DE202019000229U1 - Housing of a control unit - Google Patents
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- H05K5/0018—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus with operator interface units having an electronic display
Abstract
Ein kompaktes Gehäuse für ein Steuergerät mit mindestens einem Sensor zur Erfassung von Umgebungsdaten, mindestens einem Schaltaktor (gemeint: Relais, Dimmer, Thyristor o.ä.) und Steuereinheit zu Gebäudeautomatisierungszwecken, welches alleine „Stand-Alone“ ein vollständiges Gebäudeautomatisierungssystem ausbilden kann, bestehend aus mindestens 2 Teilen, wobei eine topfartig ausgebildete Ausbuchtung an der Unterseite des Gehäuses angeformt ist und diese fest mit einer handelsüblichen Unterputzdose verbunden werden kann. Wobei das Gehäuse im Randbereich mindestens eine Lüftungsöffnung bzw. Sensoröffnung aufweist, sowie das Gehäuse mindestens über eine Öffnung im Oberteil verfügt, welches zur Aufnahme eines berührungssensitivem Bildschirms (Display, Anzeigegerät) geeignet ist. A compact housing for a control unit with at least one sensor for detecting environmental data, at least one switching actuator (meant: relay, dimmer, thyristor, etc.) and control unit for building automation purposes, which alone "stand-alone" can form a complete building automation system consisting from at least 2 parts, wherein a pot-like bulge formed on the underside of the housing and this can be firmly connected to a standard flush-mounted box. Wherein the housing has at least one vent opening or sensor opening in the edge region, and the housing has at least one opening in the upper part, which is suitable for receiving a touch-sensitive screen (display, display device).
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse eines Steuergeräts gemäß des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1. Solche Steuergeräte werden zum Steuern von Geräten und Einrichtungen im Rahmen der Gebäudeautomatisierung eingesetzt.The invention relates to a housing of a control device according to the preamble of
In der deutschen Patentanmeldung
Auch sind diverse Gebäudeautomatisierungsanwendungen bereits bekannt, wie vernetzte Geräte zur Lichtsteuerung, Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensteuerung, vernetzte Messgeräte zur Erfassung von Verbrauchswerten (Wasser, Strom, Wärme, Gas etc.), intelligente Haushaltsgeräte (Fernseher, Lautsprecher, Waschmaschinen etc.) und Sensoren zur Erfassung von Umweltwerten (Temperatur, Helligkeit, Luftdruck, Präsenzerkennung). Zur Erreichung gängiger Gebäudeautomatisierungslösungen (Heizungs-, Lichtsteuerung, Überwachungsaufgaben) sind im aktuellen Stand der Technik eine Vielzahl von verschiedenen Geräten (Server, Sensoren, Aktoren) notwendig. Die Vernetzung (Funk, Kabel), die Stromversorgung (Kabel, Batterie) und die Wartung vieler einzelner Geräte ist aufwendig und teuer.Various building automation applications are also already known, such as networked devices for lighting control, heating, ventilation and air conditioning control, networked measuring devices for recording consumption values (water, electricity, heat, gas, etc.), intelligent household appliances (TVs, speakers, washing machines, etc.). and sensors for recording environmental values (temperature, brightness, air pressure, presence detection). To achieve common building automation solutions (heating, lighting control, monitoring tasks) a variety of different devices (servers, sensors, actuators) are necessary in the current state of the art. The networking (radio, cable), the power supply (cable, battery) and the maintenance of many individual devices is complicated and expensive.
Einer größeren Verbreitung von Gebäudeautomatisierungssystemen stehen die hohen Gesamtkosten, Verwaltungsaufwand und Sicherheitsbedenken (Ausfallwahrscheinlichkeit) entgegen.Increased spread of building automation systems is offset by high overall costs, administrative burden and security concerns (probability of failure).
Die bekannten Steuergeräte bzw. Server sind üblicherweise in Schaltschränken oder Aufstellgeräten untergebracht, die mit Sensoren und Schaltern per Kabel oder Funk verbunden sind. Solche Sensoren und Schalter sind z.B. in handelsüblichen Unterputzdosen untergebracht oder die Geräte sind zur Wandmontage mit Batteriebetrieb ausgelegt. Unterputzdosen haben in Europa typischerweise einen Innendurchmesser von 60 mm und eine Tiefe von mindestens 40 mm.The known control devices or servers are usually housed in cabinets or set-up devices that are connected to sensors and switches by cable or wireless. Such sensors and switches are e.g. housed in standard flush-mounted boxes or the units are designed for wall mounting with battery operation. Flush-mounted boxes typically have an inside diameter of 60 mm and a depth of at least 40 mm in Europe.
Stand 2018 werden 80 - 90 % der neugebauten Häuser mit Fußboden-, Wand- oder Decken Heizungs- und Klimaanlagen ausgerüstet. Diese Häuser verfügen fast immer über Unterputzdosen in Sichthöhe mit integrierter Stromversorgung (Wechselspannung oder Gleichspannung) und ggf. Datenleitungen. Eine Einzelraumregelung von Heizungsanlagen ist in vielen EG Staaten im Baurecht vorgeschrieben.As of 2018, 80-90% of newly built houses will be equipped with floor, wall or ceiling heating and air conditioning systems. These houses almost always have flush-mounted boxes at eye level with integrated power supply (AC or DC) and possibly data lines. A single room control of heating systems is required in many EC states in building law.
Die „typische“ Unterputzdose der Einzelraumregelung liegt im optimalen Bereich (1,5m Höhe, in jedem Raum zentral in Türnähe) zur Nutzung als Unterbringungsort eines kompakten Smart-Home Geräts.The "typical" flush-mounted box of the individual room control is in the optimum range (1.5 m height, in each room centrally near the door) for use as a place of accommodation of a compact smart home device.
Die bekannten Steuergeräte lösen zwar bereits eine Vielzahl an unterschiedlichen Automatisierungsaufgaben, wie Licht und Heizungssteuerungen, aber sie passen entweder nicht in eine einzige handelsübliche Unterputzdose oder Sie benötigen weitere externe Geräte (Server, Sensoren, Aktoren).Although the known control devices already solve a variety of different automation tasks, such as light and heating controls, but they either do not fit into a single commercially available flush-mounted box or you need more external devices (servers, sensors, actuators).
Bekannte Stand-Alone Lösungen sind derzeit nur für konkrete Anwendungen (z.B. Smart-Home Thermostat) verfügbar.Known stand-alone solutions are currently available only for specific applications (e.g., smart home thermostat).
Für ein -allein- in eine Unterputzdose verbaubares universelles Smart-Home-System besteht ein Platzproblem, weil einerseits im unteren Bereich der Dose genügend Platz für den Anschluss von Versorgungsleitungen verbleiben muss und im oberen Bereich der Dose ein Netzteil untergebracht werden muss, aber das Steuergerät ebenfalls Platz auch für deren Kühlung bzw. Lüftung benötigt, insbesondere dann, wenn die typischen Smart Home Bestandteile (Server, Recheneinheit, Sensoren, Aktoren) in einem Gerät komprimiert sind sowie auch untereinander artfremde Automatisierungsaufgaben übernommen werden sollen (Heizung / Präsenzerkennung - Licht / Überwachung).There is a space problem for a universal smart home system that can be installed in a flush-mounted box because on the one hand there must be sufficient space in the lower area of the box for the connection of supply lines and a power unit must be accommodated in the upper area of the box, but the control unit also space needed for their cooling or ventilation, especially when the typical smart home components (server, computing unit, sensors, actuators) are compressed in one device as well as non-alien automation tasks to be taken over (heating / presence detection - light / monitoring ).
Gleichzeitig führt die Komprimierung aller Komponenten eines Gebäudeautomatisierungssystem in ein Gerät zu einer erhöhten Eigenerwärmung, welche die Genauigkeit der erfassten Umgebungsdaten negativ beeinflusst.At the same time, compressing all components of a building automation system into a device results in increased self-heating, which adversely affects the accuracy of the acquired environmental data.
Das Gehäuse eines Steuergeräts ist bei bekannten Lösungen nicht geeignet, ein vollständiges Gebäudeautomatisierungssystem aufzunehmen, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen auch artfremden Automatisierungsaufgaben übernimmt und zugleich Bestandteil eines übergeordneten dezentralisierten Gebäudeautomatisierungssystem sein kann.The housing of a control device is not suitable in known solutions to include a complete building automation system that accepts a variety of different and alien automation tasks and at the same time can be part of a higher-level decentralized building automation system.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gehäuse eines Steuergeräts zu schaffen, welches die oben genannten Anforderungen erfüllt.The object of the invention is to provide a housing of a control device which meets the above requirements.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.The object is achieved with the features of the
Das Gehäuses besteht aus einem rechteckigem Gehäuseoberteil, das auf der Oberseite einer Platte des Gehäuseunterteils montiert ist, wobei eine topfartig ausgebildeter Ausbuchtung an der Unterseite der Platte des Gehäuseunterteils angeformt ist.The housing consists of a rectangular housing upper part, which is mounted on top of a plate of the housing base, wherein a cup-shaped bulge formed on the underside of the plate of the housing base is formed.
Das Gehäuse ist vorteilhaft einheitlich für alle Räume eines Gebäudes ausgebildet und passt in eine handelsübliche Unterputzdose. Es ist für ein Steuergerät geeignet, das unterschiedliche typische raumweise wiederkehrende Automatisierungsanwendungen ermöglicht, wie z.B.:
- - Heizungs-, Lüftungs-, Klimasteuerungsaufgaben
- - Lichtsteuerung
- - Rollladensteuerung
- - Ambiente-Lichtsteuerung
- - Präsenzerkennung, Indoor-Positioning System, Präsenzvortäuschung
- - Überwachung (Surveillance-System mit integrierter Kamera und Anzeige externer Kameras)
- - Geräuscherkennung / Spracherkennung
- - Smart-Metering, Leistungsmessung angschlossener Verbraucher
- - Sicherheit (Alarmsystem, Brandmelder, Gasmelder, Feuchtigkeitsmelder, Fenster-/Türauswertung)
- - optisches und akustisches Meldungsystem
- - Heating, ventilation, climate control tasks
- - Lighting control
- - Roller shutter control
- - Ambient light control
- - Presence detection, indoor positioning system, presence pre-emption
- - Surveillance (surveillance system with integrated camera and display of external cameras)
- - Noise detection / Speech recognition
- - smart metering, power measurement of connected consumers
- - Security (alarm system, fire detector, gas detector, moisture detector, window / door evaluation)
- - visual and audible message system
Das Gehäuse lässt eine starke Variation vom Funktionsumfangs des eingebauten Steuergerätes zu. Insbesondere kann das Gehäuse mit einem Lichtsensor und einem Kameramodul bestückt werden, wobei das Gehäuse so ausgeformt ist, dass es ohne Modifikation die Nachrüstung eines Kameramoduls in eine passgerechte Ausformung im Gehäuseoberteil ermöglicht, ohne den Lichtsensor entfernen zu müssen. Somit lässt sich ein und das selbe Gerät wahlweise in Räumen mit erhöhtem Bedarf an Privatsphäre und in öffentlichen Bereichen mit erhöhtem Sicherheitsanspruch einsetzen.The housing allows a strong variation of the functionality of the built-in control unit. In particular, the housing can be equipped with a light sensor and a camera module, wherein the housing is formed so that it allows without modification the retrofitting of a camera module in a fitting design in the upper housing part without having to remove the light sensor. Thus, one and the same device can be used either in rooms with increased need for privacy and in public areas with increased security claim.
Das Gehäuse verfügt über einen thermisch entkoppelten, separierten Bereich nahe dem Lufteingang, in dem Sensoren angeordnet sind, um Umgebungsdaten möglichst genau zu erfassen und eine Beeinträchtigung der Sensorwerte durch Eigenwärmeerzeugung des Steuergeräts zu mindern. Trennwände schotten die Sensoren gegenüber Wärmequellen (Prozessor) im Gerät ab und bilden Luftleitkanäle zur zur optimierten Kühlung des Gerätes.The housing has a thermally decoupled, separated area near the air inlet, in which sensors are arranged to detect environmental data as accurately as possible and to reduce impairment of the sensor values by self-heat generation of the control unit. Partitions partition the sensors from heat sources (processor) in the unit and form air ducts for optimized cooling of the unit.
Das erfindungsgemäße Gehäuse umfasst optional zusätzlich auch ein Ventil in den o.g. Trennwänden nahe der Lufteintrittsöffnung, um die Beeinträchtigung der Sensorwerte der o.g. Sensoren durch Eigenerwärmung des Steuergerätes zu minimieren.The housing according to the invention optionally additionally includes a valve in the o.g. Partition walls near the air inlet opening to the deterioration of the sensor values of o.g. Minimize sensors by self-heating of the control unit.
Das Ventil trennt den isolierten o.g. Sensorbereich vom restlichen Steuergerät ab. Hierdurch wird eine Wärmeübertragung (durch Konvektion, Wärmestrahlung) auf den Sensorbereich verringert, welches die Erfassung genauerer Umgebungsdaten ermöglicht. Das Ventil öffnet sich durch den entstehenden Unterdruck bei aktiviertem internen Gebläse. Das Ventil schließt sich durch die Schwerkraft bei deaktiviertem Gebläse. Das Ventil kann beispielsweise aus einer Klappe, Membran oder Ähnlichem bestehen.The valve separates the insulated o.g. Sensor area from the rest of the control unit. This reduces heat transfer (by convection, heat radiation) to the sensor area, which enables the acquisition of more accurate environmental data. The valve opens by the resulting negative pressure with activated internal fan. The valve closes by gravity with the blower deactivated. The valve may for example consist of a flap, membrane or the like.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Details der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.Advantageous developments and details of the invention are characterized in the subclaims or are presented in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to FIGS.
Es zeigen:
-
1 , Frontansicht des Gehäuses -
2 , perspektivische Darstellung des Gehäuseoberteils von unten -
3 , Seitenansichten des gesamten Gehäuses, -
4 , perspektivische Darstellung des gesamten Gehäuse, -
5 , Darstellung des Gehäuseoberteils, einer verschraubten Platine und des Gehäuseunterteils, -
6 , Verbindungsnasen des Gehäuseunterteils und Platine mit Öffnungen zur Snap-Fit-Verbindung mit den Verbindungsnasen. -
7 , Detailaufnahme Gehäusebereich zur Aufnahme des Kameramoduls -
8 , Beispielausbildung Ventil des internen Sensorbereichs -
9 , Beispielausbildung Ventil aus der Vogelperspektive
-
1 , Front view of the housing -
2 , perspective view of the upper housing part from below -
3 , Side views of the entire housing, -
4 , perspective view of the entire housing, -
5 , Representation of the upper housing part, a screwed-on circuit board and the housing lower part, -
6 , Connection tabs of the housing base and circuit board with openings for snap-fit connection with the connection tabs. -
7 , Detail view Housing area for receiving the camera module -
8th , Sample training valve of the internal sensor area -
9 , Example training valve from the bird's eye view
Die
Die perspektivische Darstellung des Gehäuseoberteils nach
Die
Die
- • 4a, 4b, 4k entsprechen
1a ,1b ,1c der 1 - •
4c deutet auf die Position der oberen Öffnung zur Öffnung einer Snap-Fit-Verbindung (analog2 2a ) - •
4d ist der Ausschnitt für das berührungssensitive Display - •
4e ist die Luftaustrittsöffnung - •
4m microSD Speicherkarte - •
4f Abdeckung für microSD Speicherkarte - •
4g Öffnung PIR-Bewegungsmelder - •
4h Federkontakte des Unterputznetzeils zum Anschluß an Versorgungsleitungen und gesteuerte Verbraucher - •
4j Lufteintrittsöffnung mit verdecktem Reset-Taster (kleine Ausbuchtung) - •
4i Ausschnitt für USB-Anschluss
- • 4a, 4b, 4k correspond
1a .1b .1c the1 - •
4c indicates the position of the upper opening to open a Snap-Fit connection (analog2 2a ) - •
4d is the cutout for the touch-sensitive display - •
4e is the air outlet opening - •
4m microSD memory card - •
4f Cover for microSD memory card - •
4g Opening PIR motion detector - •
4h Spring contacts of Unterputznetzeils for connection to supply lines and controlled loads - •
4y Air inlet opening with concealed reset button (small bulge) - •
4i Cutout for USB port
Aus der
- •
5b kennzeichnet die Schraublöcher in der Platine mit darunterliegendem Kunstoffdom zur Aufnahme von Schrauben, über die das Gehäuseoberteil fest mit der Platine verbunden werden kann - •
5d und 6b kennzeichnet die Platine - •
5c kennzeichnet das Gehäuseoberteil - •
6a kennzeichnet das Gehäuseunterteil - •
5a kennzeichnet verschiedene Aussparungen in der Platine welche die notwendigen Hinterschneidungen für Snap-Fit-Haken bilden - •
6d kennzeichnet eingerastete Snap-Fit-Haken, die sich über die Öffnungen des Gehäuseoberteils entriegeln lassen - •
6c kennzeichnet normale Snap-Fit-Haken mit abgerundeter weicher Hinterschneidung
- •
5b identifies the screw holes in the board with the plastic dome underneath to hold screws that secure the top of the housing to the board - •
5d and6b identifies the board - •
5c identifies the upper housing part - •
6a indicates the lower housing part - •
5a identifies various recesses in the board which form the necessary undercuts for Snap-Fit hooks - •
6d indicates latched snap-fit hooks that can be unlocked through the openings in the top of the housing - •
6c Features regular snap-fit hooks with rounded soft undercut
Die
In
Wenn das Steuergerät einen erhöhten Kühlungsbedarf hat, oder ein anderer Grund zur Lüftung besteht, wird durch ein Gebläse ein Luftstrom in Richtung
Die geöffnete Klappe ermöglicht dann einen Luftstrom durch das ganze Gehäuse.The open flap then allows air to flow through the entire housing.
Der Anschlagpunkt
Die Ventilklappe
Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsform beschränkt. So können offensichtlich weitere andere Ausführungen der Erfindung entwickelt bzw. eingesetzt werden, die vom gleichen Grundgedanken der Erfindung ausgehen und von den anliegenden Ansprüchen umfasst werden.The invention is not limited to the present embodiment. Thus, obviously other other embodiments of the invention can be developed or used, which are based on the same basic idea of the invention and are encompassed by the appended claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014106568 A1 [0002]DE 102014106568 A1 [0002]
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DE102014106568A1 (en) | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Trw Automotive Electronics & Components Gmbh | Spring ring for indexed rotary switch and indexed rotary switch |
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2019
- 2019-01-11 DE DE202019000229.4U patent/DE202019000229U1/en not_active Expired - Lifetime
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