DE4313186A1 - Fernsteuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Automatisierungssystem und insbesondere eine Fernsteuereinrichtung zum Steuern oder Bedienen von Geräten mittels eines Infrarotsi­ gnals.

Aufgrund der neueren Entwicklung von Heimautomatisie­ rungssystemen können elektrische Haushaltsgeräte und andere Geräte in Häusern und Siedlungen ohne weiteres fernbedient oder -gesteuert werden. Bei Verwendung eines Infrarotsignals einer Fernbedienungseinheit zum Steuern der Geräte besteht üblicherweise eine Grenze für die Steuerentfernung oder -reichweite.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein Verfahren zum Übertragen eines Infrarotsignals bei der herkömmlichen Einrichtung. Das durch eine Fernbedienungseinheit 2 (an) gesteuerte Gerät 1 enthält einen Vorverstärker 1A, welcher das Infrarotsignal empfängt, einen Mikrorechner 1B, der ein Steuersignal in Abhängigkeit vom Infrarotsi­ gnal erzeugt, und eine Hauptvorrichtung 1C, die entspre­ chend dem Steuersignal betätigt oder betrieben wird. Die Fernbedienungseinheit 2 enthält eine Batterie 2A für Energieversorgung, ein Tastenfeld 2B mit verschiede­ nen Funktionswähltasten und einen Sender 2C zum Aussen­ den des Infrarotsignals entsprechend einem Eingangssi­ gnal vom Tastenfeld 2B.

Beim Drücken einer Taste in der Fernbedienungseinheit 2 läuft das dem Eingangssignal entsprechende Infrarotsi­ gnal zum Gerät 1. Die Welle des ausgesandten Signals wird im Vorverstärker 1A geformt. Das im Gerät zum Mi­ krorechner 1B übertragene geformte Signal wird ausgewer­ tet und zur Erzeugung des Steuersignals herangezogen, so daß die Hauptvorrichtung 1C entsprechend dem Steuer­ signal betätigt wird.

Die herkömmliche Einrichtung ist jedoch nicht in einem anderen Raum Y als dem Raum X (Fig. 1), dem die Fernbe­ dienungseinheit 2 zugeordnet ist, betriebsfähig. Un­ zweckmäßig dabei ist auch, daß die Fernbedienungsein­ heit, auch wenn sie sich im gleichen Raum (wie das Gerät 1) befindet, nicht funktioniert bzw. brauchbar ist, wenn der Empfangswinkel oder die Sendestrecke außerhalb des Steuerbereichs liegt. Wenn versucht wird, eine große Reichweite der Fernbedienungseinheit bereit­ zustellen, ergibt sich das Problem eines großen Energie­ verbrauchs.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Fernsteuereinrichtung, die ein Infrarotsignal ohne Be­ schränkung durch bzw. auf einen Raum zu übertragen ver­ mag, bei welcher die Sendereichweite des Infrarotsi­ gnals ebenso wie der Empfangswinkel des Infrarotsignals vergrößert ist und bei welcher der Strom- oder Energie­ bedarf minimiert sein kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist eine Fernsteuereinrichtung mit einer Empfangseinheit zum Empfangen eines Infrarot­ signals von einer Fernbedienungseinheit, einer mit der Empfangseinheit gekoppelten Steuereinheit zum Liefern eines Steuersignals in Abhängigkeit vom Infrarotsignal, einer Modemeinheit zum Senden und Empfangen von Daten entsprechend dem Infrarotsignal über eine Strom- oder Netzleitung in Abhängigkeit vom Steuersignal und einer Sendeeinheit zum Umwandeln der empfangenen Daten in das Infrarotsignal und zum Aussenden des letzteren.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Er­ findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer her­ kömmlichen Fernsteuereinrichtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Fern­ steuereinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 ein detailliertes Schaltbild der Anordnung nach Fig. 2,

Fig. 4A und 4B Wellenformdiagramme zur Erläuterung eines Eingangs- und Ausgangssignals bei der Schaltung nach Fig. 3 und

Fig. 5 ein Beispiel eines tatsächlichen Raums, in welchem die Fernsteuereinrichtung gemäß der Erfindung eingesetzt wird.

Fig. 1 ist eingangs bereits erläutert worden.

Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild die Fernsteuerein­ richtung gemäß der Erfindung. Diese umfaßt eine Infra­ rotstrahl(ungs)-Empfangseinheit 12 zum Empfangen eines von einer nicht dargestellten Fernbedienungseinheit ab­ gegebenen Infrarotstrahlsignals und eine Steuereinheit 13 zum Erzeugen eines Steuersignals in Abhängigkeit von dem von der Empfangseinheit 12 empfangenen Infrarot- (strahl)signal. Eine ebenfalls vorgesehene Modemeinheit 14 ist in Abhängigkeit vom Steuersignal von der Steuer­ einheit 13 zwischen ihrem Sende- und Empfangsmodus um­ schaltbar. Im Sendemodus überträgt die Modemeinheit 14 das über die Steuereinheit 13 empfangene Infrarotsignal zu einer elektrischen Netz(strom)leitung. Im Empfangsmo­ dus empfängt die Modemeinheit 14 die zur Netzleitung übertragenen Daten. Ferner umfaßt die Fernsteuereinrich­ tung eine Infrarotstrahl-Ausgabeeinheit 16 zum Umwan­ deln der von der Modemeinheit 14 empfangenen Daten in ein diesen Daten entsprechendes Infrarotsignal und zum Ausgeben des letzteren.

In Fig. 2 ist mit 11 eine Stromversorgungseinheit für die Speisung der verschiedenen Einheiten der Einrich­ tung mit elektrischem Strom bezeichnet. Eine Anzeigeein­ heit 15 dient zum Anzeigen eines Zustands, daß das In­ frarotsignal von der Fernbedienungseinheit in der Ein­ richtung empfangen worden ist.

Fig. 3 ist ein detailliertes Schaltbild der Fernsteuer­ einrichtung nach Fig. 2. Gemäß Fig. 3 umfaßt die Strom­ versorgungseinheit 11 einen Transformator T1, eine Brückendiode BD, einen Regler 11A, Kondensatoren C1, C2 und C3 sowie eine Spule L1 zum Gleichrichten einer Wech­ selspannung in spannungssenkender Weise und damit zur Lieferung einer Treiber- oder Ansteuerspannung Vcc zu den verschiedenen Schaltungselementen der Einrichtung. Die Infrarotstrahl-Empfangseinheit 12 enthält einen Vor­ verstärker 12A zum Empfangen des von der Fernbedienungs­ einheit ausgestrahlten Infrarotsignals, einen Wider­ stand R1 und einen Kondensator C4. Die Steuereinheit 13 umfaßt Widerstände R2, R3 und R4, einen Transistor TR1, einen Kondensator C5, einen Multivibrator 13A und eine Verzögerungsstufe 13B zum Verzögern des empfangenen Si­ gnals für eine vorbestimmte Verzögerungs- oder Laufzeit und zum Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern des Um­ schaltens zwischen Sende- und Empfangsmodus entspre­ chend einer Empfangsbedingung für das Infrarotsignal. Die Anzeigeeinheit 15 enthält Widerstände R7 und R8, einen Transistor TR2 und eine Leuchtdiode LED zum Anzei­ gen des Empfangs des Infrarotsignals entsprechend dem Steuersignal von der Steuereinheit 13. Die Modemeinheit 14 umfaßt einen Schnittstellentransformator T2, Konden­ satoren C6 und C7, Widerstände R5 und R6 sowie einen Modem 14A. Die Modemeinheit 14 wird in Abhängigkeit vom Steuersignal von der Steuereinheit 13 zwischen ihrem Sendemodus und ihrem Empfangsmodus so umgeschaltet, daß im Sendemodus das über die Steuereinheit 13 empfangene Steuersignal zur Netzleitung und im Empfangsmodus das von der Netzleitung empfangene Infrarotsignal zur Infra­ rotstrahl-Ausgabeeinheit 16 übertragen wird. Die Infra­ rotstrahl-Ausgabeeinheit 16 enthält eine Anzahl von In­ frarotsendern oder -gebern IRT1-IRTn zum Umwandeln der von der Modemeinheit 14 empfangenen Daten in ein In­ frarot(strahl)signal und zum Ausgeben des letzteren.

Wenn an den Transformator T1 eine Wechselspannung ange­ legt wird, wird sie durch ersteren herabgesetzt (abwärts­ transformiert) und dann der Brückendiode BD zuge­ speist, in welcher die Spannung einer Vollweggleichrich­ tung unterworfen wird. Sodann wird die Spannung durch den Glättungskondensator C1 in eine Gleichspannung umge­ setzt, die ihrerseits an den Regler 11A angelegt wird. Der Regler 11A liefert eine Spannung eines konstanten Pegels, die wiederum über den Welligkeit beseitigenden Kondensator C2 und die Rauschen oder Störsignal beseiti­ gende Spule L1 und den Kondensator C3 der Modemeinheit 14 eingespeist wird.

Wenn der Vorverstärker 12A der Infrarotstrahl-Empfangs­ einheit 12 kein Infrarotsignal von der Fernbedienungs­ einheit empfängt, befindet sich der Transistor TRI im Sperrzustand, so daß ein in Fig. 4A mit "a" bezeichne­ tes niedrigpegeliges Signal an zwei Eingangsklemmen A und B des Multivibrators 13A angelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt empfängt der Multivibrator 13A an seiner Löschklemme C ein in Fig. 4A mit "f" bezeichnetes hoch­ pegeliges Signal.

Dementsprechend gibt der Multivibrator 13A an seiner Ausgangsklemme Q ein in Fig. 4A mit "b" bezeichnetes niedrigpegeliges Signal aus, welches den Transistor TR2 und damit die Leuchtdiode LED sperren läßt bzw. abschal­ tet. Infolgedessen kann dabei der Anwender erkennen, daß kein Infrarotsignal empfangen wird. Das niedrigpege­ lige Signal wird auch der Sende/Empfangswählklemme R/T des Modems 14A aufgeprägt, so daß dieser in seinen Emp­ fangsmodus geschaltet wird.

Wenn der Modem 14A im Empfangsmodus arbeitet, vernach­ lässigt er die an seiner Dateneingangsklemme D/I einge­ henden Daten, doch überträgt er ein an seiner Klemme I/O eingegangenes Signal zu seiner Datenausgangs- oder -ausgabeklemme D/O. Wenn die Netzleitung ein anderes, von einer anderen Fernsteuereinrichtung ausgesandtes Signal führt, läuft dieses Signal durch ein durch den Kondensator C6 und die Primärwicklung des Transforma­ tors T2 gebildetes Hochpaßfilter, wodurch die Wechsel­ stromsignalkomponente von 60 Hz aus dem Signal entfernt wird. Das so erhaltene Signal wird dann der Sekundär­ wicklung des Transformators T2 und dem Kondensator C7 zugespeist, in denen es auf Resonanz gebracht wird. In­ folgedessen wird ein in Fig. 4A mit "C" bezeichnetes Si­ gnal an die Klemme I/O des Modems 14A angelegt.

Das an den Modem 14A angelegte Signal wird durch erste­ ren in ein in Fig. 4A mit "e" bezeichnetes Impulssignal umgewandelt. Das dabei erhaltene Signal wird an der Da­ tenausgabeklemme D/O des Modems 14A aufgegeben und den Infrarotgebern IRT1-IRTn zugespeist. Das Impulssignal bewirkt das Durchschalten/Sperren der Transistoren Q1-Qn, so daß Infrarotleuchtdioden DA1-DAn und DB1-DBn ein/ausschalten und damit das von der Netzleitung ge­ führte Signal in ein Infrarot(strahl)signal umgewandelt wird, das ausgegeben wird.

Wenn andererseits der Vorverstärker 12A das Infrarotsi­ gnal von der Fernbedienungseinheit empfängt, wiederholt der Transistor TR1 sein Durchschalten/Sperren. Aufgrund des wiederholten Durchschalten/Sperrens des Transistors TR1 wird ein in Fig. 4B mit "a" bezeichnetes Impulssi­ gnal an die Eingangsklemme B des Multivibrators 13A und die Verzögerungsstufe 13B angelegt.

Demzufolge gibt der Multivibrator 13A an seiner Aus­ gangsklemme Q ein hochpegeliges Signal "b" (Fig. 4B) aus, welches den Transistor TR2 und damit die Leucht­ diode LED durchschaltet. Als Ergebnis zeigt die Leucht­ diode LED visuell den Empfang des Infrarotsignals an. Das hochpegelige Signal wird auch an die Sende/Empfangs­ wählklemme R/T des Modems 14A angelegt, wodurch letzte­ rer in seinen Sendemodus TX umgeschaltet wird.

In seinem Sendemodus empfängt der Modem 14A an seiner Dateneingangs- oder -eingabeklemme D/I das Fernbedie­ nungseinheit-Signal "a" (Fig. 4B), das durch die Verzö­ gerungsstufe 13B um die vorbestimmte Verzögerungszeit verzögert worden ist oder wird. Der Modem 14A wandelt daher das Impulssignal in ein Signal "c" (Fig. 4B) um und gibt letzteres Signal an seiner Klemme I/O aus. Das ausgegebene Signal wird über die Netzleitung dem Schnittstellentransformator T2 und sodann einem Modem einer anderen Fernsteuereinrichtung zugespeist.

Fig. 5 veranschaulicht ein praktisches Beispiel für Fernsteuer- oder -bedienungsräume, bei denen die erfin­ dungsgemäße Fernbedienungseinrichtung angewandt ist. In Fig. 5 sind mit A und B Wohnräume, mit C ein Badezimmer und mit D ein Wohn- und Kochraum bezeichnet.

Dabei sind Fernsteuer- oder -bedienungsvorrichtungen 5A-5C an zweckmäßigen Stellen installiert, so daß ein Fernsteuersignal von der Einrichtung über elektrische Netzleitungen (gestrichelte Linien), die an vorhandene elektrische Haus(halts)geräte 3A-3C und elektrische Lampen 4A-4D angeschlossen sind, zu anderen Räumen im Haus übertragen werden kann. Die Fernsteuervorrichtun­ gen 5A-5C empfangen ein über die Netzleitungen über­ tragenes Fernbedienungs(einheit)signal und übertragen ein Infrarotsignal über ihre jeweilige Infrarotstrahl- Ausgabeeinheit zu den elektrischen Geräten.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, wird mit der Erfindung eine Fernsteuereinrichtung bereitge­ stellt, die ein Fernsteuer- oder -bedienungssignal über elektrische Strom-, d. h. Netzleitungen zu anderen Räu­ men zu übertragen und damit eine Fernsteuerung oder -be­ dienung von an anderen Stellen in einem Haus instal­ lierten Geräten ermöglicht. Die Fernsteuereinrichtung ermöglicht auch die Verlängerung der Sende- oder Über­ tragungsstrecke für das Infrarotsignal zu den Geräten und die Erweiterung des Übertragungswinkels, so daß damit die Steuer- oder Bedienungszone erweitert sein kann.

Claims (4)

1. Fernsteuereinrichtung, umfassend:
eine Einheit zum Empfangen eines Infrarotsignals von einer Fernbedienungseinheit,
eine mit der Empfangseinheit verbundene Einheit zur Lieferung eines Steuersignals in Abhängigkeit vom Infrarotsignal,
eine Einheit zum Übertragen bzw. Aussenden und Empfangen von Daten entsprechend dem Infrarotsignal über eine Strom- oder Netzleitung in Abhängigkeit vom Steuersignal und
eine Einheit zum Umwandeln der empfangenen Daten in das Infrarotsignal.

2. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net durch eine mit der Einheit zum Liefern des Steuersignals verbundene Einheit zum Anzeigen eines Empfangszustands bezüglich des Infrarotsignals von der Fernbedienungseinheit.

3. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einheit zum Liefern des Steuer­ signals eine Einheit zum Verzögern des über die Ein­ heit zum Empfangen des Infrarotsignals empfangenen Infrarotsignals aufweist.

4. Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einheit zum Aussenden und Emp­ fangen der Daten eine Modemeinheit zum Wählen eines Sendemodus und eines Empfangsmodus in Abhängigkeit vom Steuersignal aufweist, wobei die Modemeinheit im Sendemodus das Infrarotsignal von der Fernbedienungs­ einheit zur Netzleitung überträgt und im Empfangsmo­ dus die Daten von der Netzleitung empfängt oder ab­ nimmt, und daß eine Schnittstellenschaltung zum Senden und Empfangen der Daten zwischen der Modemeinheit und der Netzleitung vorgesehen ist.