 verfügt über mindestens einen elektronischen Verbraucher, welcher vorliegend eine elektronische Steuereinrichtung 110 umfasst. Die Steuereinrichtung 110 kann beispielsweise eine oder mehrere elektronische Komponenten aufweisen, die einen Betrieb der Schließeinrichtung 100 steuern. Besonders bevorzugt weist die Steuereinrichtung 110 einen in 1 nicht abgebildeten Mikrocontroller oder eine sonstige Recheneinheit auf, die z. B. Betriebsabläufe der Schließeinrichtung 100 steuern beziehungsweise regeln kann.
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Die Schließeinrichtung 100 verfügt ferner bevorzugt über eine Kommunikationsschnittstelle, vorliegend z. B. ein RFID-Lesegerät 106a, das in an sich bekannter Weise eine Datenverbindung mit einem kompatiblen RFID-Transponder 106b aufbauen und von diesem Informationen, beispielsweise Identifikationsdaten eines Benutzers, erhalten kann. Über diese RFID-Schnittstelle 106a, 106b können die in dem RFID-Transponder 106b enthaltenen Informationen in an sich bekannter Weise drahtlos an die Steuereinrichtung 110 übermittelt werden. Die Steuereinrichtung 110 kann nach dem Erhalt entsprechender Identifikationsdaten des RFID-Transponders 106b beispielsweise eine Zutrittskontrollfunktion ausführen, die die soeben empfangenen Identifikationsdaten mit einer Liste von gespeicherten, zulässigen Identifikationsdaten berechtigter Nutzer abgleicht. Sofern der RFID-Transponder 106b als berechtigter Transponder erkannt wird, kann die Steuereinrichtung 110 über eine Aktorik (nicht gezeigt) ein Schließglied des Schließzylinders 102 ansteuern beziehungsweise eine Kupplung, welche eine mechanische Kopplung zwischen dem Betätigungselement 104 und dem Schließglied aktiviert und/oder deaktiviert.
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Alternativ oder ergänzend zu einer RFID-basierten Kommunikation können z. B. auch Systeme mit kapazitiver Datenübertragung und/oder allgemeine Funksysteme und/oder optische Kommunikationssystem vorgesehen sein, die beispielsweise modulierte Infrarotsignale verwenden.
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Die elektrische Energieversorgung der Komponenten 106a, 110 ist durch eine Batterie 125 gewährleistet, die vorliegend ebenfalls in ein Gehäuse des Betätigungselements 104, also beispielsweise in den Knauf der Schließeinrichtung 100 (”Knaufzylinder”), integriert ist.
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Damit die Steuereinrichtung 110 und ihr integrierter Mikrocontroller sowie der RFID-Leser 106a und gegebenenfalls weitere elektronische Verbraucher (nicht gezeigt) der Schließeinrichtung 100 nicht permanent aktiviert sein müssen, wodurch sie unnötig die Batterie 125 belasten würden, ist erfindungsgemäß eine Steuerschaltung 120 vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, die Steuereinrichtung 110, vorzugsweise jedoch auch die weiteren elektronischen Verbraucher 106a, wahlweise in einen ersten beziehungsweise einen zweiten Betriebszustand oder auch weitere Betriebszustände zu versetzen. Bei dem ersten Betriebszustand handelt es sich bevorzugt um einen Energiesparzustand, in dem die elektronischen Verbraucher eine verhältnismäßig geringe Leistungsaufnahme aufweisen.
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Beispielsweise kann bei Verwendung eines Mikrocontrollers in der Steuereinrichtung 110 eine bereits in den Mikrocontroller integrierte Energiesparfunktion dahingehend genutzt werden, dass der Mikrocontroller sich selbst bzw. wenigstens eine seiner Funktionskomponenten bei Nichtgebrauch beziehungsweise längerer Inaktivität des RFID-Lesers 106a usw. in den Energiesparzustand versetzt. Dieser Mechanismus ist an sich bekannt.
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Die erfindungsgemäße Steuerschaltung 120 dient vorteilhaft dazu, den Mikrocontroller beziehungsweise die gesamte Steuereinrichtung 110 sowie gegebenenfalls die weiteren elektronischen Komponenten 106a aus dem Energiesparzustand wieder in einen regulären Betriebszustand zu versetzen, wenn eine reguläre Funktionsweise der Steuereinrichtung 110 erforderlich ist.
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Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn sich ein Benutzer mit seinem RFID-Transponder 106b dem Betätigungselement 104 nähert und eine Datenübertragung zwischen dem RFID-Transponder 106b und dem RFID-Lesegerät 106a sowie eine nachfolgende Auswertung durch die Steuereinrichtung 110 erfolgen soll.
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Weiterhin sind erfindungsgemäß ein erster magnetischer Sensor 122 sowie optional ein zweiter magnetischer Sensor 124 vorgesehen. Die beiden magnetischen Sensoren 122 und 124 sind radial versetzt um eine Drehachse A des Betätigungselements 104 angeordnet.
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Der erste und/oder der zweite magnetische Sensor 122 und 124 kann unmittelbar an der Steuerschaltung 120 angeordnet sein, also mit der Steuerschaltung 120 eine Baugruppe bzw. Schaltungsanordnung 200a, 200b oder 200c bilden, vergleiche weiter unten die 2 bis 4. Alternativ kann der erste und/oder der zweite magnetische Sensor 122 und 124 getrennt von der Steuerschaltung 120 in dem Betätigungselement 104 angeordnet sein, wobei eine entsprechende Anzahl von elektrischen Leitungen zwischen der Steuerschaltung 120 und dem ersten und dem zweiten magnetischen Sensor 122 und 124 vorhanden ist.
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Insbesondere weist die Schließeinrichtung 100 zwei zueinander relativ bewegbare, insbesondere drehbare, Komponenten 102 und 104 auf, wobei der erste und der zweite magnetische Sensor 122 und 124 in einer ersten 104 der beiden Komponenten, also vorliegend in dem Betätigungselement 104, und wenigstens ein Permanentmagnet 130 in einer zweiten 102 der beiden Komponenten, also vorliegend in dem Schließzylinder 102, angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist die Steuerschaltung 120 dazu ausgebildet, den elektronischen Verbraucher, also die Steuereinrichtung 110, in Abhängigkeit eines magnetischen Feldes von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand zu versetzen. Wie bereits vorstehend beschrieben, kann es sich bei den Betriebszuständen beispielsweise um einen Energiesparzustand sowie einen regulären Betriebszustand oder dergleichen handeln.
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In einer Ausführungsform ist die Steuerschaltung 120 dazu ausgebildet, ein magnetisches Feld und/oder eine zeitliche Änderung des magnetischen Felds, insbesondere im Bereich der Schließeinrichtung 100, zu erfassen.
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In einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform weist die Steuerschaltung 120 mehr als zwei magnetische Sensoren 122 und 124 auf, beispielsweise drei. Dadurch kann eine Auflösung des Drehwinkels verbessert und gegebenenfalls eine Erkennung einer Drehrichtung ermöglicht werden.
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Die 2 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung 200a gemäß einer ersten Ausführungsform der Steuerschaltung 120 für die Schließeinrichtung 100 von 1. Vorliegend umfasst die Steuerschaltung 120 einen ersten magnetischen Sensor 122 und einen zweiten magnetischen Sensor 124 in einem linken Bereich von 2, welche jeweils durch ein rechteckiges Schaltungssymbol dargestellt sind.
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Der erste und der zweite magnetische Sensor 122 und 124 umfassen jeweils ein einen Riesenmagnetowiderstand (GMR, engl. ”giant magneto resistance”) ausnutzendes Element, sowie eine von diesem Element angesteuerte Halbleiterschaltung. Beispielsweise weisen die magnetischen Sensoren 122 und 124 jeweils Abmessungen von etwa 1,1 mm, Millimeter, auf und können schon bei vergleichsweise geringen magnetischen Feldstärken schalten.
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Vorliegend ist ein Ausgangselement der Halbleiterschaltung als MOSFET (engl. ”metal-oxide-semiconductor field-effect transistor”) ausgeführt. Ein D-Anschluss (engl. ”drain”) des MOSFETs ist jeweils über einen ohmschen Widerstand R1 bzw. R2 an ein Betriebsspannungspotenzial VCC angeschlossen. In Abhängigkeit von einer Ausführungsform der magnetischen Sensoren 122 und 124 umfasst die besagte Halbleiterschaltung beispielsweise nur den MOSFET. Vorliegend weisen die magnetischen Sensoren 122 und 124 jeweils ein hysteresebehaftetes Verhalten auf, wie es an dem Schaltungssymbol erkennbar ist.
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Die magnetischen Sensoren 122 und 124 umfassen jeweils mindestens drei in der 2 gezeigte Anschlusspins, welche jeweils durch eine Zahl bezeichnet sind. Ein erster Anschlusspin ”2” zum Anschluss an das Betriebsspannungspotenzial VCC, ein zweiter Anschlusspin ”4”, welcher zum Anschluss an ein Bezugspotenzial 210 (vorzugsweise an ein Massepotenzial, vgl. auch 4) vorgesehen ist, und ein dritter Anschlusspin ”3”, welcher dem weiter oben beschriebenen D-Anschluss des MOSFETs entspricht.
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In einem Bereich rechts in der 2 ist eine Digitalschaltung 220 gezeigt, welche von den magnetischen Sensoren 122 und 124 angesteuert werden kann. Die Digitalschaltung 220 ist unter anderem an das Bezugspotenzial 210 sowie an das Betriebsspannungspotenzial VCC angeschlossen. Vorliegend umfasst die Digitalschaltung 220 zwei NAND-Gatter 230a und 230b (engl. ”not-and”, nicht-und), welche nach der vorbekannten Art eines RS-Flipflops 230 geschaltet sind.
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Das RS-Flipflop 230 entspricht einer bistabilen Kippstufe, welche in Abhängigkeit von einer Ansteuerung einen ersten bzw. einen zweiten stabilen Zustand annehmen kann. Dazu weist das RS-Flipflop 230 mit den Zahlen ”1” und ”5” bezeichnete Eingangspins auf, welche jeweils mit den Anschlusspins ”3” der magnetischen Sensoren 122 und 124 verbunden sind. Ausgangspins ”3” und ”6” der NAND-Gatter 230a und 230b sind mit den Anschlusspins ”4” der magnetischen Sensoren 122 und 124 verbunden und können in Abhängigkeit von einem Zustand der Digitalschaltung 220 zumindest näherungsweise das Bezugspotenzial 210 oder das Betriebsspannungspotenzial VCC aufweisen.
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Weiterhin ist der Ausgangspin ”3” des in der Zeichnung oberen NAND-Gatters 230a mittels einer Steuerleitung 240a mit einem flankengetriggerten ”change interrupt”-Eingang des bei der 1 bereits genannten Mikrocontrollers verbunden. Es ist ein Vorteil der Schaltungsanordnung 200a von 2, dass lediglich ein Interrupt-Eingang an dem Mikrocontroller erforderlich ist. Der Mikrocontroller sowie seine nachfolgend beschriebenen Eingänge und Ausgänge sind in den 2 bis 4 ebenfalls nicht dargestellt. Es ist für den Fachmann aufgrund der vorliegenden Beschreibung jedoch leicht möglich, einen Mikrocontroller an die erfindungsgemäße Steuerschaltung 120 anzuschließen.
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Mittels des ”change interrupt”-Eingangs kann der Mikrocontroller von einem ersten in einen zweiten Betriebszustand versetzt werden. Somit kann auch der elektronische Verbraucher, also insbesondere die Steuereinrichtung 110, von einem ersten in einen zweiten Betriebszustand versetzt werden. Der Begriff ”change interrupt” bedeutet vorliegend, dass sowohl eine steigende als auch eine fallende Signalflanke an dem Ausgangspin ”3” des NAND-Gatters 230a jeweils einen Interrupt-Vorgang an dem Mikrocontroller auslöst.
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Der weiter oben beschriebene elektronische Verbraucher umfasst vorliegend mindestens einen Abschnitt (eine Teilschaltung) des Mikrokontrollers, wobei die magnetischen Sensoren 122 und 124 vorliegend mittelbar – also mittels des RS-Flipflops 230 – an den oben beschrieben flankengetriggerten Eingang des Mikrocontrollers geschaltet sind. Der flankengetriggerte Eingang ist dazu ausgebildet, den mindestens einen Abschnitt des Mikrokontrollers von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand (oder in Abhängigkeit von einer Ausführungsform der Steuerschaltung 120 auch umgekehrt) zu versetzen.
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In einer Ausführungsform ist die Schließeinrichtung 100 derart ausgebildet und der Mikrocontroller derart programmiert, dass – beispielsweise in Abhängigkeit von einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge eines Ansprechens der magnetischen Sensoren 122 und/oder 124 – der mindestens eine Abschnitt des Mikrokontrollers von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand und somit beispielsweise in den Energiesparzustand zurück versetzt wird.
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Der besagte mindestens eine Abschnitt des Mikrocontrollers kann beispielsweise eine erste Teilschaltung des Mikrocontrollers umfassen, welche dauernd an das Betriebsspannungspotenzial VCC geschaltet ist. Vorzugsweise charakterisiert die erste Teilschaltung zumindest einen Teil der Steuerschaltung 120, welche in dem zweiten Betriebszustand übrige Teilschaltungen des Mikrocontrollers an das Betriebsspannungspotenzial VCC anschalten (”wecken”) kann, (und/oder gegebenenfalls davon abschalten kann) und diese somit ebenfalls in einen zweiten Betriebszustand versetzen kann. Dadurch wiederum können auch weitere elektronische Schaltungen (vergleiche die 1) der erfindungsgemäßen Schließeinrichtung 100 in einen zweiten Betriebszustand versetzt werden. Somit charakterisiert der weiter oben beschriebene ”elektronische Verbraucher” nicht zwingend ein bestimmtes Element oder einen bestimmten Schaltungsteil der Schließeinrichtung 100.
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Ein möglicher Betriebsfall der Schaltungsanordnung 200a von 2 ist beispielsweise wie folgt charakterisiert: Zu Beginn sei angenommen, dass keiner der beiden magnetischen Sensoren 122 und 124 von einem Magnetfeld des Permanentmagneten 130 beeinflusst wird, und dass der Ausgangspin ”3” des NAND-Gatters 230a einen (digitalen) Zustand ”0” aufweist. Dadurch weist der Ausgangspin ”6” des NAND-Gatters 230b einen (digitalen) Zustand ”1” auf. Entsprechend weist der Anschlusspin ”4” des ersten magnetischen Sensors 122 wenigstens in etwa das Bezugspotenzial 210 auf und ist somit betriebsbereit. Entsprechend weist der Anschlusspin ”4” des zweiten magnetischen Sensors 124 wenigstens in etwa das Betriebsspannungspotenzial VCC auf und ist somit deaktiviert.
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Wenn danach das Betätigungselement 104 um die Drehachse A relativ zu dem Schließzylinder 102 gedreht wird, kann (beispielsweise) der erste magnetische Sensor 122 von dem Magnetfeld des Permanentmagneten 130 erfasst werden. Dadurch wird der MOSFET des ersten magnetischen Sensors 122 leitend und schaltet daher seinen Anschlusspin ”3” zumindest in etwa an ein dem Bezugspotenzial 210 entsprechendes Potenzial.
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Dadurch ändert sich der Betriebszustand der Schaltungsanordnung 200a wie folgt: Am Ausgangspin ”3” des NAND-Gatters 230a ergibt sich zumindest in etwa ein VCC-Potenzial, wodurch der Anschlusspin ”4” des ersten magnetischen Sensors 122 ebenfalls das VCC-Potenzial aufweist und somit der erste magnetische Sensor 122 deaktiviert wird, weil seine Anschlusspins ”2” und ”4” nun zumindest in etwa ein gleiches Potenzial aufweisen. Zugleich ändert auch das zweite NAND-Gatter 230b seinen Zustand, wodurch sein Ausgangspin ”6” zumindest in etwa das Bezugspotenzial 210 aufweist. Dadurch wird der zweite magnetische Sensor 124 aktiviert.
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Mittels des RS-Flipflops 230 wird es unter anderem ermöglicht, dass die in 2 dargestellten Elemente unabhängig von einer Stärke des durch den Permanentmagneten 130 erzeugten Magnetfelds immer einen definierten Schaltzustand aufweisen. Eine eventuell erhöhte Stromaufnahme eines aktuell in einem Schwellbereich befindlichen magnetischen Sensors 122 bzw. 124 kann daher vermieden werden.
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Insbesondere wird dabei an dem Interrupt-Eingang des Mikrocontrollers eine Signalflanke (vorliegend von ”0” nach ”1”) erzeugt und somit ein Interrupt ausgelöst. Dadurch kann die Steuereinrichtung 110, z. B. ausgehend von einem Energiesparzustand (”erster Betriebszustand”) in einen zweiten Betriebszustand versetzt werden.
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Wenn nachfolgend das Betätigungselement 104 weiter um die Drehachse A gedreht wird, so wird der zweite (nun aktive) magnetische Sensor 124 von dem Magnetfeld des Permanentmagneten 130 beeinflusst. Daraufhin kann sich der Betriebszustand der Schaltungsanordnung 200a in einer zu dem weiter oben beschrieben Ablauf entsprechenden (jedoch umgekehrten) Weise ändern. Dabei wird wiederum eine Signalflanke (vorliegend von ”1” nach ”0”) an dem Interrupt-Eingang des Mikrocontrollers erzeugt.
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Dadurch kann der Mikrocontroller von dem zweiten Betriebszustand in einen dritten Betriebszustand versetzt werden, in welchem die Steuereinrichtung 110 dazu ausgebildet ist, eine Datenkommunikation mit dem RFID-Transponder 106b auszuführen. In der Folge kann die Schließeinrichtung 100 in einer vorgesehenen Weise unter Verwendung der Komponenten 106a und 106b eine Verriegelung beziehungsweise Entriegelung der Tür ermöglichen.
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In dem besagten zweiten Betriebszustand kann der Mikrocontroller bzw. der elektronische Verbraucher sozusagen ”teilweise aufgeweckt” sein, und in dem besagten dritten Betriebszustand kann der Mikrocontroller bzw. der elektronische Verbraucher sozusagen ”ganz aufgeweckt sein”.
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Unabhängig von dem oben beschriebenen Betriebsverhalten der Schließeinrichtung 100 bzw. der Steuereinrichtung 110 bzw. der Steuerschaltung 120 bzw. des Mikrocontrollers bzw. des elektronischen Verbrauchers kann alternativ der besagte dritte Betriebszustand aus Gründen einer vereinfachten Definition mit dem zweiten Betriebszustand formal zusammengefasst werden, das heißt, es wird formal nicht zwischen dem zweiten und dem dritten Betriebszustand unterschieden. Dies ist in vergleichbarer Weise auch bei der Schaltungsanordnung 200b gemäß der weiter unten beschriebenen 3 möglich.
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In der Schaltungsanordnung 200a gemäß 2 kann also der erste magnetische Sensor 122 das RS-Flipflop 230 in einen ersten Zustand steuern, und der zweite magnetische Sensor 124 kann das RS-Flipflop 230 in einen zweiten, zu dem ersten Zustand inversen Zustand steuern.
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Insbesondere kann durch die Schaltungsanordnung 200a gemäß 2 die Schließeinrichtung 100 besonders zuverlässig arbeiten, indem Zwischenzustände beim Betrieb des ersten bzw. des zweiten magnetischen Sensors 122 bzw. 124 vermieden werden. Solche Zwischenzustände könnten entstehen, wenn sich einer der magnetischen Sensoren 122 bzw. 124 nicht in einer ausreichenden Nähe zum Permanentmagneten 130 befindet und der jeweilige magnetische Sensor 122 bzw. 124 somit gegebenenfalls keinen eindeutigen Zustand aufweist. Dies könnte im Extremfall zu einem ständigen Einschalten und Ausschalten des jeweiligen magnetischen Sensors 122 bzw. 124 führen. Dadurch bedingt könnten auch der elektronische Verbraucher und nachfolgend ebenso der Mikrocontroller als Ganzes unkontrolliert von dem ersten in den zweiten Betriebszustand und umgekehrt gesteuert werden. Die Schaltungsanordnung 200a von 2 kann solche Zwischenzustände jedoch verhindern.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, dass mittels des RS-Flipflops 230 der jeweilige magnetische Sensor 122 bzw. 124, welcher über ein Low-Signal an dem Anschlusspin ”3” ein Magnetfeld anzeigt, ausgeschaltet wird, während der jeweilige andere magnetische Sensor 122 bzw. 124 eingeschaltet wird. Damit wird erreicht, dass eine erhöhte Stromaufnahme eines im Schwellbereich befindlichen magnetischen Sensors 122 bzw. 124 vermieden wird. Vorteilhaft ist hierbei auch, dass an dem Mikrocontroller nur ein Interrupt-Eingang erforderlich ist wird. Eine steigende Signalflanke zeigt dem Mikrocontroller eine Schaltaktivität des magnetischen Sensors 122, und eine fallende Signalflanke zeigt eine Schaltaktivität des magnetischen Sensors 124 an. Dadurch sind (bei einer entsprechenden Programmierung des Mikrocontrollers) eine Vielzahl von Betriebsmöglichkeiten für die Schließeinrichtung 100 möglich.
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In einer (nicht dargestellten) Ausführungsform der Schaltungsanordnung 200a weist zumindest eines der NAND-Gatter 230a und 230b einen dritten Eingangspin auf, wodurch das aus den NAND-Gattern 230a und 230b gebildete RS-Flipflop 230 in einen definierten Anfangszustand geschaltet werden kann. Dies erfolgt vorzugsweise mittels des Mikrocontrollers und in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Schließeinrichtung 100.
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3 zeigt schematisch eine weitere Schaltungsanordnung 200b gemäß einer zweiten Ausführungsform der Steuerschaltung 120. Vergleichbar zu der Schaltungsanordnung 200a von 2 weist die Schaltungsanordnung 200b ebenfalls den ersten und den zweiten magnetischen Sensor 122 und 124 auf. Ein jeweiliger Anschlusspin ”4” (Masseanschluss, ”GND”) ist mittels Steuerleitungen 240b bzw. 240d an einen zugehörigen ersten bzw. zweiten Ausgang des Mikrocontrollers (nicht gezeigt) angeschlossen. Dadurch kann der jeweilige Anschlusspin ”4” in Abhängigkeit von einem Zustand des Mikrocontrollers an das Betriebsspannungspotenzial VCC bzw. an das Bezugspotenzial 210 geschaltet werden.
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Der jeweilige Anschlusspin ”3” der magnetischen Sensoren 122 bzw. 124 ist mittels einer Steuerleitung 240a bzw. 240c mit einem zugehörigen flankengetriggerten Interrupt-Eingang des Mikrocontrollers verbunden. Ein Betrieb der Schaltungsanordnung 200c von 3 kann ähnlich zu der Schaltungsanordnung 200b von 2 erfolgen.
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Wenn das Betätigungselement 104 um die Drehachse A relativ zu dem Schließzylinder 102 gedreht wird, kann (beispielsweise) der erste magnetische Sensor 122 von dem Magnetfeld des Permanentmagneten 130 erfasst werden. Dadurch wird der MOSFET des ersten magnetischen Sensors 122 leitend und schaltet daher seinen Anschlusspin ”3” zumindest in etwa an ein dem Bezugspotenzial 210 entsprechendes Potenzial. Dadurch wird ein an die Steuerleitung 240a angeschlossener erster Interrupt-Eingang des Mikrocontrollers getriggert, wodurch der Mikrocontroller von dem ersten in den zweiten Betriebszustand versetzt wird.
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Nachfolgend schaltet der Mikrocontroller mittels des ersten Ausgangs das Potenzial an der Steuerleitung 240b zumindest in etwa auf das Betriebsspannungspotenzial VCC, wodurch der erste magnetische Sensor 122 deaktiviert wird. Ebenso schaltet der Mikrocontroller mittels des zweiten Ausgangs das Potenzial an der Steuerleitung 240d zumindest in etwa auf das Bezugspotenzial 210, wodurch der zweite magnetische Sensor 124 aktiviert wird. Ähnlich zu der Schaltungsanordnung 200a von 2 kann dadurch eine eventuell erhöhte Stromaufnahme eines aktuell in einem Schwellbereich befindlichen magnetischen Sensors 122 bzw. 124 vermieden werden.
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Wenn nachfolgend das Betätigungselement 104 weiter um die Drehachse A gedreht wird, so wird der zweite (nun aktive) magnetische Sensor 124 von dem Magnetfeld des Permanentmagneten 130 beeinflusst. Dadurch wird ein an die Steuerleitung 240c angeschlossener zweiter flankengetriggerter Interrupt-Eingang des Mikrocontrollers getriggert, wodurch der Mikrocontroller von dem zweiten in einen dritten Betriebszustand versetzt wird. Vergleiche dazu weiter oben die Anmerkungen zu dem dritten Betriebszustand bei der Beschreibung von 2.
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Nachfolgend kann die Steuereinrichtung 110 eine Datenkommunikation mit dem RFID-Transponder 106b ausführen, wie dies weiter oben ebenfalls bereits beschrieben wurde. In der Folge kann die Schließeinrichtung 100 in einer vorgesehenen Weise unter Verwendung der Komponenten 106a und 106b eine Verriegelung beziehungsweise Entriegelung der Tür ermöglichen.
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In einer Ausführungsform der Steuerschaltung 120 gemäß 3 ist der Mikrocontroller derart programmiert, dass beide magnetische Sensoren 122 und 124 unabhängig von einer relativen Drehung des Betätigungselements 104 (Knauf) dauernd aktiviert sind. In diesem Fall ist es erfindungsgemäß sogar ergänzend möglich, eine Drehrichtung des Knaufs um die Drehachse A zu ermitteln.
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4 zeigt schematisch eine weitere Schaltungsanordnung 200c gemäß einer dritten Ausführungsform der Steuerschaltung 120. Vorliegend umfasst die Steuerschaltung 120 lediglich den ersten magnetischen Sensor 122 und ist somit besonders einfach ausgeführt. Entsprechend ist die Stromaufnahme der Steuerschaltung 120 besonders klein. Der Anschlusspin ”3” des ersten magnetischen Sensors 122 ist über die Steuerleitung 240a mit dem ersten Interrupt-Eingang des Mikrocontrollers verbunden.
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Vorliegend ist der Anschlusspin ”4” des ersten magnetischen Sensors 122 dauerhaft mit dem Bezugspotenzial 210 verbunden, wodurch der erste magnetische Sensor 122 unabhängig von einem Betriebszustand des Mikrocontrollers dauernd aktiviert ist. Mittels der Steuerleitung 240a kann der Mikrocontroller ähnlich zu der weiter oben bei den 2 und 3 beschriebenen Weise von dem ersten magnetischen Sensor 122 gesteuert und somit auch die Schließeinrichtung 100 betätigt werden.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schließeinrichtung 100. Vorliegend ist der erste (ggf. einzige) magnetische Sensor 122 in dem Betätigungselement 104 auf einer die Steuerschaltung 120 umfassenden Leiterplatte (ohne Bezugszeichen) angeordnet.
