DE4419190C2 - Sender bzw. Empfänger für ein Diagnosesystem - Google Patents
Sender bzw. Empfänger für ein DiagnosesystemInfo
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Description
Um den Einschaltzustand zu signalisieren, haben heute
üblicherweise elektrische oder elektronische Geräte wenig
stens eine Signalleuchte, die in der Regel von einer
Leuchtdiode gebildet wird. Bei ausgeschaltetem Gerät ist
diese Anzeige dunkel, während bei eingeschaltetem Gerät
auch die Leuchtdiode brennt, wodurch auf die Entfernung
mit dem Auge der Betriebszustand zu erkennen ist. Bei
komplizierteren Geräten, beispielsweise Multiplexern
u. dgl., sind häufig weitere Leuchtdioden implementiert,
die noch andere Signalzustände angeben, beispielsweise den
Status einer Übertragungsleitung oder ob ein Fehler aufge
treten ist. In all diesen Fällen wird über die Leuchtdiode
lediglich ein binäres Signal übertragen, das die beiden
Zustände "Ein" oder "Aus" aufweist. Wenn mehr als zwei
Betriebszustände über die Leuchtdiode signalisiert werden
sollen, werden entweder mehrfarbige Leuchtdioden einge
setzt oder die Leuchtdioden werden mit deutlich unter
schiedlicher Frequenz zum Blinken gebracht. In jedem Falle
ist aber die Informationsmenge, die auf diese Weise über
tragen wird, recht beschränkt.
Wenn umfangreichere Information aus dem betreffenden
Gerät erhalten werden soll, bleibt bislang nichts anderes
übrig, als mit einem entsprechenden Analysegerät galvanisch
oder kapazitiv angekoppelt Signale abzunehmen. Gerade im
Bereich des Explosionsschutzes ist eine solche galvanische
Anbindung äußerst unerwünscht, weil wegen des Explosions
schutzes bei dem abzufragenden Gerät ein sehr hoher elek
tromechanischer Aufwand getrieben werden muß, um auch im
Fehlerfall eine Spannungsverschleppung auf eigensichere
Kreise zu verhindern.
Aus der Praxis ist ein als "Universal Transmitter"
bezeichnetes Gerät der Firma PRelectronics bekannt, das
dazu dient, Meßwerte von Thermoelementen oder Widerstands
thermometern aufzunehmen und in analoge Einheitssignale
umzuwandeln. Das Gerät enthält einen Mikroprozessor, der
Eingangs- und Ausgangssignale sowie die Auswahl unter
schiedlicher Linearisierungsalgorithmen und die Überwa
chung auf eingegebene Grenzwerte ermöglicht. Die Konfigu
ration kann von außerhalb des Gerätes geändert werden. Zu
diesem Zweck wird über eine Lichtwellenleitersteckdose ein
PC oder dgl. mit dem Gerät verbunden.
Aus den Aufsätzen "Uhrenradio mit eingebautem Fernseh
empfänger und superflache Fernbedienung" in "Funkschau"
1980, Heft 15, S. 58 und "Fernbedienung und Bedienungskom
fort im AM/FM-Empfänger" in "Funkschau" 1977, Heft 1, S.
41 ist es bekannt, Geräte drahtlos über eine Fernbedienung
zu steuern. Die Fernbedienung arbeitet mit Infrarot-Licht
als Träger für die Information, wobei die Fernbedienung
eine Infrarot-Leuchtdiode und der Empfänger ein entspre
chendes infrarotempfindliches Element an seiner Frontseite
enthält. Eine Datenübermittlung von dem Gerät hin zu der
Fernbedienung ist nicht vorgesehen. Außerdem kommt diese
Form der Datenübertragung in Richtung von der Fernbedie
nung zum Gerät nicht ohne zusätzliche Sensoren an der
Frontseite der betreffenden Geräte aus.
Eine bidirektionale Nachrichtenübermittlung ist in
DE 93 15 479 U1 beschrieben. Sowohl ein stationäres
als auch ein tragbares Gerät sind jeweils mit Infrarot-
Sender- und Infrarot-Empfangseinrichtungen versehen, damit
in beiden Richtungen Nachrichten zwischen den Geräten
ausgetauscht werden können. Bei dieser Form der Nachrich
tenübermittlung werden zusätzliche Elemente an der Gehäu
seaußenseite des stationären Gerätes benötigt.
Die DE 37 35 854 C2 zeigt eine Anordnung zum Steuern
eines Wasserventils über eine Infrarot-Reflexlichtschran
ke. Die Betätigung des Wasserventils erfolgt über eine
Batterie, deren Ladezustand von außen überprüft werden
kann. Zu diesem Zweck ist ein Abfragegerät vorhanden, das
mit der Reflexlichtschranke zusammenwirkt, um über die
Reflexlichtschranke Nachrichten mit der Steuerung aus zu
tauschen.
Für den Menschen ohne weiteres erkennbare Anzeigeein
richtungen sind bei dem bekannten Gerät nicht vorhanden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe
der Erfindung, einen Sender bzw. einen Empfänger für ein
Diagnosesystem zu schaffen, mit dessen
Hilfe es möglich ist, unter Verwendung der an dem betref
fenden Gerät ohnehin vorhandenen Anzeigeeinrichtungen, die
als Signalmittel für das menschliche Auge gedacht sind,
weitere Informationen mit dem Gerät auszutauschen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Sender
mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie einen Empfänger
mit den Merkmalen des Anspruches 6 gelöst.
Bei dem neuen Sender wird die üblicherweise an Gerä
ten vorhandene Signal- oder Meldeleuchte mit einer zusätz
lichen Information beaufschlagt. Die normale Funktion der
Signalleuchte, nämlich das Anzeigen sich langsam verän
dernder Zustände, wird dadurch nicht beeinträchtigt, so
daß die übliche Beobachtbarkeit mit dem Auge erhalten
bleibt. Gleichzeitig wird aber mit Hilfe einer Ansteuer
schaltung ein zusätzliches Signal auf diese wenigstens
eine Signalleuchte gegeben, wobei die Frequenz dieses
zusätzlichen Signals so gewählt ist, daß für den mensch
lichen Betrachter die weitgehend flimmerfreie Anzeige im
eingeschalteten Zustand bestehen bleibt. Hingegen läßt
sich mit Hilfe eines speziellen Empfängers die aufmodu
lierte zusätzliche Information entschlüsseln und auf einem
getrennten Display darstellen. Somit ist bei der neuen
Lösung das Gerät selbst, verglichen mit einem Gerät ohne
den Anzeigesender, nur unwesentlich aufwendiger, weil das
komfortable Anzeigesystem in einem separaten Empfängerge
häuse untergebracht ist.
Insbesondere wird hierdurch der wesentliche Vorteil
erzielt, daß die Frontplatte nicht deswegen größer gewählt
werden muß, nur um ein Display unterbringen zu können; das
mit dem Auge abzulesen ist. Dieser Vorteil ist insbesonde
re bei Anwendungen von Bedeutung, bei denen das betreffen
de Gerät eine Schaltung ist, die auf einer Einsteckplatine
untergebracht ist, die beispielsweise in einen 19′′-Ein
schub eingesetzt ist. Bei solchen Anwendungen, bei denen
die einzelnen Platinen sehr dicht gedrängt nebeneinander
sind, gibt es in der Regel keine Möglichkeit mehr, zusätz
liche Anzeigen unterzubringen, die ohnehin nur sporadisch
benötigt werden. Somit läßt sich durch die neue Lösung
ohne Vergrößerung der Frontplatte die aus dem Gerät zu
entnehmende oder zu dem Gerät hin zu übertragende Informa
tionsmenge wesentlich erweitern.
Zweckmäßigerweise wird als Lichtquelle eine Leucht
diode eingesetzt, die in der Lage ist, mit sehr hohen
Frequenzen arbeiten zu können. Wegen ihrer größeren Hel
ligkeit kommen auch Laserdioden grundsätzlich in Betracht.
Grundsätzlich kann für diese temporäre Signalüber
mittlung jede der an der Frontplatte oder einer sonstigen
Gehäuseseite vorhandenen Lichtquellen herangezogen werden.
Die Aufbereitung des zusätzlichen, über die jeweilige
Lichtquelle zu übertragenden Signals wird besonders ein
fach, wenn die Signalübermittlung im Basisband erfolgt,
weil dann zusätzliche Trägerfrequenzen und dafür notwendi
ge Modulatoren entfallen können.
Die zusätzliche Signalübermittlung läßt sich auch
dann einsetzen, wenn beispielsweise die betreffende Si
gnalleuchte im Blinkmodus arbeitet, wobei dann die Signal
übertragung während der Einschaltphase erfolgt. Auf diese
Weise sind ohne einen entsprechenden Empfänger für das
menschliche Auge,wenigstens drei Zustände zu unterschei
den, nämlich "Ständig Aus", "Ständig Ein" und "Blinkend".
Gerade der Blinkbetrieb hat den Vorteil, während der
"Aus"-Phase auch zusätzlich Information von außen zu dem
betreffenden Gerät über die entsprechende Leuchtdiode
übertragen zu können, die in dieser Betriebsform als
Fotodiode arbeitet. Diese Betriebsform gestattet eine
halbduplexfähige Kommunikation zwischen einem separaten
mobilen Gerät und dem betreffenden, in dem Gehäuse befind
lichen Gerät.
Der zu dem speziellen Diagnosesystem gehörende Emp
fänger ist in einem separaten Empfängergehäuse unterge
bracht, das eine Lichtleiteinrichtung umfaßt. Mit Hilfe
der Lichtleiteinrichtung kann der neue Empfänger auf
optischem Wege speziell mit nur einer einzigen oder einer
Anzahl ausgewählter Signalleuchten gekoppelt werden.
Dadurch wird es möglich, ohne weiteres und ohne Störung
durch andere Signalleuchten die Information, die von einer
Signalleuchte kommt, auf mechanische Weise herauszufil
tern, wodurch der Störabstand wesentlich vergrößert wird.
Es können auf diese Weise praktisch beliebig viele Sender
des Diagnosesystems von anderen Geräten gleichzeitig
arbeiten, ohne den Datenempfang von einem speziellen
Sender des Diagnosesystems zu stören.
Wenn der neue Empfänger für das Diagnosesystem die
empfangenen Daten unmittelbar für den Benutzer sichtbar
machen soll, enthält er einen entsprechenden Speicher und
eine zugehörige Anzeigeeinrichtung, die die empfangenen
Daten in eine alphanumerische Anzeige umsetzt. Beispiels
weise können auf diese Weise die von einer Prozeßstelle zu
einer Warte übermittelten Daten auch in der Nähe der
Prozeßstelle abgefragt werden. Als Beispiel sei hier
lediglich die Abfrage der Temperatur genannt, die so ohne
Rückfrage bei der Warte jederzeit gemessen werden kann.
Ebenso können Fehlerdiagnosemeldungen abgegeben werden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Speicherein
richtung zum Sammeln von Informationen zu verwenden, um
später an anderer Stelle die von den verschiedenen Geräten
abgenommenen Informationen auswerten zu können.
Die Lichtleiteinrichtung ist im einfachsten Falle ein
Rohr, neben dessen einem Ende ein lichtempfindliches
Element angeordnet ist. Es besteht aber auch die Möglich
keit, ähnlich einem vielpoligen Stecker die Lichtleit
einrichtung mit mehreren Lichtpfaden zu versehen, damit an
dem betreffenden zu überwachenden Gerät mehrere Signal
leuchten gleichzeitig abgefragt werden können. Hier eignen
sich optisch voneinander getrennte Lichtleiter in Gestalt
einfacher transparenter Stäbe, die keineswegs Lichtwellen
leiter zu sein brauchen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen
standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein zu überwachendes Gerät in Gestalt einer
Schnittstellenkarte im Zusammenwirken mit einem Empfänger
des Diagnosesystems in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Senders für das Diagno
sesystem, wie er auf der Schnittstellenkarte angeordnet
ist,
Fig. 3 das Blockschaltbild des Empfängers für das
Diagnosesystem nach Fig. 1 und
Fig. 4 bis Fig. 10 unterschiedliche Bauformen der Lichtleiteinrich
tung für den Empfänger für das Diagnosesystem,
nach Fig. 1, jeweils in einem Längsschnitt.
Fig. 1 zeigt als Beispiel für die Anwendung des neuen
Anzeige- und/oder Diagnosesystems, eine Interfacekarte 1,
die im Gebrauch in einem Baugruppenträger 2 steckt, der
für die Interfacekarte 1 ein Gehäuse (Gerätegehäuse) darstellt. Die Inter
facekarte 1 besteht in der bekannten Weise aus einer
Leiterplatte 3 in dem üblichen rechteckigen Format, wobei
an einer Schmalseite eine Steckerleiste 4 befestigt ist,
während die gegenüberliegende Schmalseite mit einer
Gerätegehäuseseite (Front
platte) 5 versehen ist, die zusammen mit weiteren Front
platten der übrigen in dem Gehäuse 2 steckenden Leiter
platten als Lichtquellen insgesamt die Frontseite des Gehäuses 2 bildet.
Auf der Leiterplatte 3 sind in bekannter Weise elek
trische und elektronische Bauelemente angeordnet, von
denen lediglich als Beispiel ein Stufenschalter 6 gezeigt
ist. In der Frontplatte 5, die außerdem noch einen Griff 7
trägt, sitzen als Lichtquellen insgesamt drei Leuchtdioden 8, 9 und 11, die
dazu dienen, eine Reihe von Betriebszuständen der Inter
facekarte 1 anzuzeigen. So ist die erste Leuchtdiode 8 dazu
vorgesehen, im Fehlerfalle auf zuleuchten, falls bei der
Datenübertragung über die Interfacekarte Gerätegehäuseseite ein Fehler er
kannt wird. Die erste Leuchtdiode 8 ist normalerweise dunkel und
wird in noch näher beschriebener Weise zum Leuchten ge
bracht, wenn der Fehler auftritt.
Die zweite Leuchtdiode 9 signalisiert durch ihr Leuchten,
daß die Interfacekarte 1 mit Strom versorgt wird und aktiv
ist. In ähnlicher Weise signalisiert die dritte leuchtende
Leuchtdiode 11 ebenfalls die Funktionsbereitschaft der
Interfacekarte 1.
Alle drei Leuchtdioden 8, 9 und 11 signalisieren auf
diese Weise dem menschlichen Betrachter einen entsprechen
den Zustand bzw. sie geben ein aus der Interfacekarte 1
stammendes Signal auf optische Weise weiter.
Für den menschlichen Betrachter leuchten alle drei
Leuchtdioden 8, 9, 11 scheinbar mit konstanter Helligkeit,
wenn sie eingeschaltet sind.
Unabhängig von dem, was das menschliche Auge wahr
nimmt, ist der Strom für die Leuchtdioden 8, 9, 11 binär
moduliert, wie dies durch eine Binärfolge 12 als
Lichtsignalmuster symbolisiert
ist, die von der ersten leuchtenden Leuchtdiode 8 im Fehlerfall
ausgesandt wird. Insoweit enthält das von der Leuchtdiode
8, 9 und 11 ausgehende Licht eine für das menschliche Auge
nicht wahrnehmbare Feinstruktur, die mit Hilfe eines
Empfängers 13 des Diagnosesystems analysiert wird.
Der Empfänger 13 weist ein Gehäuse (Empfängergehäuse) 14 auf, in dessen
Oberseite eine Anzeigeeinrichtung 15 in Gestalt eines
LCD-Displays zusammen mit weiteren Melde
leuchten 16 und 17 angeordnet ist. An einer Oberseite 18 des Gehäuses 14
befindet sich eine Lichtleiteinrichtung 19, die in ihre
Stirnseite (Lichteinlaß) 21 einfallendes Licht an wenigstens ein licht
empfindliches Element im Inneren des Empfängers 13 weiter
leitet. Ferner enthält der Empfänger 13 in seinem Gehäuse
14 Befehlsorgane, beispielsweise einen Startknopf 22.
Die Handhabung des Empfängers 13 in Verbindung mit
der Interfacekarte 1 geschieht wie folgt:
Falls der Benutzer feststellt, daß die einen Fehler signalisierende erste Leuchtdiode 8 aufleuchtet, hält er den Empfänger 13 mit dem Lichteinlaß 21 gegen die Frontplatte 5, so daß ausschließlich Licht der ersten Leuchtdiode 8 in die Lichtleiteinrichtung 19 gelangen kann. Im Inneren des Empfängers 13 wird das ausgesandte Lichtsignalmuster 12 des Lichtes von der ersten Leuchtdiode 8 ausgewertet und auf dem LCD-Display 15 wird eine den Fehler genauer kennzeichnende Fehlerangabe in Klartext ausgegeben. Dazu wird der Start knopf 22 betätigt, was die in dem Inneren des Empfängers 13 enthaltene Schaltung veranlaßt, mit der Auswertung des eintreffenden Lichtes zu beginnen. Die über die erste Leucht diode 8 abgegebene Information wird in zyklischen sich ständig wiederholenden Telegrammen abgegeben, die einen festen Protokollaufbau aufweisen. Die in dem Empfänger 13 enthaltene Schaltung synchronisiert sich automatisch, wie dies bei Übertragungsprotokollen üblich ist und wertet die Nachricht aus. Der Beginn und das Ende der Entschlüsselung wird auf dem Empfänger 13 mit Hilfe der beiden Meldeleuch ten 16 und 17 angezeigt.
Falls der Benutzer feststellt, daß die einen Fehler signalisierende erste Leuchtdiode 8 aufleuchtet, hält er den Empfänger 13 mit dem Lichteinlaß 21 gegen die Frontplatte 5, so daß ausschließlich Licht der ersten Leuchtdiode 8 in die Lichtleiteinrichtung 19 gelangen kann. Im Inneren des Empfängers 13 wird das ausgesandte Lichtsignalmuster 12 des Lichtes von der ersten Leuchtdiode 8 ausgewertet und auf dem LCD-Display 15 wird eine den Fehler genauer kennzeichnende Fehlerangabe in Klartext ausgegeben. Dazu wird der Start knopf 22 betätigt, was die in dem Inneren des Empfängers 13 enthaltene Schaltung veranlaßt, mit der Auswertung des eintreffenden Lichtes zu beginnen. Die über die erste Leucht diode 8 abgegebene Information wird in zyklischen sich ständig wiederholenden Telegrammen abgegeben, die einen festen Protokollaufbau aufweisen. Die in dem Empfänger 13 enthaltene Schaltung synchronisiert sich automatisch, wie dies bei Übertragungsprotokollen üblich ist und wertet die Nachricht aus. Der Beginn und das Ende der Entschlüsselung wird auf dem Empfänger 13 mit Hilfe der beiden Meldeleuch ten 16 und 17 angezeigt.
In ähnlicher Weise kann der Empfänger 13 mit seiner
Lichtleiteinrichtung 19 auch an die zweite Leuchtdiode 9 angekop
pelt werden, um so über diese beispielsweise
den aktuellen, über die Interfacekarte 1 übertragenen
Meßwert zu erhalten, wie er bei 23 im Klartext angegeben
ist.
Über die dritte Leuchtdiode 11 kann die auf der Interface
karte 1 eingestellte Konfiguration im Klartext abgelesen
werden. Dies ist bei 24 schematisch veranschaulicht.
In einer erweiteren Form besteht auch die Möglich
keit, mit Hilfe des Empfängers 13 an die Interfacekarte 1
von außen eine Information zu übermitteln. Hierzu ist an
dem Empfänger 13 eine Taste 25 vorgesehen, mit deren Hilfe
eine von dem Empfänger 13 weiterzugebende Nachricht ausge
wählt werden kann, die vor dem Aussenden auf dem LCD-Dis
play 15 angezeigt wird. Zum Übermitteln der Information
von dem Empfänger 13 zu der Interfacekarte 1 wird die
Lichtleiteinrichtung 19 des Empfängers 13 auf eine nicht
leuchtende Leuchtdiode 8, 9 oder 11 aufgesetzt, vorzugs
weise die erste Leuchtdiode 8, die normalerweise dunkel ist.
Sobald die Lichtleiteinrichtung 19 mit der ersten Leuchtdiode 8
optisch gekoppelt ist, wird der Startknopf 22 betätigt,
woraufhin der Empfänger 13 die vorgesehene Information an
die erste Leuchtdiode 8 übermittelt, die bei dieser Betriebs
weise als Lichtempfänger wirkt, damit die Datenübertragung
in umgekehrter Richtung erfolgt. In jedem Falle wird eine
ohnehin auf der Interfacekarte 1 vorhandene Leuchtdiode 8,
9, 11 dazu verwendet, weitere Information zwischen dem
Empfänger 13 und der Interfacekarte 1 auszutauschen, um
sie entweder der Interfacekarte 1 zur Verfügung zu stellen
oder auf dem LCD-Display 15 anzuzeigen. Somit wird bei dem
neuen System auf, der Frontplatte 5 keine Anzeigeeinrich
tung benötigt, die deren Größe erhöhen würde, da zu der
Datenübermittlung nur die Meldeleuchten herangezogen
werden, die üblicherweise auf elektrischen Geräten ohnehin
vorhanden sind. Normalerweise enthält jedes Gerät minde
stens eine Anzeigeleuchte, die den Einschaltzustand signa
lisiert und somit für die zusätzliche Datenübertragung
herangezogen werden kann. Die Interfacekarte 1 stellt
somit lediglich ein Beispiel für die genannten Geräte dar,
bei denen allerdings das Platzproblem auf der Frontplatte
5 besonders schwerwiegend ist.
Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild der Interfacekarte 1
hinsichtlich der für die Erfindung wesentlichen Teile.
Hiernach trägt die Interfacekarte 1 einen Mikroprozessor
26, an dessen Ausgabeports 27 und 28 die beiden Leucht
dioden 9 und 11 angeschlossen sind. Die erste Leuchtdiode 8 ist
mit einem Port (Eingangs-Ausgangsport) 29 verbunden, über den der Mikroprozessor
26 wahlweise Informationen ausgeben oder auch empfangen
kann. An einen Eingangsport 31 ist ein Analog-/Digital-
Wandler 32 angeschaltet, dessen Eingangsanschlüsse 33 über
eine zweiadrige Leitung 34 mit einem Thermoelement 35 ver
bunden sind. Ein Signalwandler 36 dient dazu, aus einem
CPU-Eingangs-Ausgangsport 37 kommende oder in diesen
eingespeiste Signale in Signalform und Pegel an die im
nachgeschalteten Automatisierungssystem verarbeitbaren
Signale anzupassen. Dabei kann es sich um konventionelle
binäre oder analoge Einheitsignale oder um einen Busan
schluß handeln.
Bei eingeschalteter Interface-Karte 1 sind der Mikro
prozessor 26, der Analog-/Digital-Wandler 32 und der
Signalwandler 36 aktiviert. Die von dem Thermoelement 35
abgegebene Spannung wird in dem Analog-/Digital-Wandler 32
in einen der Spannung proportionalen Binärwert konvertiert
und in den Mikroprozessor 26 eingespeist. Der Mikroprozes
sor 26 leitet diese Werte über den Analog-/Digital-Wandler 36 an das
Automatisierungssystem weiter. Gleichzeitig werden bei
eingeschaltetem Mikroprozessor 26 die beiden Leuchtdioden
9 und 11 mit einer Gleichspannung mit überlagerter Wech
selspannung versorgt, die die beiden Leuchtdioden 9 und 11
zum Aufleuchten bringt. Die Wechselspannung selbst stellt
ein binäres Basisbandsignal dar, so daß für das Auge nicht
wahrnehmbar die Leuchtdioden 9 und 11 entsprechend der
betreffenden Binärfolge ein- und ausgeschaltet werden. In
dem Rhythmus des Aufleuchtens und Ausschaltens der Leucht
dioden 9 und 11 steckt zusätzliche binäre Information,
die, wie oben ausgeführt, mit Hilfe des Empfängers 13
ausgewertet wird.
Im normalen Betriebsfall ist die erste Leuchtdiode 8, die
an dem Eingangs-Ausgangsport 29 angeschlossen ist, dunkel,
womit hierüber der Mikroprozessor 26 von außen her Infor
mation erhalten kann. Tritt hingegen beim Betrieb der
Interfacekarte 1 ein Fehler auf, beispielsweise weil die
Leitung zu dem Thermoelement 35 unterbrochen ist, bringt
der Mikroprozessor 26 auch die erste Leuchtdiode 8 zum Leuchten.
Dazu steuert er sie mit einer unipolaren
Wechselspannung an, bei der, wie vorher erläutert, in den
verschiedenen Ein- und Ausschaltintervallen auf binäre
Weise eine Information oder ein Text verschlüsselt ist.
Die Art der Verschlüsselung und somit die Abfolge der
Binärwerte, die über die erste Leuchtdiode 8 abgestrahlt werden,
ist in dem Speicher des Mikroprozessors 26 festgelegt. Auf
diese Weise wird eine für den jeweils diagnostizierten
Fehler typische Binärfolge für die erste Leuchtdiode 8 erzeugt,
ähnlich wie dies für die Leuchtdioden 9 und 11 der Fall
ist. Letztere sind allerdings im Normalbetrieb eingeschal
tet und beispielsweise wird über die zweite Leuchtdiode 9 der
aktuelle Wert der von dem Thermoelement 35 gemessenen
Temperatur und, verschachtelt damit, gegebenenfalls der
fließende Strom angezeigt. Die dritte Leuchtdiode 11 hingegen
gibt, wie dies in dem Block 24 nach Fig. 1 angedeutet ist,
Auskunft über die Konfiguration der Interfacekarte 1,
nämlich die Nummer, den Temperaturbereich des Thermoele
mentes 35 und die Art der Temperaturmeßeinrichtung.
Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild für den Empfänger
13. Diese Schaltung beinhaltet als lichtempfindliches
Element eine Fotodiode 41, um das
von den Leuchtdioden 8, 9 und 11 kommende Licht auszuwerten.
Die Fotodiode 41 ist an eine Analog-Eingangsschaltung
42 angeschlossen, die mit ihrem Ausgang 43 an einen Ein
gangsport 44 eines Mikrocontrollers 45 als Auswerteschaltung
angeschaltet ist.
Der Mikrocontroller 45 arbeitet über eine entsprechende
Leitung 46 mit einem gepufferten RAM 47 als Speichereinrichtung
zusammen, um beispielsweise temporär von der Analog-Eingangsschaltung
42 erhaltene Daten, zu speichern.
Außerdem ist in dem RAM 47 das Programm zum Betrieb
des Mikrocontrollers 45 enthalten.
An den Mikrocontroller 45 ist ferner der Startknopf
22 angeschlossen, ebenso wie der Knopf 25 zum Umschalten
in den Sendebetrieb und zur Auswahl der aus dem RAM 47
auszulesenden und an die Interfacekarte 1 abzugebenden
Daten.
Die Stromversorgung des Mikrocontrollers 45 geschieht
über ein Stromversorgungsteil 48 aus einer daran ange
schlossenen Batterie 49.
Als Ausgabemedium sind an den Mikrocontroller 45 das
LCD-Display 15 sowie die beiden Meldeleuchten 16 und 17
angeschaltet. Ferner bedient der Mikrocontroller 45 über
eine Treiberschaltung 51 eine als Lichtsender dienende
Leuchtdiode 52.
Den Aufbau der Analog-Eingangs-Schaltung 42 zeigt
Fig. 4. Gemäß diesem Schaltbild liegt die Fotodiode 41 an
einem ein Tiefpaßfilter enthaltenden Vorverstärker 52,
dessen Ausgang 53 mit einem Eingang 54 eines Regelverstärkers 55
verbunden ist. Das Ausgangssignal des Regel
verstärkers 55 gelangt in einen Eingang 56 eines Kompara
tors 57, durch den das eingespeiste Signal in ein Digi
tal-Signal umgesetzt wird.
Mit Hilfe des Regelverstärkers 55 ward die Spannung
am Eingang des Komparators 57 auf eine konstante Amplitude
geregelt, wozu das aus dem Regelverstärker 55 kommende
Signal in einen Gleichrichter 58 gelangt, an dessen Aus
gang ein Scheitelwertdecoder 59 angeschlossen ist. Der
Scheitelwertdecoder 59 liefert an seinem Ausgang 61 die
Regelspannung für den Regelverstärker 55. Außerdem wird
mit Hilfe des Ausgangssignals des Gleichrichters 58 über
eine Zwischenstufe 62 eine Referenzspannung zur Erzeugung
der Schaltschwelle des Komparators 57 erzeugt.
Falls der empfangene Signalpegel zu klein ist, als
daß eine fehlerfreie Decodierung möglich wäre, wird mit
Hilfe eines Detektors 63 das von dem Scheitelwertdecoder
59 kommende Signal ausgewertet und einer Torschaltung 64
zugeführt, die nur dann das von dem Komparator 57 kommende
Binärsignal durchläßt, wenn es mindestens eine vorbestimm
te Größe hat, die eine fehlerfreie Arbeitsweise gewähr
leistet.
Der Vorverstärker 52 mit eingebautem Tiefpaßfilter
und der Regelverstärker 55 sorgen zusammen mit dem Gleich
richter 58 und dem Scheitelwertdecoder 59 dafür, daß der
Arbeitspunkt der Gesamtschaltung so liegt, daß auch bei
Störlicht, das in die Fotodiode 41 gelangt und nicht vom
Licht der jeweils abgefragten Leuchtdiode stammt, die
Decodierung nicht stören kann. Die entsprechenden Signal
verläufe an den jeweiligen Schaltungspunkten sind in Fig.
4 veranschaulicht.
Die nachfolgenden Figuren zeigen unterschiedliche
Ausführungsformen für die Lichtleiteinrichtung 19, um den
Empfänger/-sender selektiv an die jeweiligen Leuchtdioden
anzukoppeln. So ist gemäß Fig. 5 das Gehäuse 14 mit einem
rohrförmigen Fortsatz 65 versehen, dessen äußeres Ende den
Lichteinlaß 21 bildet. In Verlängerung des rohrförmigen
Fortsatzes 65 befindet sich in dem Gehäuse 14 die Fotodio
de 41, die auf einer entsprechenden Leiterplatte 66 befe
stigt ist und, wie vorher erläutert, an die entsprechende
Schaltung angeschlossen ist.
Durch Aufsetzen der rohrförmigen Verlängerung 65 in
einer Weise, daß die Öffnung, die den Lichteinlaß 21
bildet, vollständig den entsprechenden Leuchtfleck der
betreffenden Leuchtdioden 8, 9 oder 11 umgibt, wird von
außen kommendes Störlicht ausgeschaltet, und es kann zu
der Fotodiode 41 selektiv nur das von der jeweils beobach
teten Leuchtdiode 8, 9 oder 11 stammendes Licht kommen.
Während bei Fig. 5 die Fotodiode 41 weit im Inneren
des Gehäuses 14 sitzt, ist gemäß Fig. 6 die Leiterplatte 6
mit einer Verlängerung 67 versehen, die in den rohrför
migen Fortsatz 65 hineinragt. Die Fotodiode 41 wird hier
durch in unmittelbare Nähe des Lichteinlasses 41 gebracht,
wodurch entsprechend viel Licht der betreffenden Leucht
diode 8, 9, 11 zu der Fotodiode 41 gelangt. Im übrigen ist
der Aufbau wie im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben.
Anstatt wie bei den Fig. 5 und 6 einen lichtundurch
lässigen rohrförmigen Fortsatz 65 zu verwenden, besteht
auch die Möglichkeit, die Lichtleiteinrichtung 19 als
lichtleitendes Kunststoffstück 68 auszuführen, dessen in
dem Gehäuse 14 liegendes Ende 69 mit der Fotodiode 41
verbunden ist. Den Lichteinlaß 21 stellt bei dieser Aus
führungsform das aus dem Gehäuse 14 ragende Ende des
transparenten Körpers dar.
Totalreflexionen an den Grenzflächen zur Luft verhin
dern, daß das an dem Lichteinlaß 21 eingefangene Licht zur
Seite aus dem transparenten rotationssymmetrischen Körper
68, der beispielsweise aus Acrylglas besteht, austritt.
Umgekehrt verhindert der lichtdurchlässige Körper 68, daß
Fremdlicht in Richtung auf die Fotodiode 41 umgelenkt
wird.
Bei entsprechender Wahl des Materials für den licht
leitenden Körper 68 besteht auch die Möglichkeit der
Lichtführung ähnlich wie bei einem flexiblen Lichtleiter.
Wenn alle drei Leuchtdioden 8, 9 und 11 gleichzeitig
mit Hilfe des Empfängers 13 abgefragt werden sollen,
können gemäß Fig. 8 drei optisch voneinander getrennte
Lichtleiter 71, 72 und 73 verwendet werden, deren Licht
einlässe 21 räumlich so angeordnet sind, daß sie gleich
zeitig mit den Leuchtflecken der Leuchtdioden 8, 9 und 11
zur Deckung gebracht werden können. Sie leiten das von den
Leuchtdioden 8, 9 und 11 kommende Licht gleichzeitig zu
entsprechenden Fotodioden 41a, 41b und 41c, die an zu
gehörige Auswerteschaltungen angeschlossen sind.
Anstatt das Licht über getrennte Lichtleiter 71, 72,
73 zu führen, können zur gleichzeitigen Abtastung der drei
Leuchtdioden 8, 9 und 11 auch drei nebeneinander angeord
nete und durch Trennwände 74 voneinander getrennte rohr
förmige Fortsätze 65a, 65b und 65c verwendet werden. In
jedem der rohrförmigen Fortsätze 65a bis 65c befindet sich
eine der Fotodioden 41a bis 41c.
Fig. 9 zeigt schließlich eine Ausführungsform, bei
der zur Halbduplexkommunizierung am inneren Ende des
rohrförmigen Fortsatzes 65 die Fotodiode 41 und die
Leuchtdiode 52 aus Fig. 3 angeordnet sind.
Claims (16)
1. Sender für ein Diagnosesystem für in einem
Gerätegehäuse (2) enthaltene, elektrische oder elektroni
sche Geräte (1),
mit wenigstens einer an einer Gerätegehäuseseite (5) angeordneten und im sichtbaren Bereich arbeitenden Licht quelle (8, 9, 11), die ihr Licht nach außen abstrahlt und dazu dient, einen Betriebszustand des Gerätes (1) einem menschlichen Betrachter zu signalisieren,
mit einer die wenigstens eine Lichtquelle (8, 9, 11) steuernden elek tronischen Ansteuerschaltung (26), die Anschlüsse (27, 28, 29) für die Lichtquelle (8, 9, 11) sowie weitere An schlüsse (31, 37) aufweist, über die wenigstens ein weite res, für die Diagnose geeignetes und aus dem Gerät (1) kommendes Signal in die Ansteuerschaltung (26) einspeisbar ist und die dieses wenigstens eine weitere aus dem Gerät kommende Signal in ein entsprechendes Lichtsignalmuster (12) umwandelt, das eine Frequenz aufweist, die für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist.
mit wenigstens einer an einer Gerätegehäuseseite (5) angeordneten und im sichtbaren Bereich arbeitenden Licht quelle (8, 9, 11), die ihr Licht nach außen abstrahlt und dazu dient, einen Betriebszustand des Gerätes (1) einem menschlichen Betrachter zu signalisieren,
mit einer die wenigstens eine Lichtquelle (8, 9, 11) steuernden elek tronischen Ansteuerschaltung (26), die Anschlüsse (27, 28, 29) für die Lichtquelle (8, 9, 11) sowie weitere An schlüsse (31, 37) aufweist, über die wenigstens ein weite res, für die Diagnose geeignetes und aus dem Gerät (1) kommendes Signal in die Ansteuerschaltung (26) einspeisbar ist und die dieses wenigstens eine weitere aus dem Gerät kommende Signal in ein entsprechendes Lichtsignalmuster (12) umwandelt, das eine Frequenz aufweist, die für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist.
2. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die wenigstens eine Lichtquelle (8, 9, 11) eine Halbleiterlichtquelle
ist.
3. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lichtsignalmuster (12) eine Folge von Binärsignalen
enthält.
4. Sender nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Binärsignale im Basisband übertragbar sind.
5. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ansteuerschaltung (26) einen Empfangsteil aufweist
und daß die sonst als Lichtsender wirkende wenigstens eine Lichtquelle (8)
für den Empfangsteil als Lichtempfänger betreibbar ist.
6. Empfänger (13) für ein Diagnosesystem für in
einem Gehäuse (2) enthaltene elektrische oder elektroni
sche Geräte (1), mit wenigstens einer an einer Gerätegehäu
seseite (5) angeordneten und im sichtbaren Bereich arbei
tenden Lichtquelle (8, 9, 11), die ihr Licht nach
außen abstrahlt und dazu dient, einen Betriebszustand des
Gerätes (1) einem menschlichen Betrachter zu signalisie
ren,
mit einem eigenen Empfängergehäuse (14),
mit wenigstens einer an dem Empfängergehäuse (14) vorgesehenen und wahlweise an die wenigstens eine Licht quelle (8, 9, 11) des Geräts (1) ankoppelbaren Lichtleit einrichtung (19),
mit jeweils einem mit der wenigstens einen Lichtleit einrichtung (19) gekoppelten lichtempfindlichen Element (41), das einen elektrischen Ausgang aufweist, um wenig stens ein Lichtsignal der wenigstens einen Lichtquelle (8, 9, 11) in ein entsprechendes elektrisches Signal umzu wandeln, und
mit einer an das wenigstens eine lichtempfindliche Element (41) anschließbaren Auswerteschaltung (42, 45).
mit einem eigenen Empfängergehäuse (14),
mit wenigstens einer an dem Empfängergehäuse (14) vorgesehenen und wahlweise an die wenigstens eine Licht quelle (8, 9, 11) des Geräts (1) ankoppelbaren Lichtleit einrichtung (19),
mit jeweils einem mit der wenigstens einen Lichtleit einrichtung (19) gekoppelten lichtempfindlichen Element (41), das einen elektrischen Ausgang aufweist, um wenig stens ein Lichtsignal der wenigstens einen Lichtquelle (8, 9, 11) in ein entsprechendes elektrisches Signal umzu wandeln, und
mit einer an das wenigstens eine lichtempfindliche Element (41) anschließbaren Auswerteschaltung (42, 45).
7. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß an die Auswerteschaltung (42, 45) eine Anzeigeein
richtung (15) angeschlossen ist, um von der wenigstens
einen Lichtquelle (8, 9, 11) ausgesandte Information darzu
stellen.
8. Empfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Anzeigeeinrichtung (15) in dem Empfängerge
häuse (14) angeordnet ist.
9. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Anzeigeeinrichtung (15) von dem Empfängerge
häuse (14) abgesetzt ist.
10. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Auswerteschaltung (45) eine Speichereinrich
tung (47) enthält.
11. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die wenigstens eine Lichtleiteinrichtung (19) wenigstens ein Rohr
(65) aufweist.
12. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die wenigstens eine Lichtleiteinrichtung (19) wenigstens einen
Lichtleiter (68; 71, 72, 73) aufweist.
13. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß er mehrere Lichtleiteinrichtungen (71, 72, 73) mit
entsprechend zugeordneten lichtempfindlichen Elementen
(41a, 41b, 41c) aufweist.
14. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß das lichtempfindliche Element (41) eine Fotodiode
ist.
15. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß er eine Sendeeinrichtung (51, 52) enthält, um
Daten von dem Empfänger (13) zu dem jeweiligen Gerät (1)
zu übertragen.
16. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Auswerteschaltung (42, 45) eine Analog-Ein
gangsschaltung (42) enthält, die eine automatische Unter
drückung von Störungen durch unterschiedliche Umgebungs
helligkeit gewährleistet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19944419190 DE4419190C2 (de) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Sender bzw. Empfänger für ein Diagnosesystem |
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DE19944419190 DE4419190C2 (de) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Sender bzw. Empfänger für ein Diagnosesystem |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4419190A1 DE4419190A1 (de) | 1995-12-14 |
DE4419190C2 true DE4419190C2 (de) | 1997-02-13 |
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ID=6519548
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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