DE69901313T2

DE69901313T2 - Computer-blitzsteuerung

Info

Publication number: DE69901313T2
Application number: DE69901313T
Authority: DE
Inventors: Frederick Bruwer
Original assignee: Azoteq Pty Ltd
Current assignee: Azoteq Pty Ltd
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2019-10-09
Also published as: EP1530178A1; US20080048574A1; CN1237849C; US8531120B2; CN102791060A; EP1308913A1; DE69907978T2; AU761094B2; US7336037B2; WO2000022890A3; ZA200102151B; EP1120018B2; ATE303640T1; EP1206168A1; EP1308913B1; DE69927064T2; DE69930978D1; CN1921726B; CN1330853A; US8823273B2

Description

Sachgebiet der Erfindung

In der vorliegenden Erfindung handelt es sich um neue intelligente stromschaltende Bauteile, genauer um durch Mikroprozessoren (microchips) gesteuerte elektrische stromschaltende Bauteile. Weiter bezieht sich die Erfindung, in einer Ausführungsform auf intelligente Batterien mit eingebautem Mikroprozessor zur Verwendung mit verschiedenen elektronischen Bauteilen die schon vorhandenen elektrischen Geräten bisher unbekannte Funktionalitäten verleihen. In einer anderen Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf intelligente handgehaltene elektronische Geräte und in einer bevorzugten Ausführungsform auf handgehaltene Lichtquellen, besonders Taschenlampen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich die Erfindung auf intelligente handgehaltene Taschenlampen mit durch Mikroprozessoren gesteuerten Schaltern, wobei diese Schalter für eine Vielfalt von Funktionen wie z. B. Abschalten der Taschenlampe nach einer vorbestimmten Zeit, blinken, dämpfen usw. programmierbar sind. In einer noch weiteren Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf Niedrigstromschalter, die gemäß der vorliegenden Erfindung von Mikroprozessoren gesteuert werden und in Systemen zur Beleuchtung von Gebäuden Verwendung finden.

Hintergrund der Erfindung

Herkömmliche Taschenlampen werden mit manuellen mechanischen Schaltern ein- und ausgeschaltet. "Eingeschaltet" wird durch den geschlossenen Schalter einer Glühbirne Strom zugeführt und die Strommenge die verbraucht wird hängt davon ab, wie lange der Schalter geschlossen bleibt. Die effektive Betriebsdauer einer Batterie in einer typischen Taschenlampe beträgt höchstens ein paar Stunden. Falls der Benutzer nach Gebrauch der Lampe, um den Weg zu erhellen oder zu irgend einem anderen Zweck, vergißt die Lampe auszuschalten, dann sind die Batterien nach einer sehr kurzen Zeit erschöpft. Bleibt die Lampe mit leerer Batterie über eine längere Dauer eingeschaltet, dann können die Batterien korrosiven Elektrolyt lecken der schädigend für den Batteriekontakt und für das Lampengehäuse ist.
Die Gefahr falscher Benutzung ist besonders groß bei Lampen die für kleine Kinder gemünzt sind, da kleine Kinder leicht vergessen, Taschenlampen nach der Benutzung auszuschalten. So kann eine Taschenlampe für Tage und auch Wochen eingeschaltet bleiben und, wegen interner Korrosion nicht mehr funktionieren wenn die verbrauchten Batterien ersetzt werden.
Taschenlampen für Kinder sind häufig als Laternen ausgebildet wobei ein Lampenhaus aus einem festen, fast unzerbrechlichen Kunststoff eine Glühbirne am vorderen Ende des Lampenhauses eingebaut ist, welches mit einer Linse verschlossen ist durch die der Lichtstrahl austritt. An der oberen Seite des Gehäuses ist ein U-förmiger Handgriff angeordnet an dem ein Ein- und Aus- Gleitschalter angeordnet ist, sodaß ein Kind das den Handgriff hält, leicht den Schiebeschalter mit seinem Daumen betätigen kann.
Bei einem solchen Schalter auf dem Lampenhandgriff schließt der Schalter "mechanisch" den Stromkreis und schaltet die Lampe ein wenn der Schieber nach vorne geschoben wird. Diese bleibt eingeschaltet bis der Schieber wieder in die "Aus"-Stellung zurückgeschoben und der Stromkreis unterbrochen wird. Es ist genau diese Art von Schaltern die, in Kinderhand, am häufigsten eingeschaltet bleibt.
Um dieses Problem zu umgehen haben viele Taschenlampen susätzlich zum Schiebeschalter noch einen Druckknopfschalter der die Lampe nur dann einschaltet wenn Druck auf den Knopf ausgeübt wird. Für ein kleines Kind das z. B. eine dunkle Ecke im Erdgeschoß des Hauses für etwa 30 Sekunden erleuchten möchte ist es schwer, den Schiebeknopf für eine so lange Zeit niederzudrücken. Es ist deshalb wahrscheinlich, daß das Kind den Schiebeschalter in seine "Ein-" Stellung schiebt weil das nur einer einmaligen Fingerbewegung bedarf.
Es ist bekannt eine Taschenlampe mit einem Schalter zum verzögerten Abschalten auszustatten welcher nach einer vorbestimmten Zeit abschaltet. Das Mallory US Patent No 3,535,282 schlägt eine Taschenlampe vor die automatisch von einer mechanischen Verzögerungsanordnung ausgeschaltet wird die aus einer Druckfeder in einem Blasebalg mit einem leckenden Ventil besteht, dodaß beim mechanischen Einschalten des Schalters der Blasebalg mechanisch zusammengepreßt wird und dieser dann nach einer vorbestimmten Zeit den Schalter ausschaltet.
Ein ähnlicher Verzögerungseffekt wird in einer Taschenlampe für Kinder, die von Playschool Company vertrieben wird, dadurch erzielt, daß ein Widerstand-Kapazität-Zeit Schaltkreis nach 30 Minuten, oder einer ähnlichen Zeit, eine Vorspannung an einen Festkörper-Transistor anlegt um den Transistor zu schalten und die Lampe auszuschalten. Weiter gehört zum Stand der Technik eine früher von Fisher Price vertriebene Taschenlampe die einen elektrischen Zeitschaltkreis verwendet, um die Lampe nach etwa 20 Minuten einfach abzuschalten.
Auch bekannt und wie z. B. in US Patent No 4,875,147 beschrieben, ist die Bereitstellung eines mechanischen Schaltmechanismus für eine Taschenlampe mit einem Saugnapf als Verzögerungselement. Wenn vom Benutzer momentan aktiviert, wird bei dieser Lampe eine Batterie als Stromquelle mit einer Birne verbunden und diese Verbindung wird für eine vorbestimmte Zeit beibehalten die von der Erinnerungscharakteristik des Saugnapfes abhängt und durch die die Verbindung automatisch unterbrochen wird.
Das US Patent No 5,138,538 schlägt eine Lampe vor die die gewöhnlichen Teile Batterie, mechanischen Aus- und Einschalter und Gehäuse aufweist. Dazu kommt zusätzlich noch eine Zeitschaltevorrichtung und eine Schaltkreisunterbrecher- Vorrichtung die auf die Zeitschaltevorrichtung reagiert um den Strom zur Lampe zu unterbrechen, und weiterhin eine möglichst kindersichere Brücke die, unabhängig von der Zeitschaltevorrichtung, die Birne mit elektrischem Strom versorgen kann. Als Weiterentwicklung sieht das Patent vor, daß die Brücke ein mechanischer Schalter ist der in Serie mit dem mechanischen Ein- und Ausschalter ist. Weiterhin schlägt das Patent vor, ein Schloß oder einen anderen "kindersicheren" Mechanismus anzubringen der garantiert, daß die Brücke außer Funktion ist wenn die Lampe ausgeschaltet ist.
Die Mehrzahl der herkömmlichen Taschenlampen wie die oben beschriebenen, werden durch mechanische Druck- oder Schiebeknopf Schalter betätigt, was natürlich ein mechanisches Eingreifen des Benutzers erfordert. Mit der Zeit zeigt der Schalter Abnützungserscheinungen die, als Folge wiederholten Schaltens durch den Benutzer oder auch weil der Schalter über längere Zeit eingeschaltet blieb, das Funktionieren der Lampe beeinträchtigen. Weiterhin sind diese mechanischen Schalter empfindlich gegen Korrosions- und Oxidationseffekte die die Schalter beschädigen und unbrauchbar werden lassen können. Weiterhin sind solche Lampen gemäß dem Stand der Technik mit ihren mechanischen Schaltern "unintelligent", d. h. sie bieten dem Benutzer keine bequemen, veläßlichen und erschwinglichen Funktionen wie sie der heutige Verbraucher wünscht und erwartet.
Schalter nach dem Stand der Technik in Taschenlampen nach dem Stand der Technik bieten in der Regel zwei Grundfunktionen. Zum einen dienen die mechanischen Schalter zugleich als Leiter zum Schließen der Stromkreise und als Strombahnen während das Gerät in Betrieb ist. Abhängig von der Art der Glühbirne und der verwendeten Schaltung kann die Stärke des verwendeten elektrischen Stromes durch den Schalter recht hoch sein was nach längerem Gebrauch zu Defekten führt. Zum anderen müssen diese Schalter auch als Verbindungsglied zwischen dem Gerät und seinem Benutzer, mit anderen Worten als "Mensch-Geräte Verbindung", als man-machine-interface ("MMI") fungieren was wiederholte mechanische Betätigung der Schalter verlangt die dadurch mit der Zeit mechanisch abgenutzt werden.
Gleichermaßen sind elektrische Schalter die in Häusern und Gebäuden in Beleuchtungssystemen verwendet werden Schalter vom herkömmlichen Typ die Strom führen, d. h. auf Befehl den Stromkreis schließen und daher auch als MMI dienen. Solche Schalter nach dem Stand der Technik weisen die gleichen Nachteile auf wie die oben beschriebenen Schalter für tragbare elektronische Geräte wie Taschenlampen. Darüberhinaus sind diese Schalter üblicherweise relativ unintelligent und bieten dem Benutzer keine Auswahl von Funktionen wie z. B., aber nicht beschränkt darauf, Zeitfunktionen die dem Benutzer, z. B. einem Laden- oder Hausbesitzer, erlauben, vorbestimmte Ausschalte- und Einschaltezeiten einzustellen.
Deshalb besteht ein Bedarf für preiswerte, verläßliche und einfache intelligente elektronische Geräte die verbessert sind in Bezug auf Funktionalität und Energieeinsparung.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein von einem Mikroprozessor (microchip) gesteuerter Schalter vorgeschlagen der beide, die Stromleitefunktion und die MMI Funktion in einem elektronischen Gerät wie z. B. einer Taschenlampe auf Niedrigstrombasis übernimmt was heißt, daß das MMI Bauteil keine hohen Ströme führen oder schalten muß. Gemäß eines Aspektes der Erfindung werden die MMI Funktionen durch sehr niedrige Stromsignale gesteuert, wobei Berührungsschalter oder Schalter mit mit Kohlenstoff beschichteten Membranen verwendet werden. Diese Schalter für Niedrigstromsignale gemäß der vorliegenden Erfindung können kleiner, verläßlicher, preiswerter, leichter zu versiegeln und weniger anfällig gegenüber Korrosions- und Oxidationseffekten sein. Darüberhinaus ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, da der Schalter ein Festkörperbauteil ist, daß der Mikroprozessor der die MMI Funktion erfüllt, auch die Gerätefunktionen intelligent steuert. So können mit Hilfe der vorliegenden Erfindung verläßliche, intelligente und leistungsfähige Geräte preiswerter und leichter zur Verfügung gestellt werden als es nach dem Stand der Technik möglich ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Mikroprozessor vorgeschlagen der, in eine Batterie eingebaut, dieser intelligente Eigenschaften verleiht und gleichermaßen auch dem Gerät in das diese eingebaut ist, so daß eine Auswahl von Funktionen so wie - doch nicht auf diese beschränkt - Schalten, Abdunkeln, selbsttätiges Abschalten und periodische Aktivierung einem schon bestehenden (unintelligenten) Gerät wie z. B. einer Taschenlampe nach dem Stand der Technik, preiswert verliehen werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schlägt die Erfindung einen energiesparenden Mikroprozessor vor der, in Verbindung mit einem elektronischen Gerät, den gemittelten elektrischen Strom durch einen Stromschalter regelt; eine Ein- und Ausschaltesequenz bietet die z. B., aber nicht ausschießlich, im Falle einer Taschenlampe vom Benutzer gewählt werden kann und entweder eine kodierte Leuchtsequenz oder eine einfache Ein- Aus- Sequenz sein kann; eine Anzeige des Ladezustandes der Batterie erlaubt; und/oder einen graduell sich ändernden Stromfluß erlaubt der die Lebensdauer des Schalters und der Stromquelle erhöht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine intelligente Taschenlampe vorgeschlagen die einen durch Mikroprozessor gesteuerten Schalter aufweist mit einem Mikroprozessor für die Steuerung der An/Aus Funktion und mindestens noch einer anderen Lampenfunktion. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine intelligente Taschenlampe mit einem durch Mikroprozessor gesteuerten Schalter bereitgestellt mit einer Signaleingabevorrichtung für Aktivierungs- und Deaktivierungssignale an den Mikroprozessor, und einem Mikroprozessor für die Steuerung der An/Aus Funktion und mindestens noch einer anderen Lampenfunktion. Gemäß einer weiteren Ausführungform der Erfindung wird eine intelligente Taschenlampe vorgeschlagen, mit einem durch Mikroprozessor gesteuerten Schalter, der eine Eingebevorrichtung für eine gewählte Lampenfunktion und einen Mikroprozessor zur Steuerung von mindestens der Ein/Aus Funktion und noch einer anderen Lampenfunktion enthält, wobei der Mikroprozessor-Steuer Schaltkreis auch noch Möglichkeiten zum Rückstellen der Steuerung, einer Zeitfunktion, eines Stromschalters oder mindestens einer oder einer Kombination von diesen enthält.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Batterie zur Verwendung mit einem elektrischen Gerät bereitgestellt in der ein Mikroprozessor eingebettet ist. Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Batterie zur Verwendung mit einem elektronischen Gerät mit einem in die Batterie eingebauten Mikroprozessor bereitgestellt so, daß durch eine Eingabevorrichtung außerhalb des Mikroprozessors die Ein/Aus Funktion und mindestens noch eine andere Funktion des elektronischen Gerätes gewählt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine intelligente Batterie zur Verwendung in einem elektronischen Gerät bereitgestellt wobei die Batterie einen positiven und einen negativen Pol hat und einen in der Batterie vorzugsweise im positiven Pol eingebetteten Mikroprozessor, der die Ein/Aus Funktionen und mindestens eine andere Funktion des Gerätes steuert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein tragbares Mikroprozessorbauteil bereitgestellt zur Verwendung in Serie mit einer Energiequelle, z. B. einer erschöpfbaren Energiequelle, und ein elektronisches Gerät das von dieser Energiequelle gespeist wird, wobei das elektronische Gerät eine Eingangsvorrichtung zur Aktivierung und Deaktivierung der Stromquelle aufweist, und der Mikroprozessor die Fähigkeit hat, die Ein- und Ausschaltefunktion und noch mindestens eine andere Funktion des elektronischen Gerätes auf Erhalt eines Signals von der besagten Eingangsvorrichtung durch die besagte Energiequelle zu steuern.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Mikroprozessor vorgeschlagen der ausgelegt ist um die Beleuchtung in Gebäuden zu steuern. Gemäß dieser Ausführungsform kann auf den herkömmlichen Wandschalter der gegenwärtig als Kraftschalter, d. h. Stromleiter und als MMI dient, verzichtet werden und dadurch kann auch auf die herkömmliche Verdrahtung für hohe Spannung und hohen Strom zum Schalter und vom Schalter zum Stromverbraucher oder Licht verzichtet werden,. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung können diese Schalter durch Verbindungen die sich für Niedrig- Gleichstrom Anwendungen eignen, ersetzt werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Batterie mit einem Energiespeicherteil, einem Prozessor, z.B einem Mikroprozessor (microchip), und ersten und zweiten Polen. Der erste Pol ist mit dem Energiespeicherteil, der zweite Pol mit dem Prozessor verbunden, und der Prozessor ist mit dem zweiten Pol und der Energiespeicherquelle verbunden. Der Prozessor steuert die Verbindung des zweiten Pols mit dem Energiespeicherteil.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein elektronischer Apparat mit einem elektrischen Bauteil das eine Energiequelle, eine Aktivierungs/Deaktivierungsvorrichtung und einen Prozessor enthält, vorgeschlagen. Die Aktivierung/Deaktivierungsvorrichtung ist mit dem Prozessor und der Prozessor mit der Energiequelle verbunden. Der Prozessor steuert die Ein-Aus- Schaltfunktion des Bauteiles und mindestens noch eine andere Funktion des Bauteiles auf Signale die er von der Aktivierungs/Deaktivierungsvorrichtung erhält.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Taschenlampe bestehend aus einer Lichtquelle, einer Energiespeichervorrichtung, einer Schaltvorrichtung und einer Prozessorvorrichtung bereitgestellt. Die Schaltvorrichtung kommuniziert mit der Prozessorvorrichtung, die Prozessorvorrichtung kommuniziert mit der Energiespeichervorrichtung welche letztlich mit der Lichtquelle kommuniziert. Der Prozessor steuert die Aktivierung/Deaktivierung der Lichtquelle, und in einigen Ausführungsformen, weitere Funktionen der Taschenlampe auf Signale die er von der Schaltvorrichtung erhält.
Obwohl die vorliegende Erfindung in dieser Anmeldung hauptsächlich mit Bezug auf entweder Taschenlampe oder Batterie zur Verwendung mit dieser beschrieben ist, sollten die darin beschriebenen Ausführungsformen nicht als die Erfindung beschränkend betrachtet werden und viele andere Variationen der Verwendung der intelligenten Bauteile der vorliegenden Erfindung sind für Personen mit normalen Kenntnissen auf diesem Gebiet selbstverständlich.

Kurze Beschreibungen der Abbildungen

Fig. 1 zeigt schematisch ein Gerät mit einem Mikroprozessor-kontrolllierten Druckknopf- oder Schiebeschalter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Mikroprozessors zur Verwendung zusammen mit einem Druckknopf oder Schiebe- Eingangs- Aktivierungs/Deaktivierungsschalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 zeigt schematisch einen zweiten Typ eines intelligenten Gerätes mit einem Mikroprozessor gesteuerten Eingangs-Aktivierungs/Deaktivierungsschalter vom Typ Druckknopfschalter oder Schiebeschalter, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 zeigt schematisch ein Gerät mit einem durch Mikroprozessor gesteuerten Berührungschalter oder mit einem Kohlenstoff beschichteten Membran- Aktivierungs/Deaktivierungsschalter gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 zeigt als Blockdiagramm einen Mikroprozessor zur Verwendung zusammen mit einem Berührungschalter oder einem mit Kohlenstoff beschichteten Membran- Aktivierungs/Deaktivierungsschalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 zeigt schematisch einen zweiten Typ eines Gerätes mit einem durch Mikroprozessor gesteuerten Berührungschalter oder einem mit Kohlenstoff beschichteten Membran-Aktivierungs/Deaktivierungschalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 zeigt schematisch eine Batterie in der ein Mikroprozessor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingebaut ist;
Fig. 8A zeigt als Blockdiagramm einen Mikroprozessor zur Verwendung in einer Batterie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8B zeigt als Blockdiagramm einen zweiten Typ eines Mikroprozessors zur Verwendung in einer Batterie nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 zeigt schematisch ein Gerät mit einem durch Mikroprozessor gesteuerten Schalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 zeigt schematisch ein Gerät mit einem durch einen Mikroprozessor gesteuerten Schalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 zeigt schematisch ein Gerät mit einem durch einen Mikroprozessor gesteuerten Schalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 12 zeigt schematisch eine Taschenlampe mit einem durch Mikroprozessor gesteuerten Schalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 13 zeigt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, eine mögliche Anordnung eines Mikroprozessors in einer Batterie;
Fig. 14 zeigt schematisch eine Ausführungsform, gemäß der vorliegenden Erfindung, einer Niedrigstrom- Schaltanordnung die in Beleuchtungssystemen für Gebäude verwendet werden kann;
Fig. 15 zeigt als Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung, den Mikroprozessor 1403 der Fig. 14;
Fig. 16 zeigt ein Fließdiagramm eines Mikroprozessors wie er in Fig. 4 und 5 für eine Ausführungsform einer verzögerten Ausschaltefunktion gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist;
Fig. 17 zeigt ein Fließdiagramm eines Mikroprozessors wie er in Fig. 7 und 8 für eine Ausführungsform einer verzögerten Ausschaltefunktion nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Gemäß einer Ausführungsform oder eines Gesichtspunktes der vorliegenden Erfindung und mit Bezug auf Fig. 1, einer schematischen Darstellung des Hauptstromkreises 100 eines elektronischen Apparates, wird z. B. eine Taschenlampe vorgeschlagen welche den Mikroprozessor 103 und eine eingangsseitige durch Mikroprozessor gesteuerte Aktivierungs/Deaktivierungsvorrichtung 102 aufweist welche z. B. ein Druckknopf oder Schiebeschalter sein kann. Der Hauptschaltkreis 100 des Gerätes wird mit Strom von der Energiequelle 101 versorgt. Die Energiequelle 100 kann irgendeine Energiequelle sein wie z. B. eine Gleichstrombatterie wie sie Personen mit normalen Kenntnissen auf diesem Gebiet wohl bekannt ist. Obwohl die nachfolgende Beschreibung auf spezielle elektronische Geräte wie Taschenlampen beschränkt ist, soll hiermit klargestellt werden, daß die folgende Beschreibung ebenso auf andere elektronische Geräte anwendbar ist wie z. B. tragbare Radios und Spielzeuge und z. B., aber nicht auf diese beschränkt, Batterie betriebene Autos, Boote, Flugzeuge und/oder sonstige elektrisch betriebene Spielzeuge.
Mit Bezug auf Fig. 1 erhält des Mikroprozessor 103 ein Signal wenn der Benutzer den Eingangsdruckknopf oder Schiebeschalter 102 in die "Ein" Stellung bringt. Der Schalter 102 ist ein direkter Schalter zum Mikroprozessor 103. Mikroprozessor 103 ist durch die Verbindung 104 mit Masse verbunden (grounded). Mikroprozessor 103 ist in Serie zwischen Energiequelle 101 und Last 105 geschaltet. Durch einen in Fig. 1 nicht gezeigten Stromschalter leitet der Mikroprozessor 103 genügend Strom zur Last 105 die, z. B., im Falle einer Taschenlampe für Beleuchtungszwecke, eine Widerstandsbirne sein kann.
Der Mikroprozessor 103 und andere Mikroprozessoren der vorliegenden Erfindung kann/können seine/ihre Intelligenz in Kombinations- oder Sequenz-Logik haben; einer Struktur vom Typ PLA oder ROM, die eine "state machine" speist; oder einer wahren "microcontroller" Struktur verankert haben. Diese besitzen normalerweise ein "nonvolatile memory", aber falls wählbare Möglichkeiten verlangt werden, können EE oder "flashmemory" Strukturen verwendet werden.
Der Aufbau und die Funktionsparameter eines solchen Mikroprozessors 103 werden weiter unten mit Bezug auf Fig. 2 genauer beschrieben. In Fig. 1 ist gezeigt, wie Mikroprozessor 103 von der Energiequelle 101 versorgt wird. Wenn ein Benutzer den Eingangsschalter 102 in die "Ein"-Stellung bringt, bedeutet das, daß ein Signal dem Mikroprozessor 103 mitgeteilt wird. In den bevorzugten Ausführungsformen benötigt der Eingang 102 sehr geringe Ströme. In einer Ausführungsform der Erfindung erlaubt die Mikroprozessor Steuer/ Rückstell Einrichtung 201, auf Betätigung des MMI Schalters 102 dem Stromschalter 202, ungehindert Strom von der Energiequelle 101 zur Last 105 fließen zu lassen und, im Falle einer Taschenlampe, diese zum Leuchten zu bringen. Es ist aber dabei wichtig zu verstehen, daß der Steuerkreis 201 den Stromschalter 202 in Reaktion auf ein Signal vom MMI Schalter hin aktiviert. Ungleich den bisher nach dem Stand der Technik bekannten Geräten leitet der Auslöseschalter 102 nicht Strom zu 105, sondern ist nur ein Eingebemechanismus der, gemäß der Erfindung, mit sehr geringen Strömen arbeitet. So sind z.B gemäß der Erfindung die bevorzugten Bauteile Berührungs- Eingabeelemente oder Schaltelemente vom Typ der mit Kohlenstoff beschichteten Membranschalter.
Wenn z.B eine Warnlichtfunktion gewünscht wird, dann kann die Taschenlampe so ausgelegt werden, daß sie abwechselnd jede Sekunde an und ausgeht. Dazu bringt der Benutzer zuerst den Eingeber 102 in die gemäße Stellung und zeigt damit an, daß er diese Funktion haben möchte. Während der "Ein" Periode der Blinksequenz signalisiert die Steuer/Rückstell Einrichtung 201 dem Stromschalter 202 zu schließen und Strom zur Last 105 fließen zu lassen wobei, im Falle einer Taschenlampe, deren Birne aufleuchtet. Gleichzeitig verwendet die Steuer/Rückstell Einrichtung 201 die Zählvorrichtung 203 als eine Zähluhr. Wenn die Steuer/Rückstell Einrichtung 201 den Ablauf einer Sekunde erkannt hat, bedeutet die Steuer/Rückstell Einrichtung 201 dem Stromschalter 202 zu öffnen, damit den Stromfluß zur Last 105 zu unterbrechen, und die Glühbirne erlischt. Es ist dabei wichtig zu bedenken daß beide, die Steuer/Rückstell Einrichtung 201 sowie der Stromschalter 202 immer noch aktiv sind und voll unter Spannung stehen; jedoch ruht nun Stromzufuhr zur Last 105. Nach einer weiteren Sekunde gibt die Steuer/Rückstell Einrichtung 201 einen Befehl der neuerdings Stromfluß durch den Stromschalter 202 zur Last 105 erlaubt und im Falle einer Taschenlampe leuchtet die Birne sofort wieder auf. Diese unterbrochene Stromlieferung wird von dem Apparat beibehalten bis entweder der Benutzer den Eingangsschalter 102 in die "Aus" Stellung schaltet, oder bis die im Mikroprozessor, d. h. in der Steuer/Rückstell Vorrichtung 201, vorprogrammierten Bedingungen erfüllt sind und die Stromzufuhr dauernd unterbrochen wird.
Ähnliche Funktionssequenzen können für andere auffallende Blinkfunktionen wie zur Erzeugung des universellen Notsignals S.O.S. in Morse Code verwendet werden. Auch hier würde eine solche Funktion verlangen, daß der Mikroprozessor, z.B die Steuer/Rückstell Einrichtung 201, mit dem passenden Code zur Erzeugung eines solchen Signals vorprogrammiert wird, und daß Stromfluß vom Schalter 202 zur Last 105 gemäß dem Code mit Hilfe der Zählvorrichtung 203 erlaubt wird. Z.B. mag es erwünscht sein innerhalb einer S.O.S. Sequenz die Lichtblitze, die die einzelnen Buchstaben wiedergeben durch Zwischräume im Bereich einer halben (1/2) Sekunde bis zu einer (1) ganzen Sekunde zu trennen, während die Unterbrechung zwischen den Buchstaben des Codes zwei (2) volle Sekunden beträgt. Wieder, nach einer bestimmten Anzahl von Wiederholungen der Sequenz die vom Benutzer, oder wie im Mikroprozessor, z. B. in der Steuer/Rückstell Einrichtung 201 vorprogrammiert, bestimmt wird, wird das Signal abgeschaltet.
Wie es in Fig. 3 gezeigt wird, ist es möglich, die Masseverbindung (grounding means)104 vom Hauptkreis 100 wegzulassen. Dann ist es jedoch erforderlich, periodisch eine alternative Energiequelle für den Mikroprozessor 103 vorzusehen um ein virtuelles Referenzniveau zu schaffen. Ein Mikroprozessor der in dieser Konfiguration verwendet werden kann ist weiter unten mit Bezug auf Fig. 8A und Fig. 8B ausführlicher beschrieben.
Mit Bezug auf Fig. 4 werden mit Kohlenstoff beschichtete Membranschalter oder Schalter vom Typ der Berührungsschalter zur Verwendung mit den Mikroprozessoren einiger der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Mit Kohlenstoff beschichtete Membranschalter und Berührungschalter weisen viele Vorzüge im Vergleich zu Starkstromschaltern wie sie gegenwärtig in Taschenlampen verwendet werden, auf. Gemäß der vorliegenden Erfindung können mit Kohlenstoff beschichtete Membranschalter, Niedrigstromschalter und Berührungschalter Verwendung finden die kleiner, preiswerter, leichter zu versiegeln und weniger korrosions-und oxidationsanfällig sind als herkömmliche Schalter die zugleich Energie oder Strom der Last zuführen. Darüber hinaus können gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Kohlenstoff beschichtete Membranschalter, Berührungschalter, oder Niedrigstromschalter integriert in das Produkt, z. B. das Gehäuse einer Taschenlampe, eingebaut werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 soll nun ein Blockdiagramm näher erläutert werden in dem Mikroprozessor 103 gezeigt ist der, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zusammen mit einer mit Kohlenstoff beschichteten Membrane, einem Berührungschalter, oder einem Niedrigstromschalter 106 verwendet wird. Gemäß dieser einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Stromschalter 202 direkt von der mit Masse verbundenen (grounded) Energiequelle 101 mit Strom versorgt. Jedoch ist die Höhe des Stromflußes vom Stromschalter 202 zur Last 105 abhängig von der Steuer/Rückstell Einrichtung 201. Wenn der Benutzer den Berührungschalter 106, den mit Kohlenstoff beschichteten Membranschalter 106 oder den Niedrigstromschalter 106 aktiviert, erlaubt die Steuer/Rückstelleinrichtung 201 dem Stromschalter 202 Strom zur Last 105 fließen zu lassen. Jedoch bei intelligenteren Anwendungen gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung koordiniert die Steuer/Rückstell Einrichtung 201 mittels der Zeit- und/oder Zähleinrichtung 203 die Ausführung von Zeitsequenzen die den oben beschriebenen ähnlich sind so wie, aber nicht auf diese beschränkt, periodisches Blinken, Blitzen von auffälligen Sequenzen wie Morse Code, Dämpffunktionen, Batteriewartung, Batterieladestärke/Zustand usw.
Fig. 16 zeigt ein Fließdiagramm eines Mikroprozessors 103 wie er in Figs. 4 und 5 gezeigt ist, der eine verzögerte Abschaltefunktion erzeugt. Die Fließ-Sequenz beginnt mit START wenn die Energiquelle 101 mit dem Mikroprozessor 103 verbunden wird, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die Ablaufsequenz ist ohne weitere Erklärung verständlich und wird deshalb nicht weiter beschrieben.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist kann auf die Masseverbindung (grounding means) 104, falls gewünscht, verzichtet werden. Eine eingehendere Beschreibung eines Mikroprozessors 103 für eine solche Konfiguration wird, unter Bezugnahme auf Fig. 8A und 8B, weiter unten gegeben.
Mit Bezug auf Fig. 7 wird in gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch eine Batterie in die ein Mikroprozessor eingebettet ist, zur Verwendung zusammen mit einem elektronischen Gerät vorgeschlagen. Wie es in der Figur gezeigt ist wird der Mikroprozessor 103 von der Energiequelle 101 mit Gleichstrom versorgt. Wenn der aktivierende Eingangsschalter 102 geschlossen ist, ist der Kreis geschlossen und Strom fließt nach Angabe des Mikroprozessors 103 zur Last 105. Der Mikroprozessor 103 ist in die Batterie eingebaut und kann mit einer unbestimmten Anzahl intelligenter Funktionen vorprogrammiert sein wie z. B., aber nicht auf diese beschränkt, Überwachung des Ladezustandes der Batterie, Wiederaufladen, Regulierung des gemittelten Stromflusses durch einen Stromschalter, periodische Stromflußsequenzen usw. Beispiele von Mikroprozessoren 103 die für diese Anwendungen geeignet sind werden weiter unten, mit Bezug auf Fig. 8A und 8B beschrieben.
Fig. 8A und 8B sind Blockdiagramme zweier anderer weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Mikroprozessor 803 ist besonders geeignet für Anwendungen in denen der Mikroprozessor 803 nicht mit der Masse des elektrischen Apparates verbunden (grounded) ist oder wo immer eine derartige Verbindung aus Konstruktionsgründen nicht verwirklicht werden kann. Diese Ausführungsform ist geeignet um den Mikroprozessor genügend Betriebsenergie zuzuführen und wird dadurch verwirklicht, daß der Stromschalter 202 periodisch geöffnet wird, wenn der Aktivierungseingangsschalter 102 geschlossen ist. Z. B., und unter Bezugnahme auf Abb. 8A ist der Spannungsabfall über der Last 105 Null und, im Falle einer Taschenlampe, wird die Birne nicht aufleuchten wenn der Eingangsschalter 102 geschlossen ist aber der Stromschalter 202 keinen Strom führt (d. h. der Schalter ist geöffnet und läßt keinen Strom zur Last 105 fließen). Statt dessen liegt der gesamte Spannungsabfall über dem Stromschalter 202, parallel zu der Diode 204 und dem Kondensator 205. Wenn der Kondensator 205 seine volle Ladung erreicht hat, kann der Stromschalter 202 schließen und der Stromkreis 803 wird vom Kondensator 205 mit Strom versorgt. Wenn der Stromkreis 803 richtig mit Strom versorgt wird, ist seine Funktion identisch mit den vorher beschriebenen Schaltkreisen in Bezug auf die Funktionen die die Steuer/Rückstell Einrichtung 201 und die Zähleinrichtung 203 bieten.
Wenn der stromliefernde Kondensator 205 sich der Erschöpfung nähert wird dies von der Steuer/Rückstell Einrichtung 201 erkannt, die dann den Stromschalter 202 öffnet. Dies unterbricht kurz den Stromfluß zur Last 105 um den Spannungsabfall von der Last 105 wegzunehmen und um den Kondensator 205 wieder aufzuladen und um einen neuen Zyklus zu beginnen. Im Falle von Taschenlampen kann das Zeitintervall während dem der Stromfluß vom Stromschalter 202 unterbrochen ist, so gewählt werden, daß die "Aus" Zeit des Lichtes nicht leicht oder überhaupt nicht vom menschlichen Auge bemerkt wird. Dies bedeutet, daß im Falle von Lasten die viel Strom verbrauchen wie z.B Taschenlampen, das Verhältnis des Ladevermögens des den Mikroprozessor versorgenden Kondensators und des Energieverbrauchs des Mikroprozessors so gewählt werden muß, daß der Kondensator den Mikroprozessor langfristig versorgen kann verglichen zur Ladezeit (wenn 202 geöffnet ist). Dies erlaubt, daß die "Aus" Periode kurz und die "An" Periode lang ist sodaß der Benutzer kein merkliches oder störendes Flackern der Lampe bemerkt.
Fig. 17 ist ein Fließdiagramm eines Mikroprozessors wie er in Figs. 7 und 8 gezeigt ist und welcher auch eine verzögerte Abschaltefunktion hat. Das Diagramm ist ohne weitere Erläuterung verständllich; der Zyklus beginnt mit "START" wenn der Sehalter 102 aus seiner geöffneten Stellung geschlossen wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die sich z B. auf ein anderes Gerät mit niedrigem Stromverbrauch wie ein UKW Radio bezieht, kann der Konstrukteur sich für eine kapazitive Speichereinheit entscheiden die außerhalb des Mikroprozessors angeordnet ist (siehe Fig. 11). In diesem Fall kann das Gerät länger arbeiten als die Zeit die zum Aufladen des Kondensators (205, 207), während der der Stromschalter 202 geöffnet ist und keinen Strom führt, benötigt wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Ausgangssignal vorgeschlagen welches einen speziellen Zustand anzeigt, z. B. ob die Batterie in einem guten oder schlechten Zustand ist. Das Signal kann auch dazu dienen ein Gerät wie z. B., aber nicht auf diese beschränkt, eine Taschenlampe, im Dunkeln zu finden. Dieses Signal kann einen eigenen Ausgangskontakt haben oder es kann sich, gemäß einer anderen Ausführungsform, mit dem Eingang des MMI Schalters teilen (siehe Fig. 11). Dieser Ausgang oder diese Anzeige kann eine LED sein. Mit Bezug auf Fig. 11 kann die Anzeige/Ausgangseinrichtung 1104 z. B. eine LED sein. Wenn der Mikroprozessor die Verbindung 1114 unter hohe Spannung setzt, dann leuchtet LED 1104. LED 1104 kann auch aufleuchten während der Benutzer den Schalter 1111 schließt. Da dies jedoch nur eine momentane Schließoperation ist sollte dies keine Probleme schaffen.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung, mit Bezug auf Fig. 11, kann der Mikroprozessor 1113 die LED 1104 kurzzeitig, z. B. für 100 Millisekunden, alle 10 Sekunden aktivieren. Diese Anzeige zeigt einem möglichen Benutzer, daß das Gerät funktionsbereit ist und erlaubt, falls dies notwendig sein sollte, das Gerät schnell im Dunkeln zu lokalisieren. Dieser Spar-Zyklus vermeidet auch unnützen Batterieverbrauch. Fig. 8 B zeigt für eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Laden und Entladen des Kondensators 207 zur Versorgung des Kreises 803, wobei die Dioden- und Kondensatoranordnung eine Massereferenz für den Kreis 803 erzeugen.
Jede der mit Bezug auf Fig. 8A und 8B beschriebenen Ausführungsformen kann, abhängig vom Verwendungszweck, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die in Fig. 8A und 8B gezeigten Ausführungsformen können sogar direkt in eine Batterie eingebettet und/oder getrennt in einer anderen tragbaren Einheit untergebracht sein die, z. B., aber nicht darauf beschränkt, die Form einer Scheibe von der Größe etwa eines 25 Cent Stückes zum Einsetzen am Ende der Batterie zwischen deren Ausgang oder positiven Pol und dem Stromeingang des elektronischen Gerätes haben kann. Wie beschrieben können die in Fig. 8A und 8B gezeigten Ausführungsformen mit Starkstromschaltern nach dem Stand der Technik, wie sie in einfachen nicht-intelligenten Geräten wie z.B Taschenlampen, Radios und Spielzeugen zu finden sind, verwendet werden. So kann z. B. einem einfachen unintelligenten tragbaren Radio, durch die Verwendung der intelligenten Batterie oder des tragbaren Mikroprozessors der vorliegenden Erfindung mit Zeitfunktion, dem eine automatische Ausschaltefunktion verliehen werden, um das Radio nach Ablauf einer bestimmten Zeit, z. B. wenn der Benutzer schon schläft, auszuschalten.
Die Bauweise der beiden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wie sie in Fig. 8A und 8B gezeigt ist, bietet gewisse Vorteile gegenüber den einfachen, nicht- intelligenten Bauweisen gegewärtiger einfacher elektrischer Geräte wie z.B Taschenlampen. Dank der ungewöhnlichen Auslegung des Mikroprozessors wie er in Fig. 8A und 8B gezeigt ist, bleibt der Mikroprozessor nach Ausschalten des Gerätes (in das der Mikroprozessor eingebaut ist) noch für eine gewisse Zeit eingeschaltet während der er weitere Signale empfangen kann. So kann z. B. ein zweites Einschalten nach einer bestimmten Zeit nach einer ersten "Ein" und "Aus" Aktivierung im Mikroprozessor (Steuer/Rückstell Einrichtung) dazu programmiert sein um eine Stromminderungs-oder Abdunkelungsfunktion, oder irgendwelche andere vom Entwickler des Gerätes gewünschte Funktion anzuzeigen. Die erfinderische Bauart der vorliegenden Erfindung gestattet dies, ohne viel Energie von normalerweise kleinen erschöpfbaren Energiequellen, z. B. von Gleichstrombatterien im Falle von Taschenlampen, zu verbrauchen.
Gemäß mancher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind für noch intelligentere Geräte zahlreiche weitere nützliche Funktionen, die im Mikroprozessor, d. h. in der Steuer/Rückstell Einrichtung 201 vorprogrammiert sind, vorgesehen und können z..B. von einer Zähleinrichtung 203 unterstützt werden. Mit Bezug auf die Fig. 2 können Befehle durch den Schalter 102 auf mehrere verschiedene Arten eingegeben werden. Einmal können verschiedene zeitliche Öffnungs- und Schließ-Folgen verschiedene Befehle darstellen. So mag z. B., aber nicht auf dieses beschränkt, ein einzelnes Schließen den Mikroprozessor 103 veranlassen, den Stromschalter 202 für eine vorbestimmte Zeit ununterbrochen zu aktivieren. Oder es kann ein zweimaliges aufeinanderfolgendes Schließen den Mikroprozessor 103 instruieren den Stromschalter 202 wiederholt auf eine vorbestimmte Zeit und für eine vorbestimmte Routine, z. B. eine S.O.S. Sequenz, zu aktivieren.
Zum Zweiten und auf Fig. 9 bezogen können dem Mikroprozessor 903 Instruktionen durch Verwendung verschiedener Spannungen, die der Mikroprozessor 903 als unterschiedliche Instruktionen erkennt, mitgeteilt werden. Z. B., aber nicht darauf beschränkt, können gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere Aktivierungsschalter 901 und 902, die verschiedene Spannungen an die Signaleingangsstruktur des Mikroprozessors 903 anlegen, vorgesehen sein.
Zum Dritten und auf Fig. 10 bezogen, können dem Mikroprozessor 103 Instruktionen durch Verwendung mehrfacher bestimmter Schalter (1004, 1005, 1006, 1007) eingegeben werden, deren einzelne oder kombinierte Betätigung vom Mikroprozessor 1003 als unterschiedliche Befehle erkannt wird.
Wie aus Schaltern 901 und 902 in Fig. 9 und Schaltern 1004, 1005, 1006 und 1007 in Fig. 10 ersichtlich ist, können auch hohe Spannung (power) oder niedrige Spannung (ground) als Referenzspannungsniveau für die Befehlsfunktionen benutzt werden. Z. B. können die Schalter der Fig. 10, je nach der inneren Struktur des Mikroprozessors, mit einer anderen Masse (ground) anstatt mit Punkt 1008 verbunden sein.
Die Steuer/Rückstell Vorrichtung der Mikroprozessoren der vorliegenden Erfindung kann, und in bestimmten Fällen je nach Verwendungsart sollte, über die zahlreichen oben beschriebenen Gebrauchsfunktionen hinaus, auch die Möglichkeit zur Regulierung des gemittelten Stromes durch einen Schalter, und/oder für die Erzeugung einens graduellen "Ein"/"Aus" Stromes vorsehen so, daß der Benutzer möglichst wenig die Zunahme und Abnahme in der Lichtstärke des Gerätes wahrnimmt. Diese Möglichkeiten erlauben ein stetig variables Lichtniveau nach Wunsch des Benutzers und können auch die Lebensdauer des Aktivierungschalters, der Birne und der Stromquelle verlängern. Darüber hinaus ist es jetzt möglich einem schon vorhandenen Gerät wie z. B. einer Taschenlampe, mehrfache zusätzliche Funktionen durch die Verwendung einer Batterie mit einem eingebauten Mikroprozessor gemäß der vorliegenden Erfindung, zu verleihen In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Mikroprozessor dazu ausgelegt die Beleuchtung in Gebäuden zu kontrollieren. Der gegenwärtig als Stromschalter und als MMI dienende gängige Wandschalter kann durch einen Niedrigstromschalter wie einen Membranschalter, einen Berührungsschalter oder ein mit Kohlenstoff beschichtetes Schaltelement ersetzt werden. Da das MMI Schalterelement, das den normalen Wandschalter ersetzt, nur sehr niedrige Ströme benötigt ist es auch möglich, die normale Verkabelung für gefährliche hohe Spannungen und Ströme zum Schalter und vom Schalter zur Last (dem Licht) durch Verbindungen zu ersetzen die den neuen Niedrig- Gleichstrombedürfnissen angemessen sind. So kann im Falle der gängigen Wechselstromverkabelung (110/220 V) solche gefährliche Verkabelung auf das Dach oder die Decke beschränkt werden und alle Schalter (MM1 Schalter) sind in sich ungefährlich. Dadurch werden auch die teuren vorgeschriebenen Rohrleitungen für elektrische Kabel zu Wandschaltern überflüssig.
In einer besonderen Ausführungsform ist die herkömmliche Verkabelung zwischen Lampe und Wandschalter durch biegsames stromleitendes Band ersetzt das vom Dach entlang der Wand zu dem gewünschten Ort geführt werden kann. In einer anderen Ausführungsform können die Verbindungen mit stromleitender Farbe oder Ähnlichem hergestellt werden. In beiden diesen Fällen kann mit normaler Farbe übermalt und verdeckt werden. Dadurch wird die örtliche Veränderung eines Wandschalters oder das Hinzufügen eines neuen Schalters sehr leicht gemacht,
Der Mikroprozessor gemäß der vorliegenden Erfindung kann sich in der Lampenfassung befinden. Der Mikroprozessor enthält den Niedrigstrom- (MMI) Eingang und den Stromschalter um den Energiefluß zur Last (Licht, Ventilator, Klimaanlage) zu ermöglichen oder zu unterbinden. Er reagiert auf die ankommenden Eingangssignale und aktiviert und deaktiviert, oder steuert andere Funktionen der Geräte die er kontrolliert.
Der Mikroprozessor kann ausgelegt sein um den Hochstrom-/ Hochspannungsschalter in sich zu beherbergen, oder um ein externes Schaltteil oder Relais zu steuern. Auch kann der Mikroprozessor wie in anderen beschriebenen Ausführungsformen Intelligenz besitzen um Funktionen wie Abschwächen, verzögertes Abschalten, Ein-/ Ausschalten zu bestimmten Zeiten, Routinen zu bestimmten Zeiten, Blinkfolgen und graduelles Ein- und Ausschalten zu steuern. Auch kann der Mikroprozessor, wie in einer besonderen für Taschenlampen beschriebenen Ausführungsform, dazu ausgelegt sein, Standorts- /Notsignale durch Aufleuchten/Blinken einer LED zu gestatten.
Fig. 12 zeigt eine Taschenlampe 1200 bei welcher 1202 das Lampengehäuse, 1204 die Batterien, 1206 eine Glühbirne, 1208 ein Reflektor mit Linse, 1210 ein Schalter und 1212 ein Mikroprozessor sind. Das Aussehen der Taschenlampe ist herkömmlich jedoch ist ihre Funktion durch den Mikroprozessor 1212 geprägt der die Wirkungsweise des Schalters 1210, wie schon beschrieben, steuert.
Fig. 13 zeigt wie eine Batterie von an sich herkömmlicher Form und Größe, mit positivem und negativem Pol 1302 und 1304, mit in ihr integriertem Mikroprozessor von der schon beschriebenen Art gebaut werden kann. Eine andere Möglichkeit ist, den Mikroprozessor an der Batterie anzubringen, z. B. kann er in eine dazu bestimmte Öffnung eingesteckt werden. Beim Einstecken macht der Mikroprozessor Kontakt mit den positiven und negativen Polen mit der Batterie. Der Mikroprozessor hat auch Außenkontakte damit, wenn die Batterie in ein Gerät (das nicht gezeigt ist) eingesetzt wird, sie direkten Kontakt mit den entsprechenden Anschlüssen des Gerätes macht und somit der Mikroprozessor automatisch in den Stromkreis mit einbezogen ist.
Der Energieeingang 101 in Fig. 14 kann ein Gleichstromeingang (z. B. 12 V) sein wie er häufig für gewisse Lichtquellen verwendet wird, oder ein Wechselstromeingang (110 V oder 220 V). Die mit 1403 bezeichnete Einheit kann monolitisch sein, oder eine Mehrfach-Chipeinheit mit einem Relais (Festkörper oder mechanisch), einem Regler (z. B. 110 Volt Wechselstrom auf 12 Volt Gleichstrom) und einem Mikroprozessor wie in dieser Anmeldung beschrieben.
In einer besonderen Ausführungsform kann der IC Kontakt 1406 normalerweise unter hoher Spannung stehen und ein Schließen des Eingangs 1402, d. h. einer der Niedrigstrom Schaltvorrichtungen wie oben beschrieben, kann erkannt werden wenn der IC Kontakt 1405 auch hohe Spannung bekommt. Um LED 1404 zum Aufleuchten zu bringen vertauscht der Mikroprozessor die Polaritäten sodaß der IC Kontakt 1405 gegenüber dem IC Kontakt 1406 hohe Spannung hat. Es kann sein, daß es während dieser Zeit nicht möglich ist das Schließen des Eingangsschalters 1402 zu überwachen und daß LED1404 nicht aufleuchtet wenn der Eingang 1404 geschlossen wird. In einer anderen Ausführungsform kann der Mikroprozessor 1403 das Schließen vor dem oben beschriebenen Vertauschen feststellen und, wenn in diesem Fall geschlossen wird, findet keine Vertauschung der Polaritäten statt.
Mit Nummer 1407 ist eine MMI Wandeinheit und mit Nummer 1408 eine Hochspannungs-Dacheinheit bezeichnet.
In der Fig. 15 weist der Mikroprozessor 1503 keinen Stromschalter (z. B. Schalter 102), wie er in Fig. 2 gezeigt, ist auf. Falls es jedoch gewünscht ist können ein Regulator 1504 und ein Relais 1505 in einen einzelnen monolitischen Mikroprozessor 1503 integriert werden. Im Falle von 12 V Gleichstrom kann dies auf alle Fälle gemacht werden sofern nicht Strom/Energie Betrachtungen dies als unpraktisch erscheinen lassen.
In einer anderen Ausführungsform sind die Mikroprozessoren 1403 und 1503 ausgelegt um Befehle nicht nur über den MMI Eingang sondern auch über die Last- Stromverkabelung (Elektrizitätsversorgung) zu erhalten. Dies würde einer zentralen Steuereinheit erlauben an verschiedene Kraftanschlüsse diverse Befehle zu senden die durch einen Mikroprozessor gemäß der Erfindung gesteuert werden, wobei Adress- Information bestimmter Mikrochips oder generelle (an alte) Befehle verwendet werden.
Wieder mit Bezug auf Fig. 1, was aber nur als Beipiel verstanden werden soll, wird der Mikroprozessor 103 durch Schieben oder Betätigen des Schalters 102 aktiviert. Es ist klar, daß mehrere Schalter für verschiedene Funktionen des Mikroprozessors vorgesehen sein können. Um jedoch die Benutzung des Gerätes zu erleichtern kann ein einzelner Schalter fähig sein, verschiedene Funktionen eines Gerätes wie z. B. einer Taschenlampe die mit dem Mikroprozessor bestückt ist, zu kontrollieren.
Man nehme als Beispiel an, der Schalter 102 werde verwendet um den Mikroprozessor anzuschalten und um damit die Taschenlampe anzuschalten. Dann kann jederzeit ein Schalter 110 verwendet werden der die Funktion des Mikroprozessors steuert und die Lampe ausschaltet. Dies ist eine herkömmliche Art um die Funktion des Mikroprozessors zu steuern. Eine Alternative dazu ist, daß die Betätigung des Schalters 102 von einer Zähleinheit 112 wahrgenommen wird. Die Zähleinheit fängt an zu zählen wenn der Schalter 102 geschlossen wird und nach einem kurzen Zeitintervall von z. B. 5 oder weniger Sekunden, die von der Zähleinheit gezählt werden, ändert der Schalter 102 seine Funktion so, daß wenn Schalter 102 wieder betätigt wird, er die Funktion des Schalters 110 übernimmt, welcher dadurch überflüssig wird. So hat der Schalter 102 anfänglich die Rolle des "Ein"- Schalters während nach nur kurzer Zeit er die Rolle eines "Aus"- Schalters hat. Es folgt daraus, daß mit nur geringen Änderungen im Schaltkreis des Mikroprozessors ein einzelner Schalter mehrfache Funktionen ausführen kann wobei die einzelnen Modalitäten voneinander unterschieden sind, oder zeitlich nacheinander oder, falls notwendig, auf irgendwelche andere Art sich manifestieren.
Mehrfach-Fähigkeiten können z. B. in einen Mikroprozessor eingebaut werden in dem die Funktion eines Schalters auch an Zeit gekoppelt ist. Dabei bedeutet das Wort "Funktion" die Verrichtung die der Erkennung des Schließens des Schalters folgt oder daraus resultiert. So ist es z. B. mit einem einzigen Schalter möglich bei einer zuerst ausgeschalteten Lampe (a) die Lampe einzuschalten, und (b) verschiedene Funktionen wie verminderte Helligkeit, Blinkrate/-sequenz usw durch wiederholtes Betätigen des Schalters zu wählen.
Wenn jedoch eine bestimmte Zeit (etw 5 Sekunden) vergehen während der kein nochmaliges Schließen stattfindet (um eine Funktion zu wählen) dann kann die Funktion für die folgende Betätigung sich ändern. Anstatt Wahl eines anderen Modus kann das Schließen dann als ein "Aus" Signal interpretiert werden.
Mit anderen Worten: eine Folge von Schalterbetätigungen die nicht länger als 5 Sekunden von einander getrennt sind führen den Mikroprozessor durch eine Anzahl vorbestimmter Funktionen. Sollte jedoch irgendwann mehr als 5 Sekunden zwischen aufeinanderfolgenden Schalterbetätigungen oder -schließungen vergehen, dann wird die nächste Betätigung des Schalters die Taschenlampe abschalten anstatt den Mikroprozessor in einen anderen Modus zu bringen.
Es ist klar, daß diese Charakteristika nicht auf die Verwendung des Mikroprozessors in Taschenlampen beschränkt sind sondern daß der Mikroprozessor in jeder anderen Anwendung verwendet werden und deren Arbeitsweise entsprechend ändern kann. So wird die Funktion des Schalters bei einer Taschenlampe die Arbeitsweise der Taschenlampe in einer Weise bestimmen die abhängt von der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Schalterbetätigungen. Allgemein gesagt ist in irgendeinem elektrischen Gerät das durch den Mikroprozessor gesteuert wird, die Arbeitsweise des Gerätes bestimmt durch die Funktion die ein Schalter, der mit dem Mikroprozessor kommuniziert, angibt. Die Funktion des Schalters wiederum hängt von der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Schalterbetätigungen ab.
Ein einziger Schalter kann auch andere Modalitäten aufweisen. So kann ein Schalter z. B. benutzt werden zum Ein- und Ausschalten, um ein Notsignal auszusenden, um die allmähliche Abnahme des Lichtes einer Taschenlampe einzuleiten u. ä. m. Der Anwendungsbereich der Erfindung ist in dieser Hinsicht unbeschränkt.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben sind ist es für Personen mit normalen Kenntnissen auf diesem Gebiet selbstverständlich, daß Änderungen und Abänderungen dieser Ausführungsformen möglich sind die jedoch nicht vom Wesen und dem Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen beansprucht sind, abweichen.

Claims

1. Ein elektrisches Bauteil zur Verwendung mit einem Stromkreis der eine erschöpfbare Energiequelle (101) und eine Lichtquelle (105) hat, die von besagter Energiequelle mit Energie versorgt wird, das besagte Bauteil bestehend aus mindestens einem Signalschalter (102) und einem Mikrochip (103) der mit dem Signalschalter und der Energiequelle kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalschalter ein Mensch-Maschine-Interface (MMI) Signalschalter ist, der nicht serienmäßiger Bestandteil eines Energieübertragungskreises von der Energiequelle zur Lichtquelle ist, und daß der Mikrochip einen Leistungsschalter (202) steuert der die Verbindung zwischen Energiequelle und Lichquelle öffnet und schließt, und weiterhin gekennzeichnet durch eine Einrichtung (103) die mindestens eine aus den nachfolgenden Funktionen ausgewählte Funktion erfüllt:

(a) eine "Finde-im Dunkeln"-Funktion (1104) durch Aktivieren eines Anzeigeelements,

(b) eine Funktion zur Leistungsregulierung in Reaktion auf mindestens ein Signal vom Signalschalter, und

(c) eine Funktion zum verzögerten Abschalten, wobei das besagte elektrische Bauteil nur zwei Verbindungen zum besagten Stromkreis aufweist, nämlich eine erste Verbindung zur Energiequelle und eine zweite Verbindung zur Lichtquelle.

2. Ein elektrisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beschriebene Einrichtung zusätzlich mindestens eine aus den nachfolgenden Funktionen ausgewählte Funktion erfüllt:

(d) eine oszillierende oder Blinklichtfunktion,

(e) eine Funktion zur Erzeugung einer intermittierenden Codesequenz, und

(f) eine Funktion zur Bestimmung und Anzeige der Restladung in der Energiequelle.

3. Ein elektrisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daselbe eine verzögerte Abschaltfunktion bereitstellt in Verbindung mit wenigstens einer der besagten Funktionen (a) oder (b).

4. Eine elektrisches Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß daselbe eine verzögerte Abschaltfunktion bereitstellt in Verbindung mit wenigstens einer der besagten Funktionen (d), (e) oder (f).

5. Das elektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrochip (103) erkennt, daß eine Anzahl vom Signalschalter (102) empfangener, aufeinanderfolgender Aktivierungs/Deaktivierungssignale mit minestens einer bestimmten der beschriebenen Funktionen korrespondiert.

6. Das elektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Signalschalter (102) mehr als eine Eingabevorrichtung aujiveist, wobei jede Eingabevorrichtung (1004-1007) eine andere, vom Mikrochip erkennbare, Befehlsfunktion anzeigt.

7. Das elektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalschalter (102) ein Mehrfachschalter ist der in jedem Modus eine andere Funktion steuert.

3. Das elektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion des Signalschalters von der Dauer der Schalterbetätigung, oder der Dauer zwischen aufeinanderfolgender Schalterbetätigungen, oder einer Kombination aus beiden, abhängig ist.

9. Das elektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalschalter

(a) ein Momentkontaktschalter oder

(b) ein Dauerkontaktschalter ist

10. Das elektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrochip erkennt, daß unterschiedliche Spannungen die er vom Signalschalter empfängt, mit unterschiedlichen Befehlsfunktionen korrespondieren.

11. Das elektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Energiespeicherbauteil (205) aufweist wobei

wenn der besagte Leistungsschalter (202) Kontakt macht, Energie vom Energiespeicherbautell den Mikrochip (103) mit Energie versorgt und wenn der Leistungsschalter geöffnet ist, Energie von der Energiequelle den Mikrochip mit Energie versorgt.

12. Das elektrische Bauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Energie von der Energiequelle (101) im Energiespeicherbauteil (205) gespeichert wird wenn der Leistungsschaler geöffnet ist.

13. Das elektrische Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Energiespeicherbauteil ein Kondensator ist.

14. Das elektrische Bauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Energiespeicherbauteil eine Batterie ist.

15. Das elektrische Bauteil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrochip (103) die Energiemenge im Energiespeicherbauteil überwacht und den Leistungsschalter öffnen läßt wenn die besagte Energiemenge unter einen vorbestimmten Wert fällt.

16. Das elektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrochip (103) den Leistungsschalter (202) in regelmäßigen Zeitabständen öffnen und schließen läßt um den Energiespeicherbauteil (205) regelmäßig aufzuladen.

17. Ein elektrisches Bauteil zur Verwendung mit einer erschöpfbaren Energiequelle (101) und einer Last (105), die von besagter Energiequelle mit Energie versorgt wird, das besagte Bauteil bestehend aus mindestens einem Signalschalter (102) und einem Mikrochip (103), der mit dem Signalschalter und der Energiequelle kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalschalter ein Mensch-Maschine-Interface (MMI) Signalschalter ist, der nicht serienmäßiger Bestandteil eines Energieübertragungskreises von der Energiequelle zur Last ist, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß es ein Energiespeicherbauteil (205) und einen Leistungsschalter (202) zum Steuern des Energieflusses von der Energiequelle zur Last aufweist, und wenn besagter Leistungsschalter (202) geschlossen ist, der Mikrochip (103) mit Energie vom Energiespeicherbauteil versorgt wird, und wenn der Leistungsschalter offen ist, der Mikrochip mit Energie von der Energiequelle versorgt wird.

18. Das elektrische Bauteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß Energie von der Energiequelle (101) im Energiespeicherbauteil (205) gespeichert wird wenn der Leistungsschalter geöffnet ist.

19. Das elektrische Bauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Energiespeicherbauteil ein Kondensator ist.

20. Das elektrische Bauteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Energiespeicherbauteil eine Batterie ist.

21. Das elektrische Bauteil nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrochip (103) die Energiemenge im Energiespeicherbauteil überwacht und den Leistungsschalter öffnen läßt wenn besagte Energiemenge unter einen vorbestimmten Wert fällt.

22. Das elektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrochip (103) eine verzögerte Ausschaltefunktion als Reaktion auf wenigstens ein "Ein"-Signal von besagtem Signalschalter (102) aufweist.