DE3903535A1

DE3903535A1 - System for controlling toys, in particular toy vehicles

Info

Publication number: DE3903535A1
Application number: DE19893903535
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Mansfeld
Original assignee: FALLER QUALITAETSSPIELWAREN
Current assignee: MANSFELD, WOLFGANG, 8044 UNTERSCHLEISSHEIM, DE
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-08-23

Abstract

By means of an air coil (26) consisting of one winding or a small number of windings, a low-frequency, magnetic alternating field is produced in the play area (10). In this area, the field lines extend approximately parallel to the double arrow (13), that is to say perpendicular to the surface (10) of the model. Within the surface of the model there are toy vehicles (40) with receivers (30) tuned to the transmitter frequency. The control signals are induced in a receiving coil (31) which is located in the input circuit of the receiver (30). The receiving coil is located perpendicular to the plane of the transmitting coil. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Steuerung von Spiel zeugen, insbesondere von bahngebundenen Fahrspielzeugen.The invention relates to a system for controlling play testify, especially of train-bound driving toys.

Bei schienengebundenen Fahrspielzeugen ist die Signalüber tragung unproblematisch, da Strom- oder Spannungsimpule über Schienen oder eigene Stromleiter galvanisch übertragen werden können.In the case of rail-bound driving toys, the signal is over unproblematic to carry, because current or voltage impulses over Electrically transfer rails or own current conductors can be.

Drahtlose Signalübertragungen mit Hilfe von Funkfernsteue rungen, die im Hochfrequenzbereich arbeiten, sind gleich falls bekannt und werden vorzugsweise zur Steuerung von Spielzeugautos, -flugzeugen und -booten eingesetzt. Wireless signal transmission using radio remote control Posts that work in the high frequency range are the same if known and are preferably used to control Toy cars, planes and boats used.

Obwohl hierfür geeignete Sender und Empfänger in den letzten Jahren kostengünstiger wurden, sind Funkfernsteuerungen immer noch vergleichsweise aufwendig. Außerdem bedürfen sie der postalischen Zulassung. Nicht unproblematisch ist die Störung anderer empfindlicher elektrischer Geräte bzw. die Störanfälligkeit der Empfänger durch Fremdeinflüsse. Anla gen, bei welchen die Steuersignale mittels niederfrequenter magnetischer Wechselfelder übertragen werden, haben diese Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße.Although suitable transmitters and receivers in the last Radio remote controls have become cheaper for years still comparatively complex. They also need the postal admission. It is not without problems Malfunction of other sensitive electrical devices or the Receiver susceptibility to interference due to external influences. Anla gene, in which the control signals by means of low-frequency alternating magnetic fields are transmitted Disadvantages not or only to a lesser extent.

Die Erfindung bezieht sich darum auf eine Anlage der im Oberbegriff genannten Art, bei welcher der Sender über eine Sendespule ein niederfrequentes magnetisches Wechselfeld konzentriert im Spielbereich erzeugt und die im Spielbereich befindlichen Spielzeuge mit auf dieses NF-Wechselfeld abgestimmten Empfängern ausgestattet sind.The invention therefore relates to a system in The generic term mentioned, in which the transmitter has a Transmitting coil a low-frequency alternating magnetic field concentrated in the game area and those generated in the game area toys with this NF alternating field matched receivers.

Die Energie- und Informationsübertragung mittels eines niederfrequenten magnetischen Wechselfeldes ist grundsätz lich z.B. aus der EP-B1-91 971 bekannt.The energy and information transfer by means of a low-frequency magnetic alternating field is fundamental Lich e.g. known from EP-B1-91 971.

Bei dieser Anlage wird das Magnetfeld mit Hilfe von parallel zur Fahrtstrecke geführten Stableitern erzeugt.With this system, the magnetic field is parallel using rod ladders led to the route.

Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, in einem abgegrenzten Spielbereich mittels des niederfrequenten magnetischen Wechselfeldes streckenunabhängig Steuerinforma tionen zu übertragen. Anders als bei der Lösung nach oben genannter Patentschrift soll das Magnetfeld nicht dem An trieb des Fahrspielzeuges dienen.The invention is based on the object in one delimited play area by means of the low frequency magnetic alternating field independent of route information transfers. Different from the solution above the above-mentioned patent is not intended to the magnetic field Drive the driving toy serve.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die mit Anspruch 1 gekenn zeichneten Merkmale und Maßnahmen vorgeschlagen.To solve this problem are identified with claim 1 features and measures proposed.

Das niederfrequente Magnetfeld wird mittels einer nur aus einer Windung oder mehreren Windungen bestehenden Luftspule, welche den Spielbereich vollständig umgibt, erzeugt. Die im Spielbereich befindlichen, mit Empfängern ausgestatteten Spielzeuge sind jeweils mit einer Empfangsspule ausgestat tet, die derart angeordnet ist, daß ihre Mittelachse, vor zugsweise der Spulenkern, etwa senkrecht zur Luftspulenebene steht.The low-frequency magnetic field is only created by means of a air coil consisting of one turn or several turns, which completely surrounds the play area. The in Play area, equipped with receivers Toys are each equipped with a receiving coil tet, which is arranged so that its central axis, in front preferably the coil core, approximately perpendicular to the air coil plane stands.

Hiedurch ist gewährleistet, daß eine Signalübertragung weitgehend unabhängig von der Lage des Spielzeuges möglich ist. Die Signale, wenn auch verlustbehaftet, können sogar noch bei starker Neigung der Empfängerspule gegenüber der Luftspulenebene empfangen werden. Es ist lediglich bei einer Neigung von 90 und 270° zur Senderspulenachse eine Signal übertragung ausgeschlossen.This ensures that signal transmission largely possible regardless of the position of the toy is. The signals, even if they are lossy, can even even if the receiver coil is very inclined towards the Air coil level can be received. It is only one Inclination of 90 and 270 ° to the transmitter coil axis a signal transfer excluded.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird vor allem eine weitgehende räumliche Begrenzung der Abstrahlung anders als bei hochfrequenter Signalübertragung gewährleistet, wobei anders als bei Infrarotsignal-Steuerung keine Richtungsab hängigkeit gegeben ist.In the arrangement according to the invention, especially one extensive spatial limitation of the radiation other than guaranteed with high-frequency signal transmission, whereby unlike infrared signal control, no directional deviation dependency is given.

Ein zweckmäßig und preisgünstig herstellbarer Senderaufbau ist Gegenstand des Anspruchs 2.An expedient and inexpensive to manufacture transmitter structure is the subject of claim 2.

Eine besonders vorteilhafte Signalübertragung ermöglicht die FSK-Modulation, also die Frequenzumtastung der Senderfre quenz, wie dies mit Anspruch 3 angegeben ist. Andere Modu lationsarten, z.B. auch die Trägerfrequenztastung (vgl. Anspruch 4), sind möglich.A particularly advantageous signal transmission enables FSK modulation, i.e. the frequency shift keying of the transmitter fre quenz as stated in claim 3. Other mods types of lations, e.g. carrier frequency sampling (cf. Claim 4) are possible.

Mit Anspruch 5 ist der Generatoraufbau angegeben, mit wel cher Signalfolgen zur Auslösung verschiedener Spielzeugfunk tionen erzeugt werden können.With claim 5, the generator structure is specified, with wel cher signal sequences for triggering various toy radio ions can be generated.

Vorzugsweise werden im Falle der FSK-Modulation Frequenzum tastungen zwischen 9,6 und 8,1 kHz gewählt (vgl. Anspruch 6).In the case of FSK modulation, frequency frequencies are preferred keyings between 9.6 and 8.1 kHz selected (see claim 6).

Der Aufbau der Empfängerspule und des Empfängers ist Gegen stand der Ansprüche 7 bis 9. Zweckmäßigerweise liegt im Empfängerkreis ein auf die Sendermittenfrequenz abgestimmter Schwingkreis, wie mit Anspruch 8 angegeben. Hierdurch wird die Störempfindlichkeit gegenüber Störsignalen anderen Frequenzen entscheidend herabgesetzt.The structure of the receiver coil and the receiver is counter State of claims 7 to 9. Appropriately lies in Receiver circuit a tuned to the transmitter center frequency Oscillating circuit as specified in claim 8. This will the sensitivity to interference from others Frequently reduced frequencies.

Die Verwendung eines Schwingkreises oder Bandpasses Empfänger hat den weiteren Vorteil, daß durch Frequenzände rung der Generatorgrundfrequenz Analoginformationen übertra gen werden können. Nach einer anderen Möglichkeit kann im Empfänger ein Festfrequenzoszillator vorgesehen sein, mit dessen Frequenz vermittels einer PLL-Schaltung die Frequenz des empfangenen Signals verglichen wird. Die mittels der PLL-Schaltung gewonnene Nachregelspannung ist proportional zur Frequenzänderung. Aus der Nachregelspannung lassen sich also weitere Steuersignale ableiten.The use of a resonant circuit or bandpass Receiver has the further advantage that frequency changes generation of the generator base frequency can be gen. According to another possibility, the A fixed frequency oscillator can be provided with the receiver the frequency of which by means of a PLL circuit of the received signal is compared. The means of Readjustment voltage obtained from the PLL circuit is proportional for frequency change. From the readjustment voltage can be derive further control signals.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung schematisch veranschaulicht ist, erläutert. In der Zeichnung zeigen The object of the invention is based on a Embodiment that schematically in the drawing is illustrated. Show in the drawing

Fig. 1 schematische Darstellung der Senderanlage, Fig. 1 shows a schematic representation of the transmitter circuit,

Fig. 2 schematische Darstellung des von der Sendespule erzeugten Magnetfeldes, Fig. 2 shows a schematic representation of the magnetic field generated by the transmitting coil,

Fig. 2a Seitenansicht der Empfangsspule, FIG. 2a side view of the receiving coil,

Fig. 3 Blockschaltbild des Senders mit Sendespule, Fig. 3 is a block diagram of the transmitter with the transmitting coil,

Fig. 4 Blockschaltbild des Empfängers mit Empfangsspule und Fig. 4 block diagram of the receiver with receiving coil and

Fig. 5 Sende- und Empfängeranordnung in prinzipieller Darstellung. Fig. 5 transmitter and receiver arrangement in principle.

Bei dem nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiel dient die erfindungsgemäße Steuerung der Fernsteuerung eines Fahrspielzeuges mit Eigenantrieb, z.B. einem elektromotori schen Antrieb. Das Fahrspielzeug bewegt sich auf der Modell fläche 10 und ist vorzugsweise mit mechanischen oder magne tischen Mitteln bahngeführt. Zur Funktionssteuerung des Fahrspielzeugs, insbesondere zur Beeinflussung des Bewe gungsablaufes, ist ein Sender 20 vorgesehen, der mittels einer aus zwei Kupferwindungen bestehenden Luftspule 26 ein Magnetfeld erzeugt, dessen Feldlinien senkrecht zur Modell fläche 10 verlaufen und in diesem Bereich dank der Spulen geometrie verdichtet sind.In the exemplary embodiment explained below, the control according to the invention is used for remote control of a self-propelled vehicle, for example an electromotive drive. The driving toy moves on the model surface 10 and is preferably track-guided with mechanical or magnetic means. To control the function of the toy vehicle, in particular for influencing the movement sequence, a transmitter 20 is provided which generates a magnetic field by means of an air coil 26 consisting of two copper windings, the field lines of which run perpendicular to the model surface 10 and are compressed in this area thanks to the coil geometry.

Der Sender 20 erzeugt mittels der Luftspule 26 ein nieder frequentes, weitgehend konstantes Magnetfeld, dessen Fre quenz zur Beachtung der postalischen Bestimmungen unter 10 kHz liegt.The transmitter 20 generates a low-frequency, largely constant magnetic field by means of the air coil 26 , the frequency of which is below 10 kHz to comply with the postal regulations.

Die Feldverteilung des von der Sendespule 26 erzeugten Magnetfeldes ist mit der Feldlinienverteilung gemäß Fig. 2 veranschaulicht. Diese Darstellung zeigt, daß sich im Bereich 11 ober- und unterhalb der gestrichelt angedeuteten Modellfläche 10 ein besonders starkes Magnetfeld ergibt, dessen Feldlinien 12 senkrecht zur Modellfläche 10 und im Empfangsbereich 11 etwa parallel zueinander verlaufen. In diesem Empfangsbereich 11, vorzugsweise unmittelbar auf der Modellfläche 10, befindet sich das zu steuernde Modell, beispielsweise ein Fahrspielzeug 40, das einen mit einer Empfangsspule 31 verbundenen Empfänger 30 (vgl. Fig. 5) besitzt.The field distribution of the magnetic field generated by the transmitter coil 26 is illustrated with the field line distribution according to FIG. 2. This illustration shows that a particularly strong magnetic field results in the area 11 above and below the model area 10 indicated by dashed lines, whose field lines 12 run perpendicular to the model area 10 and in the receiving area 11 approximately parallel to one another. In this reception area 11 , preferably directly on the model surface 10 , there is the model to be controlled, for example a driving toy 40 , which has a receiver 30 connected to a reception coil 31 (cf. FIG. 5).

Der Aufbau der Empfangsspule 31 ist genauer aus Fig. 2a zu erkennen. Sie besteht im wesentlichen aus einer Wicklung 31 a, in deren Innern zur Feldkonzentration ein Ferrit- oder Eisenkern 31 b angeordnet ist.The structure of the receiving coil 31 can be seen more clearly from FIG. 2a. It consists essentially of a winding 31 a , in the interior of which a ferrite or iron core 31 b is arranged for field concentration.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung ist mit der prinzipiellen, nicht maßstabsgerechten Darstellung gemäß Fig. 5 veranschaulicht.The use of the arrangement according to the invention is illustrated with the basic, not to scale representation according to FIG. 5.

Der mit einer Eingabeeinheit kombinierte Sender 20 erzeugt ein mittels der Sendespule 26 abgestrahltes, niederfrequen tes Magnetfeld, dessen Feldlinien, wie mit dem Doppelpfeil 13 veranschaulicht ist, senkrecht zur Modellfläche 10 ver laufen. Auf der Modellfläche 10 befinden sich verschiedene Spielzeuge, vorzugsweise Fahrspielzeuge, wie mit dem überdi mensional dargestellten Lastwagenmodell 40 veranschaulicht ist. Innerhalb dieses Modells 40 ist ein Empfänger 30 mit der Empfangsspule 31 angeordnet. Die Empfangsspule steht hierbei senkrecht zur Ebene der Sendespule. Die Anordnung ist derart, daß völlig unabhängig von der Fahrtrichtung des Modells 40 in der Spule Signale induziert werden können. Dies gilt auch für Neigungen der Empfangsspule mit Ausnahme der Winkelstellung von 90° und 270° zum Feldlinienverlauf 13 der Sendespule 26.The combined with an input unit transmitter 20 generates a radiated by the transmitter coil 26 , low frequency magnetic field, the field lines, as illustrated with the double arrow 13 , run perpendicular to the model surface 10 ver. On the model surface 10 there are various toys, preferably driving toys, as is illustrated with the truck model 40 shown in an oversized manner. A receiver 30 with the receiving coil 31 is arranged within this model 40 . The receiving coil is perpendicular to the plane of the transmitting coil. The arrangement is such that signals can be induced in the coil regardless of the direction of travel of the model 40 . This also applies to inclinations of the receiving coil with the exception of the angular position of 90 ° and 270 ° to the field line course 13 of the transmitting coil 26 .

Das Lastwagenmodell 40 kann bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen eigenen elektromotorischen Antrieb besitzen, der aus einer im Fahrzeug 40 untergebrachten Batterie gespeist wird. Zweckmäßigerweise ist das Fahrzeug modell 40 zum Beispiel mittels eines an sich bekannten magnetischen Leitsystems spurgebunden. Zu diesem Zweck sind entsprechend dem gewünschten Streckenverlauf unter- oder oberhalb der Modellfläche 10 Leiter aus weichmagnetischem Material angeordnet, wobei auf die lenkbaren Vorderräder 41 ein an einem Lenker der Lenkung angebrachter Permanentmagnet wirkt, welcher von den Streckenleitern beeinflußt wird. Andere Fahrzeugführungen sind denkbar. Insbesondere kann die Lenkung der Vorderräder 41 auch über Sender 20 und Empfänger 30 gesteuert werden.In the exemplary embodiment shown here, the truck model 40 can have its own electromotive drive, which is fed from a battery accommodated in the vehicle 40 . The vehicle model 40 is expediently track-bound, for example by means of a magnetic guidance system known per se. For this purpose, conductors made of soft magnetic material are arranged below or above the model surface 10 , according to the desired route, a permanent magnet attached to a handlebar of the steering acting on the steerable front wheels 41 and being influenced by the route managers. Other vehicle guides are conceivable. In particular, the steering of the front wheels 41 can also be controlled via transmitter 20 and receiver 30 .

Die Übertragung der Steuersignale über ein von einer Luft spule 26 erzeugtes niederfrequentes Magnetfeld bietet eine Reihe von Vorteilen.The transmission of the control signals via a low-frequency magnetic field generated by an air coil 26 offers a number of advantages.

Die nur aus einer oder wenigen Windungen bestehende Sende spule 26 ist einfach zu verlegen und unkritisch in der Installation. The transmitter coil 26 , consisting of only one or a few turns, is easy to install and uncritical to install.

Sie erzeugt auf drahtlosem Wege auf einem begrenzten Raum ein niederfrequentes Magnetfeld, dessen Feldlinien senkrecht zur Spulenebene verlaufen. Ist die Empfangsspule 31, wie in den Fig. 2, 2a und 5 gezeigt, so angeordnet, daß die Spulenachse, also der Kern 31 b, senkrecht zur Ebene der Sendespule 26 steht, so ist das in der Spule induzierte Signal weitgehend richtungsunabhängig, solange sich jeden falls das Fahrzeug 40 im Spuleninnern auf der Modellfläche 10 befindet. Wegen der hohen Feldlinienkonzentration ergibt sich im Spuleninnern außerdem ein günstiges Verhältnis zwischen Nutz- und Störsignalen.It generates a low-frequency magnetic field in a limited space wirelessly, the field lines of which run perpendicular to the coil plane. If the receiving coil 31, as shown in Figs. 2, 2a and 5, arranged such that the coil axis, so the core b 31, perpendicular to the plane of the transmitter coil 26 is, the signal induced in the coil is largely independent of direction, as long as is in any case if the vehicle 40 is inside the coil on the model surface 10 . Due to the high field line concentration, there is also a favorable ratio between useful and interference signals inside the coil.

Die Dichte der Feldlinien 12 außerhalb der Modellfläche 10 ist weit geringer, so daß Streufeldstörungen außerhalb der Sendespule vernachlässigbar gering sind.The density of the field lines 12 outside the model surface 10 is far lower, so that stray field interference outside the transmitter coil is negligible.

Die Schaltungen von Sender und Empfänger sind mit den Block schaltbildern gemäß Fig. 3 und 4 veranschaulicht.The circuits of transmitter and receiver are illustrated with the block diagrams according to FIGS . 3 and 4.

Nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird über die Sender spule 26 ein niederfrequentes Magnetfeld mit einer sinusför migen Schwingung abgestrahlt. Der Erzeugung dieser Schwin gung dient ein in den Mikroprozessor 22 integrierter Recht eckgenerator 22 a, dessen rechteckförmiges Ausgangssignal mittels eines Signalformers 23, der aus der RC-Kombination R 1/ C 1/ R 2 besteht, in eine dreieckförmige Wechselspannung umgewandelt wird. Diese Dreiecksspannung wird mittels eines zweiten Signalformers 24, der als aktiver Bandpaß ausgebil det ist, in eine sinusförmige Wechselspannung umgewandelt, welche den Niederfrequenzverstärker 25 steuert, der einen konstanten sinusförmigen Strom zur Speisung der Sendespule 26 erzeugt. Bei Verwendung eines sinusförmigen Wechselfeldes werden keine höherfrequenten Oberwellen abgestrahlt, welche andere Systeme stören könnten.According to the proposal according to the invention, a low-frequency magnetic field with a sinusoidal vibration is emitted via the transmitter coil 26 . The generation of this vibra tion serves an integrated in the microprocessor 22 rectangular generator 22 a , the rectangular output signal by means of a signal former 23 , which consists of the RC combination R 1 / C 1 / R 2, is converted into a triangular AC voltage. This triangular voltage is converted by means of a second signal shaper 24 , which is configured as an active bandpass, into a sinusoidal AC voltage which controls the low-frequency amplifier 25 , which generates a constant sinusoidal current for feeding the transmitter coil 26 . When using a sinusoidal alternating field, no higher-frequency harmonics are emitted, which could interfere with other systems.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt der Gene rator 22 a eine Rechteckspannung mit einer Grundfrequenz von 9,6 kHz. Zur Signalübertragung ist eine Frequenzumtastung, nämlich eine FSK-Modulation, zwischen 9,6 kHz und 8,1 kHz vorgesehen. Die Datenübertragung erfolgt seriell/bitweise, wobei die Grundfrequenz von 9,6 kHz digital einer Null und die Frequenz von 8,1 kHz digital einer Eins entspricht. wobei die Werte Null und Eins grundsätzlich vertauschbar sind.In the preferred embodiment, the generator 22 a generates a square wave voltage with a fundamental frequency of 9.6 kHz. Frequency shift keying, namely FSK modulation, between 9.6 kHz and 8.1 kHz is provided for signal transmission. The data transmission is serial / bit-wise, the fundamental frequency of 9.6 kHz digitally corresponding to zero and the frequency of 8.1 kHz digitally corresponding to one. the values zero and one are basically interchangeable.

Über eine Eingabeeinheit 21, welche ein Tastenfeld, einen Computeranschluß oder verschiedene Schalter aufweist und die in der Regel mit dem Sender kombiniert ist, werden die Steuerbefehle eingegeben, die im Mikroprozessor 22 (MCU) nach einem bekannten Datenkode in ein FSK-moduliertes Daten muster umgewandelt werden.Via an input unit 21 , which has a keypad, a computer connection or various switches and which is usually combined with the transmitter, the control commands are input, which are converted into a FSK-modulated data pattern in the microprocessor 22 (MCU) according to a known data code will.

Auch Analoginformationen können erforderlichenfalls propor tional zur Frequenzänderung der Grundfrequenz, beispielweise bei Änderung der Grundfrequenz von 9,6 auf 9,4 kHz übertra gen werden. Die Rückgewinnung der Analoginformation erfolgt vorzugsweise durch einen im Empfänger vorgesehenen Phasen vergleicher, wobei die entstehende Phasendifferenz der Analoginformation entspricht.Analog information can also be proportioned if necessary tional to the change in frequency of the fundamental frequency, for example when changing the fundamental frequency from 9.6 to 9.4 kHz be. The analog information is recovered preferably through a phase provided in the receiver comparator, the resulting phase difference of Analog information corresponds.

Auch kann nach einer anderen Möglichkeit im Empfänger die empfangene Frequenz digital mittels einer PLL-Schaltung mit einer Festfrequenz im Empfänger verglichen werden. Die durch die PLL-Schaltung erzeugte Nachregelspannung ist proportio nal zur Frequenzänderung des Senders, so daß aus der Nachre gelspannung vom Sender zu übertragende Informationen abge leitet werden können.According to another possibility, the received frequency digitally by means of a PLL circuit a fixed frequency in the receiver. By the readjustment voltage generated by the PLL circuit is proportional nal to change the frequency of the transmitter, so that from Nachre Gel voltage information to be transmitted from the transmitter can be directed.

Schließlich ist anstelle der FSK-Modulation auch eine reine Trägertastung möglich, bei welcher die frequenzkonstante Ausgangsspannung des Senders nach einem vorgegebenen Kode getastet wird.After all, instead of FSK modulation there is also a pure one Carrier keying possible, in which the frequency constant Output voltage of the transmitter according to a given code is keyed.

Die mit dem Blockschaltbild gemäß Fig. 4 veranschaulichte Empfängerschaltung hat folgenden Aufbau und folgende Wir kungsweise.The receiver circuit illustrated with the block diagram according to FIG. 4 has the following structure and the following mode of action.

Im Eingangskreis des Empfängers liegt die Empfangsspule 31, in der das von der Senderspule erzeugte magnetische Wech selfeld die Steuersignale induziert. Parallel zu dieser Spule ist ein Kondensator geschaltet, der zusammen mit der Spule einen auf die Senderfrequenz abgestimmten Schwingkreis großer Bandbreite und mittlerer Güte bildet. Die Bandbreite richtet sich nach dem Frequenzabstand der beiden Frequenzen f 1 und f 2, zwischen welchen der Sender umgetastet wird. Für die Senderfrequenzen von 9,6/8,2 kHz ist eine Schwingkreis spule mit 2200 Windungen und ein Schwingkreiskondensator mit einer Kapazität von 2 nF zweckmäßig. Die Schwingkreisgüte ist so zu bemessen, daß Frequenzen f 1 unf f 2 innerhalb der Schwingkreisbandbreite liegen.In the input circuit of the receiver is the receiving coil 31 , in which the magnetic alternating field generated by the transmitter coil induces the control signals. A capacitor is connected in parallel with this coil, which together with the coil forms an oscillating circuit of large bandwidth and medium quality which is tuned to the transmitter frequency. The bandwidth depends on the frequency spacing of the two frequencies f 1 and f 2 , between which the transmitter is keyed. For the transmitter frequencies of 9.6 / 8.2 kHz, a resonant circuit coil with 2200 turns and a resonant circuit capacitor with a capacitance of 2 nF is appropriate. The resonant circuit quality is to be dimensioned such that frequencies f 1 and f 2 lie within the resonant circuit bandwidth.

Durch Verwendung eines auf die Senderfrequenz abgestimmten Schwingkreises im Empfänger werden in anderen Frequenzberei chen liegende Störsignale weitgehend unterdrückt bzw. ge dämpft, was effektiv zu einer Empfindlichkeitssteigerung des Empfängers führt.By using a tuned to the transmitter frequency The resonant circuit in the receiver is in other frequency ranges Chen interference signals largely suppressed or ge dampens, which effectively increases the sensitivity of the Recipient leads.

Mittels eines aktiven Bandpasses 34, welchem die mit dem Vorverstärker 33 verstärkten empfangenen Signale zugeführt werden und der einen Durchlaßbereich zwischen 7 und 12 kHz hat, werden zusätzlich außerhalb dieser Bandbreite liegende Störsignale anderer Geräte unterdrückt, wodurch eine wenig störanfällige Steuerung gesichert ist.By means of an active bandpass 34 , to which the received signals amplified with the preamplifier 33 are fed and which has a pass band between 7 and 12 kHz, interference signals from other devices lying outside this bandwidth are additionally suppressed, thereby ensuring a control which is less susceptible to interference.

Hierauf wird das derart verstärkte und gefilterte Nutzsignal dem Dekoder 35, der je nach Kodierung als FSK-Dekoder oder Tondekoder ausgebildet ist, zugeführt. Zum Ausgleich etwa iger Frequenzdriften kann der Dekoder mit einer PLL-Schal tung kombiniert sein.The useful signal thus amplified and filtered is then fed to the decoder 35 , which, depending on the coding, is designed as an FSK decoder or a sound decoder. To compensate for any frequency drifts, the decoder can be combined with a PLL circuit.

Nach erfolgter Dekodierung wird die Signalinformation in der ankommenden seriellen Form dem Mikroprozessor 36 zugeleitet, welcher die empfangenen Daten bzw. Befehle entschlüsselt. Das seriell digital aufgebaute Datenformat besteht z.B. aus einem Befehlsblock mit zwei Startbits, drei Synchronisati onsbits, fünf Adressenbits, sieben Bits für die gewünschten Fahrzeugbefehle und einem Stopbit. Selbstverständlich sind anders aufgebaute Signalfolgen denkbar, woraus sich andere Kodierungen und Dekodierungen ergeben.After decoding, the signal information in the incoming serial form is fed to the microprocessor 36 , which decrypts the received data or commands. The serial digital data format consists, for example, of a command block with two start bits, three synchronization bits, five address bits, seven bits for the desired vehicle commands and one stop bit. Of course, differently constructed signal sequences are conceivable, which results in different encodings and decodings.

Zweckmäßigerweise wird mit der Senderspule kontinuierlich ein magnetisches Wechselfeld mit der Grundfrequenz abge strahlt, welche dem Wert Null nach dem oben erläuterten Datenformat entspricht. Befindet sich das Fahrzeug außerhalb der Reichweite oder ist der Sender gestört, so erkennt der Empfänger diesen Ausfall als Startbit. Diesem Startbit folgt jedoch kein Synchronisationsbit, so daß im Empfänger nicht die Datenerkennung eingeleitet werden kann. Vielmehr meldet dieser, wenn der Ausfall länger als eine vorbestimmte Zeit von z.B. drei Sekunden andauert, eine Systemstörung. Das Signal "Systemstörung" kann z.B. zur Abschaltung des Eigen antriebes des Fahrspielzeuges und zum Einschalten eines am Fahrzeug angebrachten Warnlichtes ausgenutzt werden. Expediently, the transmitter coil is used continuously an alternating magnetic field with the fundamental frequency shines, which has the value zero after that explained above Data format corresponds. The vehicle is outside the range or if the transmitter is disturbed, it detects Receiver this failure as a start bit. This start bit follows however no synchronization bit, so that not in the receiver data recognition can be initiated. Rather reports this if the failure is longer than a predetermined time from e.g. lasts three seconds, a system failure. The Signal "system fault" can e.g. to switch off the own drive of the toy and to turn on a Warning light attached to the vehicle can be used.

FigurenlegendeFigure legend

10 Modellfläche (Spielbereich)
11 Empfangsbereich
12 Feldlinien
13 Doppelpfeil
20 Sender
21 Eingabeeinheit
22 Mikroprozessor
22 a Rechteck-Impulsgenerator
23 Signalformer
24 aktiver Bandpaß
25 Niederfrequenzverstärker
26 Sendespule
30 Empfänger
31 Empfangsspule
31 a Wicklung
31 b Ferritkern
32 Kondensator
33 Vorverstärker
34 aktiver Bandpaß
35 Dekoder
36 Steuereinheit
40 Lastwagenmodell (Fahrspielzeug)
41 Vorderräder 10 model area (play area)
11 reception area
12 field lines
13 double arrow
20 transmitters
21 input unit
22 microprocessor
22 a rectangular pulse generator
23 signal conditioners
24 active bandpass
25 low frequency amplifiers
26 transmitter coil
30 recipients
31 receiving coil
31 a winding
31 b ferrite core
32 capacitor
33 preamplifiers
34 active bandpass
35 decoders
36 control unit
40 truck model (driving toys)
41 front wheels

Claims

1. System for controlling toys, in particular train-bound driving toys, consisting of a transmitter with a transmitter coil, which generates a low-frequency magnetic alternating field in the play area, and at least one toy equipped with a receiver, characterized in that the transmitter coil forms a play area, in particular a model surface ( 10 ) for driving toys ( 40 ), surrounding Luftspu le ( 26 ) with one turn or a few turns and that the toy has a receiving coil ( 31 ), the central axis, preferably the core ( 31 b ), approximately perpendicular to the level of the air coil ( 26 ).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the transmitter ( 20 ) from a controllable square wave generator ( 22 a ), a signal shaper ( 23 ) for converting the rectangular vibrations into triangular vibrations, a bandpass filter ( 24 ) tuned to the fundamental frequency for transforming the Triangular vibration in a sine wave and an amplifier ( 25 ) for generating the constant sinusoidal transmission current for the transmission coil ( 26 ).

3. Plant according to claim 2, characterized in that instead of the square wave generator with a downstream signal former digitally controllable sine generator or the triangle chip voltage generator is provided.

4. Plant according to claim 2 or 3, characterized in that for the purpose of FSK modulation, the vibration generator ( 22 a ) is tactile in its vibration frequency.

5. Plant according to claim 2 or 3, characterized by carriers frequency sampling or amplitude modulation.

6. System according to one of claims 1 to 5, characterized in that the generator ( 22 a ) generates a characteristic signal sequence for the season, which by means of a microprocessor (MCU), which is adjustable by an input unit ( 21 ) predetermined code is determined.

7. Plant according to one of claims 1 to 6, characterized in net that the frequency of the alternating magnetic field below 10 kHz and in FSK modulation preferably between 9.6 and 8.1 kHz is switchable.

8. Installation according to one of claims 1 to 7, characterized net gekennzeich that the receiver coil (31), a capacitor (32) is connected in parallel and that the coil (31) and capacitor (32) comprises a tuned to the transmitter frequency resonant circuit bil the.

9. Plant according to one of claims 1 to 8, characterized net that the resonance fre at FSK-modulated transmitter frequency frequency of the resonant circuit between the two frequencies lies between which the transmitter is tactile, and that the two frequencies within the bandwidth of the resonant circuit lie.

10. System according to claim 8 or 9, characterized in that the receiving coil ( 31 ) preferably via a preamplifier ( 33 ) and an active bandpass filter ( 34 ) whose bandwidth corresponds to the frequency range of the transmitter frequency, a decoder ( 35 ), preferably a sound decoder or FSK decoder, with which the control unit ( 36 ) is connected to generate the control signals for the toy functions.

11. Plant according to one of claims 1 to 10, characterized records that when using a resonant circuit or narrowband bandpass in the receiver analog information by changing the frequency of the generator base frequency will.