DE69901313T3 - Computer-blitzsteuerung - Google Patents
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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 zusätzlich 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, so daß 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 "unintelli gent", d. h. sie bieten dem Benutzer keine bequemen, verläßlichen 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. Darüber hinaus 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
- Dieser Bedarf wird gemäß der Erfindung durch ein elektrisches Bauteil, wie durch die unabhängigen Ansprüche definiert, erfüllt. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen. 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 (ihren oder schalten muß. Gemäß eines Aspektes der Erfindung werden die MMI Funktionen durch sehr niedrige Stromsignale gesteuert, wobei Berührungsschalter oder Schalter 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. Darüber hinaus 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 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 Ausführungsform 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 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
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1 zeigt schematisch ein Gerät mit einem Mikroprozessor-kontrolllierten Druckknopf- oder Schiebeschalter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2 ist ein Blockdiagramm eines Mikroprozessors zur Verwendung zusammen mit einem Druckknopf- oder Schiebe-Eingangs-Aktivierungs/Deaktivierungsschalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
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; -
4 zeigt schematisch ein Gerät mit einem durch Mikroprozessor gesteuerten Berührungsschalter oder mit einem Kohlenstoff beschichteten Membran-Aktivierungs/Deaktivierungsschalter gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
5 zeigt als Blockdiagramm einen Mikroprozessor zur Verwendung zusammen mit einem Berührungsschalter oder einem mit Kohlenstoff beschichteten Membran-Aktivierungs/Deaktivierungsschalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
6 zeigt schematisch einen zweiten Typ eines Gerätes mit einem durch Mikroprozessor gesteuerten Berührungsschalter oder einem mit Kohlenstoff beschichteten Membran-Aktivierungs/Deaktivierungsschalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
7 zeigt schematisch eine Batterie in der ein Mikroprozessor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingebaut ist; -
8A zeigt als Blockdiagramm einen Mikroprozessor zur Verwendung in einer Batterie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
8B zeigt als Blockdiagramm einen zweiten Typ eines Mikroprozessors zur Verwendung in einer Batterie nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung; -
9 zeigt schematisch ein Gerät mit einem durch Mikroprozessor gesteuerten Schalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
10 zeigt schematisch ein Gerät mit einem durch einen Mikroprozessor gesteuerten Schalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
11 zeigt schematisch ein Gerät mit einem durch einen Mikroprozessor gesteuerten Schalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
12 zeigt schematisch eine Taschenlampe mit einem durch Mikroprozessor gesteuerten Schalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
13 zeigt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, eine mögliche Anordnung eines Mikroprozessors in einer Batterie; -
14 zeigt schematisch eine Ausführungsform, gemäß der vorliegenden Erfindung, einer Niedrigstrom-Schaltanordnung die in Beleuchtungssystemen für Gebäude verwendet werden kann; -
15 zeigt als Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung, den Mikroprozessor1403 der14 ; -
16 zeigt ein Fließdiagramm eines Mikroprozessors wie er in4 und5 für eine Ausführungsform einer verzögerten Ausschaltefunktion gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist; -
17 zeigt ein Fließdiagramm eines Mikroprozessors wie er in7 und8 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
1 , einer schematischen Darstellung des Hauptstromkreises100 eines elektronischen Apparates, wird z. B. eine Taschenlampe vorgeschlagen welche den Mikroprozessor103 und eine eingangsseitige durch Mikroprozessor gesteuerte Aktivierungs/Deaktivierungsvorrichtung102 aufweist welche z. B. ein Druckknopf- oder Schiebeschalter sein kann. Der Hauptschaltkreis100 des Gerätes wird mit Strom von der Energiequelle101 versorgt. Die Energiequelle100 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
1 erhält der Mikroprozessor103 ein Signal wenn der Benutzer den Eingangsdruckknopf- oder Schiebeschalter102 in die "Ein" Stellung bringt. - Der Schalter
102 ist ein direkter Schalter zum Mikroprozessor103 . Mikroprozessor103 ist durch die Verbindung104 mit Masse verbunden (grounded). Mikroprozessor103 ist in Serie zwischen Energiequelle101 und Last105 geschaltet. Durch einen in1 nicht gezeigten Stromschalter leitet der Mikroprozessor103 genügend Strom zur Last105 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 "non-volatile 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 auf2 genauer beschrieben. In1 ist gezeigt, wie Mikroprozessor103 von der Energiequelle101 versorgt wird. Wenn ein Benutzer den Eingangsschalter102 in die "Ein"-Stellung bringt, bedeutet das, daß ein Signal dem Mikroprozessor103 mitgeteilt wird. In den bevorzugten Ausführungsformen benötigt der Eingang102 sehr geringe Ströme. In einer Ausführungsform der Erfindung erlaubt die Mikroprozessor Steuer/Rückstell Einrichtung201 , auf Betätigung des MMI Schalters102 dem Stromschalter202 , ungehindert Strom von der Energiequelle101 zur Last105 fließen zu lassen und, im Falle einer Taschenlampe, diese zum Leuchten zu bringen. Es ist aber dabei wichtig zu verstehen, daß der Steuerkreis201 den Stromschalter202 in Reaktion auf ein Signal vom MMI Schalter hin aktiviert. Ungleich den bisher nach dem Stand der Technik bekannten Geräten leitet der Auslöseschalter102 nicht Strom zu105 , sondern ist nur ein Eingebemechanismus der, gemäß der Erfindung, mit sehr geringen Strömen arbeitet. So sind z. B. gemäß der Erfindung die bevorzugten Bau teile 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 Einrichtung201 dem Stromschalter202 zu schließen und Strom zur Last105 fließen zu lassen wobei, im Falle einer Taschenlampe, deren Birne aufleuchtet. Gleichzeitig verwendet die Steuer/Rückstell Einrichtung201 die Zählvorrichtung203 als eine Zähluhr. Wenn die Steuer/Rückstell Einrichtung201 den Ablauf einer Sekunde erkannt hat, bedeutet die Steuer/Rückstell Einrichtung201 dem Stromschalter202 zu öffnen, damit den Stromfluß zur Last105 zu unterbrechen, und die Glühbirne erlischt. Es ist dabei wichtig zu bedenken daß beide, die Steuer/Rückstell Einrichtung201 sowie der Stromschalter202 immer noch aktiv sind und voll unter Spannung stehen; jedoch ruht nun Stromzufuhr zur Last105 . Nach einer weiteren Sekunde gibt die Steuer/Rückstell Einrichtung201 einen Befehl der neuerdings Stromfluß durch den Stromschalter202 zur Last105 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 Eingangsschalter102 in die "Aus" Stellung schaltet, oder bis die im Mikroprozessor, d. h. in der Steuer/Rückstell Vorrichtung201 , 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 Schal ter202 zur Last105 gemäß dem Code mit Hilfe der Zählvorrichtung203 erlaubt wird. Z. B. mag es erwünscht sein innerhalb einer S. O. S. Sequenz die Lichtblitze, die die einzelnen Buchstaben wiedergeben durch Zwischenräume 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 Einrichtung201 vorprogrammiert, bestimmt wird, wird das Signal abgeschaltet. - Wie es in
3 gezeigt wird, ist es möglich, die Masseverbindung (grounding means)104 vom Hauptkreis100 wegzulassen. Dann ist es jedoch erforderlich, periodisch eine alternative Energiequelle für den Mikroprozessor103 vorzusehen um ein virtuelles Referenzniveau zu schaffen. Ein Mikroprozessor der in dieser Konfiguration verwendet werden kann ist weiter unten mit Bezug auf8A und8B ausführlicher beschrieben. - Mit Bezug auf
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 Berührungsschalter 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 Berührungsschalter 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, Berührungsschalter, oder Niedrigstromschalter integriert in das Produkt, z. B. das Gehäuse einer Taschenlampe, eingebaut werden. - Unter Bezugnahme auf
5 soll nun ein Blockdiagramm näher erläutert werden in dem Mikroprozessor103 gezeigt ist der, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zusammen mit einer mit Kohlenstoff beschichteten Membrane, einem Berührungsschalter, oder einem Niedrigstromschalter106 verwendet wird. Gemäß dieser einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Stromschalter202 direkt von der mit Masse verbundenen (grounded) Energiequelle101 mit Strom versorgt. Jedoch ist die Höhe des Stromflußes vom Stromschalter202 zur Last105 abhängig von der Steuer/Rückstell Einrichtung201 . Wenn der Benutzer den Berührungsschalter106 , den mit Kohlenstoff beschichteten Membranschalter106 oder den Niedrigstromschalter106 aktiviert, erlaubt die Steuer/Rückstelleinrichtung201 dem Stromschalter202 Strom zur Last105 fließen zu lassen. Jedoch bei intelligenteren Anwendungen gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung koordiniert die Steuer/Rückstell Einrichtung201 mittels der Zeit- und/oder Zähleinrichtung203 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. -
16 zeigt ein Fließdiagramm eines Mikroprozessors103 wie er in4 und5 gezeigt ist, der eine verzögerte Abschaltefunktion erzeugt. Die Fließ-Sequenz beginnt mit START wenn die Energiequelle101 mit dem Mikroprozessor103 verbunden wird, wie in4 gezeigt ist. Die Ablaufsequenz ist ohne weitere Erklärung verständlich und wird deshalb nicht weiter beschrieben. - Wie in
6 gezeigt ist kann auf die Masseverbindung (grounding means)104 , falls gewünscht, verzichtet werden. Eine eingehendere Beschreibung eines Mik roprozessors103 für eine solche Konfiguration wird, unter Bezugnahme auf8A und8B , weiter unten gegeben. - Mit Bezug auf
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 Mikroprozessor103 von der Energiequelle101 mit Gleichstrom versorgt. Wenn der aktivierende Eingangsschalter102 geschlossen ist, ist der Kreis geschlossen und Strom fließt nach Angabe des Mikroprozessors103 zur Last105 . Der Mikroprozessor103 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 Mikroprozessoren103 die für diese Anwendungen geeignet sind werden weiter unten, mit Bezug auf8A und8B beschrieben. -
8A und8B sind Blockdiagramme zweier anderer weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Mikroprozessor803 ist besonders geeignet für Anwendungen in denen der Mikroprozessor803 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 Stromschalter202 periodisch geöffnet wird, wenn der Aktivierungseingangsschalter102 geschlossen ist. Z. B., und unter Bezugnahme auf8A ist der Spannungsabfall über der Last105 Null und, im Falle einer Taschenlampe, wird die Birne nicht aufleuchten wenn der Eingangsschalter102 geschlossen ist aber der Stromschalter202 keinen Strom führt (d. h. der Schalter ist geöffnet und läßt keinen Strom zur Last105 fließen). Stattdessen liegt der gesamte Spannungsabfall über dem Stromschalter202 , parallel zu der Diode204 und dem Kondensator205 . Wenn der Kondensator205 seine volle Ladung erreicht hat, kann der Stromschalter202 schließen und der Stromkreis803 wird vom Kondensator205 mit Strom versorgt. Wenn der Stromkreis803 richtig mit Strom versorgt wird, ist seine Funktion identisch mit den vorher beschriebenen Schaltkreisen in Bezug auf die Funktionen die die Steuer/Rückstell Einrichtung201 und die Zähleinrichtung203 bieten. - Wenn der stromliefernde Kondensator
205 sich der Erschöpfung nähert wird dies von der Steuer/Rückstell Einrichtung201 erkannt, die dann den Stromschalter202 öffnet. Dies unterbricht kurz den Stromfluß zur Last105 um den Spannungsabfall von der Last105 wegzunehmen und um den Kondensator205 wieder aufzuladen und um einen neuen Zyklus zu beginnen. Im Falle von Taschenlampen kann das Zeitintervall während dem der Stromfluß vom Stromschalter202 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 (wenn202 geöffnet ist). Dies erlaubt, daß die "Aus" Periode kurz und die "An" Periode lang ist so daß der Benutzer kein merkliches oder störendes Flackern der Lampe bemerkt. -
17 ist ein Fließdiagramm eines Mikroprozessors wie er in7 und8 gezeigt ist und welcher auch eine verzögerte Abschaltefunktion hat. Das Diagramm ist ohne weitere Erläuterung verständlich; der Zyklus beginnt mit "START" wenn der Schalter102 aus seiner geöffneten Stellung geschlossen 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
11 ). Dieser Ausgang oder diese Anzeige kann eine LED sein. Mit Bezug auf11 kann die Anzeige/Ausgangseinrichtung1104 z. B. eine LED sein. Wenn der Mikroprozessor die Verbindung1114 unter hohe Spannung setzt, dann leuchtet LED1104 . LED1104 kann auch aufleuchten während der Benutzer den Schalter1111 schließt. Da dies jedoch nur eine momentane Schließoperation ist sollte dies keine Probleme schaffen. - Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung, mit Bezug auf
11 , kann der Mikroprozessor1113 die LED1104 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.8B zeigt für eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Laden und Entladen des Kondensators207 zur Versorgung des Kreises803 , wobei die Dioden- und Kondensatoranordnung eine Massereferenz für den Kreis803 erzeugen. - Jede der mit Bezug auf
8A und8B beschriebenen Ausführungsformen, die nicht beansprucht sind, kann, abhängig vom Verwendungszweck, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. - Die in
8A und8B gezeigten Ausführungsformen, die nicht beansprucht sind, 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 in8A und8B gezeigten Ausführungsformen, die nicht beansprucht sind, 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
8A und8B , die nicht beansprucht sind, gezeigt ist, bietet gewisse Vorteile gegenüber den einfachen, nicht-intelligenten Bauweisen gegenwärtiger einfacher elektrischer Geräte wie z. B. Taschenlampen. Dank der ungewöhnlichen Auslegung des Mikroprozessors wie er in8A und8B 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 Zähleinrichtung203 unterstützt werden. Mit Bezug auf die2 können Befehle durch den Schalter102 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 Mikroprozessor103 veranlassen, den Stromschalter202 für eine vorbestimmte Zeit ununterbrochen zu aktivieren. Oder es kann ein zweimaliges aufeinanderfolgendes Schließen den Mikroprozessor103 instruieren den Stromschalter202 wiederholt auf eine vorbestimmte Zeit und für eine vorbestimmte Routine, z. B. eine S. O. S. Sequenz, zu aktivieren. - Zum Zweiten und auf
9 bezogen können dem Mikroprozessor903 Instruktionen durch Verwendung verschiedener Spannungen, die der Mikroprozessor903 als unterschiedliche Instruktionen erkennt, mitgeteilt werden. Z. B., aber nicht darauf beschränkt, können gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere Aktivierungsschalter901 und902 , die verschiedene Spannungen an die Signaleingangsstruktur des Mikroprozessors903 anlegen, vorgesehen sein. - Zum Dritten und auf
10 bezogen, können dem Mikroprozessor103 Instruktionen durch Verwendung mehrfacher bestimmter Schalter (1004 ,1005 ,1006 ,1007 ) eingegeben werden, deren einzelne oder kombinierte Betätigung vom Mikroprozessor1003 als unterschiedliche Befehle erkannt wird. - Wie aus Schaltern
901 und902 in9 und Schaltern1004 ,1005 ,1006 und1007 in10 ersichtlich ist, können auch hohe Spannung (power) oder niedrige Spannung (ground) als Referenzspannungsniveau für die Befehlsfunktionen benutzt werden. Z. B. können die Schalter der10 , je nach der inneren Struktur des Mikroprozessors, mit einer anderen Masse (ground) anstatt mit Punkt1008 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 eines 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 Aktivierungsschalters, 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 (MMI 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.
-
12 zeigt eine Taschenlampe1200 bei welcher1202 das Lampengehäuse,1204 die Batterien,1206 eine Glühbirne,1208 ein Reflektor mit Linse,1210 ein Schalter und1212 ein Mikroprozessor sind. Das Aussehen der Taschenlampe ist herkömmlich jedoch ist ihre Funktion durch den Mikroprozessor1212 geprägt der die Wirkungsweise des Schalters1210 , wie schon beschrieben, steuert. -
13 zeigt wie eine Batterie von an sich herkömmlicher Form und Größe, mit positivem und negativem Pol1302 und1304 , 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 in14 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 mit1403 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 Eingangs1402 , d. h. einer der Niedrigstrom Schaltvorrichtungen wie oben beschrieben, kann erkannt werden wenn der IC Kontakt1405 auch hohe Spannung bekommt. Um LED1404 zum Aufleuchten zu bringen vertauscht der Mikroprozessor die Polaritäten so daß der IC Kontakt1405 gegenüber dem IC Kontakt1406 hohe Spannung hat. Es kann sein, daß es während dieser Zeit nicht möglich ist das Schließen des Eingangsschalters1402 zu überwachen und daß LED1404 nicht aufleuchtet wenn der Eingang1404 geschlossen wird. In einer anderen Ausführungsform kann der Mikroprozessor1403 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 Nummer1408 eine Hochspannungs-Dacheinheit bezeichnet. - In der
15 weist der Mikroprozessor1503 keinen Stromschalter (z. B. Schalter102 ), wie er in2 gezeigt, ist auf. Falls es jedoch gewünscht ist können ein Regulator1504 und ein Relais1505 in einen einzelnen monolitischen Mikroprozessor1503 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 und1503 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 alle) Befehle verwendet werden. - Wieder mit Bezug auf
1 , was aber nur als Beispiel verstanden werden soll, wird der Mikroprozessor103 durch Schieben oder Betätigen des Schalters102 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 Schalter110 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 Schalters102 von einer Zähleinheit112 wahrgenommen wird. Die Zähleinheit fangt an zu zählen wenn der Schalter102 geschlossen wird und nach einem kurzen Zeitintervall von z. B. 5 oder weniger Sekunden, die von der Zähleinheit gezählt werden, ändert der Schalter102 seine Funktion so, daß wenn Schalter102 wieder betätigt wird, er die Funktion des Schalters110 übernimmt, welcher dadurch überflüssig wird. So hat der Schalter102 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) ver schiedene Funktionen wie verminderte Helligkeit, Blinkrate/-sequenz usw durch wiederholtes Betätigen des Schalters zu wählen.
- Wenn jedoch eine bestimmte Zeit (etwa 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 auszusen den, 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 (15)
- Ein elektrisches Bauteil zur Verwendung mit einem Stromkreis, der eine erschöpfbare Energiequelle (
101 ) und eine Lichtquelle (105 ) aufweist, die durch die Energiequelle mit Energie versorgt wird, wobei das Bauteil zumindest einen Signalschalter (102 ,1111 ) und einen Mikrochip (103 ), der in Kommunikation mit dem Signalschalter und der Energiequelle ist, umfasst, wobei der Signalschalter ein MMI-Signalschalter ist, der kein serienmäßiger Bestandteil eines Energieübertragungskreises von der Energiequelle zur Lichtquelle ist, und wobei der Mikrochip (103 ) einen Leistungsschalter (202 ), der die Verbindung zwischen Energiequelle und Lichtquelle öffnet und schließt, steuert, gekennzeichnet durch Mittel (103 ) zur Bereitstellung einer Finde-Im-Dunkeln-Funktion durch Aktivierung eines Anzeigeelements (1104 ), wobei das Anzeigeelement (1104 ) einem Anwender zusätzlich die Restladung in der Energiequelle (101 ) und/oder die geöffnete oder geschlossene Position des Signalsschalters (102 ,1111 ) anzeigt. - Ein elektrisches Bauteil zur Verwendung mit einem Stromkreis, der eine erschöpfbare Energiequelle (
101 ) und eine Lichtquelle (105 ), die von der Energiequelle mit Energie versorgt wird, aufweist, wobei das Bauteil zumindest einen Signalschalter (102 ,106 ) und einen Mikrochip (103 ), der mit dem Signalschalter und der Energiequelle kommuniziert, umfasst, wobei der Signalschalter (102 ,106 ) ein MMI-Signalschalter ist, der kein serienmäßiger Bestandteil eines Energieübertragungskreises von der Energiequelle zur Lichtquelle ist und wobei der Mikrochip (103 ) einen Leistungsschalter (202 ), der die Verbindung zwischen Energiequelle und Lichtquelle öffnet und schließt, steuert, aufweisend Mittel (103 ) zur Bereitstellung einer Funktion zur Leistungsregulierung, als Antwort auf zumindest eines Signals vom Signalschalter (102 ,106 ), dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauteil eine Zeitmesseinrichtung (203 ) umfasst, die durch eine Betätigung des Signalschalters (102 ,106 ) für die Messung einer Zeitperiode gestartet werden kann und damit der Mikrochip (103 ) den Leistungsschalter (202 ) steuert, resultierend von einer Detektion einer Betätigung des Signalschalters (102 ), in Abhängigkeit zur Dauer der gemessenen Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Bedienungen oder aufeinanderfolgenden Betätigungen des Signalschalters (102 ,106 ), so dass der Signalschalter (102 ,106 ) fungiert: a) zunächst als Ein-Schalter, b) zum Auswählen von zumindest eines weiteren Modus, wenn die gemessene Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Bedienungen oder aufeinanderfolgenden Betätigungen des Signalschalters (102 ,106 ) innerhalb einer bestimmten Zeitperiode ist, und c) als Aus-Schalter, wenn mehr als eine bestimmte Zeitperiode, die zum Ablauf vorgegeben wird, zwischen aufeinanderfolgendem Pressen oder Schließen des Signalschalters (102 ,106 ) verstreicht. - Ein elektrisches Bauteil gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zumindest eine Funktion bereitstellt, ausgewählt aus Folgenden: Eine Oszillations- oder Blinklichtfunktion; eine intermittierende Codesequenzfunktion; und eine Funktion für eine Bestimmung und Anzeige der Restladung in der Energiequelle.
- Ein elektrisches Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine verzögerte Abschaltungsfunktion bereitstellen.
- Ein elektrisches Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrochip (
103 ) erkennt, dass eine Anzahl von auf einanderfolgenden Aktivierungs-/Deaktivierungssignalen, erhalten vom Signalschalter (102 ), mit zumindest einer der Funktionen korrespondiert. - Ein elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalschalter (
102 ) mehr als ein Eingabemittel umfasst, wobei jedes Eingabemittel (1004 bis1007 ) eine unterschiedliche, vom Mikrochip erkennbare, Befehlsfunktion anzeigt. - Ein elektrisches Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion des Signalschalters abhängig ist von der Dauer der Schalterbetätigung oder der Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Betätigungen des Signalschalters oder einer Kombination hiervon.
- Ein elektrisches Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalschalter ausgewählt ist aus: a) einem Momentkontaktschalter; und b) einem Dauerkontaktschalter.
- Ein elektrisches Bauteil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrochip erkennt, dass unterschiedliche Spannungen, erhalten vom Signalschalter, zu unterschiedlichen Befehlsfunktionen korrespondieren.
- Ein elektrisches Bauteil zur Verwendung mit einer erschöpfbaren Energiequelle (
101 ) und einer Last (105 ), die durch die Energiequelle versorgt wird, wobei das Bauteil zumindest einen Signalschalter (102 ) und einen Mikrochip (103 ), der mit dem Signalschalter und der Energiequelle kommuniziert, umfasst und welches, dadurch gekennzeichnet ist, dass der Signalschalter (102 ) ein MMI-Signalschalter ist, der kein serienmäßiger Bestandteil eines Energieübertragungskreises von der Energiequelle zur Last ist und das weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Energiespeichereinheit (205 ) und einen Leistungsschalter (202 ), der den Energiefluss von der Energiequelle zur Last steuert, umfasst und wobei, wenn der Leistungsschalter (202 ) geschlossen ist, Energie aus der Speichereinheit (205 ) zur Versorgung des Mikrochips verwendet wird und wenn der Leistungsschalter (202 ) geöffnet ist, Energie von der Energiequelle zur Versorgung des Mikrochips verwendet wird. - Ein elektrisches Bauteil gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie von der Energiequelle (
101 ) in der Energiespeichereinheit (205 ) gespeichert wird, wenn der Leistungsschalter geöffnet ist. - Ein elektrisches Bauteil gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit ein Kondensator ist.
- Ein elektrisches Bauteil gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit ein Batterie ist.
- Ein elektrisches Bauteil gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrochip (
103 ) die Energiemenge in der Energiespeichereinheit überwacht und ein Öffnen des Leistungsschalters bewirkt, wenn die Energiemenge unterhalb eines vorbestimmten Wertes fällt. - Ein elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrochip (
103 ) Mittel zur Bereitstellung einer verzögerten Abschaltfunktion bereitstellt, als Antwort auf zumindest eines Signals vom Signalschalter (102 ).
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