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Fernbedi enungssender
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Die Erfindung geht von einem Fernbedienungssender nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 aus.
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Drahtlose Fernbedienungseinrichtungen werden bereits seit geraumer
Zeit für die Fernsteuerung von beweglichen Objekten, wie z. B. Kränen, Lokomotiven,
Modellflugzeugen oder Spielzeugautos, verwendet. Aber auch bei Geräten der Unterhaltungsindustrie,
speziell bei Geräten mit erhöhtem Bedienungskomfort, werden die verschiedenen kontinuierlich
veränderbaren Einsteligrößen oder die in diskreten Stufen veränderbaren Einstellgrößen,
wie der Sendersuchlauf und die Stationswahl, durch drahtlose Fernbedienung verändert.
Ebenfalls bei medizinischen Geräten, wie z. B. Röntgengeräten oder Operationstischen,
werden in neuerer Zeit Fernbedienungen eingesetzt. Man benutzt von einem Geber ausgestrahlte
Fernbedienungssignale, die in einem Empfangsteil in ein z. B. der gewählten Frequenz
oder dem Code entsprechendes Steuersignal umgewandelt werden. Neben Ultraschallsignalen
werden zur Fernsteuerung auch Infrarotsignale verwendet.
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Eine Fernbedienungseinrichtung, die mit Infrarotlicht als Obertragungsmedium
arbeitet, ist bereits aus der DE-Zeitschrift Funkschau 1978, Heft 20, Seite 963
- 966 bekannt. Es handelt sich hierbei um einen 60-Kanal-Infrarotsender mit einer
monolithisch integrierten Schaltung. Diese übernimmt die Codierung und Modulation
der über ein Tastenfeld eingegebenen Befehle. Eine nachgeschaltete Leistungsstufe
steuert die Leuchtdioden an.
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Im einzelnen besteht der Sender aus einer Matrixabfrage, einem Decoder,
einem Taktgenerator, einer Einschalt- und einer Ablaufsteuerung und einem Ausgabeblock.
Dem Informationscode wird ein Startbit vorangestellt, welches sich in seinem logischen
Zustand umkehren läßt. Es besteht hierdurch die Möglichkeit, zusätzlich zu den 60
Fernsteuerbefehlen für Fernsehgeräte noch weitere 60 Befehle für andere Geräte unterscheiden
zu
können. Sofern sich die Oszillatorfrequenzen um 50 % unterscheiden,
können mehrere Systeme mit gleicher Codierung in einem Raum betrieben werden. Durch
einen speziellen Befehlscode, der jedesmal automatisch nach dem Loslassen der Sendertaste
einmal ausgesendet wird, wird erreicht, daß zwei hintereinander ausgelöste Befehle
nicht nur zeitlich eindeutig voneinander zu trennen sind. Wenn mit einer Taste eine
Zeilen-und Spaltenverbindung hergestellt ist, wird der gesamte Schaltkreis über
einen externen Transistor eingeschaltet. Im Ruhezustand liegen über einen Widerstand
einige Gatter, die sich innerhalb des Schaltkreises befinden, stromlos an der Versorgungsspannung
UDD. Die Eingänge eines dieser Gatter sind mit den Zeileneingängen verbunden. Eine
Zustandsänderung an den Zeileneingängen liefert am Ausgang des internen Einschaltgatters
ein Signal zur Aussteuerung des externen Einschalttransistors. Da dieser integrierte
Schaltkreis speziell für den Einsatz in Fernbedienungseinrichtungen entwickelt wurde,
wurde seine Schaltung so ausgelegt, daß die Batteriespannung von 9 V in gleicher
Höhe gleichzeitig als Versorgungsspannung dient. Außerdem wurden die Einschaltgatter
in den Schaltkreis integriert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für einen Fernbedienungssender
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine einfache externe Beschaltung für den Mikrocomputer
zu finden, die die Batteriespannung von 9 V auf stabilisierte 5 V herunterteilt
und die die Belastung der Batterie bei Nichtbetätigung der Tasten auf ein Minimum
reduziert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachfolgend für ein Ausführungsbeispiel anhand
der Zeichnungen näher beschrieben.
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Von den Figuren zeigt Figur 1 ein Blockschaltbild eines Fernbedienungssenders,
Figur
2 ein Schaltbild des Fernbedienungssenders.
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Der in Figur 1 im Blockschaltbild dargestellte Fernbedienungssender
besteht aus einem Mikrocomputer 1, einer Eingabetastatur 2, einem Kodierschalter
3 für das Adressensystem, einer Power-on-Schaltung 31 mit Spannungsstabilisierung,
einer Endstufe 32 und einer Batterie UB. Kernstück des Senders stellt der Mikrocomputer
1 dar, der als Einchip-Mikrocomputer in CMOS-Technologie hergestellt ist. Die Datenübertragung
erfolgt mit Hilfe von pulspositionsmoduliertem Infrarotlicht. Bei Betätigung einer
Taste der Eingabetastatur wird die Power-on-Schaltung aktiviert und der Mikrocomputer
wird mit einer stabilisierten Spannung von + 5 V versorgt.
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Mit dem Anlegen der Versorgungsspannung veranlaßt eine Reset-Schaltung
den Programmstart des Mikrocomputers. Hierzu ist am Anschluß 4 des Mikrocomputers
1 eine Kapazität 15 vorhanden, die über eine weitere Kapazität 13 mit dem positiven
Pol der Batterie verbunden ist. Der Anschluß 4 könnte außerdem über eine von Hand
zu steckende Brücke 16 mit dem Anschluß 39 verbunden werden. Dies ist unter Umständen
zu Prüfzwecken erforderlich, um den Programmablauf des Mikrocomputers durch ein
Zuriicksetzen beeinflußen zu können.
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Zwischen den Anschlüssen 2 und 3 des Mikrocomputers 1 ist als weitere
äußere Beschaltung ein für eine stabile Frequezerzeugung wichtiger Quarz 17 mit
einer Schwingfrequenz von 3 MHz angeschlossen.
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Die Anschlüsse 6, 40 und 26 sind miteinander verbunden und zum positiven
Pol der Batterie UB geführt. Dies bedeutet, daß der Mikrocomputer ständig am positiven
Pol liegt. Die Anschlüsse 39, 1, 20 und 7 sind ebenfalls miteinander verbunden und
liegen über die Kapazität 13 am positiven Pol der Batterie UB. Ferner sind an den
positiven Pol über die Kapazität 13 fünf einpolige Kodierschalter 3 angeschlossen,
von denen vier der Adressenkodierung H bis E dienen und einer der Kodierschalter
eine Systemumschaltung bewirkt, Die Adressenkodierschalter sind jeweils an einem
Anschluß zusammengeschaltet, während die anderen Anschlüsse getrennt an die Anschlüsse
16 bis 19 des Mikrocomputers 1 geführt sind. Mit Hilfe der Adressenkodierschalter
ist es möglich, bis zu 16 verschiedene Geräte innerhalb eines geschlossenen Raumes
fernbedienen zu können. Hierbei müssen Sender und Em-
pfänger auf
diese 16 verschiedenen Adressen umgeschaltet werden. Mit dem Kodierschalter zur
Systemumschaltung, dessen einer Pol an dem gemeinsamen Verbindungspunkt der anderen
Kodierschalter liegt und dessen anderer Pol an den Anschluß 15 geführt ist, können
die Codewörter so verändert werden, daß in einem Raum zwei Infrarotfernbedienungssysteme
mit beliebiger Adressierung gleichzeitig, ohne jegliche gegenseitige Störung oder
Beeinflussung, betrieben werden können.
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An den Anschlüssen 21 bis 24 und 27 bis 38 des Mikrocomputers 1 befindet
sich jeweils ein Pol der einpoligen Tasten der Eingabetastatur 2. Eine Entprell-Routine
im Mikrocomputer sorgt für ein fehlerfreies Einlesen der Befehle von der Tastatur.
Wird eine Taste gedrückt, so wird etwa alle 100 msec. ein Wort gesendet. Die anderen
Pole jeder Taste sind miteinander verbunden und über die Widerstände 4 und 5 an
den negativen Pol der Batterie UB geführt. Der Vorwiderstand 4 liegt etwa in der
Größe von 1/10 des Eingangswiderstandes des Tasten-Anschlusses des Mikrocomputers.
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Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 4 und 5 ist an die
Basis eines Schalttransistors 9 geführt, dessen Emitter an Masse liegt und dessen
Kollektor über einen Widerstand 8 und eine Zenerdiode 7 als Referenzelement an dem
positiven Pol der Batterie U8 angeschlossen ist. Der Widerstand 5 dient hierbei
zur Sicherung, daß der Schalttransistor 9 ausgeschaltet bleibt, wenn keine der Tasten
gedrückt ist. Parallel zur Batterie U8 ist eine Diode 6 vorgesehen, die als Verpolungsschutz
dient.
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Da der Mikrocomputer eine Versorgungsspannung von etwa 5 V benötigt,
wurde eine Zenerdiode mit einer etwas höheren Zenerspannung von 5,6 V ausgewählt.
Parallel zur Zenerdiode 7 liegt ein Siebkondensator 10. Die an der Zenerdiode liegende
Spannung ist an die Basis eines Transistors il geführt, der die Spannung in Längsregelung
stabilisiert. Der Kollektor des Transistors 11 liegt an Masse, während der Emitter
mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Adressen-Kodierschalter 3 verbunden ist.
Zwischen dem Emitter und dem positiven Pol der Batterie befinden sich zur Siebung
zwei Kondensatoren 12 und 13.
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Um die Ausgangsleistung des Infrarotlichtes zu erhöhen, sind in der
Endstufe 32 zwei Leuchtdiodenreihen 29 und 30 parallel geschaltet. Jede
dieser
Leuchtdiodenreihen liegt in Reihe mit einem als Stromquelle wirkenden Leistungsschalttransistors
25 bzw. 28 und je einem Widerstand 26 bzw. 27. Die Parallelschaltung erfolgt dabei
so, daß die Anode der Leuchtdiodenreihe an dem positiven Pol der Batterie liegt
und die Katode an den Kollektor des Leistungsschalttransistors 25 bzw. 28 geführt
ist. Der jeweilige Emitter liegt über den Widerstand 26 bzw. 27 und einem gemeinsamen
Widerstand 14 am negativen Pol der Batterie UB. Zwischen dem Widerstand 14 und dem
positiven Pol der Batterie ist noch ein Siebkondensator 18 geschaltet.Die Basis
jedes Schalttransistors 25 bzw. 28 wird von dem Emitter eines als Impedanzwandler
wirkenden Transistors 24 angesteuert. Der Kollektor des Transistors 24 liegt an
dem positiven Pol der Batterie. Die Basis des Transistors 24 steht mit dem Kollektor
eines als Stromquelle geschalteten Transistors 23 in Verbindung. Dieser Kollektor
liegt über die Parallelschaltung einer Zenerdiode 20 und eines Widerstandes 21 an
dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Widerstände 26 und 27. Der Emitter des
Transistors 23 ist über einen Widerstand 22 mít dem positiven Pol der Batterie verbunden.
Die Basis des Transistors 23 erhält ihre Aussteuerung über den Widerstand 19 von
dem Anschluß 12, dem Ausgang des Mikrocomputers.
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Ist keine der Tasten der Eingabetastatur gedrückt, so ist der Transistor
9 über den Widerstand 5 sicher gesperrt. Der Mikrocomputer liegt somit nur am positiven
Pol der Batterie. Wird jedoch eine der Tasten gedrückt, so schaltet der Transistor
9 durch und über die Stabilisierungsschaltung gelangt die von dem Referenzelement,
der Zenerdiode 7, abgeleitete Spannung an den Mikrocomputer, wobei die 5 V Versorgungsspannung
bezogen auf das Potential am positiven Pol der Batterie ist. Am Ausgang des Mikrocomputers
erscheint ein Codewort in Form von mehreren Impulspaketen. Für die Dauer eines Impulses
öffnen die Transistoren 23, 24, 25 und 28 und es fließt ein entsprechender Strom
durch die Leuchtdioden. In der Impulspause sind alle Transistoren gesperrt.