EP2891246A1 - Bedieneinheit - Google Patents

Bedieneinheit

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Publication number
EP2891246A1
EP2891246A1 EP13776769.5A EP13776769A EP2891246A1 EP 2891246 A1 EP2891246 A1 EP 2891246A1 EP 13776769 A EP13776769 A EP 13776769A EP 2891246 A1 EP2891246 A1 EP 2891246A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
operating unit
unit according
functional elements
communication
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13776769.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yoann SZEFLINSKI
Emmanuel SENECHAULT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Electric Industries SAS filed Critical Schneider Electric Industries SAS
Publication of EP2891246A1 publication Critical patent/EP2891246A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/962—Capacitive touch switches
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25439—Use of flexible printed circuit
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2642—Domotique, domestic, home control, automation, smart house

Definitions

  • the invention relates to an operating unit of an installation device according to the preamble of claim 1.
  • Operating units for electrical installation devices for controlling switching elements or communication inserts are known in many different ways, for example, for building services, for industrial equipment and machinery or for control cabinets.
  • the control units are part of the installation device, wherein either a single compact device unit or a modular device structure is realized.
  • operating units separately from the switching elements or communication inserts to be controlled, wherein the signaling communication and / or the electrical supply takes place via a wired connection or via a wireless connection.
  • Such operating units comprise different functional elements with which a wide variety of display and / or operating functions can be realized.
  • the operating units are determined in terms of their physical design (shape, color, design) and the arrangement of individual functional elements within the scope of the respective product range.
  • integration of the operating unit in the installation device leads to a binding to the installation of the installation device. Due to this system, the design and arrangement of control units is largely inflexible.
  • printed electronics Semiconductor technology is known for printed electronic components, so-called printed electronics, which are mechanically flexible and flat. are designed to build. The production of these printed electronic components takes place with the aid of normal printing methods.
  • functional materials are used instead of graphic ink.
  • conductive, semiconducting, dielectric and / or insulating materials as well as active materials, eg for printed batteries, are used.
  • a printed electronic component typically consists of several layers of functional materials that are printed one above the other.
  • the object of the present invention is to provide an operating unit with which customer-specific and / or application-specific embodiments can be easily implemented.
  • the invention according to claim 1 has the advantage that extensive freedom is created for the design of an operating unit with regard to its physical embodiment and the arrangement of functional elements. Customized and application specific solutions can be easily realized.
  • Print electronic components enable a manufacturing technology simple and cost-effective implementation of different versions of control units.
  • a combination of functional elements based on printed electronic components with non-printed electrical / electronic components and mechanical components is still possible.
  • the operating unit is largely freely configurable depending on the functionalities.
  • Application-specific and / or customer-specific requirements can be compiled directly by the manufacturer, architect, installer or end user by means of appropriate planning means, for example electronic or computer-aided configuration programs, with great variability in terms of shape, color and material as well as positioning of functional elements.
  • control unit according to the invention can be used in a room-shaping manner, wherein independent design embodiments as well as integrative embodiments can be included in the interior design, for example by figurative and / or color designs.
  • independent design embodiments as well as integrative embodiments can be included in the interior design, for example by figurative and / or color designs.
  • the printed electronic components are mechanically flexible and flat construction and can be produced by means of various printing processes. With inline printing processes, many components can be manufactured in a short time. To reduce production costs, cost-effective printing techniques such as screen printing, gravure printing, flexographic printing and offset printing and digital printing techniques are used. Ink jet printing products offer various degrees of freedom in terms of design and layer thickness. Once the right design has been found, the results can be transferred, for example, to screen printing, which enables greater layer thicknesses and thus the highest performance of the printed material.
  • a printed electronic component consists of several layers of functional materials that are printed one above the other. As printing material for printing the printed electronic components conductive, semiconducting, dielectric and / or insulating materials and active materials may be used.
  • the functional materials must be processed into printing inks or printing pastes in order to be able to apply them by means of printing processes.
  • viscosity factors such as adhesion and compatibility with the underlying layer play a major role in achieving optimal functionality.
  • the operating unit according to the invention is suitable for installation devices of building installation technology, wherein the installation device can be fastened on the building side and comprises a communication insert for controlling electrical consumers.
  • the operating unit can be detachably or non-detachably connected to the installation device.
  • the operating unit is physically arranged separately from the installation device on the building side. Further fields of application are industrial devices and machines or switch cabinets
  • the operating unit has a multilayer film structure in which functional elements can be integrated, which are connected to the signaling communication and / or the electrical supply to the communication use.
  • the functional elements may be embodied as printed electronic components which are mechanically flexible.
  • the operating unit comprises individually or in combination functional elements which have electrical, optical or mechanical functionalities, for example as input and / or output elements.
  • Functional elements may be printed electronic components, such as sensors, for example in capacitive, inductive, resistive, thermal, optical or photovoltaic design, lighting elements, eg. As OLED, energy storage, data storage and / or processors and non-printed electronic components, eg. B. RFID elements, memory, batteries, LED, display, and / or mechanical components.
  • the functional elements of the operating unit usually require an electrical power supply.
  • the electrical energy may be supplied from the installation device or from the communication insert, whereby wired or wireless transmission methods are possible.
  • wired or wireless transmission methods are possible.
  • wireless energy transfer are electromagnetic or inductive transmission methods.
  • an independent energy supply takes place, for example by exchangeable or self-charging energy stores.
  • this micro-fuel cells which can be realized in a largely freely definable format, from the button cell to film structures are suitable.
  • a self-recharging energy storage is an advantageous solution. This can be achieved by a combination of miniaturized energy storage and a so-called Micro Energy Harvesting (MEH) generator, which is able to generate electrical energy from the environment, eg. B. light irradiation to win.
  • MEH Micro Energy Harvesting
  • an independent energy supply for example, by actuation-dependent generation of energy, z. Example by means of piezoelectric or mechanical effects.
  • Lighting of the operating unit or the delivery of light signals from the operating unit can be fed by sources of illumination of the communication insert by light is passed through optical conductors to the corresponding light-emitting elements.
  • self-sufficient illumination sources can be used in the control unit, which gain the required electrical or optical energy from the environment of the control unit, z. By electroluminescence or photovoltaic effects.
  • the operating unit has a multilayer film structure in which various functional elements can be integrated.
  • the functional elements in the form of printed electronic components are mechanically flexible and can be arranged after or during their production preferably by a printing process on a flexible carrier film.
  • a plurality of such carrier films may be arranged with printed electronic components.
  • Each support film has at least one side, advantageously on both sides, at least one film which consists of a flexible, preferably thin, substrate.
  • Functional elements in the form of non-printed electronic components and / or mechanical components can also be arranged on each film, including the carrier film. the. The positioning of the functional elements is largely freely selectable on the respective foils within the scope of the configuration.
  • the building-side film of the film structure for receiving non-printed electronic components and for coupling of electrical conductors can be used.
  • the user-side film can serve as a protective layer for the operating unit including all functional elements.
  • decorative elements as well as operating elements or control panels can be integrated.
  • Advantageous are intuitive control panels, which can be realized by large areas as well as tactile and / or haptic surfaces.
  • the user-side film can be easily cleaned by using suitable materials or has dirt-repellent or self-cleaning properties. The color and surface design of all slides is freely selectable.
  • the film structure constructed from a total of several layers can form a self-supporting structure of the operating unit and is overall mechanically flexible.
  • the operating unit can be integrated in a stable frame or in a housing structure, for example in the form of a so-called panel.
  • the control unit can be attached to a building-side support member, preferably a building wall or a piece of furniture, with different types of attachment are possible, for example by means of adhesive, magnetic or electrostatic adhesion or mechanical fastening techniques.
  • the type of attachment can be adapted to the properties of the carrier element, in particular to the material and / or surface condition.
  • an intermediate layer is formed on the back to unevenness on the support element, for. B. on plaster or a wallpaper to be able to compensate.
  • a releasable / reversible fastening technology can be realized to allow changing operating locations.
  • the functional elements of the operating unit are connected via electrical lines to a coupling point which is connected to a coupling point on the communication insert wired or wireless for the transmission of signals or electrical energy.
  • a wired connection can be made via a flexible PCB and a plug connection.
  • the wireless connection allows a great deal of freedom with respect to the arrangement of the operating unit.
  • the communication between the communication application and the electrical consumers can be wired and / or wireless.
  • the consumers can be switched directly or indirectly.
  • direct load-switching actions can be triggered starting from the operating element by the communication insert.
  • a signal transfer to load-switching actuators can follow via the communication insert, which then control the electric consumers as an intermediate element.
  • Various communication systems are used for this, for example bus-based systems such as LON, KNX or Zigbee.
  • FIG. 2 shows a front view of the operating unit according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a front view of another operating unit
  • FIG. 4 shows an exploded view of a further operating unit
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a further arrangement of an installation device in exploded view and a front view of the operating unit according to FIG. 6.
  • an installation device 1 is shown schematically, which is an installation device of the building installation technology in the illustrated embodiment, with a front-side control unit 2, wherein the various units are shown in an exploded view.
  • the installation device 1 is fastened in an installation box 4 arranged in a building wall 3.
  • the installation device 1 has a communication insert 5, which serves to control electrical consumers, not shown.
  • the operating unit 2 has different functional elements 9-1 1, which are connected in a wired manner to the communication insert 5 in order to enable an electrical supply and a signaling supply.
  • the functional elements in the operating unit 2 are connected via a flexible conductor structure 6 with a coupling point 7 in the form of a plug connection.
  • a coupling point 8 in the form of a complementary plug-in connection to the communication Insert 5 completes the electrical connection.
  • the operating unit 2 covers the installation box 4 and the communication insert 5 and is arranged flush with the building wall 3, wherein the coupling points 7 and 8 are completely in the installation box 4.
  • the connector can be used by appropriate housing body and the mechanically detachable or non-detachable connection between the control unit 2 and the installation device 1.
  • the communication between the communication insert 5 and the electrical consumers is not shown here, but can be wired and / or wireless.
  • the consumers can be switched directly or indirectly.
  • electrical consumers can be switched directly starting from the operating element 2 through the communication insert 5.
  • a signal transfer to load-switching actuators can follow via the communication insert 5, which then control the electric consumers as an intermediate element.
  • Various communication systems are used for this, for example bus-based systems such as LON, KNX or Zigbee.
  • the operating unit 2 comprises various functional elements 9-1 1, each of which is framed in a circular manner and, taken together in a planar manner, results in a control surface in the form of a foil 12.3.
  • Printed electronic components 9 are designed in the form of capacitive sensors as switches or buttons 9.1 and 9.2 for upward and downward movement of blinds and as a switch or button 9.3 for an energy saving function.
  • a display 10 with a temperature display and for illumination purposes an annular light-emitting element 1 1 is arranged.
  • the lighting element 1 1 is fed via light sources, not shown, in the communication insert 5, wherein in the final mounting position light source and lighting element 1 1 aligned with each other and preferred are fixed in order to transmit light.
  • the light-emitting element 1 1 can also be controlled by signals transmitted electrically to the operating unit 2.
  • the functional elements 9-1 1 can be identified in this illustration only on the basis of the visible control panels.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of an operating unit 2 in a front view.
  • the operating unit 2 is formed in a cross shape.
  • Printed electronic components 9 are designed in the form of capacitive sensors as switches or buttons 9.1 and 9.2 for upward and downward movement of blinds, as a switch or button 9.3 for energy saving function and in juxtaposition of several capacitive sensors as a sliding switch 9.4 for dimmable lighting , Furthermore, a brightness display 10.1 for the degree of dimming of the lighting is arranged as feedback.
  • the functional elements 9-1 1 can be identified in this illustration only on the basis of the visible control panels.
  • FIG 4 the basic structure of a control unit 2 is shown in more detail.
  • the operating unit 2 is realized as a flat image of a person.
  • Printed electronic components 9 are designed in the form of capacitive sensors as switches or buttons 9.1 and 9.2 for upward and downward movement of blinds, as a switch or button 9.3 for energy saving function and in juxtaposition of several capacitive sensors as a sliding switch 9.4 for dimmable lighting , Furthermore, a control panel lighting 9.5 is available.
  • the operating unit 2 consists of a film structure composed of a total of several layers 12, which is mechanically flexible in itself.
  • An overall 12.1 bäude facede film has a display 10 and an annular of a plurality of LED 's existing brightness display 1 1, which represents the degree of dimming of the lighting.
  • the film is 12.1 back equipped with an adhesive material to attach the complete film structure, for example, to a building wall 3.
  • An average carrier film 12.2 has the printed electronic components 9.1, 9.2, 9.3 and 9.4, which are preferably arranged during their production by a printing process on this flexible carrier film 12.2.
  • the printed electronic components 9.1, 9.2, 9.3 and 9.4 consist of several superimposed layers of functional materials and are designed as capacitive sensors.
  • a user-side film 12.3 serves, on the one hand, as a protective layer for the operating unit 2 itself and, on the other hand, for the functional elements 9-1 1 arranged on the underlying films. Furthermore, there are panels for the arranged on the underlying slides functional elements 9-1 1 on the slide 12.3.
  • the operating unit 2 can become part of the decoration or can be largely integrated (invisibly).
  • the operating unit 2 can be completely customized, for example, directly by the customer through appropriate electronic configuration programs with great variability in terms of shape, the background (design, color) and the combination of functionalities.
  • FIGS. 5 and 6 A further embodiment of the operating unit 2 is shown in FIGS. 5 and 6, wherein the operating unit 2 is arranged on a building wall 3 away from the remaining installation device 1.
  • Printed electronic components 9 are each in series of several capacitive sensors as a sliding switch 9.3 for various electrical loads (lighting 13.1, blind 13.2, presentation surface 13.3) executed. Desweite- ren is in each case as feedback a status display 10.1, 10.2 and 10.3 arranged for the degree of actuation of the consumer.
  • the functional elements 9-1 1 of the operating unit 2 are connected to a coupling point 7, not shown, which is connected to a coupling point 8 on the communication insert 5 wirelessly for the transmission of signals.
  • the electrical supply via not shown, arranged in the control unit 2 energy storage.
  • the control of the electrical loads 13.1, 13.2 and 13.3 via a bus-based communication system.
  • the wireless connection allows a great deal of freedom with regard to the arrangement of the operating unit 2.
  • the operating unit 2 can then be operated independently and remotely from the installation site to freely selectable places of use, for example in a meeting or lecture room.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit eines Installationsgerätes, wobei das Installationsgerät einen Kommunikationseinsatz zur Ansteuerung von elektrischen Verbrauchern umfasst, wobei die Bedieneinheit Funktionselemente aufweist, und wobei die Bedieneinheit drahtgebunden und/oder drahtlos mit dem Kommunikationseinsatz zur uni- oder birektionalen Signalübertragung und/oder zur Spannungsversorgung verbunden ist. Die Funktionselemente umfassen gedruckte elektronische Bauteile, die mechanisch flexibel ausgebildet sind, und auf einer mechanisch flexiblen Trägerfolie angeordnet sind.

Description

Titel: Bedieneinheit
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit eines Installationsgerätes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .
Bedieneinheiten für elektrische Installationsgeräte zur Ansteuerung von Schaltelementen oder Kommunikationseinsätzen sind in unterschiedlichster Art und Weise bekannt, beispielsweise für die Gebäudetechnik, für industrielle Geräte und Maschinen oder auch für Schaltschränke. Üblicherweise sind die Bedieneinheiten Bestandteil des Installationsgerätes, wobei entweder eine einzige kompakte Geräteeinheit oder ein modularer Geräteaufbau realisiert wird. Desweiteren ist es bekannt, Bedieneinheiten von den zu steuernden Schaltelementen oder Kommunikationseinsätzen getrennt anzuordnen, wobei die signaltechnische Kommunikation und/oder die elektrische Versorgung über eine drahtgebundene Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung erfolgt. Derartige Bedieneinheiten umfassen unterschiedliche Funktionselemente mit denen unterschiedlichste Anzeige- und/oder Bedienfunktionalitäten realisiert werden können.
Die Bedieneinheiten sind hinsichtlich ihrer körperlichen Gestaltung (Form, Farbe, Design) und der Anordnung einzelner Funktionselemente im Umfang des jeweiligen Produktspektrums festgelegt. Darüber hinaus führt eine Integration der Bedieneinheit in das Installationsgerät zu einer Bindung an den Installationsort des Installationsgerätes. Aufgrund dieser Systematik ist die Gestaltung und die Anordnung von Bedieneinheiten weitgehend unflexibel.
Aus der Halbleitertechnologie sind gedruckte elektronische Bauteile, sogenannte Printed Electronics bekannt, die mechanisch flexibel und flach- bauend ausgebildet sind. Die Herstellung dieser gedruckten elektronischen Bauteile erfolgt mit Hilfe normaler Druckverfahren. Als Druckmaterial zum Drucken von Elektronik werden Funktionsmaterialien statt grafischer Druckfarbe verwendet. Wie bei der konventionellen Elektronikherstellung werden leitende, halbleitende, dielektrische und/oder isolierende Materialien sowie aktive Materialien, z.B. für gedruckte Batterien, eingesetzt. Ein gedrucktes elektronisches Bauteil besteht typischerweise aus mehreren Schichten von Funktionsmaterialien, die übereinander gedruckt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bedieneinheit zu schaffen, mit der kundenspezifische und/oder anwendungsspezifische Ausführungsformen einfach realisiert werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung gemäß Patentanspruch 1 weist den Vorteil auf, dass für die Gestaltung einer Bedieneinheit hinsichtlich ihrer körperlichen Ausführungsform sowie der Anordnung von Funktionselementen weitgehende Freiheiten geschaffen werden. Kundenspezifische und anwendungsspezifische Lösungen können leicht realisiert werden.
Gedruckte elektronische Bauteile ermöglichen eine fertigungstechnisch einfache und kostengünstige Realisierung von unterschiedlichen Ausführungen von Bedieneinheiten. Eine Kombination von Funktionselementen auf Basis von gedruckten elektronischen Bauteilen mit nicht gedruckten elektrischen/elektronischen Bauelementen sowie mechanischen Bauelementen ist dabei weiterhin möglich. Die Bedieneinheit ist abhängig von den Funktionalitäten weitgehend frei konfigurierbar. Anwendungsspezifische und/oder kundenspezifische Anforderungen können direkt vom Hersteller, Architekten, Installateur oder Endverbraucher durch entsprechende Planungsmittel, beispielsweise elektronische bzw. computergestützte Konfigurationsprogramme, mit weitgehender Variabilität hinsichtlich der Form, der Farbe und des Materials sowie der Positionierung von Funktionselementen zusammengestellt werden.
Die erfindungsgemäße Bedieneinheit kann raumgestaltend eingesetzt werden, wobei eigenständige gestalterische Ausführungsformen als auch integrative Ausführungsformen in die Raumgestaltung einbezogen werden können, beispielsweise durch figürliche und/oder farbliche Gestaltungen. Vorteilhafterweise kann unter Beibehaltung bestehender Funktionalitäten durch die Verwendung einer entsprechend neu gestalteten Bedieneinheit leicht eine Anpassung an eine wechselnde Raumgestaltung realisiert werden. Eine Raumbedienung kann somit im Bedarfsfall einfach und kostengünstig erneuert und ausgewechselt werden.
Die gedruckten elektronischen Bauteile sind mechanisch flexibel und flachbauend ausgebildet und können mit Hilfe verschiedener Druckverfahren hergestellt werden. Mit Inline-Druckverfahren können viele Bauteile in kurzer Zeit gefertigt werden. Zur Senkung von Produktionskosten kommen kosteneffiziente Drucktechniken wie Siebdruck, Tiefdruck, Flexodruck und Offsetdruck sowie Digitaldruckverfahren zur Anwendung. Im Tintenstrahl- druckverfahren hergestellte Produkte ermöglichen verschiedene Freiheitsgrade hinsichtlich Design und Schichtdicke. Ist das richtige Design gefunden, können die Ergebnisse z.B. auf Siebdruckverfahren übertragen werden, das größere Schichtdicken und damit höchste Leistungen des aufgedruckten Materials ermöglicht. Ein gedrucktes elektronisches Bauteil besteht aus mehreren Schichten von Funktionsmaterialien, die übereinander gedruckt werden. Als Druckmaterial zum Drucken der gedruckten elektronischen Bauteile können leitende, halbleitende, dielektrische und/oder isolierende Materialien sowie aktive Materialien eingesetzt werden. Dies können entweder organische oder anorganische Materialien sein. Die Funktionsmaterialien müssen zu Druckfarben oder Druckpasten verarbeitet werden, um sie mittels Druckverfahren aufbringen zu können. Neben der Viskosität spielen dabei Faktoren wie Haftung und Kompatibilität zur darunterliegenden Schicht eine große Rolle, um eine optimale Funktionalität zu erreichen.
Aufgrund des einfachen und variantenreichen Herstellungsprozesses hinsichtlich der Material- und Farbzusammenstellung können hervorragend kundenspezifische und anwendungsspezifische Lösungen von der Kleinserie bis hin zu Individuallösungen gefertigt werden.
Die erfindungsgemäße Bedieneinheit ist für Installationsgeräte der Gebäudeinstallationstechnik geeignet, wobei das Installationsgerät gebäude- seitig befestigbar ist und einen Kommunikationseinsatz zur Ansteuerung von elektrischen Verbrauchern umfasst. Die Bedieneinheit kann lösbar oder unlösbar mit dem Installationsgerät verbunden sein. In einer anderen Ausführungsform ist die Bedieneinheit körperlich getrennt von dem Installationsgerät gebäudeseitig angeordnet. Weitere Anwendungsgebiete sind industrielle Geräte und Maschinen oder auch Schaltschränke
Die Bedieneinheit weist eine mehrschichtige Folienstruktur auf, in die Funktionselemente integriert sein können, die zur signaltechnischen Kommunikation und/oder zur elektrischen Versorgung mit dem Kommunikationseinsatz verbunden sind. Erfindungsgemäß können die Funktionselemente als gedruckte elektronische Bauteile ausgeführt sein, die mechanisch flexibel ausgebildet sind. Die Bedieneinheit umfasst einzeln oder in Kombination Funktionselemente, die elektrische, optische oder mechanische Funktionalitäten aufweisen, beispielsweise als Eingabe- und/oder Ausgabeelemente. Funktionselemente können gedruckte elektronische Bauteile, wie Sensoren, beispielsweise in kapazitiver, induktiver, resistiver, thermischer, optischer oder pho- tovoltaischer Ausführung, Leuchtelemente, z. B. OLED, Energiespeicher, Datenspeicher und/oder Prozessoren sowie nicht gedruckte elektronische Bauelemente, z. B. RFID-Elemente, Speicher, Batterien, LED, Display, und/oder mechanische Komponenten sein.
Üblicherweise benötigen die Funktionselemente der Bedieneinheit eine elektrische Energieversorgung. In einer Ausführungsform kann die elektrische Energie von dem Installationsgerät oder von dem Kommunikationseinsatz zugeführt werden, wobei drahtgebundene oder drahtlose Übertragungsverfahren möglich sind. Zur drahtlosen Energieübertragung eignen sich elektro-magnetische oder induktive Übertragungsverfahren.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine eigenständige Energieversorgung, beispielsweise durch auswechselbare oder selbstladende Energiespeicher. Vorteilhafterweise eignen sich hierfür Mikrobrennstoffzellen, die in weitgehend frei definierbarem Format realisierbar sind, von der Knopfzelle bis hin zu Folienaufbauten. Für Anwendungen bei denen es auf kleine Baugrößen und sehr lange Laufzeiten ankommt, ist ein sich selbst wieder beladender Energiespeicher eine vorteilhafte Lösung. Dies kann durch eine Kombination aus miniaturisiertem Energiespeicher und einem so genannten Micro Energy Harvesting (MEH)-Generator erreicht werden, der in der Lage ist, elektrische Energie aus der Umgebung, z. B. Lichteinstrahlung, zu gewinnen. In einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine eigenständige Energieversorgung, beispielsweise durch betätigungsabhängige Generierung von Energie, z. B. mittels piezo-elektrischer oder mechanischer Effekte. Diese Ausführungsformen ermöglichen eine platzsparende und langlebige Energieversorgung. Durch eine eigenständige Energieversorgung kann die Bedieneinheit autark und somit mobil und entfernt vom Installationsort an frei wählbaren Nutzungsorten bedient werden, beispielsweise in einem Besprechungs- oder Vortragsraum.
Eine Beleuchtung der Bedieneinheit oder die Abgabe von Lichtsignalen von der Bedieneinheit kann durch Beleuchtungsquellen des Kommunikationseinsatzes gespeist werden, indem Licht durch optische Leiter zu den entsprechenden Leuchtelementen geleitet wird. Alternativ können auch autarke Beleuchtungsquellen in der Bedieneinheit eingesetzt werden, die die erforderliche elektrische oder optische Energie aus der Umgebung der Bedieneinheit gewinnen, z. B. durch Elektrolumineszenz oder photovoltai- sche Effekte.
Die Bedieneinheit weist eine mehrschichtige Folienstruktur auf, in die verschiedene Funktionselemente integriert sein können. Die Funktionselemente in Form von gedruckten elektronischen Bauteilen sind mechanisch flexibel ausgebildet und können nach oder während ihrer Herstellung vorzugsweise durch ein Druckverfahren auf einer flexiblen Trägerfolie angeordnet werden. Innerhalb der Folienstruktur können mehrere derartiger Trägerfolien mit gedruckten elektronischen Bauteilen angeordnet sein. Jede Trägerfolie weist zumindest einseitig, vorteilhafterweise beidseitig, mindestens eine Folie auf, die aus einem flexiblen, vorzugsweise dünnen, Substrat besteht. Auf jeder Folie einschließlich der Trägerfolie können auch Funktionselemente in Form von nicht gedruckten elektronischen Bauelementen und/oder mechanischen Komponenten angeordnet wer- den. Die Positionierung der Funktionselemente ist auf den jeweiligen Folien im Rahmen der Konfiguration weitgehend frei wählbar.
Vorzugsweise kann die gebäudeseitige Folie der Folienstruktur zur Aufnahme von nicht gedruckten elektronischen Bauteilen und zur Auskopplung von elektrischen Leitern genutzt werden. Die nutzerseitige Folie kann als Schutzschicht für die Bedieneinheit einschließlich aller Funktionselemente dienen. Desweiteren können dekorative Elemente sowie Bedienelemente oder Bedienfelder integriert werden. Vorteilhaft sind intuitive Bedienfelder, die durch großflächige Bereiche sowie taktile und/oder hapti- sche Oberflächen realisiert werden können. Vorteilhafterweise lässt sich die nutzerseitige Folie durch Verwendung geeigneter Materialien leicht reinigen oder weist schmutzabweisende oder selbstreinigende Eigenschaften auf. Die farbliche und flächige Ausgestaltung aller Folien ist frei wählbar. Die aus insgesamt mehreren Schichten aufgebaute Folienstruktur kann eine selbsttragende Struktur der Bedieneinheit ausbilden und ist insgesamt mechanisch flexibel. In einer weiteren Ausführungsform kann die Bedieneinheit in einen stabilen Rahmen oder in eine Gehäusestruktur integriert werden, beispielsweise in Form eines sogenannten Panels.
Die Bedieneinheit kann an einem gebäudeseitigen Trägerelement, vorzugsweise einer Gebäudewand oder einem Einrichtungsgegenstand befestigt werden, wobei verschiedene Befestigungsarten möglich sind, beispielsweise mittels adhäsiver, magnetischer oder elektrostatischer Haftung oder mechanischer Befestigungstechniken. Die Art der Befestigung kann an die Eigenschaften des Trägerelementes, insbesondere an die Material- und/oder Oberflächenbeschaffenheit, angepasst werden. Vorzugsweise ist an der Rückseite eine Zwischenschicht ausgebildet, um Unebenheiten am Trägerelement, z. B. am Putz oder einer Tapete, ausgleichen zu können. Vorteilhafterweise kann auch eine lösbare/reversible Befestigungstechnik realisiert werden, um wechselnde Bedienorte zu ermöglichen. Die Funktionselemente der Bedieneinheit sind über elektrische Leitungen an eine Koppelstelle angeschlossen, die mit einer Koppelstelle an dem Kommunikationseinsatz drahtgebunden oder drahtlos zur Übertragung von Signalen oder elektrischer Energie verbindbar ist. Eine drahtgebundene Verbindung kann über eine flexible PCB und eine Steckverbindung erfolgen. Insbesondere die drahtlose Anbindung ermöglicht eine große Freiheit bezüglich der Anordnung der Bedieneinheit.
Die Kommunikation zwischen dem Kommunikationseinsatz und den elektrischen Verbrauchern kann drahtgebunden und/oder drahtlos erfolgen. Die Verbraucher können direkt oder indirekt geschaltet werden. Einerseits können ausgehend von dem Bedienelement durch den Kommunikationseinsatz direkt lastschaltende Aktionen ausgelöst werden. In einer anderen Ausführung kann über den Kommunikationseinsatz ein Signaltransfer zu lastschaltenden Aktoren folgen, die als Zwischenglied dann die elektrischen Verbraucher ansteuern. Hierzu dienen unterschiedliche Kommunikationssysteme, beispielsweise busgestützte Systeme wie LON, KNX oder Zigbee.
Der vorbeschriebene Aufbau ermöglicht individuelle, kundenspezifische Bedieneinheiten hinsichtlich der designerischen Ausgestaltung, sowie der Funktion und Positionierung von Funktionselementen auf einer Folie/Folienstruktur.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen.
Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Installationsgerätes in Explosionsansicht,
Figur 2 eine Frontansicht der Bedieneinheit gemäß Figur 1 ,
5
Figur 3 eine Frontansicht einer weiteren Bedieneinheit,
Figur 4 eine Explosionsansicht einer weiteren Bedieneinheit, i o Figur 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Anordnung eines Installationsgerätes in Explosionsansicht und eine Frontansicht der Bedieneinheit gemäß Figur 6.
15 Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind in der nachfolgenden Beschreibung mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In Figur 1 ist schematisch ein Installationsgerät 1 gezeigt, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Installationsgerät der Gebäudeinstallationstechnik ist, mit einer frontseitigen Bedieneinheit 2, wobei die verschiedenen Einheiten in einer Explosionsansicht dargestellt sind. Das Installationsgerät 1 ist in einer in einer Gebäudewand 3 angeordneten Installationsdose 4 befestigt. Das Installationsgerät 1 weist einen Kommunikationseinsatz 5 auf, der zur Ansteuerung von nicht dargestellten elektrischen Verbrauchern dient. Die Bedieneinheit 2 weist unterschiedliche Funktionselemente 9-1 1 auf, die drahtgebunden mit dem Kommunikationseinsatz 5 verbunden sind, um eine elektrische Versorgung und eine signaltechnische Versorgung zu ermöglichen. Hierzu sind die Funktionselemente in der Bedieneinheit 2 über eine flexible Leiterstruktur 6 mit einer Koppelstelle 7 in Form einer Steckverbindung verbunden. Eine Koppelstelle 8 in Form einer komplementären Steckverbindung an dem Kommunika- tionseinsatz 5 vervollständigt die elektrische Verbindung. In montierter Stellung aller Einheiten verdeckt die Bedieneinheit 2 die Installationsdose 4 und den Kommunikationseinsatz 5 und ist flächenbündig an der Gebäudewand 3 angeordnet, wobei die Koppelstellen 7 und 8 sich vollständig in der Installationsdose 4 befinden. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Steckverbindung durch entsprechende Gehäusekörper auch der mechanisch lösbaren oder unlösbaren Verbindung zwischen der Bedieneinheit 2 und dem Installationsgerät 1 dienen.
Die Kommunikation zwischen dem Kommunikationseinsatz 5 und den elektrischen Verbrauchern ist hier nicht näher dargestellt, kann jedoch drahtgebunden und/oder drahtlos erfolgen. Die Verbraucher können direkt oder indirekt geschaltet werden. Einerseits können ausgehend von dem Bedienelement 2 durch den Kommunikationseinsatz 5 direkt elektrische Verbraucher geschaltet werden. In einer anderen Ausführung kann über den Kommunikationseinsatz 5 ein Signaltransfer zu lastschaltenden Aktoren folgen, die als Zwischenglied dann die elektrischen Verbraucher ansteuern. Hierzu dienen unterschiedliche Kommunikationssysteme, beispielsweise busgestützte Systeme wie LON, KNX oder Zigbee.
Gemäß Figur 2 umfasst die Bedieneinheit 2 verschiedene Funktionselemente 9-1 1 , die jeweils kreisförmig umrahmt sind und flächig zusammen- gefasst eine Bedienfläche in Form einer Folie 12.3 ergeben. Gedruckte elektronische Bauteile 9 sind in Form von kapazitiven Sensoren als Schalter bzw. Taster 9.1 und 9.2 für Aufwärts- und Abwärtsbewegung von Jalousien und als Schalter bzw. Taster 9.3 für eine Energiesparfunktion ausgeführt. Desweiteren ist ein Display 10 mit einer Temperaturanzeige sowie zu Beleuchtungszwecken ein ringförmiges Leuchtelement 1 1 angeordnet. Das Leuchtelement 1 1 wird über nicht dargestellte Lichtquellen im Kommunikationseinsatz 5 gespeist, wobei in der endgültigen Montageposition Lichtquelle und Leuchtelement 1 1 zueinander ausgerichtet und Vorzugs- weise fixiert sind, um Licht übertragen zu können. Alternativ kann das Leuchtelement 1 1 auch durch elektrisch zur Bedieneinheit 2 übertragene Signale angesteuert werden. Die Funktionselemente 9-1 1 sind in dieser Darstellung nur anhand der sichtbaren Bedienfelder zu identifizieren.
Beispielhaft ist in der Figur 3 eine weitere Ausführungsform einer Bedieneinheit 2 in Frontansicht dargestellt. Die Bedieneinheit 2 ist kreuzförmig ausgebildet. Gedruckte elektronische Bauteile 9 sind in Form von kapazitiven Sensoren als Schalter bzw. Taster 9.1 und 9.2 für Aufwärts- und Abwärtsbewegung von Jalousien, als Schalter bzw. Taster 9.3 für eine Energiesparfunktion und in Aneinanderreihung mehrerer kapazitiver Sensoren als Schiebetaster 9.4 für eine dimmbare Beleuchtung ausgeführt sind. Desweiteren ist als Rückmeldung eine Helligkeitsanzeige 10.1 für den Dimmgrad der Beleuchtung angeordnet. Die Funktionselemente 9-1 1 sind in dieser Darstellung nur anhand der sichtbaren Bedienfelder zu identifizieren.
In Figur 4 ist der prinzipielle Aufbau einer Bedieneinheit 2 näher dargestellt. Die Bedieneinheit 2 ist dabei als flächiges Abbild einer Person realisiert. Gedruckte elektronische Bauteile 9 sind in Form von kapazitiven Sensoren als Schalter bzw. Taster 9.1 und 9.2 für Aufwärts- und Abwärtsbewegung von Jalousien, als Schalter bzw. Taster 9.3 für eine Energiesparfunktion und in Aneinanderreihung mehrerer kapazitiver Sensoren als Schiebetaster 9.4 für eine dimmbare Beleuchtung ausgeführt sind. Desweiteren ist eine Bedienfeldbeleuchtung 9.5 vorhanden.
Die Bedieneinheit 2 besteht aus einer aus insgesamt mehreren Schichten 12 aufgebaute Folienstruktur, die in sich mechanisch flexibel ist. Eine ge- bäudeseitige Folie 12.1 weist ein Display 10 und eine ringförmige aus mehreren LED's bestehende Helligkeitsanzeige 1 1 auf, die den Dimmgrad der Beleuchtung wiedergibt. Darüber hinaus ist die Folie 12.1 rückseitig mit einem Klebematerial ausgestattet, um die komplette Folienstruktur beispielsweise an einer Gebäudewand 3 zu befestigen. Eine mittlere Trägerfolie 12.2 weist die gedruckten elektronischen Bauteile 9.1 , 9.2, 9.3 und 9.4 auf, die während ihrer Herstellung vorzugsweise durch ein Druckverfahren auf dieser flexiblen Trägerfolie 12.2 angeordnet werden. Die gedruckten elektronischen Bauteile 9.1 , 9.2, 9.3 und 9.4 bestehen aus mehreren übereinander gedruckten Schichten von Funktionsmaterialien und sind als kapazitive Sensoren ausgeführt. Anschlüsse der Funktionselemente 9-1 1 sind zentral auf der Trägerfolie 12.2 zusammengeführt und sind über eine flexible Leiterstruktur 6 mit der hier nicht dargestellten Koppelstelle 7 verbunden. Eine nutzerseitige Folie 12.3 dient einerseits als Schutzschicht für die Bedieneinheit 2 selbst sowie andererseits für die auf den darunter liegenden Folien angeordneten Funktionselemente 9-1 1 . Desweiteren befinden sich Bedienfelder für die auf den darunter liegenden Folien angeordneten Funktionselemente 9-1 1 auf der Folie 12.3.
Die erfindungsgemäße Bedieneinheit 2 kann zu einem Bestandteil der Dekoration werden bzw. weitgehend (unsichtbar) integriert werden. Die Bedieneinheit 2 ist vollständig kundenspezifisch herstellbar, beispielsweise direkt seitens des Kunden durch entsprechende elektronische Konfigurationsprogramme mit weitgehender Variabilität hinsichtlich der Form, des Hintergrundes (Design, Farbe) sowie der Kombination von Funktionalitäten.
In Figur 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform der Bedieneinheit 2 dargestellt, wobei die Bedieneinheit 2 entfernt vom übrigen Installationsgerät 1 an einer Gebäudewand 3 angeordnet ist. Gedruckte elektronische Bauteile 9 sind jeweils in Aneinanderreihung mehrerer kapazitiver Sensoren als Schiebetaster 9.3 für verschiedene elektrische Verbraucher (Beleuchtung 13.1 , Jalousie 13.2, Präsentationsfläche 13.3) ausgeführt. Desweite- ren ist jeweils als Rückmeldung eine Zustandsanzeige 10.1 , 10.2 und 10.3 für den Betätigungsgrad des Verbrauchers angeordnet.
Die Funktionselemente 9-1 1 der Bedieneinheit 2 sind an eine nicht dargestellte Koppelstelle 7 angeschlossen, die mit einer Koppelstelle 8 an dem Kommunikationseinsatz 5 drahtlos zur Übertragung von Signalen verbunden ist. Die elektrische Versorgung erfolgt über nicht dargestellte, in der Bedieneinheit 2 angeordnete Energiespeicher. Die Ansteuerung der elektrischen Verbraucher 13.1 , 13.2 und 13.3 erfolgt über ein busgestütztes Kommunikationssystem. Die drahtlose Anbindung ermöglicht eine große Freiheit bezüglich der Anordnung der Bedieneinheit 2. Die Bedieneinheit 2 kann dann autark sowie mobil und entfernt vom Installationsort an frei wählbaren Nutzungsorten bedient werden, beispielsweise in einem Besprechungs- oder Vortragsraum.
Die vorstehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste
1 Installationsgerät
2 Bedieneinheit
3 Gebäudewand
4 Installationsdose
5 Kommunikationseinsatz
6 Leiterstruktur
7 Koppelstelle
8 Koppelstelle
9 Gedrucktes elektronisches Bauteil
10 Display, Anzeige
1 1 Leuchtelement
12 Folie
13 Elektrischer Verbraucher

Claims

Patentansprüche
1 . Bedieneinheit eines Installationsgerätes (1 ), insbesondere der Gebäudeinstallationstechnik,
wobei das Installationsgerät (1 ) einen Kommunikationseinsatz (5) zur Ansteuerung von elektrischen Verbrauchern (13) um- fasst,
■ wobei die Bedieneinheit (2) Funktionselemente (10, 1 1 ) aufweist, und
wobei die Bedieneinheit (2) drahtgebunden und/oder drahtlos mit dem Kommunikationseinsatz (5) zur uni- oder birektionalen Signalübertragung und/oder zur Spannungsversorgung verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
■ die Funktionselemente gedruckte elektronische Bauteile (9) umfassen, die mechanisch flexibel ausgebildet sind, und auf einer mechanisch flexiblen Trägerfolie (12.2) angeordnet sind.
2. Bedieneinheit nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckten elektronischen Bauteile (9) Sensoren, Displays, Leuchtelemente, Energiespeicher, Datenspeicher und/oder Prozessoren umfassen.
3. Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (12.2) mit den Funktionselementen (9) zumindest einseitig mindestens eine Folie (12.1 , 12.3) aufweist.
4. Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (12.1 , 12.2, 12.3) aus einem flexiblen Substrat besteht.
5. Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (2) mechanische Bauelemente und/oder nicht gedruckte elektrische Bauelemente umfasst.
5
6. Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionselemente (9-1 1 ) an der Bedieneinheit (2) an eine erste Koppelstelle (7) angeschlossen sind, die mit einer zweiten Koppelstelle (8) an dem i o Kommunikationseinsatz (5) drahtgebunden oder drahtlos elektrisch verbindbar ist.
7. Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsele-
15 mente (9-1 1 ) von dem Kommunikationseinsatz (5), eigenständig und/oder durch benutzerseitige Betätigung elektrisch versorgt werden.
8. Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Pa- 20 tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Leuchtelemente (1 1 ) der Bedieneinheit durch Beleuchtungsquellen des Kommunikationseinsatzes (5) und/oder durch eigenständige Beleuchtungsquellen gespeist sind.
25 9. Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Signale zwischen dem Kommunikationseinsatz (5) und den elektrischen Verbrauchern (13) drahtgebunden und/oder drahtlos übertragbar sind. Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (2) an einem Trägerelement (3) befestigt ist.
Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (2) und das Installationsgerät (1 ) körperlich nicht verbunden sind.
Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung und/oder Ausgestaltung der Funktionselemente (9-1 1 ) und/oder der Folien (12) nach individuellen und/oder anwendungsspezifischen Vorgaben mittels eines Planungsmittels planbar sind und als Parameter für die Herstellung der Bedieneinheit (2) verwendbar sind.
Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Positionierung der Funktionselemente (9-1 1 ) zwischen den Folien (12) individuell konfigurierbar ist.
Bedieneinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form, das Material, die Oberfläche und/oder das Design der Folien (12) individuell konfigurierbar ist.
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