DE4327173A1 - System for object-orientated, indicating remote control of electrical devices (apparatuses, appliances, units) by means of a hand-operated transmitter with a focused visible light beam and stationary receiver - Google Patents

System for object-orientated, indicating remote control of electrical devices (apparatuses, appliances, units) by means of a hand-operated transmitter with a focused visible light beam and stationary receiver

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DE4327173A1 DE19934327173 DE4327173A DE4327173A1 DE 4327173 A1 DE4327173 A1 DE 4327173A1 DE 19934327173 DE19934327173 DE 19934327173 DE 4327173 A DE4327173 A DE 4327173A DE 4327173 A1 DE4327173 A1 DE 4327173A1
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Uwe Dr Ing Meinberg
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Abstract

The invention relates to remote controls for controlling electrical devices by means of a hand-operated transmitter and a receiver assigned to the respective device. In order, in particular, to facilitate the manipulation, the remote control is distinguished by the fact that the transmitter generates a visible light beam. <IMAGE>

Description

Die Fernbedienung von Geräten mittels Licht ist aus der Infrarottechnik bekannt. The remote control of devices by means of light is known from the infrared technology. Ein solches System ist meist unidirektional aufgebaut, der Sender ist mobil, und der Empfänger im zu bedienenden Gerät eingebaut. Such a system is usually built up unidirectionally, the transmitter is mobile, and installed in the receiver-to-use device. Bei diesen Fernbedienungen sind entweder Sender und Empfänger aufeinander abgestimmt oder die Empfänger mit einer Kennung versehen, die vom Sender mit übertragen wird. These remote controls either the transmitter and receiver are matched to one another or provide the receiver with an identification, which is transmitted from the transmitter. Sollen bei diesen Systemen mehrere Geräte bedient werden, so ist entweder der Einsatz von mehreren Sendern oder die Verwendung von sogenannten lernenden Fernbedienungen vorgesehen, die vom Anwender programmiert werden. Are to be served in these systems, multiple devices, so either the use of a plurality of transmitters or the use of so-called learning remote control is provided, which can be programmed by the user. Abhilfe hat hier die Quasi- Normung durch den RC5-Code geschaffen, in dem jedes Gerät je nach Typ eine bestimmte Adresse zugewiesen bekommt, die als Kennung vom Sender mit übertragen wird. Solution has the quasi standardization here, due to the RC5 code in which each device is assigned according to type a particular address which is transmitted as an identifier to the transmitter. Dadurch wird das zu bedienende Gerät ausgewählt. This allows the device to be operated is selected. Diese Vorgehensweise wird durch den Einsatz von diffusem IR-Licht bestimmt, der Sender wird intuitiv auf den Empfänger ausgerichtet. This procedure is determined by the use of diffuse IR light, the transmitter is intuitively aligned at the receiver. Die keulenförmige Strahlcharakteristik und die Reflexionen an den umgebenden Oberflächen sorgen für eine genügende Intensität des Signals beim Empfänger. The lobe-shaped directional characteristic and the reflections from the surrounding surfaces provide for a sufficient intensity of the signal at the receiver.

Beim Einsatz solcher Fernbedienungen für nicht im RC5-Code definierte Geräte, z. When such remote controls for undefined in the RC5 code devices such. B. Lampen- und Leuchtbandsteuerungen, Rolladensteuerung, Thermostatsteuerungen, Kaffeemaschinensteuerung uvam, sind die Empfänger mit eindeutigen Adressen auszustatten, die dann vom Bediener auch angewählt werden müssen. B. Lamp and lighting strip controls, shutter control, thermostat control, coffee machine control and many more are to provide the receiver with unique addresses that must then be selected by the operator. Der Bediener muß also wissen, welche Adresse der Empfänger hat, um ihn bedienen zu können. Thus, the operator must know, which address the recipient, in order to serve him.

Diese Erfindung bezieht sich auf ein System zur Fernbedienung von elektrischen Geräten, wobei die Geräte mit einem Zeiger (Lichtstrahl) ausgewählt werden können. This invention relates to a system for remote control of electrical devices, wherein the devices with a pointer (light beam) can be selected. Das System besteht aus einem mobilen Sender und je einem Empfänger, die in die zu bedienenden Geräte eingebaut sind. The system consists of a mobile transmitter and a respective receiver that are incorporated in the to-use devices. Die Empfänger sind durch ihren opto-elektrischen Wandler (Solarzelle) dem Bediener augenfällig als solche zu erkennen. The receivers are the operator conspicuous by their opto-electric converter (solar cell) to be recognized as such.

In der hier beschriebenen Erfindung wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß sich mit einem Halbleitersender mit sichtbarer Lichtwellenlänge auf einfache Weise ein gebündelter Lichtstrahl erzeugen läßt, der selbst bei normaler Umgebungshelligkeit im Raum in einer Entfernung von 5-10 m auf einer Fläche einen sichtbaren Fleck erzeugt (Beispiel: Laserlichtzeiger). In the invention described herein is made use of the fact, that it is possible with a semiconductor channels with visible light wavelength in a simple manner a collimated beam of light generate, itself under normal ambient light in the room at a distance of 5-10 m on a surface of a visible spot generated (for example, laser light pointer). Dieser Lichtstrahl wirkt wie ein verlängerter Zeigestock, wobei durch den Lichtpunkt dem Benutzer eine Rückmeldung beim Anvisieren des Ziels gegeben ist. This light beam acts like an extended pointer, with feedback when targeting the target is given by the light spot to the user.

Der Benutzer wählt über die im mobilen Sender eingebaute Tastatur die Funktion (z. B. Licht heller, dunkler) und hält die Taste fest. The user selects via the built-in keyboard mobile transmitter function (z. B. light brighter, darker) and holds the button down. Hiermit wird der Lichtstrahl eingeschaltet. Herewith the light beam is turned on. Er richtet nun den Lichtstrahl auf den Empfänger, der unmittelbar mit dem zu bedienenden Gerät (z. B. Lampe) verknüpft ist. He then directs the light beam onto the receiver, directly linked to the device to be controlled (eg. B. lamp) is associated. Sobald der Strahl auf die Solarzelle, die als optisch-elektrischer Wandler eingesetzt ist, trifft, wird die Bedienfunktion ausgelöst. Once the beam on the solar cell, which is used as an optical-electrical converter, applies, the operating function is triggered.

Die Bedieneinheit (Sender) besteht aus einem handlichen Gehäuse, das mit einer ( Fig. 3), zwei ( Fig. 4) oder mehreren Tasten ( Fig. 5) versehen ist. The control unit (transmitter) consists of a handy housing having a (Fig. 3), two (Fig. 4) or more buttons (Fig. 5) is provided. An der Längsseite des Gehäuses ( Fig. 6a) ist eine optische Öffnung für den Lichtstrahl eines Halbleitersenders (z. B. Halbleiterlaser, LED) ( 6 c) mit einer Fokussieroptik ( 6 b) angebracht, dieser Halbleitersender erzeugt sichtbares Licht mit einer Wellenlänge zwischen 632 nm und 656 nm. Im Gehäuse ist die Ansteuerung ( 6 d) für den Halbleitersender, die Kodierung ( 6 d) für die Tasten ( 6 f) und die Modulationseinrichtung ( 6 d) für den Sender eingebaut. On the longitudinal side of the housing (Fig. 6a) is an optical aperture for the light beam of a semiconductor transmitter (z. B. semiconductor laser, LED) (6 c) having a focussing lens (6 b) is attached, this semiconductor transmitter produces visible light having a wavelength between 632 nm and 656 nm. In case the control (6 d) for the semiconductor transmitter, the coding (6 d) for the key (6 f) and the modulation device (d6) incorporated for the transmitter. Versorgt wird die Fernbedienungseinheit durch eine Batterie ( 6 e). The remote unit is powered by a battery (6 e). Ein Blockschaltbild ( Fig. 7) verdeutlicht den Aufbau des Senders. A block diagram (Fig. 7) illustrates the structure of the transmitter.

Da der Lichtstrahl nur eine geringe Divergenz besitzt, ist der auf einer Fläche erzeugte Lichtpunkt abhängig von der Entfernung zur auftreffenden Fläche zwischen 5 mm und 25 mm im Durchmesser. Since the light beam has only a low divergence, the light spot generated on a surface is dependent on the distance from the incident surface between 5 mm and 25 mm in diameter.

Fotodioden oder Fototransistoren sind deshalb als Empfänger für diese Sender un geeignet, da sie eine genaue Ausrichtung des Lichtstrahls auf die optische Emp fangseinheit erfordern. Photodiodes or transistors are therefore suitable as recipients for this Transmitters and because they require a precise alignment of the light beam to the optical Emp catch unit.

In dieser Erfindung wird deshalb als Empfänger eine Solarzelle eingesetzt, die auf grund ihrer größeren Fläche eine Ausrichtung vereinfacht. Therefore, in this invention, a solar cell is used as a receiver, the simplified due to their larger surface alignment. Eine einfache Ausrichtung wird auch dadurch unterstützt, daß die Modulation des Lichtstrahls so erfolgt, daß dem Auge ein kontinuierlich leuchtender Lichtstrahl geboten wird. A simple alignment is also supported by the fact that the modulation of the light beam is such that the eye is a continuously luminous beam is provided.

Der Empfänger wird in unmittelbarer Nähe des zu bedienenden Objektes (z. B. im Sockel einer Lampe oder auf dem Drehknopf eines Thermostates) angebracht. The receiver is mounted in close proximity to the to-use object (z. B. in the base of a lamp or on the rotary knob of a thermostat).

Der Empfänger besteht aus mehreren Funktionsgruppen, einen beispielhaften Aufbau zeigt das Blockschaltbild ( Fig. 8). The receiver consists of a plurality of functional groups, an exemplary configuration is a block diagram (Fig. 8). Als opto-elektrischer Wandler wird eine Solarzelle ( 8 a) eingesetzt, die die Impulse des Senders empfängt. As an opto-electric converter, a solar cell (8 a) is used, which receives the pulses of the transmitter. Ein Vorverstärker und Impulsformer ( 8 b) bereitet die Impulse auf. A pre-amplifier and pulse shaper (8 b) prepares the pulses. Eine Impulsdekodierung ( 8 c) dekodiert die empfangenen Impulse und stellt sie der Auswerteschaltung ( 8 d) zur Verfügung, die sie in eine Schaltfunktion umsetzt ( 8 e). (8 c) is a pulse decoding decodes the received pulses and provides them to the evaluation circuit (8 d) are available, which converts it into a switching function (8 e).

Als Impulsdekodierung kann ein geeigneter integrierter Schaltkreis aus der IR-Technik verwendet werden, der den empfangenen Code einer einfachen Auswerteschaltung zur Verfügung stellt. As pulse decoding a suitable integrated circuit of the IR technique can be used, which provides the received code a simple evaluation circuit is available. Eine weitere Variante ( Fig. 9) besteht darin, die Dekodierung und die Auswertung durch einen Mikrocontroller ( 9 a) durchzuführen. A further variant (Fig. 9) is the decoding and evaluation by a microcontroller (9 a) carried out. Hierdurch können auch komplexere Schaltfunktionen durchgeführt werden, im Beispiel ist eine Temperaturregelung angedeutet. This also complex switching functions can be performed in the example a temperature control is indicated.

Mit dem erfindungsgemäßen System ergeben sich weitere Ausgestaltungsmöglichkei ten der Fernbedienung von Geräten. The inventive system further Ausgestaltungsmöglichkei result th the remote control of devices. So können mit jeweils einem Empfängertyp unterschiedliche in einem Raum befindliche Geräte geschaltet werden. Thus, different devices located in one room can be connected with a respective type of receiver. Eine Adressierung wird durch die Anvisierung der als optischen Empfänger dienenden Solarzelle am jeweiligen Gerät erreicht. Addressing is accomplished by on targeting serving as the optical receiver solar cell on the respective device.

So können Lampen, Leuchten oder Leuchtbandgruppen fernbedient ein- oder ausge schaltet und gedimmt werden. Sun lamps, lights or light strip groups can remotely switched on or switched out and dimmed. Rolladensteuerungen oder Thermostate können mit der entsprechenden Schalteinrichtung zur Fernbedienung versehen werden. Roller shutter controllers, or thermostats can be provided with the corresponding switching means for remote control.

Zweckmäßigerweise muß der Abstand zwischen den Empfängern so gewählt werden, daß eine Handbedienung ausschließt, daß durch Verwackeln des Zeigestrahls eine Doppelbedienung von mehreren Geräten erfolgt. Conveniently, the distance between the receivers must be chosen so that a manual operation precludes by camera shake of the pointing beam is a dual operation of multiple devices. Eine Fehlbedienung durch mehr maliges Auftreffen des Lichtstrahls auf einen Empfänger ist durch die Kodierung der Tasten bei dem System nach Anspruch 2, 3 und 4 ausgeschlossen. A faulty operation by multiple impingement of the light beam to a receiver is excluded by the coding of the keys in the system according to claim 2, 3 and 4. FIG. Bei Systemen nach Anspruch 1 wird durch eine Zeitüberwachung diese Fehlbedienung ausgeschlossen. In systems according to claim 1 is excluded by a time monitoring this misuse.

Der Abstand zwischen den Geräten und damit den Empfängern richtet sich auch nach der Bedienentfernung. The distance between the devices and the receivers also depends on the operating distance. Die Bedienung eines Gerätes über eine Entfernung von ca. 25 m erfordert einen Mindestabstand von 1 m zwischen den Geräten. The operation of a device over a distance of about 25 m requires a minimum distance of 1 m between the devices.

Somit ist ein Fernbedienungssystem geschaffen, daß durch einfache optische Zuordnung eine Adressierung erreicht und eine dem Menschen eingängige Bedienung ermöglicht. Thus, a remote control system is provided that achieves addressing by simple optical mapping and allows a catchy man operation.

Claims (8)

  1. 1. System zur objektorientierten, hinweisenden Fernbedienung von elektrischen Geräten mittels handbedienter Sender mit gebündeltem, sichtbarem Lichtstrahl und stationärer Empfänger ( Fig. 1), die dadurch gekennzeichnet sind, 1. System for object-oriented, remote control indicative of electrical appliances by means of powered hand-held transmitter with focused visible light beam and stationary receiver (Fig. 1), which are characterized,
    • - daß mit einem tragbaren Sender ein sichtbarer Lichtstrahl erzeugt wird, der eine Schaltfunktion in einem Empfänger auslöst, wenn der opto-elektrische Wandler des Empfängers direkt von diesem Lichtstrahl getroffen wird, - that a visible light beam is generated with a portable transmitter that triggers a switching function in a receiver when the opto-electric converter of the receiver is made directly from said light beam,
    • - daß die mobile Sendereinheit mit sichtbarem stark fokussiertem Licht mit entsprechender Intensität ausgestattet ist und - that the mobile station unit is equipped with visible strongly focused light with an appropriate intensity and
    • - daß der gebündelte Lichtstrahl einen erkennbaren Punkt auf einer Empfängerfläche erzeugt, - that the collimated light beam forms a recognizable point on a receiving surface,
    • - daß dieses Licht mit einer nicht wahrnehmbaren Modulation versehen ist und - that this light is provided with an imperceptible modulation and
    • - daß der Empfänger aus einer flächigen Solarzelle besteht, die von dem fokussier ten Lichtstrahl eines Senders leicht getroffen werden kann und so in der Nähe des Gerätes (Objekt) angebracht wird, daß eine Zuordnung des Gerätes (Orientierung) zur gewünschten Bedienung ( Fig. 2) unmittelbar einsichtig ist. - that the receiver consists of a planar solar cell, which can be easily hit by the focusing th light beam of a transmitter and so in the vicinity of the device (object) is mounted, that an association of the device (orientation) to the desired operation (Fig. 2 ) is immediately apparent.
  2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender mit einer Be dieneinheit (Taster, Sensortaste) versehen ist, wodurch zwei Funktionen ( Fig. 3) ausgelöst werden (Ein-/Ausschalten). 2. System according to claim 1, characterized in that the transmitter is provided with a eratin unit (keys, sensor button), whereby two functions (Fig. 3) can be triggered (on / off).
  3. 3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender mit zwei Bedieneinheiten (Taster, Sensortaster) versehen ist, wodurch vier Schaltfunktionen ( Fig. 4) ausgelöst werden. 3. System according to claim 1, characterized in that the transmitter with two operating units (keys, sensor button) is provided, whereby four switching functions (Fig. 4) to be triggered. (Ein-/Ausschalten; Motor links/rechts). (Power on / off; Motor left / right).
  4. 4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine umfangreiche Tastatur zur Eingabe von komplexen Funktionen ( Fig. 5) benutzt wird, die eine entsprechende Modulation des Sendelichtstrahls erzeugt. 4. System according to claim 1, characterized in that an extensive keyboard to enter complex functions (Fig. 5) is used which generates a corresponding modulation of the transmitted light beam.
  5. 5. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mit einer Schalteinrichtung versehen wird, die beim Empfang des modulierten Lichtstrahls den Schaltzustand wechselt (toggelt). 5. System according to claim 1 or 2, characterized in that the receiver is provided with a switching device that switches the switching state upon reception of the modulated light beam (toggled).
  6. 6. System nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mit einer Schalteinrichtung zum Dimmen von Lampen versehen wird. 6. System according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the receiver is provided with a switching means for dimming lamps.
  7. 7. System nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mit einer Schalteinrichtung zum Links-/Rechtslauf und einer Drehzahleinstellung von Motoren versehen wird. 7. The system of claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the receiver comprises switching means for clockwise / anticlockwise, and a rotational speed adjustment of the motors is provided.
  8. 8. System nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mit einer Schalteinrichtung versehen wird, die die dekodierten Signale zur Weiterver arbeitung durch einen Rechner zur Verfügung stellt. 8. The system of claim 1 or 4, characterized in that the receiver is provided with a switching device, which provides the decoded signals for further proces- sing by a calculator.
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