EP0285838A1 - Autonome Funkuhr - Google Patents

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EP0285838A1
EP0285838A1 EP88103778A EP88103778A EP0285838A1 EP 0285838 A1 EP0285838 A1 EP 0285838A1 EP 88103778 A EP88103778 A EP 88103778A EP 88103778 A EP88103778 A EP 88103778A EP 0285838 A1 EP0285838 A1 EP 0285838A1
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EP
European Patent Office
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radio clock
clock according
switched
time
energy
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EP88103778A
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English (en)
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EP0285838B1 (de
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Wolfgang Ganter
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Junghans Uhren GmbH
Original Assignee
Junghans Uhren GmbH
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Publication date
Application filed by Junghans Uhren GmbH filed Critical Junghans Uhren GmbH
Priority to AT88103778T priority Critical patent/ATE68273T1/de
Publication of EP0285838A1 publication Critical patent/EP0285838A1/de
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G04C10/02—Arrangements of electric power supplies in time pieces the power supply being a radioactive or photovoltaic source
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C13/00—Driving mechanisms for clocks by master-clocks
    • G04C13/02—Circuit arrangements; Electric clock installations
    • G04C13/021—Circuit arrangements; Electric clock installations master-slave systems using transmission of singular pulses for driving directly slave-clocks step by step
    • G04C13/026—Circuit arrangements; Electric clock installations master-slave systems using transmission of singular pulses for driving directly slave-clocks step by step by radio

Definitions

  • the invention relates to an autonomous radio clock according to the preamble of claim 1.
  • Such a clock is known from DE-OS 31 44 321 as a battery-operated radio-clock-quartz clock combination, in which functional parts, high power requirements in the interest of long battery life, are only switched on for a short time as required.
  • the receiver for obtaining time information and the processor for processing the time information are referred to, which can be switched off after checking and, if necessary, correcting the time information currently displayed by means of the time display, because then the further time-keeping operation of the device over a predetermined period of time Time display from the quartz-stabilized circuit takes place.
  • the invention has for its object to further increase the operating effort and the autonomous functional period of a generic clock.
  • the functional parts switched off in order to reduce power in the dark can be switched on in accordance with the increase in the irradiance and / or the rise in the stored energy.
  • a final connection can be provided until a switch-off has to take place again due to reduced radiation or reduced storage charge; or there is initially only a temporary connection, for example to carry out a pointer position correction based on received time information and then to use the energy supplied by the sun cell first until the storage state has reached a higher charge state before the final connection takes place again.
  • the same effect can be achieved with less circuitry outlay if, for the dispensable (additional benefit) functional parts, regardless of the main memory for supplying the essential functional parts of the clock, a much smaller additional memory is provided. This is discharged very quickly when the solar cell radiation falls below a limit, so that the additional functions are then out of operation; while the charge reserve in the main memory is sufficient for a longer operation of the essential clock functions until possible as the solar cell radiation rises again (for example, when the next day breaks).
  • a receiver 13 is fed, for example, via cable or a radio antenna (approximately in the form of a ferrite rod antenna coil) with absolute time information, which is supplied via a demodulator 14 to a so-called synchronization stage 15.
  • This contains the decoded time information compared with the time information currently displayed on the time display 12 (shown in the drawing as comparison information 16); and in the event of a deviation, the time display 12 is readjusted, in the example shown, by correcting the angular position of the hands 17 by correspondingly controlling their stepper motors 18 via their driver circuits 19.
  • the radio clock 11 can be equipped with so-called secondary uses, such as a calendar display 21, a decorative pendulum 22 (designed as a gravity pendulum or a rotary pendulum), an acoustic signal transmitter 23, moving figures and the like.
  • secondary uses such as a calendar display 21, a decorative pendulum 22 (designed as a gravity pendulum or a rotary pendulum), an acoustic signal transmitter 23, moving figures and the like.
  • All of these functional elements receive their operating energy from an electrical store 25, which can be a physical (capacitor) or chemical (accumulator) charge store.
  • the storage 25 is recharged photovoltaically from at least one solar cell 26, which converts incident radiation energy 27 into electrical energy.
  • the drive is switched over by the synchronizing stage 15 from the receiver demodulator 14 for further time-keeping operation from a quartz-stabilized circuit 28.
  • the receiver 13 is then used its demodulator 14 switched off - and only switched on again temporarily after a period of time specified in terms of circuitry or after the occurrence of an operational malfunction, in order to control the presentation on the time display 12 and, if necessary, to correct it.
  • the power requirement for operating only the time display 12 from the time-keeping circuit 28 is very low.
  • the sun cell 26 with its memory 25 must be greatly oversized in order to move the ornamental pendulum 22 and to feed the calendar display 21, the acoustic signal generator 23 and / or the receiver 13 with demodulator 14 from time to time.
  • the corresponding dimensions of the memory 25 and the sun cell 26 are included in their size, that is to say in the space required within the radio clock 11, which greatly limits the possibilities for realizing a small-sized radio clock 11 and the freedom of movement in its design.
  • a power reserve is therefore provided, the minimum value of which is only slightly above the minimum power requirement for the operation of the radio clock 11.
  • the memory 25 is loaded to such an extent that the power reserve is sufficient not only for the operation of the receiver 13 with the demodulator 14, but also for the additional benefits (21, 22, 23 ).
  • the power reserve in the memory 25 drops rapidly and possibly below the level required for operation, at least those additional benefits, possibly even the time display 12.
  • the most dispensable benefits are those whose interruption to operations is not noticeable. These are in particular all decorative additional benefits such as an ornamental pendulum 22, which can no longer be perceived anyway in the case of low ambient brightness, that is to say with weak radiation energy 27. Secondly, this includes additional benefits such as a calendar display 21, to which attention is paid only occasionally and therefore not exactly in the dark. But also an acoustic signal generator 23 is such a dispensable additional benefit, since it would only disturb the night's rest, i.e. it can be switched off easily in the dark - which is easier to implement with the brightness-controlled switch 29 than with a separate decoding circuit for the exact time-dependent nightly switching off of an acoustic signal Signal generator 23.
  • a separate photo element 30 can be provided for the function of the relief switch 29, which is dependent on the ambient brightness, and is acted upon by the same radiation energy 27 as the sun cell 26. Instead, however (also taken into account in the drawing in dashed lines), the sun cell 26 itself can also take over the function of the photoelement 30, that is to say apart from the memory 25 Control at least one threshold value stage 31 to open the switches 29 when the ambient brightness has dropped significantly.
  • the drawing also takes into account the expedient possibility of querying the available operating energy, that is to say the state of charge of the memory 25, as an additional criterion for switching off dispensable additional benefits, via a voltage detector 32, which also functions as a threshold value stage.
  • an OR gate 33 of the brightness threshold level 31 or of Memory voltage detector 32 switched through to open the switch 29 and thus switch off the dispensable additional benefits (21, 22, 23 7) for relieving the operating voltage source from the memory 25, that is to say the remaining runtime of the radio clock 11 with its time display 12 and the temporarily switched on Extend receiver 13 otherwise.
  • the switching off of dispensable additional benefits can be done as a flat rate or staggered depending on the available brightness and storage conditions.
  • further functions of the radio clock 11 that are already less indispensable can be switched off when the power reserve in the memory 25 has dropped to an extremely low level in the dark, for example the brightness threshold value stage 31 and the memory voltage detector 32 via an AND gate 34 open another switch 29.
  • the periodic connection of the receiver 13 with its demodulator 14, and therefore also the function of the synchronization stage 15 for influencing the time display 12, are thereby put out of operation.
  • This also removes the feed into the driver circuit 19.2 for the movement of the minute hand 17.2.
  • the - already almost discharged - memory 25 now only needs to feed the extremely low-power time-keeping circuit 28 for the timely advancement of the hour hand 17.1. Since its stepper motor 18.1 receives a drive pulse only at a correspondingly large time interval, the load on the memory 25 is reduced to the power requirement of the time-keeping circuit 28, which in modern integrated circuits is hardly larger than the self-discharge energy loss in question here is.
  • a directional signal 35 symbolically indicates in the drawing that it may be expedient to turn the minute hand 17.2 into a defined position before the minute hand stepping motor 18.2 is switched off, in order to continue misinterpretations (with regard to the angular position of the minute hand 17.2 which is then stationary) to avoid timely driven hour hands 17.1).
  • a reference position can be the position of a digit of the time display 12, such as the digit "6"; or any angular position that bears a corresponding information mark on the dial. If the observer of the radio-controlled clock 11 thus notices the minute hand 17.1 in such a marked position, he will observe whether the minute hand 17.1 remains in this position. If this is the case, then only the position of the hour hand 17.2 shows time information because the minute hand 17.1, just like before, all the additional benefits have been switched off due to a reduced power reserve in a dark environment.
  • the switch-off via the AND gate 34 is first withdrawn, i.e. the minute hand stepper motor 18.2 is fed again and the receiver 13 together with the demodulator 14 and the complete one Function of synchronization stage 15 switched on.
  • the first decoded time information is then immediately available for the correction of the pointer position on the time display 12, so that the complete time information is then presented again.
  • the switching through of the OR gate 33 and thus the switching off of the additional benefits is also withdrawn, so that afterwards all the functions of the radio clock 11 are in operation again.
  • a greatly reduced circuit complexity for the same effect results if the switch 29 in the feed line (according to FIG. 1) and the switch control are dispensed with for the functional parts to be switched off and instead according to FIG. 2 except for the main memory 25 a smaller capacity, on the other hand, having a smaller capacity and additional memory 25 ⁇ , which is loaded independently of the main memory 25 from the sun cell 26, is provided.
  • the additional memory 25 ⁇ is used to supply the less functionally important additional benefits of the radio clock 11, such as the drive of a decorative pendulum 22.
  • the charge of the additional memory 25 ⁇ is soon exhausted and the corresponding additional benefit is therefore inoperative set.
  • the larger main memory 25, which is not burdened by the additional benefit, on the other hand has an energy reserve which keeps the important functional parts of the clock 11 fed from it in operation even over a longer period of time.
  • sun cell 26 is provided above to simplify the illustration as an energy supplier
  • another radiation-operated generator such as a thermal generator for charging the memories 25, 25, for operating the radio clock 11 can also be provided.

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Abstract

Bei einer autonomen Funkuhr (11) ist vorgesehen, über elektrische Energiegewinnung aus der Umgebungseinstrahlung - vorzugsweise über Sonnenzellen (26) - einen Speicher (25) als betriebsenergiequelle zu laden. Die Speicherkapazität kann relativ gering bemessen sein, wenn alle verzichtbaren Funktionsteile wie etwa zeit-unwichtige Zusatznutzen (zumal solche, die bei Dunkelheit ohnehin kaum wirken oder sogar stören würden) vorübergehend außer Funktion gesetzt werden, bis aufgrund wieder angestiegener Einstrahlung hinreichende Leistungsreserve für alle Funktionsteile wieder zur Verfügung steht. Wenn sogar die Fortschaltung eines der Zeitanzeige-Zeiger (17) bei abgesunkener Leistungsreserve abgeschaltet wird, wird zweckmäßigerweise zuvor der betreffende Zeiger in eine Winkelstellung eingefahren, die die momentane Funktionslosigkeit dieses Zeigers angibt. Die Abschaltung kann über strahlungsgesteuerte und/oder spannungsgesteuerte Trennschalter (29) erfolgen; oder zusätzlich zum Hauptspeicher (25) für zeitwichtige Funktionen der Uhr (11) wird aus dem Strahlungsgenerator (Sonnenzelle 26) ein diesen Hauptspeicher (25) nicht belastender Zusatzspeicher (25') sehr kleiner Kapazität für die verzichtbaren Zusatznutzen geladen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine autonome Funkuhr gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Eine derartige Uhr ist aus der DE-OS 31 44 321 als batteriebetriebene Funkuhr-Quarzuhr-Kombination bekannt, bei der Funktionsteile hohen Leistungsbedarf im Interesse langer Betriebsdauer der Batterie immer nur kurzzeitig bedarfsweise eingeschaltet werden. Als solche leistungs­starken Funktionsteile werden dort der Empfänger zur Gewinnung einer Zeitinformation und der Prozessor zur Verarbeitung der Zeitinformation bezeichnet, die nach Kontrolle und gegebenenfalls Korrektur der momentan mittels der Zeitanzeige dargebotenen Zeitinformation wieder abgeschaltet werden können, weil dann über eine vorgegebene Zeitspanne der weitere zeithaltende Betrieb der Zeitanzeige aus der quarzstabili­sierten Schaltung erfolgt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bedienungstechnischen Aufwand und die autonome Funktionszeitspanne einer gattungsgemäßen Uhr weiter zu steigern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die autonome Funkuhr gattungsgemäßer Art nach dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgestattet wird.
  • Diese Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß der Betrieb einer Funkuhr mit Strahlungsenergie, insbesondere mit Solarenergie, zwar den ganz erheblichen bedienungstechnischen Vorteil mit sich bringt, nicht von Zeit zu Zeit eine erschöpfte Leistungsquelle in Form einer ver­brauchten Primärbatterie austauschen zu müssen, daß die Leistungs­bereitstellung über Sonnenzellen aber einen ganz beträchtlichen Aufwand für die Bestückung einer hinreichenden Fläche mit Sonnenzellen und für einen Speicher hinreichender Kapazität als Leistungsreserve auch über lange Dunkelzeiten (kurze Tage im Winterhalbjahr) erfordert; vgl. die als solche vorbekannte funkgesteuerte Solaruhr, beschrieben in Electronics 30. Oktober 86, Seiten 38 ff. Neben diesem Kostenaspekt schränken der Raumbedarf für einen großen Speicher und für eine großflächige Sonnenzellenausstattung die gestalterischen Möglichkeiten einer gattungsgemäßen Uhr und damit die konstruktiven Möglichkeiten für Erstellung eines preisgünstigen Massenproduktes stark ein.
  • Diese Probleme sind überwunden, der Bedarf an Sonnenzellen-Fläche und an Speicher-Volumen ist als auf ein Minimum reduziert, wenn gemäß vorliegender Erfindung der Energiebedarf bei ungünstigen Umfeld­verhältnissen reduziert wird, indem insbesondere bei Dunkelheit alle verzichtbaren Funktionen abgeschaltet werden. Solche verzicht­baren Funktionen sind jedenfalls alle auf visuelle Wirkung ausgelegten Zusatzfunktionen, die bei Dunkelheit ohnehin kaum oder gar nicht wahrgenommen werden (wie elektrooptische Displays, Bewegungsfiguren, Zierpendel und dergleichen), ferner alle nicht-zeitwichtigen Zusatz­funktionen wie etwa eine Kalendariumsumschaltung, der Empfänger für die Zeitanzeige-Kontrolle und -Korrektur und letztlich selbst wenigstens einer der elektromechanisch angetriebenen Zeiger der Zeitanzeige. Nur dann, wenn durch hinreichende Umgebungshelligkeit überschüssige Energie im Speicher verfügbar ist, erfolgt also wieder der Betrieb des Empfängers für den Zeitvergleich und gegebenenfalls die Korrektur der Zeitanzeige und - gegebenenfalls gestaffelt über das verfügbare Energievolumen - sodann auch der Betrieb der kompletten Uhr mit allen Zusatznutzen.
  • Bedenkt man, daß der Energiebedarf für den zwangsgesteuerten Pendel­betrieb eines Zierpendels außerhalb seiner Resonanzfrequenz bis zu 50 % des Energiebedarfes für den regulären Betrieb eines elektro­mechanischen Uhrwerks aus einer zeithaltenden integrierten Schaltung beträgt, dann führt es bei sonst gleicher Auslegung der Uhr zu einer beträchtlichen Betriebszeit-Verlängerung, wenn während der dunklen Stunden eines Tages (Resthelligkeit kleiner 5 Lux) ein solches Zier­pendel abgeschaltet wird, den optronisch nachzuladenden Speicher also nicht zusätzlich belastet.
  • Die Zuschaltung der zur Leistungsreduzierung bei Dunkelheit abge­schalteten Funktionsteile kann nach Maßgabe des Wieder-Anstiegs der Bestrahlungsstärke und/oder des Wieder-Anstiegs der gespeicherten Energie erfolgen. Dabei kann eine endgültige Zuschaltung vorgesehen sein, bis wieder aufgrund zurückgegangener Bestrahlung bzw. verringerter Speicherladung eine Abschaltung erfolgen muß; oder aber es erfolgt zunächst nur eine vorübergehende Zuschaltung, um beispielsweise eine Zeigerstellungskorrektur aufgrund einer empfangenen Zeitinfor­mation durchzuführen und dann die aus der Sonnenzelle gelieferte Energie zunächst einmal bis zum Erreichen eines höheren Ladezustandes des Speichers zu nutzen, ehe die endgültige Zuschaltung wieder er­folgt.
  • Von der Wirkung her der gleiche Effekt läßt sich mit weniger schaltungs­technischem Aufwand erzielen, wenn für die verzichtbaren (Zusatznutzen-) Funktionsteile, unabhängig vom Haupt-Speicher für die Speisung der wesentlichen Funktionsteile der Uhr, ein dagegen sehr viel kleiner bemessener Zusatzspeicher vorgesehen ist. Dieser ist sehr schnell entladen, wenn die Sonnenzellen-Bestrahlung unter einen Grenzwert absinkt, so daß dann die Zusatzfunktionen außer Betrieb sind; während die Ladungsreserve im Hauptspeicher noch für eine längere Betriebs­fortsetzung der wesentlichen Uhrenfunktionen ausreicht, bis möglicher­ weise die Sonnenzellen-Bestrahlung wieder (beispielsweise mit Anbruch des nächsten Tages) ansteigt.
  • Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammen­fassung, aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung stark abstrahiert skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispielen zur erfindungsgemäßen Lösung. Es zeigt:
    • Fig. 1 im einpoligen Blockschaltbild eine autonome solar­gespeiste Funkuhr mit gestaffelter Funktions-Ab­schaltung nach Maßgabe des Ladungszustandes ihres elektrischen Energiespeichers und
    • Fig. 2 in Anlehnung an die Prinzipdarstellung nach Fig. 1 eine schaltungstechnisch vereinfachte Lösung für die Außerbetriebsetzung verzichtbarer Funktionsteile bei reduzierter Sonnenzellen-Bestrahlung.
  • Hinsichtlich der Funktion einer Funkuhr 11 hier interessierender Art wird voll-inhaltlich auf die DE-PS 34 39 638 Bezug genommen; wobei anstelle einer motorgetriebenen Zeiger-Zeitanzeige 12 auch die ziffernförmige Darstellung einer elektronischen oder elektro­mechanischen Digitalanzeige vorgesehen sein kann.
  • Bei einer solchen Funkuhr 11 wird ein Empfänger 13 beispielsweise über Kabel oder eine Funkantenne (etwa in der Bauform einer Ferrit­stab-Antennenspule) mit einer absoluten Zeitinformation gespeist, die über einen Demodulator 14 an eine hier sogenannte Synchronisier­stufe 15 geliefert wird. In dieser wird die dekodierte Zeitinformation mit der momentan auf der Zeitanzeige 12 dargebotenen Zeitinformation (in der Zeichnung dargestellt als Vergleichsinformation 16) verglichen; und im Falle einer Abweichung wird die Zeitanzeige 12 nachgestellt, im dargestellten Beispielsfalle durch Korrektur der Winkelstellung der Zeiger 17 durch entsprechende Ansteuerung ihrer Schrittmotoren 18 über deren Treiberschaltungen 19. Im dargestellten bevorzugten Realisierungsfalle ist im Interesse rascher Zeigerstellungskorrektur einerseits für den Stundenzeiger 17.1 und andererseits für den Minuten­zeiger 17.2 (der gegebenenfalls mit einem zusätzlich vorhandenen Sekundenzeiger getrieblich gekoppelt ist; in der Zeichnung nicht berücksichtigt) je ein über getrennte Kanäle 20.1/20.2 ansteuer­barer Schrittmotor 18.1/18.2 aus einer zugeordneten Treiberschaltung 19.1/19.2 aus der Synchronisierstufe 15 betreibbar.
  • Zusätzlich zur stets gegebenen Zeitanzeige 12 kann die Funkuhr 11 mit sogenannten Nebennutzen ausgestattet sein, wie einer Kalender­anzeige 21, einem Zierpendel 22 (ausgeführt als Schwerkraftpendel oder als Drehpendel), einem akustischen Signalgeber 23, bewegten Figuren und dergleichen. Diese Zusatznutzen weisen eine Kopplung 24 von der Zeitanzeige 12 auf, um beispielsweise die Kalenderanzeige 21 in Abhängigkeit von zwei Umläufen des Stundenzeigers 17.1 weiter­zuschalten, die Bewegung und Geräuschentwicklung des Zierpendels 22 mit der Sekundenzeigerbewegung zu synchronisieren oder den Signal­geber 23 in Abhängigkeit von bestimmten Zeigerstellungen auszulösen.
  • Ihre Betriebsenergie erhalten alle diese Funktionselemente aus einem elektrischen Speicher 25, bei dem es sich um einen physikalischen (Kondensator) oder chemischen (Akkumulator) Ladungsspeicher handeln kann. Die Nachladung des Speichers 25 erfolgt photovoltaisch aus wenigstens einer Sonnenzelle 26, die einfallende Strahlungsenergie 27 in elektrische Energie wandelt.
  • Nach einer durchgeführten, auf der dekodierten Funkinformation be­ruhenden Korrektur der Zeitdarbietung auf der Zeitanzeige 12 erfolgt über die Synchronisierstufe 15 eine Antriebs-Umschaltung vom Empfänger-­Demodulator 14 zum weiteren zeithaltenden Betrieb aus einer quarz­stabilisierten Schaltung 28. Zur Reduzierung des Energiebedarfs wird dann der Empfänger 13 mit seinem Demodulator 14 abgeschaltet - und erst nach einer schaltungstechnisch vorgegebenen Zeitspanne bzw. nach Auftreten einer Betriebsstörung wieder vorübergehend einge­schaltet, um die Darbietung auf der Zeitanzeige 12 zu kontrollieren und gegebenenfalls zu korrigieren.
  • Der Leistungsbedarf für den Betrieb allein der Zeitanzeige 12 aus der zeithaltenden Schaltung 28 ist sehr gering. Demgegenüber muß die Sonnenzelle 26 mit ihrem Speicher 25 stark überdimensioniert werden, um daneben das Zierpendel 22 zu bewegen und von Zeit zu Zeit die Kalenderanzeige 21, den akustischen Signalgeber 23 und/oder den Empfänger 13 mit Demodulator 14 zu speisen.
  • Abgesehen von den Kosten geht die entsprechenden Dimensionierung des Speichers 25 und der Sonnenzelle 26 in deren Baugröße, also in den Raumbedarf innerhalb der Funkuhr 11 ein, was die Möglichkeiten der Realisierung einer kleinbauenden Funkuhr 11 und die Freizügig­keiten bei deren gestalterischer Auslegung stark einschränkt.
  • Im Interesse kleinbauender Speicher 25 und Sonnenzellen 26 ist deshalb eine Leistungsreserve vorgesehen, deren Minimalwert nur knapp über dem minimalen Leistungsbedarf für den Betrieb der Funkuhr 11 liegt. Bei starker Strahlungsenergie 27 wird der Speicher 25 zwar so weit geladen, daß die Leistungsreserve nicht nur für den Betrieb des Empfängers 13 mit Demodulator 14, sondern auch der Zusatznutzen (21, 22, 23 ...) ausreicht. Bei reduzierter Strahlungsenergie 27 sinkt die Leistungsreserve im Speicher 25 aber rapide ab und gegebenen­falls unter den betriebsnotwendigen Pegel zumindest jener Zusatz­nutzen, möglicherweise sogar der Zeitanzeige 12.
  • Um dennoch auch unter solchen ungünstigen Umweltbedingungen den Betrieb der Funkuhr 11 wenigstens hinsichtlich ihrer wichtigsten Funktionen aufrechtzuerhalten, ist vorgesehen, wenigstens einige Funktionsteile über helligkeitsgesteuerte Schalter 29 vom Speicher 25 zu trennen, nämlich diejenigen Zusatznutzen, die am ehesten ver­zichtbar sind.
  • Am ehesten verzichtbar sind Zusatznutzen, deren Betriebsunterbrechung nicht auffällt. Das sind insbesondere alle dekorativen Zusatznutzen wie ein Zierpendel 22, die bei geringer Umgebungshelligkeit, also bei schwacher Strahlungsenergie 27, ohnehin nicht mehr wahrgenommen werden können. In zweiter Linie gehören dazu Zusatznutzen wie eine Kalenderanzeige 21, denen nur gelegentlich und deshalb nicht gerade bei Dunkelheit Aufmerksamkeit gewidmet wird. Aber auch ein akustischer Signalgeber 23 ist ein solcher verzichtbarer Zusatznutzen, da er die Nachtruhe nur stören würde, also bei Dunkelheit ohne weiteres abschaltbar ist - was über den helligkeitsgesteuerten Schalter 29 apparativ einfacher realisiserbar ist, als über eine gesonderte Dekodierschaltung zur exakten zeitabhängigen Nachtabschaltung eines akustischen Signalgebers 23.
  • Für die von der Umgebungshelligkeit abhängige Funktion des Entlastungs-­Schalters 29 kann ein gesondertes Photoelement 30 vorgesehen sein, das von der gleichen Strahlungsenergie 27 wie die Sonnenzelle 26 beaufschlagt wird. Stattdessen kann aber auch (in der Zeichnung gestrichelt berücksichtigt) die Sonnenzelle 26 selbst die Funktion des Photoelementes 30 mit übernehmen, also außer den Speicher 25 wenigstens eine Schwellwertstufe 31 zum Öffnen der Schalter 29 bei stark abgesunkener Umgebungshelligkeit ansteuern.
  • In der Zeichnung ist ferner die zweckmäßige Möglichkeit berücksichtigt, als zusätzliches Kriterium zur Abschaltung verzichtbarer Zusatz­nutzen die verfügbare Betriebsenergie, also den Ladezustand des Speichers 25 über einen ebenfalls als Schwellwertstufe arbeitenden Spannungsdetektor 32 abzufragen.
  • Wenn aufgrund zurückgegangener Umgebungshelligkeit die Nachladung des Speichers 25 aus der Sonnenzelle 26 zurückgeht, und/oder wenn der Ladezustand des Speichers 25 aus irgendeinem Grunde bereits auf einen kritischen Grenzwert abgesunken ist, wird ein ODER-Glied 33 von der Helligkeits-Schwellwertstufe 31 bzw. vom Speicher-Spannungs­detektor 32 durchgeschaltet, um den Schalter 29 zu öffnen und so die verzichtbaren Zusatznutzen (21,22,23...) zur Entlastung der Betriebsspannungsquelle vom Speicher 25 abzuschalten, also die Rest­laufzeit der Funkuhr 11 mit ihrer Zeitanzeige 12 und dem zeitweilig zugeschalteten Empfänger 13 im übrigen zu verlängern.
  • Die Abschaltung verzichtbarer Zusatznutzen kann pauschal, oder ge­staffelt je nach den vorliegenden Helligkeits- und Speichergegeben­heiten erfolgen. In der Zeichnung ist vorgesehen, mit der Schwell­wertstufe 31 und dem Spannungsdetektor 32 unterschiedliche Grenzwerte abzufragen; wofür auch (entgegen der vereinfachten zeichnerischen Darstellung) parallele derartige Schaltungen eingesetzt werden können. So können weitere, schon weniger verzichtbare Funktionen der Funkuhr 11 abgeschaltet werden, wenn bei Dunkelheit die Leistungsreserve im Speicher 25 auf ein extrem niedriges Niveau abgefallen ist, also beispielsweise die Helligkeits-Schwellwertstufe 31 und der Speicher-Spannungsdetektor 32 über ein UND-Glied 34 einen weiteren Schalter 29 öffnen.
  • Im dargestellten Beispielsfalle wird dadurch auch die periodische Zuschaltung des Empfängers 13 mit seinem Demodulator 14, und deshalb auch die Funktion der Synchronisierstufe 15 für eine Beeinflussung der Zeitanzeige 12, außer Betrieb gesetzt. Ferner wird dadurch die Einspeisung in die Treiberschaltung 19.2 für die Bewegung des Minuten­zeigers 17.2 aufgehoben. Der - schon fast entladene - Speicher 25 braucht nun nur noch die extrem leistungsarme zeithaltende Schaltung 28 für die zeitrichtige Weiterschaltung des Stundenzeigers 17.1 zu speisen. Da dessen Schrittmotor 18.1 nur in entsprechend großem zeitlichen Abstand einen Ansteuerimpuls erhält, ist im übrigen die Belastung des Speichers 25 auf den Leistungsbedarf der zeithaltenden Schaltung 28 reduziert, der bei modernen integrierten Schaltkreisen ohnehin kaum größer als der Selbstentladungs-Energieverlust hier in Betracht kommender Speicher 25 ist.
  • Durch ein Richtsignal 35 ist in der Zeichnung symbolisch angedeutet, daß es zweckmäßig sein kann, vor Abschaltung des Minutenzeiger-Schritt­motors 18.2 den Minutenzeiger 17.2 noch in eine definierte Stellung zu drehen, um Fehlinterpretationen (bezüglich der Winkelstellung des dann stillstehenden Minutenzeigers 17.2 in Relation zum weiterhin zeitrichtig angetriebenen Stundenzeiger 17.1) zu vermeiden. Eine solche Referenzstellung kann die Position einer Ziffer der Zeitan­zeige 12, wie etwa der Ziffer "6" sein; oder irgendeine Winkelstellung, die auf dem Zifferblatt eine entsprechende Informations-Markierung trägt. Wenn dem Betrachter der Funkuhr 11 also der Minutenzeiger 17.1 in einer solchen markierten Stellung auffällt, wird er beobachten, ob der Minutenzeiger 17.1 in dieser Stellung verharrt. Wenn das der Fall ist, dann gibt nur noch die Stellung des Stundenzeigers 17.2 eine Zeitinformation wieder, weil der Minutenzeiger 17.1 ebenso wie zuvor schon alle Zusatznutzen wegen abgesunkener Leistungsreserve bei dunkler Umgebung abgeschaltet wurde.
  • Wenn die Strahlungsenergie 27 wieder ansteigt, weil etwa der Morgen dämmert oder die Beleuchtung eines Raumes eingeschaltet wurde, wird zunächst die Abschaltung über das UND-Glied 34 zurückgenommen, also der Minutenzeiger-Schrittmotor 18.2 wieder gespeist und der Empfänger 13 samt Demodulator 14 und die komplette Funktion der Synchronisier­stufe 15 eingeschaltet. Die erste dekodierte Zeitinformation steht dann alsbald danach für die Korrektur der Zeigerstellung auf der Zeitanzeige 12 zur Verfügung, so daß dann wieder die komplette Zeitin­formation dargeboten wird. Bei weiterem Aufladen des Speichers 25 wird auch die Durchschaltung des ODER-Gliedes 33 und damit die Ab­schaltung der Zusatznutzen zurückgenommen, so daß danach wieder alle Funktionen der Funkuhr 11 in Funktion sind.
  • Ein stark reduzierter schaltungstechnischer Aufwand für die gleiche Wirkung ergibt sich, wenn für die jeweils abzuschaltenden Funktions­teile auf den Schalter 29 in der Speiseleitung (gemäß Fig. 1) und die Schalter-Ansteuerung verzichtet wird und stattdessen gemäß Fig. 2 außer dem Haupt-Speicher 25 ein dagegen geringere Kapazität auf­weisender und kleinbauender Zusatz-Speicher 25ʹ, der unabhängig vom Hauptspeicher 25 aus der Sonnenzelle 26 geladen wird, vorgesehen ist. Der Zusatz- Speicher 25ʹ dient der Speisung der weniger funktions­wichtigen Zusatznutzen der Funkuhr 11 wie z.B. des Antriebs eines Zierpendels 22. Wenn die Bestrahlung der Sonnenzelle 26, also deren Energielieferung zurückgeht, ist die Ladung des Zusatzspeichers 25ʹ bald erschöpft und der entsprechende Zusatznutzen dadurch außer Funktion gesetzt. Der größere, nicht vom Zusatznutzen belastete, Hauptspeicher 25 weist dagegen eine Energiereserve auf, die auch über längere Zeitspanne hinweg die aus ihm gespeisten wichtigen FUnktionsteile der Uhr 11 in Betrieb hält.
  • Während vorstehend zur Vereinfachung der Darstellung als Energie­lieferant eine Sonnenzelle 26 vorgesehen ist, kann auch ein anderer strahlungsbetriebener Generator wie etwa ein Thermogenerator für das Laden der Speicher 25, 25ʹ zum Betrieb der Funkuhr 11 vorgesehen sein.

Claims (12)

1. Autonome Funkuhr (11) mit zur Reduzierung der Beanspruchung der Leistungsquelle vorübergehend abschaltbaren Funktionsteilen, dadurch gekennzeichnet,
daß als Leistungsquelle ein Strahlungsgenerator (Sonnenzelle 26) vorgesehen ist, der wenigstens einen Speicher (25, 25ʹ), zum vorübergehenden Betrieb der abschaltbaren Funktionsteile auch noch nach Absinken der Generator-Bestrahlung, speist.
2. Funkuhr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Generator die abschaltbaren Funktionsteile über wenigstens einen strahlungsgesteuerten Schalter (29) speist.
3. Funkuhr nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei geringer Bestrahlung weniger bis gar nicht notwendige Zusatznutzen als verzichtbare Funktionsteile abschaltbar sind.
4. Funkuhr nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine abschaltbare Ansteuerung für eine Kalenderanzeige (21) vorgesehen ist.
5. Funkuhr nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein abschaltbarer Bewegungseffekt (Bewegungsfiguren, Zierpendel 22) vorgesehen ist.
6. Funkuhr nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine abschaltbare optische Anzeige vorgesehen ist.
7. Funkuhr nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein abschaltbarer akustischer Signalgeber (23) vorgesehen ist.
8. Funkuhr nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein abschaltbarer Empfänger (13) vorgesehen ist.
9. Funkuhr nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß abschaltbare Zeigerantriebs-Motoren (18) vorgesehen sind.
10. Funkuhr nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Abschaltung eines Zeigerantriebs-Motors (18) ein Einfahren des zugeordneten Zeigers (17) in eine definierte Stellung vorge­sehen ist.
11. Funkuhr nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schalter (29) auch in Abhängigkeit vom Ladezustand des Speichers (25) ansteuerbar ist.
12. Funkuhr nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich zu einem Haupt-Speicher (25) ein unabhängig davon ladbarer Zusatz-Speicher (25ʹ) geringerer Kapazität für den Betrieb abschaltbarer Funktionsteile vorgesehen ist.
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