DE2729944A1 - Elektrisches steuersystem fuer die energiezufuhr - Google Patents

Description

Hamburg, den 24. 3uni

204777 1030.3-A (DB)

Priorität: 1. 3uli 1976, U.S.A.,

Pat.Anm.Nr. 7C1 533

# 31. (Hai 1977, U.S.A.

⁶ Pat.Anm.Nr. 801 428

Anmelder;

Robert L. Fichtner
4891 myrtle Drive

Concord, CA 94521, U.S.A.

Elektrisches Steuerungssystem für die Energiezufuhr

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Sicherheitssysteme für die Steuerung bzuj. überwachung der Energiezufuhr und insbesondere auf ein System zur Steuerung der Anschaltung der Netzleistung an einen bestimmten Bereich oder Raum mittels

einar schlüsselbetätigten Ultraschallsendceinrichtung und einer oder mehreren zugeordneten Empfangseinrichtungen.

Radioempfänger zur Fernsteuerung des Lichtnetzes sind bereits bekannt, siehe beispielsweise US-PS 2 345 889. Eine andere bekannte Anordnung ermöglicht die Fernsteuerung der elektrischen Leistung in einem Raum, jedoch ist deren Verwendung auf die Möglichkeit einer Steuerung verschiedener Metz-AnschluGstellen in dem Raum uon einem bereits vorhandenen Schalter aus beschränkt, siehe beispielsweise US-PS 3 590 271. Bisher ist jeduch keine Anordnung zur Steuerung der elektrischen Leistung in einem gegebenen Raum mit Hilfe eines schlüsselbetätigten Ultraschall-Senders und eines oder mehrerer Empfänger in dem betreffenden Raum bekannt geworden. Es ist auch keine Anordnung bekannt, bei der die Sender-Steuerung übersteuert werden kann, um beispielsweise eine Heizung einzuschalten, tuenn die Raumtemperatur unter einen bestimmten üJert fällt. Solche Anordnungen uiärcn bisher auch uuegen ihrer Größe und Kosten praktisch nicht ausführbar gewesen.

Die Erfindung beziueckt nunmehr hauptsächlich die Schaffung eines Sicherheitssystems zur Steuerung der in einem best^immten Bereich oder Raum verfügbaren elektrischen Energie, u/obei durch die Steuermittel sichergestellt sein soll, daß beim Verlassen des Raumes die Energiezufuhr unterbrochen und damit angeschlossene Verbraucher, uiie Beleuchtung,

709881/1228

Fernssh- und/oder Radiogeräte bairn Verlassen des Raumes auch tatsächlich abgestellt werden.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, ein System zu schaffen, bei welchem das in dem gegebenen Raum vorgesehene Steuersignal Systeme in anderen Räumen nicht beeinflußt.

Die Erfindung bezweckt ferner, auf einfache 'Joise für die Möglichkeit zu sorgen, sämtliche in einem Rau^rn vorhandenen Verbraucher gleichzeitig abzuschalten.

Außerdem bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Systems, bei welchem möglicherweise schädliche oder stürende Fiariio- bzw. Funkwellen in dem gegebenen Raum vermieden werden.

Die Erfindung bezweckt weiter, durch einfache Mittel ein System zur Einsparung von Energie in vorhandenen Räumen zu schaffen, ohne daß hierfür irgendwelche grundlegenden Änderungen dar Leitungsverlegung oder -verdrahtung erforderlich sind.

Außerdem bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Steuerung der minimal- oder filaximaltemneratur in einem Raum oder einem bestimmten Bereich, wenn die Energiezufuhr zu einer Klimaanlage und/oder einer Heizung unterbrochen ist.

Die Erfindung bezweckt weiter die Schaffung einer Möglichkeit, anzuzeigen, daß ein gegebener Raum oder Bereich be-

708**17122*

setzt ist. Außerdem soll es mit der Erfindung möglich sein, ein unbefugtes Betreten eines gegebenen Raumes festzustellen. Die Erfindung bezweckt schließlich, das Auftreten von Rauch oder Feuer in einem gegebenen Raum oder Bereich Teststellen zu können.

Um diese Ziele zu erreichen, ist erfindungsgemäß bei einem System zur Steuerung des Energieverbrauchs in einem gegebenen Raum ein Schlüssel und ein Schaltechloß vorgesehen, wobei der Schlüssel in das Schaltschloß eingeführt werden muß, um die Energiezufuhr in dem gegebenen Raum einzuschalten. Durch anschließendes Abziehen des Schlüssels tuird die Energiezufuhr mieder unterbrochen. Vorzugsweise ist dabei der Schlüssel für die Betätigung des erfindungsgemäßen Systems gleichzeitig der Raumschlüssel oder ein mit dem Raumschlüssel verbundener Schlüssel, so daß sichergestellt ist, daß der Raum beim l/erlassen nur dann abgeschlossen werden kann, oienn der Schlüssel vorher aus dem erfindungsgemäß vorgesehenen Schaltschloß gezogen und dadurch automatisch die Energiezufuhr unterbrochen wurde.

Das erfindungsgemäße System weist einen im Ultraschall-Bereich arbeitenden Tonsender und einen oder mehrere im Ultraschall-Bereich arbeitende Empfänger auf, die auf das Ausgangssignal des vorgesehenen Senders abgestimmt sind. Der Sender kann normalerweise eingeschaltet bleiben, uienn jemand im Raum ist und den Sender durch Einstecken des

90988171221

Schlüssels in das SchaltschloQ in Betrieb gesetzt hat. Der jchlüssel schließt einen Schalter, der ein durch einen Ton-Generator im Sender erzeugtes Tonsignal auslöst, welches über einen Verstärker zu einem Ausgangs-Lautsprecher gelangt. Die in dem Raum vorhandenen Empfänger erfassen dann das vom Lautsprecher abgegebene Ultraschall-Signal. In jedem Empfänger gelangt dieses Signal über einen Verstärker zu einem Ton-Dekoder, in welchem festgestellt wird, ob die richtigen Ton-Frequenzen empfangen wurden. Bei Erkennung der richtigen Ton-Frequenzen schaltet ein Ausgangssignal des Ton-Dekoders ein Leistungs-Relais ein, durch welches die elektrische Energie an die jeweiligen Anschlüsse in dem Raum angeschaltet wird. UJenn dann der Schlüssel aus dem Schaltschloß gezogen wird, wird dieser Zustand den Empfängern im Raum in der oben beschriebenen Weise vom Sender signalisiert. Die Empfänger schalten dann das Leistungs-Relais ab und unterbrechen dadurch die Energiezufuhr zu den einzelnen Anschüssen.

Der Sender des erfindungsgemäßen Systems kann wahlweise auch normalerweise ausgeschaltet sein, wenn jemand in dem Raum ist, wobei dann der Sender durch Herausziehen des Schlüssels aus dem Schaltschloß eingeschaltet wird. Bei dieser Ausführung schließt das Herausziehen des Schlüssels den zugeordneten Schalter und bewirkt dadurch die Unterbrechung der Energiezufuhr zu den einzelnen Anschlüssen eines Raumes.

9098817122*

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein Thermostat entweder im Sender oder einem Empfänger derart vorgesehen, daß bei unterbrochener Energiezufuhr eine Überbrückung durch Öffnen oder Schl5.ef3en des Thermostates erfolgt. Auf diese !L'eise ist eine Temperatur-Regelung in einem mit dem erfindungsgenäßen System ausgerüsteten Raum beispielsweise mit Hilfe einer selbsttätigen An- oder Abkopplung der Energie zwischen einem Empfänger und einer zugeordneten Heizungs- und/oder Klimaanlage möglich. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind im Sender οϋθΓ einem Empfänger Mittel zur Erzeugung eines Signals vorgesehen, welches anzeigt, daG sich jamand in dem iiaum befindet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Ultraschall· Senüsr oder ein Empfänger mit Mitteln zur Anzeige aines unbefugten Getretene des Raumes sowie Mitteln zur Erzeugung eines Steuersignals für ein Alarm- oder 'Jarnsystem versehen. Das erfindungsgemäße System kann forner so weitergebildet sein, daß der Sender oder ein Empfänger auf Rauch oder Feuer in dem Raum ansprechende Anzeigemittel sowie Mittel zur Erzaugung eines Steuersignals für ein Feueralarm- oder Jarnsystem aufweist.

Vorzugsweise ist bsi dem erfindungsgemäßen System für die getrennte Steuerung der Energiezufuhr zu Anschlüssen verschiedener Stromkreise jeweils ein Empfänger vorgesehen.

709861/1228 - 7 -

272994*

Wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Systems bestehen in der Verwendung v/on Ultraschall-5ignalen, nie gegenüber Radio-oder Funkujellan den Vorzug haben, daß ein bestimmter Ultraschall-Sender ein begrenztes Ausgangs signal liefert, durch iuelches Empfänger in anderen Fiäumen nicht beeinflußt werden. Die Ausbreitung der Ultraschallwellen wird durch die iJände des gegebenen Raums begrenzt, die diese UeIlen absorbieren.

Da eine solche Begrenzung auf einen Raum mit Radio- sd Funkujellen nicht möglich ware, luüre ein solches System technisch und finanziell erheblich auf wendiger. .".ndererseits ist jedoch diese Begrenzung auf einen f t a u π für dan Betrieb des erfindungemäßen Systems äußerst wichtig, welches vorzugsweise für einen Einsatz in Hotels oder Büruhäusern vorgesehen ist, wobei eine getrennte Wirkung voneinander unabhängiger Systeme für einen praktischen Einsatz Voraussetzung ist. Ein weiterer Vorteil ricr Erfindung besteht darin, daß sie unter weitgehender Vsruandung integrierter elektronischer Schaltkreise raumsparend und preisgünstig herstellbar ist.

Ueitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung argeuon sich

aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in

welchen die Erfindung ausführlich dargestellt und erläutere

ist. Es zeigen:

709861/1228

27299U

Fig. 1 als Blockschaltbild eine Prinzip-Schaltung des erfindungamäBan Systems mit den wesentlichen Schaltungsteilen des Ultraschall-Senders und eines Ultraschall-Empfängers,

Fig. 2 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines als Betätigungsorgan verwendeten Schlüssels und des zugehörigen Schaltschlosses,

Fig. 3 als Blockschaltbild eine schematisch vereinfachte Prinzip-Schaltung einer zuleiten Ausführung eines erfindungemäßen Empfängers,

Fig. 4 eine Priniip-Schaltung eines in dem erfindungsgemäßen System vorgesehenen Ton-Ganarators,

Fig. 5 als Blockschaltbild eine Prinzipsthaltung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Senders,

Fig. 6 als Blockschaltbild eine Prinzip-Schaltung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Empfängars,

Fig. 7 als Blockschaltbild eine Prinzip-Schaltung eines erfindungsgemäßen Zeitverzögerungs-Gliedes und

70988171520

Fig. 8 ebenfalls als Blockschaltbild eine Prinzip-Schaltung eines erfindungsgemäß vorgesehenen übergeordneten Temperatur-Steuer- oder Kompensationskreises.

Ztuei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Energie-Steuerungssystems sind in Fig. 1 und in Fig. 5 dargestellt. Fig. 1 bis 4 zeigen die Ausführung der mit mehreren Ton-Frequenzen arbeitenden Sender- Empfänger - Kombination. Fig. 5 bis 8 zeigen eine mit nur einem Ton arbeitende Sender- Empfänger- Kombination. U/ie im folgenden erläutert luird, besitzt jede dieser Ausführungsformen hinsichtlich der Kosten, der Betriebssicherheit,, der Zuverlässigkeit und der Einsatzmöglichkeiten bestimmte Vorteile.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführung meist einen Ultraschall-Sender 10 und einen oder mehrere Ultraschall-Empfänger als Empfangseinrichtung auf. Der Empfänger 10 uiird durch einen Schalter 14 in Betrieb genommen. Der Schalter 14 ist derart angeordnet und ausgebildet, siehe Fig. 2, daß er seinen Schaltzustand in einer Richtung zum Pol B ändert, wenn ein State-element 100, beispielsweise ein Schlüssel oder dgl. in ein Schaltgehäuse 102 eingeführt u»ird. Der Schalter 14 ist so ausgeführt, daß er wieder in seine ursprüngliche Stellung zum Pol A zurückfällt, wenn das Steuerelement 100 abgezogen wird. Der Pol B bildet also den Einschalt-Kontakt für die Energiezufuhr über den Schalter 14, wäh-

7098017122t _ ₁₀ _

ι?

rend der Pol A den Ausschaltkontakt für die Unterbrechung der Energiezufuhr darstellt.

Bei einer abgewandelten Ausführung kann der Schalter 14 auch in umgekehrter Weise arbeiten, d.h., seinen Schaltzustand am Kontakt B einnehmen, wenn das Steuerorgan 100 aus dem Schaltgehäuse 102 gezogen wird. Der Schalter tuürde dann beim Einführen des Stiuerorganes 100 zum Pol A umgeschaltet. Auch in diesem Fall u/ürde der Pol B den Einschalt-Kontakt und der Pol A den Ausschalt-Kontakt des Schalters 14 bilden.

Für das Steuerorgan 100, das Schaltgehäuse oder Schaltschloß 102 und den Schalter 14 sind verschiedene Ausführungen möglich. Beispielsweise könnte ein normaler Schlüssel und ein Schloß mit einem dem Riegel zugeordneten Schalter vorgesehen sein. Für die gewünschte Funktion wäre beispielsweise ein Kraftfahrzeug-Zündschalter geeignet. Viele solcher Zündschalter gestatten es nicht, den Schlüssel abzunehmen, mährend der Schaltsr eingeschaltet ist. Die gewünschte Schaltfunktion wird auch erreicht, wenn der Schalter 14 mit einer Vorspann-Einrichtung, beispielsweise einer Feder 104 versehen ist, so daß der Schalter 14 immer in seinem die Energie unterbrechenden Schaltzustand am Pol A zurückkehrt, iuenn der Schlüssel bzw. das Steuerorgan 100 wie oben beschrieben abgezogen oder eingeführt wird. Vorzugsweise könnte auch derselbe Kombinationsschlüssel, der zum

70988171228 - 11 -

27299a;

Schließen des Raumes benötigt wird, gleichzeitig das Steuerorgan des in dem betreffenden Raum vorgesehenen Energiezufuhr-Steurungssystems vorgesehen sein, ucp dessen Schalter 14 zu betätigen. Das erfindungsgemäGe Steuerorgan 100 könnte auch aine Code-Karte oder -Platte sein, die zur Betätigung des Schalters 14 beispielswaiso in einen Aufnahmeschlitz dos Schaltgehäusss 102 einführbar wäre. Die Code-Karte oder ein Tail davon könnte auch den Umschaltkontakt des Schalters 14 bilden oder einen isolierten Teil als Betätigungsorgan für den Schalter aufweisen.

Um den Sender 10, siehe Fig. 1, zu erregen, ist deSchalter 14 zum Pol B umzuschalten. Dadurch wird ein vorher abgetrenntes mC—Glied !10, C10 mit einem UJiderstand u14 und dem Trigger-Eingang T einer vorbereiteten monostabilen Kippschaltung 16 verbunden. Dieses HC — Glied bewirkt, daS der Eingang T des monostabilen .lultivibrators 16 seinen niedrigen Signalzustand "L" annimmt, und daQ dann die Spannung als Funktion der Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators C10 so lange ansteigt, bis der T-Eingang seinen Ausgangszustand wieder erreicht. Die monostabile Kippstufe 16 ändert ihren Zustand nicht, bis der Kondensator C10 auf die zur Auslösung der Kippstufe 16 erforderliche Trigger-Schwellensoannung aufgeladen ist. Beim Erreichen dieser Schwelle wird die Kippstufe 16 ausgelöst und gibt an ihren Ausgang 1 einen Ausgangsimpuls

709881/1228 - 12 -

ab, dessen Dauer oder Länge durch dia Zeitkonstante eines an die Kippstufe 15 angeschlossenen RC-Gliedes R16, C16 bestimmt ist. Bei der vorliegenden Ausführung ist die Kippstufe 16 ein NE555-Baustein, R16 ein 5-tflegohmiliiderstand und C16 ein 0,47 AjF-Kondensator. Die monostabile Kippstufe 16 steuert ein Analog-Gatter 22, über welches der Sender 10 ein Tonsignal nur abgibt, solange die gezündete Kippstufe 16 eingeschaltet ist.

üJenn der Schalter 14 am Pol B anliegt, bewirkt ein weiteres RC-Glied R12, C12 zunächst die Entladung des Kondensators C12 über den Widerstand R12. UIe η η der Schalter 14 wieder zum Pol A zurückkehrt, enthält der Kondensator C12 keine Ladung. Er wird also wie vorher der Kondensator C10 aufgeladen, um dadurch die monostabile Kippstufe 16 wieder zu erregen. Die beiden RC-Glieder C10, R10 und C12, R12 wirken also bei jeder Zustandsänderung de£ Schalters 14 abwechselnd auf die monostabile Kippstufe 16. Bei der vorliegenden Ausführung bestehen C10 und C12 aus 0,001 yuF-Kondensatoren und R10 und R12 aus 1-ffleg^ohm-UJiderständen.

Der in Fig. 1 gezeigte Sender weist zwei Tongeneratoren 18 und 20 auf. Ein Tongenerator könnte beispielsweise auf eine Tonfrequenz von 40 kHz und der andere auf eine Tonfrequenz von 30 kHz für das Ausgangssignal abgestimmt sein. BEi der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird den Tongeneratoren 18 und 20 ständig Energie zugeführt,

- 13 -

70988171228

" *" Z72994*

tv

um irgendwelche Anlauf-Driften bei den erzeugten Frequenzen

zu vermeiden. Die Ausgänge für die Frequenzsignale der Tongeneratoren 1B und 20 sind über 1 -Pilegohm-Uiiderstände Π1Β und R20 verbunden und über einen Einstelliuiderstand R22 an den nicht invertierenden Eingang des Analog-Gatters 22 gelegt. Die Kondensatoren C18 und C20 sind Koppel-Kondensatoren für die Ausgangs-Signale der jeweiligen Ton-Generatoren und gewährleisten, daß keine Gleichstrom-Signalkomponenten zum Analog-Gatter 22 durchgelassen werden. Der Einstellwiderstand R22 dient zur Einstellung der Ausgangs-Signalstärke des Analog-Gatters.

Am Ausgang des Analog-Gatters 22 erscheinen, wie oben beschrieben, die Ausgangssignale der beiden Ton-Genaratoren 18 und 20, wenn die monostabile Kippstufe 16 erregt ist. Der Ausgang des Analog-Gatters 22 ist über einen Kondensator C22 an einen Lautsprecher bzw. Ultraschall-Strahler 24 angeschlossen. Der Widerstand R22 dient also auch zur Steuerung der Signalstärke der vom Strahler 24 abgegebenen Signale. Bei der gezeigten Ausführung ist der Strahler 24 ein üblicher Ultraschall-Wandler.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltung eines Ton-Generators des erfindungsgemäßen Systems. Dieser Ton-Generator besteht aus einem Oszillator mit einem Tiefpaß R64, R66 und C68 und einem Hochpaß R70, C72 und C74. Da die Phasenverschiebungen der beiden Siebschaltungen ent-

70986171228

- 14 -

gegengesetzt sind, gibt es nur eine Frequenz, bei der zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors eine Phasenverschiebung von 100° auftritt. Dies ergibt eine die Schwinung bei dieser Frequenz unterstützende Rückkopplung. Ein 3,3 kühm-üjiderstand RSG ist für die Vorspannung des Transistors 62 vorgesehen.

Ein aus zwei getrennten Tonfrequenzen bestehendes Ausgangs-Signal das Senders 10 hat wesentliche Vorteile, da die Störempfindlichkeit bei Verwendung nur einer Tonfrequenz erheblich größer ist,und da kurze Hochfrequenz-Störimpulse nicht selten sind. Der gleiche Vorteil könnte auch mit zwei Generatoren der gtichen Frequenz erz^ielt werden, wenn die Ausgangssignale der beiden Generatoren mit einer Phasenverschiebung erscheinen. Eins unten beschriebene weitere Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 4 besitzt einen Einton-Sender. Eine dabei in jedem Empfänger vorgesehene Verzögerung von beispielsweise 3 Sekunden setzt dia Störempfindlichkeit dabei erheblich herab, so daß auch dieses System praktisch die gleiche Betriebssicherheit erreicht, wie das hier beschriebene Zwsiton-System.

In Fig.1 ist auch einer der mit dem Sender 10 zusammenwirkenden Empfänger 12 dargestellt. Jeder Empfänger 12 weist ein Mikrophon 25 auf, dessen Ausgang über einen

- 15 -

709881/1228

Eingangsverstärker 28 an einen Ton-Dekoder 30 angeschlossen ist. üj'enn durch den Dekoder 30 die richtigen Ton-Frequenzen festgestellt werden, liefert er ein Musgangssignal zu einem Flip-Flop-3ü, der dann ein Leistungsrelais 44 entweder ein- oder ausschaltet und dadurch eine Verbindung der Uechselstrom-Notzleitung bzw. des Netzeinganges zu den Anschlußstellen 54 herstellt oder unterbricht.

Bei der gezeigten Ausführung ist beispielsweise β .In normales Kristall-diikrophon 26 vorgesehen, um die von Sender 10 abgestrahlten Signale aufzunehmen. Der Ausgang des Mikrophons 26 ist über einen Koppel-Kondensator C24 an den Eingangsverstärker 28 gelegt. Bei dsr dargestellten Schaltungsausflihrung ist beispielsweise ein Feldeffekt-Transistor (FET) als Verstärker vorgesehen. Die von dem i.likrophon 26 aufgenommenen Signale gelangen vom Ausgang des Verstärkers 28 über einen Koppel-Kondensator iJ25 zum Ton-Dekoder 30. Der Ton-Dekoder 30 weist mehrere auch als "Phase-Lock-Loop"-Schaltungen (PLL) bezeichnete Phasen-Synchronfilter auf, und zwar jeweils eines für jedes von dem Empfänger 12 aufzunehmende Frequenzsignel. Da hier beispielsweise mit zwei Frequenzen gearbeitet wird, sind also zwei PLL-Schaltungen 32 und 36 vorgesehen, deren Eingänge mit dem Ausgang des Verstärkers 28 verbunden sind. Für den Betrieb benötigen die PLL-3chaltungen 32 und 36 ein Frequenzsignal ausreichender Dauer, um eine

709881/1228

feste Einstellung bzw. Verriegelung oder Abstimmung auf die jeweilige Frequenz zu ermöglichen. Die PLL-Schaltungen 32 und 36 wirken also als Filter, um das System gegen eine irrtümliche oder versehentliche Erregung zu schützen, Außerdem arbeiten beide PLL-Schaltungen 32 und 36 in der Ueise, daß sie nur auf solche Signale phasenstarr abgestimmt werden können, deren Frequenz innerhalb der gegebenen Bandbreite ihres Frequenz-Fangbereiches liegt.

Um sicherzustellen, daß der Ton-Dekoder 30 ein Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn beide Ton-Frequenzen aufgenommen werden, ist der Ausgang der PLL-Schaltung 32 so mit der PLL-Schaltung 36 verbunden, daß diese nur dann fest auf ihre richtige Frequenz abgestimmt werden kann, tuenn die PLL-Schaltung 32 die richtige Frequenz aufnimmt. Die Ausgangsleitung der PLL-Schaltung 32 ist mit Hilfe eines Widerstandes R26 so lange auf ihrem höheren Signalzustand gehalten, bis die richtige Frequenz aufgenommen wird. In diesem Zeitpunkt geht die Ausgangsleitung in ihren niedrigeren Signalzustand über, spannt dadurch die Diode 34 um und löst die Erregung der .Ausgangsleitung der letzten Stufe (LS) der PLL-Schaltung 36. In der LS-Leitung beider PLL-Schaltungen 32 und 36 liegt jeweils ein Kondensator C28 und C30, der einen Tiefpaß für die jeweilige Ausgangsstufe der PLL-Schaltungen bildet, Wenn die PLL-Schaltung 32 nicht die richtige Frequenz aufgenommen hat, ist die Diode 34 in Durchlaßrichtung vorgespannt und sperrt dadurch die letzte Stufe der PLL-S_chaltung 36.

70988171228

- 17 -

27299A4

Somit geht also dar normalerweise durch den Widerstand R27 auf seinem höheren Signalzustand gehaltene Ausgang der PLL-Schaltung 36 auf seinen niedrigeren Üignalzustand, uienn beide PLL-Schaltungen 32 und 36 die jeweils richtigen Frequenzen aufnehmen. Der Ausgang der PLL-Schaltung 36 ist mit dem Taktgeber-Eingang C eines Flip-Flop 38 verbunden. Wenn also die PLL-Schaltung 36 den richtigen Ton aufnimmt, geht der Ausgang für die Dauer dieses Signals auf seinen niedrigen Signalzustand. ^!üenn die dem Empfänger 12 zugeführten Signale aufhören, um dadurch das Ausgangssignal der PLL-Schaltung 36 abzuschalten, wird durch die Anstiegsflanke dieses Impulses eine Zustandsänderung des Flip-Flop 38 ausgelöst. Dabei ist zu beachten, daß beim ersten Einschalten des Empfängers dafür gesorgt u/erden muß, daß der Ausgangszustand des Flip-Flop 38 so eingestellt ist, daß die gewünschte Ein- und Ausschaltung der Energie richtig ausgeführt wird. Andernfalls könnte nämlich das Einführen des Steuerorgans bziu. Schlüssels 100 anstelle der erwünschten Einschaltung der Stromquellen oder Beleuchtung eines gegebenen Raumes deren Ausschaltung bewirken. Dem Takteingang C des Flip-Flop 38 ist daher ein einfacher Behälter 40 zugeordnet, so daß für den Fall, daß der Flip-Flop 38 beim erstmaligen Einschalten eines Empfängers 12 nicht im richtigen Ausgangszustand ist, einfach durch eine kurze Betätigung dieses Schalters ein zur Umkehrung des Schaltzustandes

des Flip-Flop 3B benötigter Impuls erzeugt wird.

Der U-Ausnang des Flip-Flop 38 ist über eine Treiber-Stufe an ein Leistungs-Fielais 44 angeschlossen. Die Treiber-Stufe besteht aus einem Widerstand R23 und einem Transistor 42. Der Kollektor des Transistors 42 ist mit der Spule 46 des Leistungs-Relais 44 verbunden, so daO der Transistor 42 bei eingeschaltetem Flip-Flop 38 leitet und dadurch die Spule 46 erregt und damit das Leistungs-Helais 44 einschaltet. Eine Diode 48 ist vorgesehen, um unerwünschte Stromspitzen zu unterdrücken, liienn die Spule wieder abeschaltet wird. Wenn also der Flip-Flop 3U erregt ist, wird die an den Schaltern 50 und 52 liegende Netzschaltung über diese Schalter an die Anschlußstellen 54 durchgeschaltet. JJenn dann der Flip-Flop 38 seinen Schsltungszustand nieder Lindert, wird der Transistor 42 nichtleitend. Dadurch wird die Spule 46 abgeschaltet, so dai3 die Schalter 50 und 52 in ihre norrnalerueise geschlossene Stellung zurückkehren, um dadurch die Energiezufuhr zu den Anschlüssen 54 zu unterbrechen.

Da jeder Empfänger nur ein iielais, wenige integrierte Schaltkreise und einige andere kleine Sauteile enthält, kann die gesamte Einheit ohne weiteres bei einem vorhandenen Enercieansciilufi, beispielsweise einer Steckdose eingebaut werden. In einem gegebenen fiaun kann also je nach .unsch eine beliebige Anzahl solcher Empfänger für ver-

- 18 -

709881/1228

schiedene Verbraucher eingebaut werden, beispielsweise zur Steuerung der Energiezufuhr zu einer oder mehreren Lampen, zu einem Fernsehgerät oder zu einem anderen Energieverbraucher. Auch der Sender 10 kann laicht eingebaut uierden, da in einem gagebenen Raum gewöhnlich ein Lichtschalter bei der Tür vorgesehen ist. Der erfindungsgemäße Sender 10 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er vorteilhaft anstelle des üblichen Lichtschalters eingebaut werden kann. Das erfindungsgemäße System kann daher leicht in einen beliebigen Raum eingebaut werden, so daG wahlweise alle oder ausgewählte Energie- oder l/erbraucheranschlüsse gesteuert werden können.

üie oben erwähnt wurde, weist der Sender der ersten Ausführungsform der Erfindung zwei Ton-Generatoren auf. Das Ausgangssignal dieser Generatoren wir^rJ über ein Gatter in Form tonfrequenter Impulse oder TonFrequenz-Bursts abgegeben, um die Empfänger in einem gegebenen Raum in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Flip-Flop 33 an- oder abzuschalten. IN anderen üiorten wird durch den Sender 1C der gleiche Ton-Frequenz-Burst erzeugt, wenn der Schlüssel bzw. das Steuerorgan 100 in den Schaltkastan 102 eingeführt ist wie wenn er abgezogen ist. Das vorstehend beschriebene Ton-G8nerator-SYstem, auf dessen Vorteile hinsichtlich der Störempfindlichkeit oben bereits hingewiesen wurde, ist auch kostengünstig aufgebaut.

- 20 -

709881/1228

" ** 272994*

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können auch zwei Gruppen von zwei Ton-Generatoren vorgesehen sein, luobei eine Gruppe der Ton-Generatoren zur Einschaltung des Leistungs-Auslaß-Relais über einen Empfänger 12 und die andere Gruppe der Ton-Generatoren zur Ausschaltung des Leistungs-Auslaß-Relais dient. Ein Empfänger einer solchen Einrichtung ist in Fig. 3 dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Ein Sender mit vier Ton-Generatoren entspricht in wesentlichen dem Sender 10, wobei lediglich ein zweiter dem monostabilen Multivibrator 16 entsprechender monostabiler multivibrator und ein dem Schalter 14 entsprechender zweiter Schalter sowie eine zweite Gruppe von Ton-Generatoren und einem Analog-Gatter zusätzlich vorzusehen sind, so daß ein Uierton-Sender entsteht.

Ein von einem Vierton-Dekodier-Empfanger 200 empfangenes Tonsignal wird zunächst in gleicher U/eise wie bei dem oben beschriebenen Empfänger 12 behandelt. Ein Mikrophon 26' nimmt das Tonsignal auf, welches dann über einen Kondensator C24¹ zu einem Eingangsverstärker 28· gelangt. Der Ausgang dieses Verstärkers ist über einen Koppel-Kondensator C26* an eine Ton-Dekodier-Einrichtung angeschlossen. Die Ton-Dekodier-Einrichtung weist bei dieser Ausführungsform zwei getrennte Ton-Dekoder 210 und 220 auf. Der Ton-Dekoder 21Q arbeitet in gleicher UJeise wie der Ton-Dekoder 30 im Empfänger 12. üienn ein beispielsweise aus

- 21 -

einem Schlüssel 1GO bestehendes Steuerorgan in den Schaltkasten eingesteckt wird, wird von den Sendern ein Ton-Frequenz-Burst abgestrahlt. Dieser Ton-Frequenz-ßurst ist aus zwei Tönen zusammengesetzt, welche durch den Dekoder 210 dekodierbar sind.

Uenn ein Ton-Frequenz-Burst erfaßt wird, gibt der Dekoder 210 ein Ausgangssignal ab, um den Eingang des Flip-Flop 38 zu setzen und damit zu bewirken, daß der U-Ausgang dieses Flip-Flop 30' eingeschaltet ujird. Da der Dekoder 220 in dem Ton-Frequenz-Burst die beidon Töne, auf die er abgestimmt ist, nicht erkennt, bleibt er im Ruhezustand. Ulie im Empfänger 12, wird dann, ujenn der Q-Ausgang des Flip-Flop 38' in seinen Arbeitszustand geht, ein Leistungs-Relais 44' dadurch erregt, um Energie zu einem Energieanschluß durchzuschalten. Wenn jetzt aber das Steuerorgan 100 aus dem Schaltkasten 102 gezogen wird, wird von dem Sender ein anderer Ton-Frequenz-Impuls abgestrahlt. In diesem Fall wird der Dekoder 220 betätigt und der Dekoder 210 bleibt im Ruhezustand. Der Ausgang des Dekoders220 ist mit dem Rückstelleingang R des Flip-Flop 38' verbunden, um diesen zurückzustellen und dadurch das Leistungs-Relais 44' stromlos zu machen. Zwischen dem Dekoder 220 und dem Flip-Flop 38' kann ein Laufzeit- oder Verzögerungsglied 230 eingefügt sein, um für eine kurze Verzögerung von beispielsweise 5 Sekunden zu sorgen und dadurch demjenigen, der die Energie in einem gegebenen

709881/1221 " ²² "

1729944

Raum abschaltet, zu gestatten, den Raum zu verlassen, bevor die Verbraucher, beispielsweise die Leuchten, tatsächlich ausgehen.

Eine weitere bevorzugte Auggestaltung der Erfindung ist in Fig. 5 und 6 dargestellt. Bei dieser Ausführung ist als Ausgangssignal ein kontinuierliches Ultraschall-Frequenz-Signal vorgesehen, anstelle eines Ton-Frequenz-Impuls-Signales bei den in Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführ ungs formen.

Ein in Fig. 5 gezeigter Sender 110 ueist einen einpoligen Schalter 114 auf, der den Sender boim Abziehen oder Ein-3tecken des Setätigungsorgans 100 uie oben erläutert in Betrieb setzt. Gei dieser liusführungsform der Erfindung ist der Sender eingeschaltet, wenn der Schlüssel aus dem Schaltkasten gezogen ist. der Schalter 114 ist ähnlich wie der oben beschriebene Schalter 14 so aufgebaut und angeordnet, daß er selbsttätig vom Pol B' zum Pol A¹ zurückkehrt, wenn der Schlüssel aus dem Schaltkasten gezogen wird.

Dem Pol A¹ des Schalters 114 kann eine Anzeigeeinrichtung, luie z.B. eine Anzeigelampe 116 zugeordnet sein. Jenn also der Schlüssel 100 in den Schaltkasten 102 gesteckt wird, berührt der Schalter 114 den Pol A¹, so daß eine Leitungsverbindung zur Lampe 115 hergestellt und der Verstärker/

709881/1228

- 23 -

Ϊ729944 70

Oszillator 118 abgeschaltet tuird. Die Lampe 116 kann vorzugsweise fern yon rl em rnit dem erf indungsgemäQen System zu steuernden Bereich oder Raum an einer zentralen Überuachungsstelle vorgesehen sein. In Hotels z.H., in πeichen das erfindungsgemäße System ein einzelnes rlotelzimmer steuert, kann dio Anzeigevorrichtung beispielsujeice an der Schalttafel der Vermittlung oder am Empfang vorgesehen sein, um anzuzeigen, daQ der 3aum besetzt oder nicht besetzt ist, wenn die Lavipe an oder aus ist.

In Gebäuden mit mehreren Liohn- oder r,uf enthal csrüurien, uie z.B. Hotels üder Hotels, ist häufig e:.n .'.nzeiqesysto π für Nachrichten für jede Einheit bzuj. jeden rtaum vorgesehen, Trotz gewisser Unterseil.λ ode verwenden alle üblichen ο y s 13 m e ein Verdrahtungs-System von einer zentralen Uberua-hungsstelle zu den jeweiligen fiäumen unter Verwendung gesonderter Drahte, die Teil des Telsfon-Systeins sein können. Es ist bekannt, daß auf diese Drähte, ohne ihre ursprüngliche Funktion zu beeinträchtigen, ein Signal gegeben uierden kann, um eine Lampe, tuie z.B. die Lampe 116 ander zentralen Überujachungstafel zu erregen. Diese ohnehin vothandenan Leitungen odar Drähte können also bei der vorliegenden Erfindung verwendet tuerden, so daS der Aufwand für eine Leitungsverlegung zur Kontrollstelle entfällt und die damit verbundenen hohen Kosten eingespart uerdan.

- 24 -

709881/1228

1729944

ÜJenn nun bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform der Schlüssel bzw. das Betätigungsglied 100 aus dem Schaltkasten 102 herausgezogen ist, berührt der Schalter 114 den Pol B¹, so daß dem Verstärker/Oszillator 118 Energie zugeführt wird. Es handelt sich dabei um einen üblichen Operations-Verstärker, der so vorgespannt bzw. geschaltet ist, daß der nicht invertisrends Eingang des Verstärkers über einen Rückkopplungs-UJiderstand R122 und ein LC-Glied ein Rückkopplungs-Signal erhält. Der Verstärker-Ausgang schuiingt somit bei einer durch das LC-Glied festgelegten Frequenz. Das LC-Glied besteht aus einer Kernspule L120 und einem zugehörigen Kondensator C120. Der Ausgang des Verstärker-Oszillators 118 ist über einen Koppel-Kondensator C118 an einen Lautsprecher bziu· eine Abstrahlv/orrichtung 122 angeschlossen. Eine Verstellung der einstellbaren Kernspule L120 gestattet eine einfache und leichte Veränderung der Ausgangsfrequenz des Verstärker-Oszillators 118 und damit des Lautsprechers bziu. der Abstrahlvorrichtung 122. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist als Verstärker-Oszillator beispielsweise ein Leistungsverstärker Lfil 384 vorgesehen. C118 ist ein luF-Kondensator, R118 ein Hflegohm-UJiderstand und im LC-Glied ist C120 ein 0,1yF-Kondensator, und die einstellbare Kernspule L120 ist von 0,9 bis 1,1mH veränderbar, Ein zu dem Sender 110 passender Empfänger 300 ist in Fig. 6 dargestellt. Der Empfänger 300 meist sechs Hauptstufen und eine wahlweise vorgesehene übergeordnete (override)

- 25 -

709 8 81/12 2«

Temperatur-Steuerstufe auf. Diese Stufen bestehen im wesentlichen aus einem fflikrophon 302, einem abgestimmten LC-Glied mit einer einstellbaren Kernspule L30C und einem Kondensator C308, einem Vorverstärker 310, einem Zeitverzögerungsglied 316, einem Flip-Flop 340 einer Relais-Treiberstufe 350 und der übergeordneten Temperatur-Steuerstufe 360.

Das vom Sender 110 abgestrahlte Ultraschall-Signal luird von dem Mikrophon 302 aufgenommen und dem LC-Glisd L30S und C308 zugeführt. Dieser abgestimmte Kreis und die Eigenfrequenz des Mikrophons 302 ermitteln, was für eine Signal-Frequenz aufgenommen wurde, wobei die Kombination dieser Stufen auf die vom Sender 110 abgestrahlte Frequenz abgestimmt ist. Die einstellbare Kernspule L308 transformiert auch die hohe Signal-Impedanz des Mikrophons 302 auf eine für den Vorverstärker 310 erforderliche niedrige Signal-Impedanz. Der Vorverstärker 310 verstärkt,nur das aufgenommene Signal. Dieden 312 und 314 sind zur Gleichrichtung des verstärkten Signals vorgesehen. Das gleichgerichtete Signal gelangt dann zum Zeitverzögerungsglied 316.

Das Zeitverzögerungsglied sorgt für Verzögerungen sowohl beim Ein- als auch beim Ausschalten des Empfängers. ÜJie bereits oben erläutert wurde, arbeitet der Sender, wenn der Raum oder das überwachte Gebiet betreten wird) und

TUSMfUt*

- 26 -

" 1729944

die Energie zu jedem Übermächten Verbraucher, beispielsweise der Klimaanlage, der Heizung, dem Fernsehgerät, der Beleuchtung usw. ist über die jeweils zugehörigen Empfänger und Leistungs-Relais ausgeschaltet. Wenn das Steuerorgan zbw. der Schlüssel in den Schaltkasten gesteckt luird, ujird der Sender abgeschaltet und der jeweilige Empfänger nimmt am Mikrophon 302 keine Signale mehr auf. Es ist jedoch notwendig, eine falsche Triggerung der gesteuerten Einrichtung in den Einschaltzustand der Energie während kurzer Signalunterbrechungen zu verhindern. Außerdem könnte eine sofortige Unterbrechung der Enargiezufuhr zu den überwachten Verbrauchern, wenn der Schlüssel beim Verlassen des Raumes aus dem Schaltkasten gezogen wird, schlagartig zu einer vollständigen Verdunkelung des Raumes führen. Deshalb wird die Ausschaltung dar überwachten Vorrichtung vorzugsweise so lange verzögert, da3 genügend Zeit zum Verlassen des Raumes bleibt.

Diese Vsrzögerungswirkungen werden durch das Zeitverzögerungs-Glied 316 erreicht, für welches eine bevorzugte Ausführungsform in Fig. 7 dargestellt ist. Das Zeitverzögerungsglied 316 weist einen zweistufigen Spannungsvergleicher auf, dessen erste Stufe mit 320 und dessen zweite Stufe mit 330 bezeichnet ist_c Die Verzögerung bei der Einschaltung einer überdachten Einrichtung wird über die Zeitkonstante des RC-Gliedes C316 und R316 und den zugehörigen

- 27 -

709881/1228

27299U

Vergleicher 320 erreicht. Die Zeitverzögerung beim Ausschalten der Vorrichtung wird über die Zeitkonstante des RC-Gliedes C328 und R328 und den zugehörigen Vergleicher 330 erreicht.

Im Betrieb vergleicht der Vergleicher 320 den vom Vorverstärker 310 kommenden Signal-Pegel τι it einen durch zwei Widerstände R320 und R321 festgelegten Schwellenwert. Wenn der Sender 110 in Betrieb ist, ist der Signal-Pegel am invertierenden Eingang des Vergleichers 320 hoch, so daß am Ausgang ein niedriges Signal erscheint. Beim Abschalten des Senders 110 durch Einführen des Betätigungsorgans in den Schaltkasten wird das Abreißen des Signals durch den Empfänger 300 festgestellt. Der Signalverlust tritt dann am Ausgang der Vorverstärkerstufe 310 auf. Da der Kondensator C 316 aufgeladen ist, entlädt er sich langsam über den Widerstand iv316. Die Entladungszeit des Kondensators C316 von beisoielsweise 3 Sekunden verzögert die Einschaltung des Vergleichers 320 und dadurch die Erregung für die Einschaltung einer Übermächten Vorrichtung. Bei einer kurzen Unterbrechung luird das Signal am Vorverstärker-Ausgang wieaer aufgebaut, und eine falsche Auslösung eines Einschaltsignales wird verhindert. Bei der Entladung des Kondensators C316 fällt die Spannung am invertierenden Eingang des Vergleichers 320 langsam ab, bis der Eingang nach der durch das rtC-Glied R316, C316 festgesetzten Verzögarungszeit den Schwellenwert am nicht invertierenden Eingang des

709881/122«

" ** ' Ϊ729944

Vergleichers 320 unterschreitet. Dadurch wird in Ergebnis erreicht, daß der Ausgang des Vergleichers 320 schnell vom niedrigen in den hohen Signalzustand geht· Dieses Ausgangssignal wird dem Setz-Eingang S des Flip-Flop 330 über einen Koppel-Kondensator C324 zugeführt, so daß der Flip-Flop 340 seinen Schaltzustand ändert. UJie nachfolgend beschrieben wird, führt dies dazu, daß der von dem jeweiligen Empfänger 300 Übermächten Vorrichtung Energie zugeführt wird, filit der Erfindung ist es ebenfalls möglich, die Abschaltung der Energie von einer gesteuerten Vorrichtung über einen Empfänger 300 zu bewirken, wenn das Steuerorgan 100 in den Schaltkasten 102 eingeführt tuird. Diese Wirkungsweise könnte beispielsweise erwünscht sein, wenn bestimmte Arten von Einbruchs-Alarm-Systemen in einem Raum vorgesehen sind.

Der Ausgang des Vergleichers 320 ist ferner über eine Diode 326 mit dem invertierenden Eingang des Vergleichers 330 Verbunden. UJe η η der Ausgang des Vergleichers beim Abziehen des Steuerorganes 100 aus dem Schaltkasten 102 in seinen niedrigen Signalzustand geht,um dadurch die Erregung des Senders 110 zu ermöglichen, entlädt sich der Kondensator C328,!langsam über den Widerstand R328. Am Ende dieser Entladungszeit fällt das Signal am invertierenden Eingang des Vergleichers 330 unter den gleichen durch die Widerstände R320 und R321, die auch mit dem nicht invertierenden Eingang des Vergleichers 330 verbunden sind, festgesetzten Schwellenwert.

ItUHf 4Ui

- 29 -

Dies führt dazu, daß der Ausgang dieses i/erglaichars in seinen hohen Signalzustand übergeht. Das Ausgangssignal des l/ergleichers 330 uiird dem Rückstell-Eingang R des Flip-Flop 340 über einen Koppel-Kondensator C330 zugeführt und bewirkt eine Rückstellung dieses Flip-Flop. Auf diese UJeise wird erreicht, daß die Energiezufuhr zu der überwachten Vorrichtung unterbrochen mird. Die Entladungszeit des RC-Gliedes R32B, C328 liegt bei wenigstens 30 Sekunden, sie kann jedoch auch einige filinuten betragen, falls dies erwünscht ist. UJi e oben erwähnt wurde, soll diese Verzögerung bei der Unterbrechung der Energiezufuhr nach dem Herausziehen des Betätigungsorgans 100 aus dem Schaltkasten 102 ein Verlassen des Raumes gestatten, bevor beispielsweise die Beleuchtung ausgeht.

Gemäß Fig. 6 liegt in der Ausgangsleitung des Flip-Flop 340 eine Relais-Treiberstufe 350. Wenn das Ausgangssignal des Flip-Flop 340 hoch ist, ist die Treiberstufe 350 durchgeschaltet,und ein Signal gelangt zur Spule des Leistungs-Relais 44, um die Energie zu der zu überwachenden Einrichtung durchzuschalten, wie für die oben beschrieT bene Ausführungsform erläutert wurde. Wenn am Ausgang des Flip-Flop 340 ein niedriges Signal erscheint, ist die Treiberstufe 350 abgeschaltet und bewirkt, daß das Relais 44 stromlos wird und die Energiezufuhr zu der überwachten Einrichtung über die Relais-Kontakte abgeschaltet wird.

708881/122«

27299U

3}

Bei dieser Ausführung des Empfängers 3OQ ist das :;1ikrophan 302 ein üblicher piezoelektrischer dandier, C30LJ ein 0,1 tjF-Kondensator und L30£j eine von 0,9 bis 1,1 m!H einstellbare Kernspule, der Vorverstärker 310 besteht aus ziuei in Fieihe geschalteten Γ,ΙC 3310-'u'ers tärkern mit einer an sich bekannten Filter- und Vorspannungsbeschaltung. Die Dioden 312, 314 und 326, siehe Fig. 5 und 7, sind TN 914-Dioden, und in de^rn Zei tverzögerungsglied sind die beiden l'ergleicher 320 und 330 in einem LiM 339-Caustein enthalten. C315 ist ein 1 uF-Kondensator, und die l'iiderstandsuierte der Widerstände R316, ,-!320 und R321 sind 3,3 i.'isgohm, 100 kühm bzuj. 27 kuhrn. Die Kapazität dos Kondensators C324 ist 0,02 juF, und die des Kondensators C330 ist 0,001 ijF. R328 ist ein 5 Ülagohm-'.üderstand und C32S ein 4,7 ^F-Kondensator. Der Flip-Flop 330 ist aus zwei üblichen f\IÜR-Gattern aufgebaut, uährned dia i^elais-Treiberstufe 350 zujgi in Reihe geschalteta Transistoren 2M 2222A und 2N 2905S aufweist.

Eina bevorzugte Weiterbildung der Erfindung meist eine übergeordnete Temperatur-Steuerung auf, uenn die Energiezufuhr zur Heizung und/oder Klimaanlage in dem überiuachtan Bareich oder Raum durch einen erfindungsgemäßen Empfänger gesteuert ist. Dieses iilerkoal verhindert, daß der überwachte Raum in Abhängigkeit von den Jetterbedingungen zu heiß oder zu kalt wird, wenn er für längere Zeiträume

- 31 -

709881/1228 ORIGINAL INSPECTED

v/erlassen wird. Eins Temperatur-Steuersinrichtung 350 in einem Empfanger 300, siehe Fig. 5, kann ein Signal zur Einschaltung der Relais-Treiberstufe 350 unabhüngicj uorn Zustand des Senders 110 erzeugen. Infolgedessen wird die Spule ties normalerweise geschlossenen Leistungs-rlglais 44 erregt, so daiJ Energie zur Heizung und/oder Klimaanlage durchgeschaltet wird, um diese einzuschalten, iuann die Raumtemperatur bestimmte Grenzwerte über- oder unterschreitet. Einschaltpunkte für eine obere und eine untere Grenztemperatur können uon außen einstellbar ader in der Einrichtung uoreingestellt sein. In gleicher ijeise ist bei dem erfindungsgemäGen System auch eine unabhängige? überwachung des Betriebszustandes des Senders 110 möglich. Das erfindunnsgemäße System kann auch so ausgestaltet soin, cJaG das Heizungs- und/oder Klimatisierungssystem normalerweise eingeschaltet bleibt, auch wenn sich niemand in :Jcn überwachten Raum aufhält. In diesem Fall würde eine übergeordnete Steuereinrichtung bewirken, da3 die Klimaanlage selbsttätig ausgeschaltet wird, wenn die Raumtemperatur beispielsweise unter 65 F (etwa 13 C) abfällt, und daß in gleicher Weise die Heizung ausgeschaltet wird, wenn die Raumtemperatur beispielsweise 30 F (etwa 27 C) überschreitet .

Fig. 8 zeigt eine beuorzugte Schaltungsanordnung für eine übergeordnete Temperatur-Steuerung. Die Schaltung weist sine Kombination uon Thermistoren oder Heißleitern 3.52

709881/122« - 32 -

°*'G?NAL INSPECTED

" 272994*

und 370 mit Widerständen R362, R370 in jeweiligen Spannungsteiler-Anordnungen auf, um eine der durch den Heißleiter abgetasteten Temperatur proportionale Spannung für einen zugeordneten 'Jergleicher zu erzeugen. Potentiometer R364 und F?374 sorgen für eine einstellbare 3ezugsspannung für jeden der l/ergleicher 364 und 374. Die Potentiometer dienen also zur Schuielleneinstellung der Temperatur-Abtastung. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kreis mit dem Thermistor 362 für eine Einschaltung bei 65⁰F (etwa 18⁰C) und der Kreis mit dem Thermistor 370 für sine Einschaltung bei etiua 8O⁰F (etwa 27⁰C) eingestellt.

Die Schaltungsanordnung arbeitet in der Ueise, daß der lüiderstand des Thermistors 362 ansteigt, luenn die Temperatur in dem Übermächten Raum fällt. Da dieser Thermistor Teil eines Spannungsteilers mit dem liiiderstand R362 ist, sinkt die Spannung am Verbindungspunkt. Uienn diese Spannung unter die durch den liiiderstand R364 eingestellte Schu/ellenspannung abfällt, wird der Vergleicher 362 eingeschaltet. Dieses Signal schaltet die Relais-Treiberstufe 350 ein und bewirkt damit eine Einschaltung des Heizungssystems.

Der Thermistor 370, der Widerstand R370, der Vergleicher 374 und der veränderliche U/iderstand R374 arbeiten in gleicher Uieise, jedoch umgekehrt. Ulenn also die Temperatur über 8O⁰F (etiua 27⁰C) ansteigt, wird das Leistungs-Relais 44 erregt und bewirkt somit die Einschaltung einer Klima-

709881/1228

- 33 -

anlage. Auch in dieser Schaltungsanordnung können erfindungsgomäß l'erzögerungsglieder vorgesehen werden, um rlie Vergleichet 364 und 374 für eine hiindestzoitdauer in ihrem eingeschalteten Zustand zu halten, um eine zu häufige Ein- und Ausschaltung des Heizungssystems oder der Klimaanlage zu verhindern.

Wie oben bereits erläutert wurde, ist vorzugsweise vorgesehen, die Baugruppe eines Empfängers jeiueils bei den zugehörigen Energieanschlüssen zu installieren. Bsi vielen Heizungs- bzui. Klimaanlagen sind jedoch die Leistungsanschlüsse an der Unterseite des Systems angeordnet. In diesem Fall wird vorzugsweise das Leistungs-Relais 44 am Anschluß installiert, mährend der aus integrierten Schaltkreisen aufgebaute Empfänger und das Mikrophon an einer davon entfernten Stelle eingebaut werden. Das Empfänger-Mikrophon 302 wird dann vorzugsweise in einer Linie mit dem Signalabstrahler oder Lautsprecher des Senders angeordnet.

In einigen Fällen ist in Hotels oder Pflotels ein zentrales Heizungs- und Klimatisierungs-System vorgesehen, wobei der Eintritt der zirkulierenden erwärmten oder abgekühlten Luft nicht über die Energiezufuhr sondern über eine Thermostat-Steuerung eines Ventilators in dem Raum gesteuert wird. In diesem Fall würde daher das Leistungs-Relais den Speiseeingang der Ventilator-Steuerung oder des Thermostaten

7098*1/122«

steuern und sonit dieses normalerweise ausschalton, wenn das öteuerorgan bzw. der Schlüssel 1OG aus dein Schaltkasten 102 abgezogen wird. Die übergeordnete Temperatur-Steuerung iuürrJe dabei in Abhängigkeit uon der riaumtenperatur wahlweise die Energiezufuhr zu einer solchen Steuereinheit regulieren. Der in der Beschreibung verwendete Ausdruck Energieansühlui3 umfaßt also eine übliche Steckdose genauso ujie den Speisespannungs-Eingang zu einar "i/orrichtung wie einem Thermostaten oder einer l/entilator-Etouerung.

Die Erfindung umfaßt also in Verbindung mit dem Energio-Uberiuachunqssystefii auch die Steuerung won Einbrucns-Alarm- oder FeuGrübaruachungs-Systemen. IUis obenbereits erwähnt wurde, kenn risr Sender in einfacher Jeise durch ein Überujachungs-System ergänzt uierden, welches über eine Fernanzeige des eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustandes des Senders anzeigt, ob ein Raum belegt ist oder nicht. Ferner kann der erfindungsge^r.iäGe Sender· auch ein System zur Überwachung eines Eindringens in den Raum einschließen und zwar in Form eines Abtast-Empfangers in der gleichen 3augrucpe mit dem Senderschaltkreis. Diese Baugruppe kann auch ein Feuer-iUarnsystem enthalten, die ein zur entfernt liegenden überujachungsstelle geliefertes Signal erzeugt, um ein akustisches lilarnsystem oder AnzeigeeinrichtunQen einzuschalten. Ferner ist es möglich, ein akustisches Jarnsignal in dem überwachten Raum selbst auszulösen.

709R91/122»

ORIGINAL INSPECTED - 35 -

Sämtliche bekannten Einbruchs- oder Feuer-Alarmsysteme enthalten Fühler zur Erfassung i!es übernachten Signalen und zur Auslösung eines üignales, un die Alarm-Anlage zu erregen. Eine in Verbindung mit dem errindungsge:;i".3on .steuerungssystem be vor zurrt 3 Einbruchs-Ui ehe rung a roe i te L beispielsweise mit einer Zerlegung und .usuortung der vom UItrasch alls tr ahler des erfindungsgemüiSen Senders abgcstrali it en Schallwelleπ front, '.!it einer ce ei π ns ton Pegeleins to llung, die c^;.ne Reaktion auf iclaina, durch eine kleinere Bewegung hervorgerufene Veränderungen .Ln üzv Le lienfrant ausschaltet, kann eine größere itürung der Form der Uellenfront abgetastet werden, ua einen unbefugten Zutritt in den Übermächten Bereich anzuzeigen. Das dann ausgelöste Signal kann über vorhandene Telefonlaitungen oder dgl. in an sich bekannter lüeise zu einer zentralen LJbsruachungsstelle lueitergeleitet ujordan.

Bei eine™ Feuer-Mlarmsystem erzeugt beispielsiueiss sin Ionisationsfühler, der wahlweise in der Empfänger- or!or Sender-Baugruppe odsr an anderer Stelle angeordnet ist, ein Signal, das zur Erzeugung eines akustischen Warnsignale; zur zentralen uberujachungsstelle übertragen nird. Bei einer besonders bevorzugten Ausführung ist das Feuer-^berachungssystem ständig eingeschaltet, auch wann sich jemand in dem überwachten Rau^r,i oder Bereich bafindot und dnr Londej? ausgeschaltet ist.

Im !!ahmen dnr Erfindung ist es ferner '.lcglicn. ninen

709881/1228

ORIGINAL INSPECTED

27299AA

Dauerinpuls-Ultraschallsender zur Signalerzeugung einzusetzen, wobei die angepaßten Empfänger eine Zählschaltung aufweisen, um nicht nur die richtige Frequenz sondern auch die richtige Pulsfrequenz zur Erregung des Empfängers unterscheiden zu können.

709881/122 8

- ANSPRÜCHE

Leerse

Claims (1)

1. 272994«

   ANSPRÜCHE

   1. J Steuerungssystem für die Energiezufuhr zu bestimmten

   Anschluflstellen, gekennzeichnet durch einen wenigstens eine Frequenz abstrahlenden Ultraschall-Sender (10, 110), ein Betätigungsorgan (100) für eine dem Sender zugeordnete Schalteinheit (102) zur u/ahliueisen Ein- ader Ausschaltung des Senders, und durch einen Ultraschall-Empfänger (12, 300) zur Steuerung der An- oder Abschaltung der Energiezufuhr zu einer zugeordneten AnschluGstelle in Abhängigkeit uon einem aufgenommenen Signal des Senders.

   2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Sender (10, 110) bei Trennung des Schalt-Betätigungsorganes (100) uon der Schalteinheit (102) erregt ist.

   3. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Sender (10, 110) beim Einführen des Betätigungsorgans (100) in die Schalteinheit (102) ein Schaltsignal erhält und ein in Abhängigkeit davon ausgelöstes Ausgangssignal abgibt, und daß der Empfänger (12, 300) so geschaltet ist, daß die Energiezufuhr zu einem zugeordneten Anschluß bei

   - 38 -

   ORIGINAL !INSPECTED

   Empfang eines Sender-Signals unterbrochen ist.

   4. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daC der Ultraschall-Sender (10, 110) beim Einführen des Betätigungsorgans (100) in die Schalteinheit (102) ein Schaltsignal erhält, durch lualch^c die Signalabstrahlung des Senders unterbrochen wird, und daß der Empfänger (12, 300) so geschaltet ist, daß die Energiezufuhr zu einem zugeordnoton Änschlu3 bei Ausbleiben des Sender-Signals unterbrochen ist.

   5. Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Senders (10, 110) aus mehreren Tonfrequenzen besteht.

   6. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (3D0) oder der Sender einen übergeordneten in Abhängigkeit von der Temperatur arbeitenden Steuerkreis (350) aufweist, der bei Erreichen eines bestimmten Temperaturiuertes ein Ausgangssignal liefert, durch welches der Sender oder der Empfänger so betätigbar ist, daß auch bei abgeschaltetem System die Energiezufuhr zu einem bestimmten Anschluß durchschaltbar ist.

   7. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

   7098*171258

   - 39 -

   272994*

   zeichnet, daß der Sender oder der Empfänger eine auf das Einführen oder Abziehen des 3etüi;iqungsor- gans (100) in den oder von dem Schaltkasten (102) ansprechende Erfassungseinrichtung zur Feststellung des 3etretens eines Raumes aufweist.

   3. Steuerungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Erfassungseinrichtung zur Fest stellung des Betretens eines Raumes eine durch ein Ausgangssignal der Erfasssungseinrichtung betätigbare Fern-ftnzeigeeinrichtung aufweist.

   9. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender oder der Empfänger eine bei unterbrochener Energiezufuhr zu den Anschlußstellen in Abhängigkeit von einer Bewegung in dem überwachten Bereich ein Ausgangssignal erzeugende Efnbruchs-Sicherungseinrichtung einschließt.

   10. Steuerungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbruchs-Sicherungseinrichtung eine im Sender eingebaute auf Änderungen oder Schwankungen einer Ultraschallwelle ansprechende Fühlvorrichtung aufweist, und daß ein auf ein Ausgangssignal der Sicherungseinrichtung ansprechendes Alarmsystem und/oder Anzeigesystem vorgesehen ist.

   - 40 -

   272994t Y

   11. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bender ader der Empfänger eine auf Hitze, Rauch oder Feuer im Bereich des Senders oder Empfängers ansprechende Feuer-Schutzeinrichtung einschließt.

   12. Steuerungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuer-Schutzeinrichtung eine durch deren Ausgangssignal betätig^bare Alarm-Vorrichtung einschließt.

   13. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1O) wenigstens einen Tonfrequenz-Generator (18, 20), eine Signal-Abs trahlvorrichtung (24) sowie Mittel zur l'erctrrkung des Ausgangssignals des Tonfrequenz-Generators dara± aufweist, da3 die Signal-.'.bstrahlvorrichtung beim Abziehen des Schalt-Betätigungsorganes (iüü) von der Schaltoinheit (102) in Tätigkeit ist.

   14. Steuerungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfanger (12, 200, 300) ein iUkrophon (25, 3G2) aufweist und eine diesem nachgeschaltete Dekodor-Anordnung (30, 210, CL 303) zur Ermittlung, ob das vom fflikro-rphon kommende Signal das vom Sender (10, 110) abgestrahlte Signal ist, und zur davon abhängigen Abgabe

   0 ß1£Ö

   - 41 -

   sines ausgangssignals, daij der üoloder-r.nordnung ein l'orvgrstürksr (310) und uinc Gloichrichfcoranorrlnunn (312, 3;4) zur 'Verstärkung und anschlisfjsn-OGn Gleichrichtung des abgegebnnsn Ausgangnsignals na ei ig as cha It at sinr', und daß sins Z ei. t \/s-r züge rung ss~hr:.ltung (23D, 315) zur Verzögerung eier Ausschaltung odor Einschaltung der Steuermittel für dia Durchschaltung oder Unterbrechung γΊεγ Inergiezufuhr zu u.3 η i'.nscnluSstallgn in .. bh ά ng ig Io it uon .",bzioiien odor £infü!"iren des SchaltbatUcigungs-ürganca (13C) ν 3 r π a c; e i \ e η ist.

   1:1. wteuerungssysta'i na;h ;.njoruc!i 1':, dcdurc!", gekennzeichnet, daG die '^teuer-tiittel zur Durchschaltung oder Unterbrechung der Energiezufuhr eine bistabile KipoGchaltung (3G, 34D) aufWaisen, tue in Abhängigkeit von dc-Yi gegebenenfalls verzögerten Gleichstromsignal umschaltbar ist und ein Ausgangssignal abgibt, daß eina ,igiDis-Traiberschaltung (35u) zur ti:.gnalverst^rkung zwischen dar bistabilen Kippschaltung und ainaTi Ltiistungs-^elais (44) angeurdnet ist, übar wslchss in Abhängigkeit vom jeweiligen Schaltungszuctand dar Kippschaltung durchgesnhaltet oder unterbrochen ist.

   1ό. Steurungssystom nach ,nnspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen den Eingang einer

   709881/1221

   - 42 -ORIGINAL INSPECTED

   themostatges bauarten l/rmti iatnr-oteuerung des über-'.¹J 2 c h 18 η . i a u η θ 3 odor 3 e r e i r.' 12 s uMfassan,

   17. StoiisrungssystsM nach einen urisr lihrei-an dor vori in r geh and □ η ,,η j-j cürha , gekenn:; ei ciinet durch ei nan durch na3 ir, d'e jcnLi.lt ei η -ι:; '. t (IiJ 2; ni r. führ bar:: Scha 1 fcbd"^!;ü c '. r unnr.or gan (1 UO ) bo ii\ Linc.i r^n :.-;clia i Lu j (U).

   IL'.. ^::Jt sue- run (j ε ε y3 tan nach si na ι odor ,ishreren dar vor-ΊβΓgehenden An^nrücoG, rlariurcii oükünnzeichnet, dai. Ηϋπ.Ις-otens oin Ui L:cs cha 11-£τ);.) Γ .'r.ner ('12, 2iJ0, :i:.:) ;:υίΰ·;π9η rio.- in JTr₁Ia η uh.I la und uanincjcens si nor line:?· gis-.", ns cn Iu.."- 3i^f; Ils in den 'J i.; r-jt: h t a η ;3U^:,i π ti sr 1)3-rc3icii vorgesehen ist.

   13. jteuGrunpss'/G es!.! nar.h ansprucii j und 14, dadu.rr-h gokennzeiühnst, JaG der Ausgang r/r.r übsrijoordnet :n Το·;ι· neratur-jtsuGTunn (3 60) an die ,ielais-Trei börse haltung (350) angeschlossen ist.

   20. Verfahren zur Einsparung von Energie und zur überwachung der Energieversorgung bestimmter ,idume ader Gereiche, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

   a) das Abziehen und/oder Einführen eines ilcnalfcbntätigungGorganss aus einer Jciialteinlieit aird ü b e r (U a c h t,

   b) in Λbhi^iqigkeit davon ujerdon Uitradchaλ 1 πe 11 eη

   ORIGINAL

   272994t

   mit wenigstens einer spezifischen Frequenz-Komponcntc crzcuyL und/oder abgeschaltet,

   c) das Vorhandensein bzw. Fnhlsn der spezifischen Frequenz-Korrionente oder -Komoonen^ten wird festgestellt, und

   d) in Abhr'ncjigksit davon wird dis Cnerniezufulir zu Energie-,^:'.nschlußstellon unterbrociicn bzvi. durchga scha Itet.

   21. Verfahren nach Anspruch 2D, gekennzeichnet durch dan weiteren Schritt:

   e) beim Einführen des Schaltbabatigungsorganes in die Schalteinheit merden Ultraschallwellen mit wenigstens einer von der oder den beim Abziehen des Schaltbotätigungsorganes erzeugten Frequenz-Komponente oder -Komponenten verschiedenen Frequenz-IC oiiponente erzeugt. '

   7OÖR617125·

   ORIGINAL INSPECTED