EP4143930A1 - Elektrische verbindungsvorrichtung, transceiversystem und verfahren zum betrieb der elektrischen verbindungsvorrichtung - Google Patents

Elektrische verbindungsvorrichtung, transceiversystem und verfahren zum betrieb der elektrischen verbindungsvorrichtung

Info

Publication number
EP4143930A1
EP4143930A1 EP21725425.9A EP21725425A EP4143930A1 EP 4143930 A1 EP4143930 A1 EP 4143930A1 EP 21725425 A EP21725425 A EP 21725425A EP 4143930 A1 EP4143930 A1 EP 4143930A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical
signal
data
connection device
electrical connection
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Withdrawn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
EP21725425.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sharang Deepak PARNERKAR
Marcel RUFF
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.)
Netwake GmbH
ETO Magnetic GmbH
Original Assignee
Netwake GmbH
ETO Magnetic GmbH
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 Netwake GmbH, ETO Magnetic GmbH filed Critical Netwake GmbH
Publication of EP4143930A1 publication Critical patent/EP4143930A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6675—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit with built-in power supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/001—Energy harvesting or scavenging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6691—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit with built-in signalling means

Definitions

  • the preamble of claim 1 a transceiver system according to claim 19 and a method for operating the electrical connection device according to the preamble of claim 22.
  • connection elements with at least one connection element, which is provided for a physical connection to a data line, such as, for example, various forms of commercially available D-subminiature plugs, are already known.
  • the object of the invention is, in particular, to provide a device of the generic type with advantageous properties with regard to the simplest possible operability and / or with regard to flexibility of use.
  • the object is achieved according to the invention by the features of patent claims 1, 19 and 22, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the subclaims.
  • the invention is based on an electrical connection device, in particular an electrical plug connector device, with at least one connection element which is provided for a physical connection to a data line. It is proposed that the electrical connection device has a signal harvesting unit, in particular an RS-232 signal harvesting unit, which is provided for the purpose of generating at least part of an electrical data signal output by the data line for generating electrical energy, in particular at least to generate electrical operating energy for signaling data conversion and / or for radio signal transmission.
  • a signal harvesting unit in particular an RS-232 signal harvesting unit, which is provided for the purpose of generating at least part of an electrical data signal output by the data line for generating electrical energy, in particular at least to generate electrical operating energy for signaling data conversion and / or for radio signal transmission.
  • one advantage of an RS-232 connection is that cable lengths of over 100 m at 9600 baud are not uncommon, with other technologies, such as USB cables, being limited to lengths of around 5 m.
  • a power supply by means of energy storage devices such as batteries or accumulators can advantageously be dispensed with, whereby maintenance expenditure can advantageously be kept low.
  • a high level of energy efficiency can advantageously be achieved.
  • special programming, in particular by the user, of the system transmitting the data signal can advantageously be dispensed with.
  • a plug-in and play compatible connection device with signaling data conversion capacity can be obtained.
  • an “electrical connection device”, in particular an “electrical connector device”, should preferably be understood to mean at least a part, in particular a subassembly, of an electrical connector which is provided for separating and / or connecting electrical lines.
  • the electrical connection device can comprise an entire plug connector.
  • the electrical connection device is designed as a serial interface connector.
  • the electrical connector has a D-subminiature design, preferably a DE-09 design, a DB-25 design or another standardized D-subminiature design used in particular for RS-232 interfaces.
  • the electrical connector has a mini-DIN design, a modular 8P8C design or a completely company-specific design.
  • the electrical connection device comprises one or more connection elements.
  • at least one of the connecting elements can be designed as a male connecting part, in particular a plug with outwardly pointing contact pins, of an electrical plug connection.
  • at least one of the connecting elements can be designed as a female connecting part, in particular a socket with inwardly facing contact openings, of an electrical plug connection.
  • the electrical connection device forms a type of dongle, preferably a dongle.
  • the electrical connection device, preferably the dongle has a radio transmission capacity.
  • the dongle is intended to communicate in terms of radio transmission with at least one further, in particular at least essentially identical, dongle.
  • a "physical connection to the data line” is to be understood in particular as a connection which is intended to to establish electrical contact with the data line, and / or which is provided to pick up and / or transmit an electrical signal.
  • “Provided” is to be understood in particular as specifically programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is provided for a specific function should be understood in particular to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
  • a “signal flarvesting unit” is to be understood in particular as an electrical component which is provided to extract and / or obtain electrical energy from an electrical data signal, for example a serial data signal from an RS-232 interface.
  • the signal flarvesting unit is preferably provided to feed the withdrawn and / or obtained electrical energy to a new purpose (for example radio signal transmission, signal data conversion and / or energy storage charge) different from the original purpose (for example cable-based signal transmission).
  • the signal flarvesting unit is provided to extract electrical energy from the transmitted data signal during an active data transmission through the data line and / or to obtain electrical energy from the transmitted data signal.
  • the signal flarvesting unit is preferably provided to extract electrical energy from an idle signal of the data line during an idle state (“idle” state) of the data line and / or to obtain electrical energy from the idle state signal of the data line.
  • the signal flarvesting unit is provided to extract electrical energy from the transmitted simplex data signal during an active simplex data transmission operation of the data line and / or to obtain electrical energy from the transmitted simplex data signal.
  • the signal flarvesting unit is provided during an active duplex data transmission operation of the data line to the transmitted duplex Data signal to extract electrical energy and / or to obtain electrical energy from the transmitted duplex data signal.
  • the data line is designed in particular as an electrical data line.
  • An “electrical data signal output by the data line” is to be understood in particular as a current signal or preferably a voltage signal, which is preferably generated and / or output by a device connected to an opposite end of the data line, for example a computer.
  • a “signaling data conversion” is to be understood in particular as a conversion of an input data signal, for example the (serial RS-232) data signal of the data line, into an output data signal, for example a (Bluetooth Low Energy) radio data signal.
  • the electrical data signal used in particular by the signal harvesting unit to generate energy is an electrical voltage signal, an effective, in particular an energy-efficient, signal harvesting can advantageously be made possible.
  • the electrical data signal is a data signal of a voltage interface.
  • the electrical data signal could also be a data signal of a power interface.
  • the electrical data signal is preferably a modulated voltage signal.
  • the electrical data signal is an, in particular digital, data signal in which preferably binary states are implemented by changing the electrical voltage level, for example through different, preferably positive and negative, electrical voltage levels.
  • the electrical data signal used in particular by the signal harvesting unit to generate energy is a Recommended Standard 232 (RS-232) signal or a Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) signal from a serial interface, in particular an RS-232 Interface or a Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) interface
  • RS-232 Recommended Standard 232
  • UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter
  • a serial interface in particular an RS-232 Interface or a Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) interface
  • an energy supply for the electrical connection device can advantageously already be implemented through the typical (standardized) UART settings and / or through the typical (standardized) RS-232 settings.
  • the electrical data signal is a data signal from a serial Dual Universal Asynchronous Receiver Transmitter (DUART) interface or a data signal from a serial Universal Synchronous / Asynchronous Receiver Transmitter (USART) interface.
  • DUART Dual Universal Asynchronous Receiver Transmitter
  • USART serial Universal Synchronous / Asynchronous Receiver Transmitter
  • a UART signal converts between 0 V and a maximum of about +5 V, preferably between 0 V and about +3 V.
  • the RS-232 signal converts between -12 V and +12 V.
  • a voltage level of the RS- 232 signal evaluated as 0 (space) if the voltage level of the RS-232 signal is between +3 V and +15 V.
  • the voltage level of the RS-232 signal is evaluated as 1 (mark) if the voltage level of the RS-232 signal is between -3 V and -15 V.
  • the electrical connection device preferably the UART interface, comprises a level converter, which is provided at least to adapt voltages to a typical UART voltage level and / or to a typical RS-232 voltage level, preferably voltages between the typical UART voltage level and the typical RS-232 voltage level.
  • the electrical data signal used in particular by the signal harvesting unit for energy generation have at least one Tx signal of the serial interface, in particular a signal of a Transmitted exchange Data (TxD) data line of the UART interface and / or the RS -232- interface.
  • TxD Transmitted exchange Data
  • an energy supply for the electrical connection device can advantageously already be implemented through the typical (standardized) UART settings and / or through the typical (standardized) RS-232 settings.
  • the signal harvesting Unit the electrical energy from the Tx line, alternatively, however, energy generation from an Rx line or from a GND line, in particular any line of the RS-232 connection to which a voltage is applied, is also conceivable.
  • the electrical connection device has a plug-and-play functional principle, particularly simple and / or particularly user-friendly handling can advantageously be made possible.
  • a “plug-and-play operating principle” is to be understood as meaning that the electrical connection device is fully functional immediately after being connected to a device, for example to a computer, a control device or the like, without any settings being made on the device or on the electrical connection device must be made and / or without drivers or other software programs must be installed on the device.
  • firmware integrated in the electrical connection device allows direct, in particular full, operation of the electrical connection device with the typical settings of an RS-232 interface to which the electrical connection device is connected “plug and play”.
  • the plug-and-play functional principle advantageously means that no external power supply of the electrical connection device, in particular no power supply different from the TxD data line of the RS-232 interface, which is preferably operated according to the typical RS-232 settings, is required.
  • the signal harvesting unit is provided to at least partially, preferably completely, the part of the voltage of the electrical voltage signal that has a negative sign for the generation of electrical energy, in particular by means of an inversion of the from the data line output electrical data signal.
  • a high level of efficiency can advantageously be achieved.
  • a particularly effective signal harvesting can advantageously be achieved, in particular since the electrical data signal output by the data line is predominantly a negative one Voltage (see, among others, the RS-232 "idle" status).
  • the negative voltage part in particular does not form part of the UART signal, so it can advantageously be completely removed without negatively affecting the data transmission.
  • the electrical connection device has at least one discrete or an integrated electrical circuit, for example the level converter, a clamper, a clipper and / or an electrical valve, in particular with at least one diode, which is provided at least to the part of the voltage of the electrical
  • a voltage signal with a negative sign is to be branched off, possibly inverted, and preferably forwarded to a DC-DC converter, to an energy store and / or to a data processing unit, for example a microcontroller.
  • the signal harvesting unit is provided at least to reduce the part of the voltage of the electrical voltage signal that has a positive sign to a reduced voltage level, in particular to a voltage level that is minimal on the input side (on the PC or on the ASIC) is necessary in order to successfully reconstruct the data contained in the original electrical data signal, for example to regulate and / or limit it to a voltage level compatible with transistor-transistor logic (TTL).
  • TTL transistor-transistor logic
  • TTL transistor-transistor logic
  • the discrete or the integrated electrical circuit of the electrical connection device for example the level converter, the clamper, the clipper and / or the electrical valve is provided to branch off that part of the voltage of the electrical voltage signal that has a positive sign, and preferably to the Pin, in particular the data input pin of the PC.
  • the Discrete or the integrated electrical circuit of the electrical connection device is provided to limit and / or regulate a current passed on to the pin, in particular the data input pin, to a current value that is safe for the PC.
  • the pC in particular a data input of the pC, can advantageously be secured against an overcurrent.
  • a “reduced voltage level” is to be understood as meaning, in particular, a positive voltage level below 5 V, preferably a positive voltage level below 3.3 V and particularly preferably a voltage level between approximately 1.2 V and approximately 5 V.
  • the reduced voltage level can in particular be the TTL-compatible voltage level or another logic voltage level (e.g. a typical "complementary metal-oxide-semiconductor” (CMOS) voltage level, a 0 V-3 V logic level, a 0 V-5 V logic level, or the like).
  • CMOS complementary metal-oxide-semiconductor
  • the data signal is completely extracted from that part of the voltage of the electrical voltage signal which has a positive sign.
  • the signal harvesting unit is provided at least to branch off that part of the voltage of the electrical voltage signal that has a positive sign to generate electrical energy, a particularly high level of energy efficiency can advantageously be achieved. As a result, a residual energy of the part of the voltage of the electrical voltage signal which has a positive sign can advantageously be used for charging the energy store or for operating the PC.
  • the signal harvesting unit is provided to branch off the excess part of the part of the voltage of the electrical voltage signal that has a positive sign that remains after the adjustment to the reduced voltage level in order to generate electrical energy.
  • the signal harvesting unit is provided at least to completely branch off at least one, in particular a temporal, part of an electrical voltage signal, which has a positive sign and forms a bit, in order to generate electrical energy.
  • the signal harvesting unit is provided to, after successful detection of a state of a bit, a remainder of the electrical voltage signal forming the bit with the positive sign, which remains at least essentially constant in particular until the next bit is expected to arrive Branch generation of electrical energy.
  • the electrical connection device has a data processing unit, in particular a microcontroller, for signal-related conversion of the electrical data signal output by the data line.
  • the pC receives the electrical data signal, preferably regulated to the reduced voltage level or the TTL-compatible voltage level.
  • the pC converts the electrical data signal using signals.
  • the pC outputs the signal-technically converted data signal, preferably to a radio module, preferably to a Bluetooth LE radio module (BLE> 5.0 radio module).
  • the data processing unit can also include a programmable or hard-wired logic.
  • the data processing unit can be designed as an “Application-Specific Integrated Circuit” (ASIC) or as a “Field-Programmable Gate Array” (FPGA).
  • a plug-and-play functionality of the electrical connection device can advantageously be achieved.
  • An independence from external power sources and / or batteries / accumulators can advantageously be achieved.
  • a “direct supply of electrical energy by the signal flarvesting unit” is intended to mean, in particular, an (indirect) energy supply by the electrical energy, which, in particular without intermediate storage, is connected to a Input of the connecting device is received, can be understood.
  • An “indirect supply of electrical energy by the signal harvesting unit” is to be understood as meaning, in particular, an energy supply by electrical energy that is taken from an energy store that was previously charged by energy that was received at the input of the connecting device.
  • the electrical connection device has a radio module with a transmitter, which is provided at least to wirelessly transmit the information contained in the electrical data signal.
  • a transmitter is designed as a Bluetooth transmitter, preferably as a Bluetooth 5.0 transmitter, advantageously as a Bluetooth Low Energy transmitter and preferably as a Bluetooth Low Energy> 5.0 (BLE> 5.0) transmitter.
  • the transmitter has a range of at least 100 m and preferably of at least 75 m.
  • the radio module has an ANT transmitter, an ANT + transmitter, a ZigBee transmitter and / or a Z-Wave transmitter.
  • the radio module is provided to transmit the electrical data signal converted by the pC as a wireless radio signal.
  • the electrical connection device is provided to convert the electrical data signal, in particular the RS-232 signal, into another wired electrical data signal.
  • the electrical connection device is designed as an adapter, which advantageously manages without an additional external power supply and without an integrated battery / accumulator (examples: RS-232 to Ethernet adapter, RS-232 to CAN adapter, RS-232 to WLAN adapter, RS -232 to USB adapter, RS-232 to UART adapter etc.). It is further proposed that the electrical connection device has a radio module with a receiver, which is provided at least to receive radio data signals. In this way, wireless signal forwarding can advantageously be made possible. A simple and inexpensive installation can thereby advantageously be made possible. In this way, flexible and / or versatile applicability can advantageously be achieved.
  • the receiver is designed as a Bluetooth receiver, preferably as a low energy receiver, advantageously as a Bluetooth 5.0 receiver and preferably as a Bluetooth Low Energy> 5.0 (BLE> 5.0) receiver.
  • the radio module has an ANT receiver, an ANT + receiver, a ZigBee receiver and / or a Z-Wave receiver.
  • the electrical connection device in particular the PC, is provided to convert the signal received by the receiver in terms of signal technology and to transmit it as an electrical data signal.
  • the transmitter and the receiver are at least partially formed in one piece with one another, for example as a single antenna that can be operated in a dual mode, in particular a Bluetooth low energy antenna.
  • the radio module is preferably provided to communicate with further radio modules of at least essentially identically designed electrical connection devices.
  • the data processing unit in particular the microcontroller, be provided to convert the radio data signals received by the receiver into an electrical data signal, in particular into an RS-232 data signal or, for example, into a UART data signal with TTL level, which into a data line, in particular another data line to which the electrical connection device is connected, preferably into a Tx data line of the RS-232 interface, into an Rx data line of the RS-232 interface, into an Rx data line of the UART Interface and / or in a corresponding data line of the UART interface, can be fed.
  • This enables two-way communication to be advantageous be made possible.
  • the electrical data signal preferably during the conversion from the radio signal or after the conversion from the radio signal, is regulated up to an RS-232-compliant voltage by the electrical connection device.
  • the discrete or the integrated electronic circuit, preferably the level converter, of the electrical connection device is provided to upregulate the electrical data signal to a valid RS-232 level before it is fed into the (Rx) data line of the RS-232 interface.
  • the voltage level to which the level converter is used can be a voltage level in a range just within a valid RS-232 level of just over ⁇ 5 V, e.g. ⁇ 5.5 V or a default RS-232 Voltage level of approximately ⁇ 12 V.
  • the discrete or the integrated electronic circuit, preferably the level converter preferably has a charge pump for floch control of the electrical data signal.
  • radio module is supplied with electrical energy directly or indirectly by the signal flarvesting unit, plug-and-play functionality of the electrical connection device can advantageously be achieved.
  • An independence from external power sources and / or batteries / accumulators can advantageously be achieved.
  • the electrical connection device has an energy store for storing at least part of the electrical energy obtained by the signal flarvesting unit.
  • the energy store is designed as an accumulator or as a supercapacitor.
  • the energy store is intended to supply the PC with electrical energy.
  • the energy store is provided for the radio module, in particular the transmitter and / or to supply the receiver with electrical energy.
  • the energy store is provided to supply the discrete or the integrated circuit with electrical energy.
  • the energy store is provided to supply the level converter and / or the voltage pump with electrical energy.
  • the signal harvesting unit has a current and / or voltage converter, in particular a DC-DC converter, preferably an inverse converter (“inverting buck-boost converter”), which is electrical branched off by the signal harvesting unit Energy is fed and which is provided to supply the energy store with a charging current, an advantageous use of the branched off signal energy for charging the energy store can be made possible.
  • the (positive and / or negative) voltage signal branched off by the signal harvesting unit is passed on to the DC-DC converter.
  • the DC-DC converter is intended to supply the PC with electrical energy.
  • residual energy from the DC-DC converter that is not required by the PC is passed on to the energy store and used to charge the energy store.
  • the DC-DC converter is provided in particular to keep a current at the output of the DC-DC converter at least essentially stable.
  • the DC-DC converter is provided in particular to at least partially compensate and / or smooth the rapidly converting input voltage at an input of the DC-DC converter.
  • the DC-DC converter can be provided to regulate the current at the output of the DC-DC converter in such a way that the energy store has an at least substantially constant charging current being charged.
  • the DC-DC converter is replaced by a further suitable current and / or voltage converter.
  • the current and / or voltage converter fed by the electrical energy branched off from the signal harvesting unit is provided at least to provide at least one functional component of the electrical connection device, in particular the To supply the radio module and / or the data processing unit and / or a Tx return channel of the electrical connection device, in particular the discrete or integrated circuit, the level converter and / or the voltage pump, with electrical energy.
  • the electrical connection device in particular the To supply the radio module and / or the data processing unit and / or a Tx return channel of the electrical connection device, in particular the discrete or integrated circuit, the level converter and / or the voltage pump, with electrical energy.
  • the signal flarvesting unit is provided to generate the entire electrical data signal output by the data line for generating electrical energy at least in segments, in particular at least in an idle state (RS-232 “idle” state) of the electrical data signal branch off.
  • an idle state RS-232 “idle” state
  • particularly high efficiency, in particular energy efficiency can advantageously be achieved.
  • there is a permanent RS-232 voltage level for example a voltage level of around -12 V (higher or lower RS-232 voltage levels can occur), on the TxD data line of the RS-232 Interface which can be used advantageously for generating a continuous charging current for charging the energy store.
  • a transceiver system with at least one first electrical connection device and with at least one second electrical connection device wherein the first electrical connection device has at least one radio module with a transmitter and wherein the second electrical connection device has at least one radio module with a receiver.
  • a wireless transmission and / or forwarding of an RS-232 signal and / or a UART signal can advantageously be achieved, which in particular neither has an integrated power supply nor an additional power supply unit or an additional energy storage device or, in particular user-side, special programming of a das Data signal sending system required.
  • the first electrical connection device and the second electrical connection device are designed to be at least substantially identical to one another.
  • the first electrical connection device and the second electrical connection device form a pair of dongles which can communicate with each other by radio transmission.
  • a “transceiver system” is to be understood in particular as a transmitter-receiver system.
  • at least one side of the transceiver system is designed differently from the electrical connection device.
  • one side could have a radio interface, for example a Bluetooth low energy interface, which communicates directly with the electrical connection device on the other side.
  • the transceiver system comprises more than just one transmitter and / or more than just one receiver.
  • the transceiver system could support a “one to many” radio connection with at least one transmitter and two or more receivers and / or a “many to many” radio connection with two or more transmitters and two or more receivers.
  • more than two electrical connection devices communicate with one another via radio signals within the transceiver system.
  • the transceiver system is provided to advantageously replace a cable connection, in particular an RS-232 cable connection.
  • a power supply for the connection devices is independent of an external power supply, which is different from a data line transporting an electrical data signal, in particular is independent of an external power supply, which is different from a TxD data line of an RS-232 interface or a UART interface.
  • a transceiver system with a plug-and-play functionality can advantageously be achieved.
  • An independence of the transceiver system from additional external power sources and / or additional batteries / accumulators can advantageously be achieved.
  • the radio signals communicated between the electrical connection devices are encrypted.
  • a high level of data security can advantageously be achieved.
  • a symmetrical cryptography system, an asymmetrical cryptography system or another suitable cryptography system can be used to encrypt the radio signals.
  • the encryption of the radio signals is optional.
  • the encryption can be activated and deactivated and / or that the transceiver system is designed to be free from encryption of the radio signals.
  • a method for operating the electrical connection device with the at least one connection element, which is physically connected to a data line wherein for generating electrical energy, in particular at least for generating electrical operating energy for signaling data conversion and / or for radio signal transmission, at least part of an electrical data signal output by the data line is branched off by means of a signal flarvesting unit, in particular an RS-232 signal flarvesting unit.
  • a signal flarvesting unit in particular an RS-232 signal flarvesting unit.
  • the electrical connection device according to the invention, the transceiver system according to the invention and the method according to the invention are not intended to be restricted to the application and embodiment described above.
  • the electrical connection device according to the invention, the transceiver system according to the invention and the method according to the invention can have a number of individual elements, components and units that differs from a number of individual elements, components and units mentioned herein for fulfilling a mode of operation described herein.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a transceiver system with two electrical connection devices within a building
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the transceiver system within a means of transport
  • FIG. 4 shows an exemplary representation of a serial UART data signal (top) and a serial RS-232 data signal (bottom) in voltage-time diagrams
  • Fig. 5 is a schematic profile of the in the electrical
  • FIG. 6 shows a schematic flow diagram of a method for operating the electrical connection device
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of the transceiver system within a means of transport designed as a utility vehicle
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of the transceiver system within a traffic infrastructure.
  • FIG. 1 shows a transceiver system 38 in two different application examples.
  • the application example of FIG. 1 relates to a building 42.
  • the building 42 comprises a data line 12 which is permanently installed in a wall 44 of the building 42.
  • the data line 12 is provided for the transmission of an electrical data signal 16.
  • the electrical data signal 16 is an electrical voltage signal.
  • the electrical data signal 16 is a Recommended Standard 232 (RS-232) signal.
  • the data line 12 is designed as an RS-232 data line.
  • the data line 12 comprises two data sockets 46, 48 arranged in different rooms of the building 42.
  • the data sockets 46, 48 are designed as RS-232 data sockets, for example as D-subminiature DE09 data sockets.
  • a system 52 which transmits the electrical data signal 16, in particular an RS-232 signal, is plugged into a data socket 46.
  • the system 52 feeds the data signal 16 into the data line 12.
  • the system 52 forms a generator of the electrical data signal 16.
  • the system 52 is designed, for example, as a computer server.
  • data signals in particular RS-232 data signals and / or UART data signals, can be sent to a further system 64, for example designed as a computer server, which is located, for example, in a third room of the building 42, be transmitted without having to modify a cable routing inside or outside the walls 44 of the building.
  • the application example of FIG. 2 relates to a means of transport 54.
  • the means of transport 54 is designed, for example, as a vehicle, in particular an automobile.
  • the means of transport 54 has an engine 56 with an engine control unit 58.
  • the engine control unit 58 has a data socket 46 designed as an RS-232 data socket.
  • the data socket 46 of the engine control unit 58 forms a data output of the engine control unit 58.
  • the means of transport 54 has a dashboard 60.
  • the dashboard 60 has a display and / or instrument panel 62.
  • the dashboard 60 has a data socket 48 designed as an RS-232 data socket.
  • the data socket 48 of the dashboard 60 forms a data input for the display and / or instrument panel 62.
  • data signals can be exchanged between the engine control unit 58 and the display and / or instrument panel 62 via the transceiver system 38 without having to modify a cable harness of the means of transport 54 for this purpose.
  • the transceiver system 38 has a first electrical connection device 40.
  • the first electrical connection device 40 is installed in the data socket 48.
  • the transceiver system 38 in each case has a second electrical connection device 50.
  • the second electrical connection device 50 is installed in a connection of the further system 64.
  • the first electrical connection device 40 has at least one radio module 26 with a transmitter 28 (see also FIG. 3).
  • the second electrical connection device 50 has at least one radio module 26 with a receiver 30 (see also FIG. 3).
  • the radio modules 26 of the electrical connection devices 40, 50 are provided to exchange radio signals.
  • the radio signals communicated between the electrical connection devices 40, 50 can be encrypted or unencrypted.
  • the first electrical connection device 40 and the second electrical connection device 50 are at least substantially identical or designed complementary to each other.
  • the power supply of the connection devices 40, 50 is independent of an external power supply, which is different from the data line 12 transporting the electrical data signal 16.
  • an electrical data signal 16 output by the further system 64 is used to supply power to the second connecting device 50.
  • the electrical connection device 40, 50 is designed as an electrical connector device, in particular as an electrical connector.
  • the electrical connection device 40, 50 forms a serial interface 18.
  • the electrical data signal 16 is therefore a Tx signal of the serial interface 18.
  • the electrical connection device 40, 50 forms an RS-232 interface or a UART interface.
  • the electrical data signal 16 is therefore a signal of a TxD data line of the RS-232 interface or the UART interface.
  • the electrical connection device 40, 50 has a connection element 10.
  • the connecting element 10 is provided for a physical connection to the data line 12.
  • the connecting element 10 is designed as a male D-subminiature DE-09 plug. Alternative, in particular also female, plug shapes are conceivable.
  • the connecting element 10 has a TxD connection pin 66 for connection to a TxD data line.
  • the electrical connection device 40, 50 has a plug-and-play functional principle.
  • the electrical connection device 40, 50 has a signal flarvesting unit 14, in particular for implementing the plug-and-play functional principle.
  • the signal flarvesting unit 14 is designed as an RS-232 signal flarvesting unit.
  • the signal flarvesting unit 14 is provided for at least a part 20, 22 of one of the data line 12 output electrical data signal 16 for generating electrical energy.
  • the signal harvesting unit 14 is provided to branch off the part 20, 22 of the electrical data signal 16 output by the data line 12 for generating electrical operating energy for signaling data conversion and / or for a radio signal transmission of the information content of the electrical data signal 16.
  • the signal harvesting unit 14 is provided to branch off the part 20, 22 of the electrical data signal 16 output by the data line 12 in order to obtain an electrical charging current for energy storage.
  • the signal harvesting unit 14 has an electrical circuit which diverts the part 20, 22 of the electrical data signal 16 output by the data line 12 to obtain the electrical operating energy and / or to obtain the charging current.
  • the signal harvesting unit 14 has an electrical circuit which only lets through a portion of the electrical data signal 16 (minimally) necessary for the transmission of information.
  • the electrical connection device 40, 50 has a data processing unit 24.
  • the data processing unit 24 is designed as a microcontroller.
  • the data processing unit 24 is provided for a signal conversion of the electrical data signal 16 output by the data line 12.
  • the data processing unit 24 is supplied directly from the signal harvesting unit 14 with electrical energy (branched off from the electrical data signal 16 by the signal harvesting unit 14).
  • the electrical connection device 40, 50 has a radio module 26.
  • the radio module 26 includes the transmitter 28.
  • the transmitter 28 of the radio module 26 is provided to wirelessly transmit the information contained in the electrical data signal 16.
  • the data processing unit 24 is provided for a signal conversion of the electrical data signal 16 output by the data line 12 into a radio data signal.
  • the transmitter 28 of the radio module 26 is intended to be transmitted by the data processing unit 24 wirelessly transmit data that has been converted into radio data signals.
  • the transmitter 28 is designed as a Bluetooth low energy antenna.
  • the radio module 26 has the receiver 30.
  • the receiver 30 is provided to receive radio data signals, preferably the radio data signals of the transmitter 28 of a further electrical connection device 40, 50 paired with the electrical connection device 40, 50.
  • the data processing unit 24 is provided to convert the radio data signals received by the receiver 30 into an electrical data signal 16, in particular into an RS232 data signal, which can be fed into an electrical (Tx) data line 12.
  • the connecting element 10 has a TxD connection pin 68 which is provided for outputting the electrical data signal 16 received by the receiver 30 and subsequently processed accordingly.
  • the electrical connection device 40, 50 has a level converter 32.
  • the level converter 32 is provided to regulate the electrical data signal 16 received by the receiver 30 and converted by the data processing unit 24 up to an RS-232 voltage level.
  • the radio module 26, in particular the transmitter 28 and / or the receiver 30, is supplied directly by the signal flarvesting unit 14 with electrical energy (branched off from the electrical data signal 16 by the signal flarvesting unit 14).
  • the signal flarvesting unit 14 has a current and / or voltage converter 34.
  • the current and / or voltage converter 34 is designed as a DC-DC converter.
  • the current and / or voltage converter 34 is fed by electrical energy which is branched off from the electrical data signal 16 by the signal flarvesting unit 14.
  • the current and / or voltage converter 34 is provided to supply one or more functional components of the electrical connection device 40, 50, for example the radio module 26, the data processing unit 24 or the level converter 32, directly with electrical energy.
  • the electrical connection device 40, 50 has an energy store 36.
  • the energy store 36 is for storage at least part of the electrical energy obtained by the signal harvesting unit 14 is provided.
  • the energy store 36 is designed as an accumulator.
  • the current and / or voltage converter 34 is provided to supply the energy store 36 with a charging current.
  • the radio module 26, in particular the transmitter 28 and / or the receiver 30, the data processing unit 24 and / or the level converter 32 can optionally be transferred indirectly from the signal harvesting unit 14 (through the signal harvesting unit 14 from the electrical data signal 16 branched off) electrical energy are supplied.
  • the electrical data signal 16 shown in FIG. 4 forms a binary signal of the Latin capital letter “J”. Read from right to left the binary signal of the Latin capital letter "J" is 01001010.
  • the binary signal comprises a start signal 78 (start bit) and a stop signal 80 (stop bit).
  • Useful data 82 in the form of (eight) data bits (B0 to B7) are transmitted between the start signal 78 and the stop signal 80. Before the start signal 78 and after the stop signal 80, the data transmission can be in an idle state 84 (“idle” state).
  • the RS-232 serial data signal 76 represents a typical electrical data signal 16 transmitted through an RS-232 data line.
  • the RS-232 serial data signal 76 has a voltage level that converts between +12 V and -12 V.
  • a positive voltage level means a binary “0” (space).
  • a negative voltage level means a binary “1” (mark).
  • the voltage level shown in the lower voltage-time diagram in FIG. 4 is when the Latin capital letter “J” is transmitted to the TxD connection pin 66 of the electrical connection device 40, 50.
  • the voltage level shown in the lower voltage-time diagram in FIG Voltage level becomes when the Latin capital letter “J” is transmitted to the TxD connection pin 68 of the electrical connection device 40, 50.
  • the voltage level of the serial RS-232 data signal 76 is constant at -12 V.
  • the UART data signal 74 represents a TTL-compatible electrical data signal 16 which, for example, is compatible with the data processing unit 24, in particular the microcontroller.
  • the UART serial data signal 74 has a voltage level that converts between 0V and +3V.
  • the UART serial data signal 74 is inverted relative to the RS-232 data signal.
  • a voltage level of zero means a binary “0” (space).
  • a positive voltage level (+3 V) means a binary “1” (mark).
  • the voltage level shown in the upper voltage-time diagram in FIG. 4 is output when the Latin capital letter “J” is transmitted to the data processing unit 24 of the electrical connection device 40, 50.
  • the voltage level shown in the upper voltage-time diagram in FIG. 4 is transferred to the level converter 32 for floch control when the Latin capital letter “J” is transmitted.
  • the voltage level of the serial UART data signal 74 is constant at +3 V.
  • FIG. 5 shows a schematic profile of an RS-232 data signal 76 entering the electrical connection device 40, 50.
  • a first electronic component 86 of the electrical connection device 40, 50 in particular the signal flarvesting unit 14, for example through a positive one Voltage clamp, by the level shifter 32, by an electric clipper, by an electric clamp or by an electric valve, the part 22 of the voltage of the RS-232 data signal 76, which has a positive sign, is reduced to a, for example a transistor- Transistor logic (TTL) compatible, voltage level regulated and / or limited.
  • TTL transistor- Transistor logic
  • the signal flarvesting unit 14 is provided to the excess part of the voltage of the electrical Voltage signal, which has a positive sign and which remains after being limited to the reduced voltage level, to be diverted to generate electrical energy.
  • the electrical data signal 16 branched off and regulated and / or limited to the reduced voltage level is then inverted, for example by the level converter 32, and thus converted into the UART data signal 74.
  • the UART data signal 74 is output directly to the data processing unit 24, in particular to the microcontroller.
  • the data processing unit 24, in particular the microcontroller converts the UART data signal 74 into a radio data signal, which in turn is emitted by the transmitter 28 of the radio module 26.
  • a second electronic component 88 of the electrical connection device 40, 50 for example by a negative voltage clamp, by the level converter 32, by the electric clipper, by the electric clamp or by an electric valve, the Part 20 of the voltage of the electrical voltage signal, which has a negative sign, branched off for the production of electrical energy.
  • the signal flarvesting unit 14 is provided to branch off the entire RS-232 data signal 76 output by the data line 12 in the idle state 84 of the RS-232 data signal 76 in order to generate electrical energy.
  • the electrical voltage signal branched off to generate electrical energy is transmitted to a current and / or voltage converter 34, in particular a DC-DC converter, which thereby provides a charging current for the energy store 36 and / or which thereby provides a direct power supply to the data processing unit 24 and / or the radio module 26 and / or the electronic components 86, 88 provides.
  • a current and / or voltage converter 34 in particular a DC-DC converter, which thereby provides a charging current for the energy store 36 and / or which thereby provides a direct power supply to the data processing unit 24 and / or the radio module 26 and / or the electronic components 86, 88 provides.
  • FIG. 6 shows a flow chart of a method for operating the electrical connection device 40, 50.
  • the data line 12 is provided.
  • the system 52 outputting the electrical data signal 16 is connected to the Data socket 46 of the data line 12 is connected.
  • the electrical connection device 40 is connected to the further data socket 48, which forms a second end of the data line 12, by inserting the connection element 10.
  • the electrical connection device 40 is immediately ready for use due to the plug-and-play functionality and without requiring any settings to be made to the system 52.
  • a part of the electrical data signal 16 output by the data line 12 is branched off by means of the signal harvesting unit 14 to generate electrical operating energy for the signaling data conversion and / or for the radio signal transmission.
  • the part 20 of the voltage of the electrical voltage signal which has a negative sign, is branched off to generate the electrical energy. If the electrical data signal 16 is in an RS-232 idle state 84, in substep 98 of method step 96 an entire RS-232 idle state signal, which has a negative sign, is branched off for the generation of electrical energy.
  • the part 22 of the voltage of the electrical voltage signal which has a positive sign and which is to be used for information transmission, is adjusted and / or limited to a reduced or a TTL-compatible voltage level.
  • the part 22 of the voltage of the electrical voltage signal that is regulated and / or limited to the reduced or the TTL-compatible voltage level is inverted.
  • the part 22 of the voltage of the electrical voltage signal that is regulated and / or limited to the reduced or the TTL-compatible voltage level is converted into the UART data signal 74.
  • excess part of the positive voltage part 22 of the electrical voltage signal branched off to generate electrical energy.
  • the part of the electrical data signal 16 branched off to generate electrical energy is diverted to the current and / or voltage converter 34.
  • the energy store 36 is charged by the electrical energy obtained by means of the signal harvesting unit 14, in particular by means of the current and / or voltage converter 34.
  • the data processing unit 24 is operated by the electrical energy obtained by means of the signal harvesting unit 14, in particular by means of the current and / or voltage converter 34.
  • the level converter 32 can also be operated by the electrical energy obtained by means of the signal harvesting unit 14, in particular via the current and / or voltage converter 34.
  • the radio module 26 is operated by the electrical energy obtained by means of the signal harvesting unit 14, in particular via the current and / or voltage converter 34.
  • the UART data signal 74 is forwarded directly to the data processing unit 24, in particular to the microcontroller.
  • the UART data signal 74 is converted into a radio data signal by the data processing unit 24, in particular by the microcontroller.
  • the radio data signal is encrypted in at least one further optional method step 128.
  • the radio data signal is emitted by the transmitter 28 of the radio module 26.
  • the radio data signal is received by the receiver 30 of a further electrical connection device 50 and, if necessary, decrypted.
  • the radio data signal is from the The data processing unit 24 of the further electrical connection device 50 is converted into the RS-232 data signal 76.
  • the RS-232 data signal 76 is regulated up to a normal RS-232 voltage level by the level converter 32.
  • the RS-232 data signal 76 is output from the further electrical connection device 50 via its TxD connection pin 68 to the further system 64 or to a further data line 126 (cf. FIG. 2).
  • FIGS. 7 and 8 show two further application examples of the transceiver system 38.
  • the application example in FIG. 7 relates to a means of transport 54 designed as a utility vehicle 130.
  • the utility vehicle 130 comprises a snow pusher 132 and a salt spreader 134.
  • the salt spreader 134 for example setting the amount of salt spread of the salt spreader 134 can be controlled by means of an operating lever 136 of the utility vehicle 130 from a driver's cab 138 of the utility vehicle 130.
  • the operating lever 136 has a data socket (not shown) designed as an RS-232 data socket.
  • the data socket of the operating lever 136 forms a data output of the operating lever 136.
  • the salt spreader 134 in particular a control device of the salt spreader 134, has a data socket (not shown) designed as an RS-232 data socket.
  • the data socket of the salt spreader 134 is arranged within a housing 140 of the salt spreader 134 in order to be protected from external influences such as salt, moisture or dirt.
  • the data socket of the salt spreader 134 forms a data input for a control of the salt spreader 134.
  • data signals generated by an operator of the commercial vehicle 130 from the driver's cab 138 of the commercial vehicle 130 by actuating the operating lever 136 can be transmitted via the transceiver system 38 to the salt spreader 134, in particular to the control unit of the salt spreader 134, without to require complex cable laying within the utility vehicle 130.
  • the application example of FIG. 8 relates to a traffic monitoring device 146 integrated in a traffic infrastructure 142.
  • the traffic infrastructure 142 is designed, for example, as a sign bridge 144, on which sensors 148 of the traffic monitoring device 146 are mounted.
  • the sensors 148 of the traffic monitoring device 146 can be formed from radar sensors which are provided for a traffic count.
  • the traffic infrastructure 142 has a data socket 46 designed as an RS-232 data socket.
  • the traffic monitoring device 146 is connected to the data socket 46 of the traffic infrastructure 142 via a data line 12.
  • the data socket 46 forms a data output of the traffic monitoring device 146.
  • Traffic monitoring device 146 comprises a read-out device 150.
  • read-out device 150 In order to read out the data from sensors 148, read-out device 150 must be connected to sensors 148 in terms of signaling.
  • the readout device 150 has a data socket 48 designed as an RS-232 data socket.
  • the data socket 48 of the reading device 150 forms a data input for a display 152 of the reading device 150.
  • the electrical connection devices 40, 50 which correspond to one another and form the transceiver system 38 are plugged into the data sockets 46, 48.
  • data signals can be exchanged between the sensors 148 and the reading device 150 via the transceiver system 38 without having to climb the gantry 144 and connect the reading device 150 directly to the data socket 46 of the traffic monitoring device 146 integrated in the gantry 144.
  • connecting element 12 data line
  • signal harvesting unit 16 electrical data signal 18 serial interface 20 part 22 part

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (40, 50), insbesondere einer elektrischen Steckverbindervorrichtung, mit zumindest einem Verbindungselement (10), welches zu einer physischen Verbindung mit einer Datenleitung (12) vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) eine Signal-Harvesting-Einheit (14), insbesondere eine RS-232-Signal-Harvesting-Einheit, aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil (20, 22) eines von der Datenleitung (12) ausgegebenen elektrischen Datensignals (16) zur Gewinnung elektrischer Energie, insbesondere zumindest zur Gewinnung elektrischer Betriebsenergie für eine signaltechnische Datenumwandlung und/oder für eine funktechnische Signalübertragung, abzuzweigen.

Description

Elektrische Verbindungsvorrichtung, Transceiversystem und Verfahren zum Betrieb der elektrischen Verbindungsvorrichtung
Stand der Technik Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Transceiversystem nach dem Anspruch 19 und ein Verfahren zum Betrieb der elektrischen Verbindungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 22.
Es sind bereits elektrische Verbindungsvorrichtungen mit zumindest einem Verbindungselement, welches zu einer physischen Verbindung mit einer Datenleitung vorgesehen ist, wie beispielsweise verschiedene Formen von handelsüblichen D-Subminiatur-Steckern, bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer möglichst einfachen Bedienbarkeit und/oder hinsichtlich einer Einsatzflexibilität bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 19 und 22 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Verbindungsvorrichtung, insbesondere einer elektrischen Steckverbindervorrichtung, mit zumindest einem Verbindungselement, welches zu einer physischen Verbindung mit einer Datenleitung vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung eine Signal- Harvesting-Einheit, insbesondere eine RS-232-Signal-Harvesting-Einheit, aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil eines von der Datenleitung ausgegebenen elektrischen Datensignals zur Gewinnung elektrischer Energie, insbesondere zumindest zur Gewinnung elektrischer Betriebsenergie für eine signaltechnische Datenumwandlung und/oder für eine funktechnische Signalübertragung, abzuzweigen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders einfache Bedienbarkeit und/oder eine hohe Einsatzflexibilität erreicht werden, insbesondere indem auf eine zusätzliche, beispielsweise für die signaltechnische Datenumwandlung erforderliche, Stromversorgung der elektrischen Verbindungsvorrichtung verzichtet werden kann. Insbesondere sind viele Einsatzorte vorstellbar, an welchen eine dauerhafte Stromversorgung über Netzteile oder über USB-Verbindungen nicht oder nicht ohne hohen Zusatzaufwand bereitgestellt werden kann, wie beispielsweise innerhalb von Verkehrsmitteln wie Land-, Luft- und/oder Wasserfahrzeugen. Beispielsweise sind viele Steuergeräte nicht mit einem Stromausgang und nicht mit einem Datenausgang, welcher auch teilweise für eine Stromausgabe vorgesehen ist, wie z.B. ein Universal Serial Bus (USB)-Datenausgang, ausgestattet. Beispielsweise sind viele, insbesondere bereits vor längerer Zeit installierte, in Wänden, Böden oder Kabelkanälen von Verkehrsmitteln verlegte und/oder eingebaute Stecker nicht mit energieübertragenden Anschlüssen, wie beispielsweise einem USB- Anschluss, versehen. Beispielsweise ist ein Vorteil einer RS-232-erbindung, dass Kabellängen von über 100 m bei 9600 baud nicht unüblich sind, wobei andere Technologien, wie USB-Kabel, auf Längen von etwa 5 m begrenzt sind. Zudem kann vorteilhaft auch auf eine Stromversorgung mittels Energiespeichern wie Batterien oder Akkumulatoren verzichtet werden, wodurch vorteilhaft ein Wartungsaufwand gering gehalten werden kann. Vorteilhaft kann eine hohe Energieeffizienz erreicht werden. Außerdem kann vorteilhaft auf eine, insbesondere anwenderseitige, spezielle Programmierung des das Datensignal aussendenden Systems verzichtet werden. Vorteilhaft kann dadurch eine Plug- and-Play-kompatible Verbindungsvorrichtung mit signaltechnischer Datenumwandlungskapazität erhalten werden.
Unter einer „elektrischen Verbindungsvorrichtung“, insbesondere unter einer „elektrischen Steckverbindervorrichtung“, soll vorzugsweise zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines elektrischen Steckverbinders, welcher zu einem Trennen und/oder Verbinden von elektrischen Leitungen vorgesehen ist, verstanden werden. Insbesondere kann die elektrische Verbindungsvorrichtung einen gesamten Steckverbinder umfassen. Insbesondere ist die elektrische Verbindungsvorrichtung als ein serieller Schnittstellenstecker ausgebildet. Insbesondere weist der elektrische Steckverbinder eine D-Subminiatur-Bauform, vorzugsweise eine DE-09-Bauform, eine DB-25-Bauform oder eine weitere, insbesondere für RS-232-Schnittstellen verwendete, standardisierte D- Subminiatur-Bauform, auf. Alternativ, jedoch weniger bevorzugt, ist zudem auch denkbar, dass der elektrische Steckverbinder eine Mini-DIN-Bauform, eine Modular-8P8C-Bauform oder eine komplett firmenspezifische Bauform aufweist. Insbesondere umfasst die elektrische Verbindungsvorrichtung ein oder mehrere Verbindungselemente. Beispielsweise kann zumindest eines der Verbindungselemente als ein männliches Verbindungsteil, insbesondere ein Stecker mit nach außen weisenden Kontaktstiften, einer elektrischen Steckverbindung ausgebildet sein. Beispielsweise kann zumindest eines der Verbindungselemente als ein weibliches Verbindungsteil, insbesondere eine Buchse mit nach innen weisenden Kontaktöffnungen, einer elektrischen Steckverbindung ausgebildet sein. Insbesondere bildet die elektrische Verbindungsvorrichtung eine Art Dongle, vorzugsweise einen Dongle, aus. Insbesondere besitzt die elektrische Verbindungsvorrichtung, vorzugsweise der Dongle, eine Funkübertragungskapazität. Insbesondere ist der Dongle dazu vorgesehen, mit zumindest einem weiteren, insbesondere zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildeten Dongle funkübertragungstechnisch zu kommunizieren. Unter einer „physischen Verbindung mit der Datenleitung“ soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, einen elektrischen Kontakt mit der Datenleitung herzustellen, und/oder welche dazu vorgesehen ist, ein elektrisches Signal abzugreifen und/oder zu übertragen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Unter einer „Signal-Flarvesting-Einheit“ soll insbesondere eine elektrische Baueinheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, elektrische Energie aus einem elektrischen Datensignal, beispielsweise einem seriellen Datensignal einer RS-232-Schnittstelle, zu entnehmen und/oder zu gewinnen. Vorzugsweise ist die Signal-Flarvesting-Einheit dazu vorgesehen, die entnommene und/oder gewonnene elektrische Energie einem von dem ursprünglichen Zweck (beispielsweise einer kabelgebundenen Signalübertragung) verschiedenen neuen Zweck (beispielsweise einer funktechnischen Signalübertragung, einer signaltechnischen Datenumwandlung und/oder einer Energiespeicherladung) zuzuführen. Insbesondere ist die Signal-Flarvesting-Einheit dazu vorgesehen, während einer aktiven Datenübertragung durch die Datenleitung dem übertragenen Datensignal elektrische Energie zu entnehmen und/oder elektrische Energie aus dem übertragenen Datensignal zu gewinnen. Zudem ist die Signal- Flarvesting-Einheit vorzugsweise dazu vorgesehen, während eines Ruhezustands (,,idle“-Zustand) der Datenleitung elektrische Energie aus einem Ruhezustandssignal der Datenleitung zu entnehmen und/oder aus dem Ruhezustandssignal der Datenleitung elektrische Energie zu gewinnen. Insbesondere ist die Signal-Flarvesting-Einheit dazu vorgesehen, während eines aktiven Simplex-Datenübertragungs-Betriebs der Datenleitung dem übertragenen Simplex-Datensignal elektrische Energie zu entnehmen und/oder elektrische Energie aus dem übertragenen Simplex-Datensignal zu gewinnen. Insbesondere ist die Signal-Flarvesting-Einheit dazu vorgesehen, während eines aktiven Duplex- Datenübertragungs-Betriebs der Datenleitung dem übertragenen Duplex- Datensignal elektrische Energie zu entnehmen und/oder elektrische Energie aus dem übertragenen Duplex-Datensignal zu gewinnen. Die Datenleitung ist insbesondere als eine elektrische Datenleitung ausgebildet. Unter einem „von der Datenleitung ausgegebenen elektrischen Datensignal“ soll insbesondere ein Stromsignal oder vorzugsweise ein Spannungssignal verstanden werden, welches bevorzugt von einem mit einem gegenüberliegenden Ende der Datenleitung verbundenen Gerät, beispielsweise einem Computer, erzeugt und/oder ausgegeben wird. Unter einer „signaltechnischen Datenumwandlung“ soll insbesondere eine Umwandlung eines Eingangs-Datensignals, beispielsweise des (seriellen RS-232-) Datensignals der Datenleitung in ein Ausgangs-Datensignal, beispielsweise ein (Bluetooth Low Energy-) Funkdatensignal, verstanden werden.
Wenn das, insbesondere von der Signal-Harvesting-Einheit zur Energiegewinnung genutzte, elektrische Datensignal ein elektrisches Spannungssignal ist, kann vorteilhaft ein effektives, insbesondere ein energieeffizientes, Signal Harvesting ermöglicht werden. Insbesondere ist das elektrische Datensignal ein Datensignal einer Spannungsschnittstelle. Alternativ, jedoch weniger bevorzugt, könnte das elektrische Datensignal auch ein Datensignal einer Stromschnittstelle sein. Vorzugsweise ist das elektrische Datensignal ein moduliertes Spannungssignal. Insbesondere ist das elektrische Datensignal ein, insbesondere digitales, Datensignal, bei welchem vorzugsweise binäre Zustände durch Änderung der elektrischen Spannungspegel, beispielsweise durch unterschiedliche, vorzugsweise positive und negative, elektrische Spannungspegel, realisiert sind.
Wenn zudem das, insbesondere von der Signal-Harvesting-Einheit zur Energiegewinnung genutzte, elektrische Datensignal ein Recommended Standard 232 (RS-232)-Signal oder ein Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)-Signal einer seriellen Schnittstelle, insbesondere einer RS-232- Schnittstelle oder einer Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)- Schnittstelle, ist, kann vorteilhaft ein Adapter für einen weit verbreiteten Datenübertragungsstandard, welcher üblicherweise frei ist von einer integrierten Stromversorgung, ohne Notwendigkeit eines zusätzlichen Netzteils, eines zusätzlichen Energiespeichers oder einer, insbesondere anwenderseitigen, speziellen Programmierung eines das Datensignal aussendenden Systems erhalten werden. Vorteilhaft kann dadurch eine Energieversorgung der elektrischen Verbindungsvorrichtung bereits durch die typischen (standardisierten) UART-Einstellungen und/oder durch die typischen (standardisierten) RS-232- Einstellungen realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das elektrische Datensignal ein Datensignal einer seriellen Dual Universal Asynchronous Receiver Transmitter (DUART)-Schnittstelle oder ein Datensignal einer seriellen Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter (USART)-Schnittstelle ist. Insbesondere wandelt ein UART-Signal zwischen 0 V und maximal etwa +5 V, vorzugsweise zwischen 0 V und etwa +3 V. Insbesondere wandelt das RS-232-Signal zwischen -12 V und +12 V. Insbesondere wird ein Spannungspegel des RS-232-Signals als 0 (space) gewertet, wenn der Spannungspegel des RS-232-Signals zwischen +3 V und +15 V liegt.
Insbesondere wird der Spannungspegel des RS-232-Signals als 1 (mark) gewertet, wenn der Spannungspegel des RS-232-Signals zwischen -3 V und -15 V liegt. Insbesondere ist denkbar, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung, vorzugsweise die UART-Schnittstelle, einen Pegelumsetzer umfasst, welcher zumindest dazu vorgesehen ist, Spannungen an einen typischen UART- Spannungspegel und/oder an einen typischen RS-232-Spannungspegel anzupassen, vorzugsweise Spannungen zwischen dem typischen UART- Spannungspegel und dem typischen RS-232-Spannungspegel umzusetzen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das, insbesondere von der Signal-Harvesting- Einheit zur Energiegewinnung genutzte, elektrische Datensignal zumindest ein Tx Signal der seriellen Schnittstelle, insbesondere ein Signal einer Transmitted exchange Data (TxD)-Datenleitung der UART-Schnittstelle und/oder der RS-232- Schnittstelle, ist. Vorteilhaft kann dadurch eine Energieversorgung der elektrischen Verbindungsvorrichtung bereits durch die typischen (standardisierten) UART- Einstellungen und/oder durch die typischen (standardisierten) RS-232- Einstellungen realisiert werden. Insbesondere gewinnt die Signal-Harvesting- Einheit die elektrische Energie aus der Tx-Leitung, alternativ ist jedoch auch eine Energiegewinnung aus einer Rx-Leitung oder aus einer GND-Leitung, insbesondere einer beliebigen Leitung der RS-232-Verbindung an welcher eine Spannung anliegt, vorstellbar.
Wenn die elektrische Verbindungsvorrichtung ein Plug-and-Play Funktionsprinzip aufweist, kann vorteilhaft eine besonders einfache und/oder besonders benutzerfreundliche Handhabung ermöglicht werden. Insbesondere soll unter einem „Plug-and-Play Funktionsprinzip“ verstanden werden, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung sofort nach einer Verbindung mit einem Gerät, beispielsweise mit einem Computer, einem Steuergerät oder dergleichen, voll funktionsfähig ist, ohne dass Einstellungen an dem Gerät oder an der elektrischen Verbindungsvorrichtung vorgenommen werden müssen und/oder ohne dass Treiber oder andere Softwareprogramme auf dem Gerät installiert werden müssen. Insbesondere erlaubt eine in der elektrischen Verbindungsvorrichtung integrierte Firmware einen direkten, insbesondere vollumfänglichen, Betrieb der elektrischen Verbindungsvorrichtung mit den typischen Einstellungen einer RS- 232-Schnittstelle, mit der die elektrische Verbindungsvorrichtung „Plug and Play“ verbunden wird. Zudem ist vorteilhaft durch das Plug-and-Play Funktionsprinzip keine externe Stromversorgung der elektrischen Verbindungsvorrichtung, insbesondere keine von der, vorzugsweise nach den typischen RS-232- Einstellungen betriebenen, TxD-Datenleitung der RS-232-Schnittstelle verschiedene Stromversorgung, erforderlich.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Signal-Harvesting-Einheit dazu vorgesehen ist, den Teil der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein negatives Vorzeichen trägt, zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, zu der Gewinnung der elektrischen Energie, insbesondere mittels einer Invertierung des von der Datenleitung ausgegebenen elektrischen Datensignals, abzuzweigen. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Effizienz erreicht werden. Vorteilhaft kann ein besonders effektives Signal-Harvesting erreicht werden, insbesondere da das von der Datenleitung ausgegebene elektrische Datensignal überwiegend eine negative Spannung aufweist (vgl. u.a. den RS-232 „idle“-Zustand). Zudem bildet der negative Spannungsteil insbesondere keinen Teil des UART-Signals, kann also vorteilhaft vollständig entnommen werden, ohne die Datenübertragung negativ zu beeinflussen. Insbesondere weist die elektrische Verbindungsvorrichtung zumindest eine diskrete oder eine integrierte elektrische Schaltung, beispielsweise den Pegelumsetzer, einen Clamper, einen Clipper und/oder ein elektrisches Ventil, insbesondere mit zumindest einer Diode, auf, welche zumindest dazu vorgesehen ist, den Teil der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein negatives Vorzeichen trägt, abzuzweigen, ggf. zu invertierten, und vorzugsweise an einen DC-DC-Wandler, an einen Energiespeicher und/oder an eine Datenverarbeitungseinheit, beispielsweise einen Mikrocontroller, weiterzuleiten.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Signal-Harvesting-Einheit zumindest dazu vorgesehen ist, den Teil der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein positives Vorzeichen trägt, auf einen reduzierten Spannungspegel, insbesondere auf einen Spannungspegel, welcher eingangsseitig (am pC oder am ASIC) minimal nötig ist, um die in dem ursprünglichen elektrischen Datensignal enthaltenen Daten erfolgreich zu rekonstruieren, beispielsweise auf einen Transistor-Transistor-Logik (TTL) verträglichen Spannungspegel, einzuregeln und/oder zu begrenzen. Dadurch kann vorteilhaft ein, insbesondere direkter, Anschluss, insbesondere der Datenleitung, an einen Pin, insbesondere einen Dateneingangspin, einer Datenverarbeitungseinheit, insbesondere eines Mikrocontrollers (pC), ermöglicht werden. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Konstruktion der elektrischen Verbindungsvorrichtung, insbesondere der elektronischen Komponenten der elektrischen Verbindungsvorrichtung, erreicht werden. Insbesondere ist die diskrete oder die integrierte elektrische Schaltung der elektrischen Verbindungsvorrichtung, beispielsweise der Pegelumsetzer, der Clamper, der Clipper und/oder das elektrische Ventil dazu vorgesehen, den Teil der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein positives Vorzeichen trägt, abzuzweigen und vorzugsweise an den Pin, insbesondere den Dateneingangspin des pC, weiterzuleiten. Zudem ist die diskrete oder die integrierte elektrische Schaltung der elektrischen Verbindungsvorrichtung dazu vorgesehen, einen an den Pin, insbesondere den Dateneingangspin, weitergeleiteten Strom auf einen für den pC sicheren Stromwert zu begrenzen und/oder zu regeln. Dadurch kann vorteilhaft der pC, insbesondere ein Dateneingang des pC, gegen einen Überstrom gesichert werden. Unter einem „reduzierten Spannungspegel“ soll insbesondere ein positiver Spannungspegel unterhalb von 5 V, vorzugsweise ein positiver Spannungspegel unterhalb von 3,3 V und besonders bevorzugt ein Spannungspegel zwischen etwa 1 ,2 V und etwa 5 V verstanden werden. Der reduzierte Spannungspegel kann insbesondere der TTL-verträgliche Spannungspegel oder ein anderer Logik-Spannungspegel (z.B. ein typischer „Complementary metal-oxide-semiconductor“ (CMOS)-Spannungspegel, ein 0 V- 3 V Logikpegel, ein 0 V-5 V Logikpegel, oder dergleichen) sein. Insbesondere wird das Datensignal vollständig aus dem Teil der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein positives Vorzeichen trägt, herausgeholt.
Wenn außerdem die Signal-Harvesting-Einheit zumindest dazu vorgesehen ist, den Teil der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein positives Vorzeichen trägt zumindest teilweise zur Gewinnung von elektrischer Energie abzuzweigen, kann vorteilhaft eine besonders hohe Energieeffizienz erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine Restenergie des Teils der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein positives Vorzeichen trägt, für eine Ladung des Energiespeichers oder für einen Betrieb des pC verwendet werden. Insbesondere ist die Signal-Harvesting-Einheit dazu vorgesehen, den nach der Einregelung auf den reduzierten Spannungspegel verbleibenden überschüssigen Teil des ein positives Vorzeichen tragenden Teils der Spannung des elektrischen Spannungssignals zur Gewinnung von elektrischer Energie abzuzweigen.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Signal-Harvesting-Einheit zumindest dazu vorgesehen ist, zumindest einen, insbesondere zeitlichen, Teil eines elektrischen Spannungssignals, welches ein positives Vorzeichen trägt und ein Bit ausbildet, vollständig zur Gewinnung von elektrischer Energie abzuzweigen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Energieeffizienz, insbesondere eine besonders hohe Signal-Harvesting-Effizienz, erreicht werden. Insbesondere ist die Signal-Harvesting-Einheit dazu vorgesehen, nach einer erfolgreichen Detektion eines Zustands eines Bits einen Rest des den Bit ausbildenden elektrischen Spannungssignals mit dem positiven Vorzeichen, welches insbesondere bis zu einem erwarteten zeitlichen Eintreffen eines nächsten Bits zumindest im Wesentlichen konstant bleibt, zur Gewinnung von elektrischer Energie abzuzweigen. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung eine Datenverarbeitungseinheit, insbesondere einen Mikrocontroller, zur signaltechnischen Umwandlung des von der Datenleitung ausgegebenen elektrischen Datensignals aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine effektive, insbesondere energieeffiziente und/oder bauraumeffiziente, Umsetzung ermöglicht werden. Insbesondere empfängt der pC das, vorzugsweise auf den reduzierten Spannungspegel oder den TTL verträglichen Spannungspegel geregelte, elektrische Datensignal. Insbesondere wandelt der pC das elektrische Datensignal signaltechnisch um. Insbesondere gibt der pC das signaltechnisch umgewandelte Datensignal, vorzugsweise an ein Funkmodul, bevorzugt an ein Bluetooth LE-Funkmodul (BLE > 5.0-Funkmodul) aus. Insbesondere kann die Datenverarbeitungseinheit auch eine programmierbare oder eine festverdrahtete Logik umfassen. Insbesondere kann die Datenverarbeitungseinheit als ein „Application-Specific Integrated Circuit“ (ASIC) oder als ein „Field-Programmable Gate Array“ (FPGA) ausgebildet sein.
Wenn die Datenverarbeitungseinheit, insbesondere der Mikrocontroller, direkt oder indirekt von der Signal-Flarvesting-Einheit mit elektrischer Energie versorgt ist, kann vorteilhaft eine Plug-and-Play Funktionalität der elektrischen Verbindungsvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Unabhängigkeit von externen Stromquellen und/oder Batterien/Akkumulatoren erreicht werden. Unter einer „direkten Versorgung mit elektrischer Energie durch die Signal-Flarvesting- Einheit“ soll insbesondere eine (mittelbare) Energieversorgung durch die elektrische Energie, welche, insbesondere ohne Zwischenspeicherung, an einem Eingang der Verbindungsvorrichtung empfangen wird, verstanden werden. Unter einer „indirekten Versorgung mit elektrischer Energie durch die Signal-Harvesting- Einheit“ soll insbesondere eine Energieversorgung durch elektrische Energie, welche aus einem Energiespeicher entnommen wird, welcher zuvor durch Energie geladen wurde, die am Eingang der Verbindungsvorrichtung empfangen wurde, verstanden werden.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung ein Funkmodul mit einem Sender, welcher zumindest dazu vorgesehen ist, die in dem elektrischen Datensignal enthaltene Information drahtlos auszusenden, aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine kabellose Signalweiterleitung ermöglicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine einfache und kostengünstige Installation ermöglicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine flexible und/oder vielseitige Einsetzbarkeit erreicht werden. Insbesondere ist der Sender als ein Bluetooth-Sender, vorzugsweise als ein Bluetooth 5.0-Sender, vorteilhaft als ein Bluetooth Low Energy-Sender und bevorzugt als ein Bluetooth Low Energy > 5.0 (BLE > 5.0)- Sender ausgebildet. Insbesondere weist der Sender eine Reichweite von mindestens 100 m und vorzugsweise von mindestens 75 m auf. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Funkmodul einen ANT-Sender, einen ANT+- Sender, einen ZigBee-Sender und/oder einen Z-Wave-Sender aufweist. Insbesondere ist das Funkmodul dazu vorgesehen, das durch den pC signaltechnisch umgewandelte elektrische Datensignal als ein drahtloses Funksignal auszusenden. Alternativ oder zusätzlich zur drahtlosen Datenübertragung ist jedoch auch denkbar, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung dazu vorgesehen ist, das elektrische Datensignal, insbesondere das RS-232-Signal, in ein anderes kabelgebundenes elektrisches Datensignal umzuwandeln. In diesem Fall ist die elektrische Verbindungsvorrichtung als ein Adapter ausgebildet, welcher vorteilhaft ohne zusätzliche externe Stromversorgung und ohne integrierte Batterie/Akkumulator auskommt (Beispiele: RS-232 zu Ethernet Adapter, RS-232 zu CAN Adapter, RS- 232 zu WLAN Adapter, RS-232 zu USB Adapter, RS-232 zu UART Adapter etc.). Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung ein Funkmodul mit einem Empfänger, welcher zumindest dazu vorgesehen ist, Funkdatensignale zu empfangen, aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine kabellose Signalweiterleitung ermöglicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine einfache und kostengünstige Installation ermöglicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine flexible und/oder vielseitige Einsetzbarkeit erreicht werden. Insbesondere ist der Empfänger als ein Bluetooth-Empfänger, vorzugsweise als ein Low Energy-Empfänger, vorteilhaft als ein Bluetooth 5.0-Empfänger und bevorzugt als ein Bluetooth Low Energy > 5.0 (BLE > 5.0)-Empfänger ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Funkmodul einen ANT-Empfänger, einen ANT+-Empfänger, einen ZigBee-Empfänger und/oder einen Z-Wave- Empfänger aufweist. Insbesondere ist die elektrische Verbindungsvorrichtung, insbesondere der pC, dazu vorgesehen, das durch den Empfänger empfangene Signal signaltechnisch umzuwandeln und als ein elektrisches Datensignal auszusenden. Insbesondere ist denkbar, dass der Sender und der Empfänger zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet sind, beispielsweise als eine einzelne in einem Dualmodus betreibbare Antenne, insbesondere Bluetooth Low Energy-Antenne. Vorzugsweise ist das Funkmodul dazu vorgesehen, mit weiteren Funkmodulen von zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildeten elektrischen Verbindungsvorrichtungen zu kommunizieren.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Datenverarbeitungseinheit, insbesondere der Mikrocontroller, dazu vorgesehen ist, die von dem Empfänger empfangenen Funkdatensignale in ein elektrisches Datensignal, insbesondere in ein RS-232- Datensignal oder beispielsweise in ein UART-Datensignal mit TTL-Pegel, umzuwandeln, welches in eine Datenleitung, insbesondere eine weitere Datenleitung, mit der die elektrische Verbindungsvorrichtung verbunden ist, vorzugsweise in eine Tx-Datenleitung der RS-232-Schnittstelle, in eine Rx- Datenleitung der RS-232-Schnittstelle, in eine Rx-Datenleitung der UART- Schnittstelle und/oder in eine entsprechende Datenleitung der UART-Schnittstelle, einspeisbar ist. Dadurch kann vorteilhaft eine zweiseitige Kommunikation ermöglicht werden. Insbesondere wird das elektrische Datensignal, vorzugsweise bei der Umwandlung aus dem Funksignal oder nach der Umwandlung aus dem Funksignal, von der elektrischen Verbindungsvorrichtung auf eine RS-232 konforme Spannung hochgeregelt. Insbesondere ist die diskrete oder die integrierte elektronische Schaltung, vorzugsweise der Pegelumsetzer, der elektrischen Verbindungsvorrichtung dazu vorgesehen, das elektrische Datensignal vor der Einspeisung in die (Rx)-Datenleitung der RS-232-Schnittstelle auf einen gültigen RS-232 Pegel hochzuregeln. Beispielsweise kann der Spannungspegel, auf den mittels des Pegelumsetzers hochgeregelt wird, ein Spannungspegel in einem knapp innerhalb eines gültigen RS-232 Pegels liegenden Bereich von knapp mehr als ±5 V, z.B. ±5,5 V oder aber auch ein Default-RS-232 Spannungspegel von etwa ±12 V sein. Vorzugsweise weist die diskrete oder die integrierte elektronische Schaltung, bevorzugt der Pegelumsetzer, zur Flochregelung des elektrischen Datensignals eine Ladungspumpe auf.
Wenn das Funkmodul direkt oder indirekt von der Signal-Flarvesting-Einheit mit elektrischer Energie versorgt ist, kann vorteilhaft eine Plug-and-Play Funktionalität der elektrischen Verbindungsvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Unabhängigkeit von externen Stromquellen und/oder Batterien/Akkumulatoren erreicht werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung einen Energiespeicher zur Speicherung zumindest eines Teils der durch die Signal- Flarvesting-Einheit gewonnenen elektrischen Energie aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Betriebsbereitschaft garantiert werden. Vorteilhaft kann dadurch beispielsweise ein Kaltstart ermöglicht werden. Vorteilhaft kann dadurch beispielsweise ein Betrieb bei einer sehr langsamen Baudrate sichergestellt werden. Insbesondere ist der Energiespeicher als ein Akkumulator oder als ein Superkondensator ausgebildet. Insbesondere ist der Energiespeicher dazu vorgesehen, den pC mit elektrischer Energie zu versorgen. Insbesondere ist der Energiespeicher dazu vorgesehen, das Funkmodul, insbesondere den Sender und/oder den Empfänger, mit elektrischer Energie zu versorgen. Insbesondere ist der Energiespeicher dazu vorgesehen, die diskrete oder die integrierte Schaltung mit elektrischer Energie zu versorgen. Insbesondere ist der Energiespeicher dazu vorgesehen, den Pegelumsetzer und/oder die Spannungspumpe mit elektrischer Energie zu versorgen.
Wenn zudem die Signal-Harvesting-Einheit einen Strom- und/oder Spannungswandler, insbesondere einen DC-DC-Wandler, vorzugsweise einen Inverswandler („inverting Buck-Boost Converter“), aufweist, welcher von durch die Signal-Harvesting-Einheit abgezweigte elektrische Energie gespeist ist und welcher dazu vorgesehen ist, den Energiespeicher mit einem Ladestrom zu versorgen, kann eine vorteilhafte Nutzung der abgezweigten Signalenergie für eine Ladung des Energiespeichers ermöglicht werden. Insbesondere wird das durch die Signal-Harvesting-Einheit abgezweigte (positive und/oder negative) Spannungssignal an den DC-DC-Wandler weitergeleitet. Insbesondere ist der DC- DC-Wandler dazu vorgesehen, den pC mit elektrischer Energie zu versorgen. Insbesondere wird auf der einen Seite eine Restenergie aus dem DC-DC- Wandler, die nicht von dem pC benötigt wird, an den Energiespeicher weitergeleitet und zum Laden des Energiespeichers verwendet. Insbesondere wird auf der anderen Seite in dem, insbesondere temporären, Fall, dass die Energie aus einem Ausgang des DC-DC-Wandlers nicht ausreicht, den pC ausreichend zu versorgen, elektrische Energie aus dem Energiespeicher entnommen und dem pC zugeführt. Dadurch kann vorteilhaft ein ausfallsicherer Datenaustausch über die elektrische Verbindungsvorrichtung sichergestellt werden. Der DC-DC-Wandler ist insbesondere dazu vorgesehen, einen Strom an dem Ausgang des DC-DC- Wandlers zumindest im Wesentlichen stabil zu halten. Der DC-DC-Wandler ist insbesondere dazu vorgesehen, die schnell wandelnde Eingangsspannung an einem Eingang des DC-DC-Wandlers zumindest teilweise zu kompensieren und/oder zu glätten. Beispielsweise kann der DC-DC-Wandler dazu vorgesehen sein, den Strom an dem Ausgang des DC-DC-Wandlers derart zu regeln, dass der Energiespeicher mit einem zumindest im Wesentlichen konstanten Ladestrom aufgeladen wird. Insbesondere ist denkbar, dass der DC-DC-Wandler durch einen weiteren geeigneten Strom- und/oder Spannungswandler ersetzt wird.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der durch die von der Signal-Harvesting- Einheit abgezweigte elektrische Energie gespeiste Strom- und/oder Spannungswandler, insbesondere der DC-DC-Wandler, zumindest dazu vorgesehen ist, zumindest eine funktionale Komponente der elektrischen Verbindungsvorrichtung, insbesondere das Funkmodul und/oder die Datenverarbeitungseinheit und/oder einen Tx Rückkanal der elektrischen Verbindungsvorrichtung, insbesondere die diskrete oder die integrierte Schaltung, den Pegelumsetzer und/oder die Spannungspumpe, mit elektrischer Energie zu versorgen. Dadurch kann vorteilhaft eine Plug-and-Play Funktionalität der elektrischen Verbindungsvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Unabhängigkeit von externen Stromquellen und/oder Batterien/Akkumulatoren erreicht werden.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Signal-Flarvesting-Einheit dazu vorgesehen ist, zumindest zeitabschnittsweise, insbesondere zumindest in einem Ruhezustand (RS-232 ,,idle“-Zustand) des elektrischen Datensignals, das gesamte von der Datenleitung ausgegebene elektrische Datensignal zur Gewinnung elektrischer Energie abzuzweigen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Effizienz, insbesondere Energieeffizienz, erreicht werden. Insbesondere liegt in dem RS-232 „idle“-Zustand dauerhaft ein RS-232-Spannungspegel, beispielsweise ein Spannungspegel von etwa -12 V (höhere oder tiefere RS-232- Spannungspegel können Vorkommen), an der TxD Datenleitung der RS-232- Schnittstelle an, welcher vorteilhaft für eine Erzeugung eines kontinuierlichen Ladestroms zur Aufladung des Energiespeichers verwendet werden kann.
Ferner wird ein Transceiversystem mit zumindest einer ersten elektrischen Verbindungsvorrichtung und mit zumindest einer zweiten elektrischen Verbindungsvorrichtung vorgeschlagen, wobei die erste elektrische Verbindungsvorrichtung zumindest ein Funkmodul mit einem Sender aufweist und wobei die zweite elektrische Verbindungsvorrichtung zumindest ein Funkmodul mit einem Empfänger aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine kabellose Übertragung und/oder Weiterleitung eines RS-232-Signals und/oder eines UART-Signals erreicht werden, welche insbesondere weder eine integrierte Stromversorgung noch ein zusätzliches Netzteil oder einen zusätzlichen Energiespeicher oder eine, insbesondere anwenderseitige, spezielle Programmierung eines das Datensignal aussendenden Systems erfordert. Insbesondere sind die erste elektrische Verbindungsvorrichtung und die zweite elektrische Verbindungsvorrichtung zumindest im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet. Insbesondere bilden die erste elektrische Verbindungsvorrichtung und die zweite elektrische Verbindungsvorrichtung ein Dongle-Paar aus, welches miteinander funkübertragungstechnisch kommunizieren kann. Unter einem „Transceiversystem“ soll insbesondere ein Sender-Empfänger-System verstanden werden. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass zumindest eine Seite des Transceiversystems verschieden von der elektrischen Verbindungsvorrichtung ausgebildet ist. Beispielsweise könnte eine Seite direkt eine Funkschnittstelle, beispielsweise eine Bluetooth Low Energy-Schnittstelle aufweisen, welche direkt mit der elektrischen Verbindungsvorrichtung auf der anderen Seite kommuniziert. Zudem ist denkbar, dass das Transceiversystem mehr als nur einen Sender und/oder mehr als nur einen Empfänger umfasst. Beispielsweise könnte das Transceiversystem eine „One to Many“-Funkverbindung mit zumindest einem Sender und zwei oder mehr Empfängern und/oder eine „Many to Many“- Funkverbindung mit zwei oder mehr Sendern und zwei oder mehr Empfängern unterstützen. Insbesondere ist denkbar, dass innerhalb des Transceiversystems mehr als zwei elektrische Verbindungsvorrichtungen über Funksignale miteinander kommunizieren. Insbesondere ist das Transceiversystem dazu vorgesehen, vorteilhaft eine Kabelverbindung, insbesondere eine RS-232-Kabelverbindung, zu ersetzen.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass eine Stromversorgung der Verbindungsvorrichtungen unabhängig ist von einer externen Stromversorgung, welche verschieden ist von einer ein elektrisches Datensignal transportierenden Datenleitung, insbesondere unabhängig ist von einer externen Stromversorgung, welche verschieden ist von einer TxD-Datenleitung einer RS-232-Schnittstelle oder einer UART-Schnittstelle. Dadurch kann vorteilhaft ein Transceiversystem mit einer Plug-and-Play Funktionalität erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Unabhängigkeit des Transceiversystems von zusätzlichen externen Stromquellen und/oder zusätzlichen Batterien/Akkumulatoren erreicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die zwischen den elektrischen Verbindungsvorrichtungen kommunizierten Funksignale verschlüsselt sind. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Datensicherheit erreicht werden. Beispielsweise kommt für eine Verschlüsselung der Funksignale ein symmetrisches Kryptographiesystem, ein asymmetrisches Kryptographiesystem oder ein weiteres geeignetes Kryptographiesystem in Frage. Insbesondere ist die Verschlüsselung der Funksignale optional. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Verschlüsselung aktivierbar und deaktivierbar ist und/oder dass das Transceiversystem frei von einer Verschlüsselung der Funksignale ausgebildet ist.
Außerdem wird ein Verfahren zum Betrieb der elektrischen Verbindungsvorrichtung mit dem zumindest einen Verbindungselement, welches physisch mit einer Datenleitung verbunden ist, vorgeschlagen, wobei zur Gewinnung elektrischer Energie, insbesondere zumindest zur Gewinnung elektrischer Betriebsenergie für eine signaltechnische Datenumwandlung und/oder für eine funktechnische Signalübertragung, zumindest ein Teil eines von der Datenleitung ausgegebenen elektrischen Datensignals mittels einer Signal- Flarvesting-Einheit, insbesondere einer RS-232-Signal-Flarvesting-Einheit, abgezweigt wird. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders einfache Bedienbarkeit und/oder eine hohe Einsatzflexibilität erreicht werden, insbesondere indem auf eine zusätzliche, beispielsweise für die signaltechnische Datenumwandlung erforderliche, Stromversorgung der elektrischen Verbindungsvorrichtung verzichtet werden kann. Insbesondere sind viele Einsatzorte vorstellbar, an welchen eine dauerhafte Stromversorgung über Netzteile oder über USB-Verbindungen nicht oder nicht ohne hohen Zusatzaufwand bereitgestellt werden kann.
Die erfindungsgemäße elektrische Verbindungsvorrichtung, das erfindungsgemäße Transceiversystem und das erfindungsgemäße Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße elektrische Verbindungsvorrichtung, das erfindungsgemäße Transceiversystem und das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der/Die Fachkundige wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Transceiversystems mit zwei elektrischen Verbindungsvorrichtungen innerhalb eines Gebäudes,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Transceiversystems innerhalb eines Verkehrsmittels,
Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung der elektrischen Verbindungsvorrichtung,
Fig. 4 eine beispielhafte Darstellung eines seriellen UART-Datensignals (oben) und eines seriellen RS-232-Datensignals (unten) in Spannungs-Zeit-Diagrammen, Fig. 5 einen schematischen Verlauf des in die elektrische
Verbindungsvorrichtung eingehenden RS-232-Datensignals und Fig. 6 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der elektrischen Verbindungsvorrichtung,
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Transceiversystems innerhalb eines als Nutzfahrzeug ausgebildeten Verkehrsmittels und Fig. 8 eine schematische Darstellung des Transceiversystems innerhalb einer Verkehrsinfrastruktur.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Transceiversystem 38 in zwei unterschiedlichen Anwendungsbeispielen. Das Anwendungsbeispiel von Figur 1 betrifft ein Gebäude 42. Das Gebäude 42 umfasst eine fest in einer Wand 44 des Gebäudes 42 verbaute Datenleitung 12. Die Datenleitung 12 ist zu einer Übertragung eines elektrischen Datensignals 16 vorgesehen. Das elektrische Datensignal 16 ist ein elektrisches Spannungssignal. Das elektrische Datensignal 16 ist ein Recommended Standard 232 (RS-232)-Signal. Die Datenleitung 12 ist als eine RS-232-Datenleitung ausgebildet. Die Datenleitung 12 umfasst zwei in verschiedenen Räumen des Gebäudes 42 angeordnete Datensteckdosen 46, 48. Die Datensteckdosen 46, 48 sind als RS-232-Datensteckdosen, beispielsweise als D-Subminiatur DE09-Datensteckdosen, ausgebildet. In eine Datensteckdose 46 ist ein System 52 eingesteckt, welches das elektrische Datensignal 16, insbesondere ein RS-232-Signal, aussendet. Das System 52 speist das Datensignal 16 in die Datenleitung 12 ein. Das System 52 bildet in diesem Beispiel einen Erzeuger des elektrischen Datensignals 16 aus. Das System 52 ist beispielhaft als ein Computerserver ausgebildet. Über das Transceiversystem 38 können Datensignale, insbesondere RS-232-Datensignale und/oder UART-Datensignale, an ein weiteres, beispielhaft als ein Computerserver ausgebildetes, System 64, welches sich beispielsweise in einem dritten Raum des Gebäudes 42 befindet, übertragen werden, ohne dazu eine Kabelverlegung innerhalb oder außerhalb der Wände 44 des Gebäudes modifizieren zu müssen.
Das Anwendungsbeispiel von Figur 2 betrifft ein Verkehrsmittel 54. Das Verkehrsmittel 54 ist beispielhaft als ein Fahrzeug, insbesondere ein Automobil, ausgebildet. Das Verkehrsmittel 54 weist einen Motor 56 mit einem Motorsteuergerät 58 auf. Das Motorsteuergerät 58 weist eine als RS-232- Datensteckdose ausgebildete Datensteckdose 46 auf. Die Datensteckdose 46 des Motorsteuergeräts 58 bildet einen Datenausgang des Motorsteuergeräts 58 aus. Das Verkehrsmittel 54 weist ein Armaturenbrett 60 auf. Das Armaturenbrett 60 weist eine Anzeige- und/oder Instrumententafel 62 auf. Das Armaturenbrett 60 weist eine als RS-232-Datensteckdose ausgebildete Datensteckdose 48 auf. Die Datensteckdose 48 des Armaturenbretts 60 bildet einen Dateneingang für die Anzeige- und/oder Instrumententafel 62 aus. Über das Transceiversystem 38 können in diesem Beispiel Datensignale zwischen dem Motorsteuergerät 58 und der Anzeige- und/oder Instrumententafel 62 ausgetauscht werden, ohne dazu einen Kabelbaum des Verkehrsmittels 54 modifizieren zu müssen.
Das Transceiversystem 38 weist eine erste elektrische Verbindungsvorrichtung 40 auf. In dem Beispiel der Fig. 1 ist die erste elektrische Verbindungsvorrichtung 40 in der Datensteckdose 48 installiert. Das Transceiversystem 38 weist jeweils eine zweite elektrische Verbindungsvorrichtung 50 auf. In dem Beispiel der Fig. 1 ist die zweite elektrische Verbindungsvorrichtung 50 in einem Anschluss des weiteren Systems 64 installiert. Die erste elektrische Verbindungsvorrichtung 40 weist zumindest ein Funkmodul 26 mit einem Sender 28 auf (siehe auch Fig. 3). Die zweite elektrische Verbindungsvorrichtung 50 weist zumindest ein Funkmodul 26 mit einem Empfänger 30 auf (siehe auch Fig. 3). Die Funkmodule 26 der elektrischen Verbindungsvorrichtungen 40, 50 sind dazu vorgesehen, Funksignale auszutauschen. Die zwischen den elektrischen Verbindungsvorrichtungen 40, 50 kommunizierten Funksignale können verschlüsselt oder unverschlüsselt sein. Die erste elektrische Verbindungsvorrichtung 40 und die zweite elektrische Verbindungsvorrichtung 50 sind zumindest im Wesentlichen identisch oder komplementär zueinander ausgebildet. Die Stromversorgung der Verbindungsvorrichtungen 40, 50 ist unabhängig von einer externen Stromversorgung, welche verschieden ist von der das elektrische Datensignal 16 transportierenden Datenleitung 12. In dem Beispiel der Figur 1 wird ein von dem System 52 ausgegebenes elektrisches Datensignal 16 zur Stromversorgung der ersten Verbindungsvorrichtung 40 verwendet. In dem Beispiel der Figur 1 wird ein von dem weiteren System 64 ausgegebenes elektrisches Datensignal 16 zur Stromversorgung der zweiten Verbindungsvorrichtung 50 verwendet.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der elektrischen Verbindungsvorrichtung 40, 50 in einer beispielhaften Ausgestaltung. Die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 ist als eine elektrische Steckverbindervorrichtung, insbesondere als ein elektrischer Steckverbinder, ausgebildet. Die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 bildet eine serielle Schnittstelle 18 aus. Das elektrische Datensignal 16 ist daher ein Tx Signal der seriellen Schnittstelle 18.
Die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 bildet eine RS-232-Schnittstelle oder eine UART-Schnittstelle aus. Das elektrische Datensignal 16 ist daher ein Signal einer TxD-Datenleitung der RS-232-Schnittstelle oder der UART- Schnittstelle. Die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 weist ein Verbindungselement 10 auf. Das Verbindungselement 10 ist zu einer physischen Verbindung mit der Datenleitung 12 vorgesehen. Das Verbindungselement 10 ist als ein männlicher D-Subminiatur DE-09-Stecker ausgebildet. Alternative, insbesondere auch weibliche, Steckerformen sind denkbar. Das Verbindungselement 10 weist einen TxD-Anschlusspin 66 für einen Anschluss an eine TxD-Datenleitung auf.
Die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 weist ein Plug-and-Play Funktionsprinzip auf. Die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 weist eine Signal-Flarvesting-Einheit 14 auf, insbesondere zur Umsetzung des Plug-and-Play Funktionsprinzips. Die Signal-Flarvesting-Einheit 14 ist als eine RS-232-Signal- Flarvesting-Einheit ausgebildet. Die Signal-Flarvesting-Einheit 14 ist dazu vorgesehen, zumindest einen Teil 20, 22 eines von der Datenleitung 12 ausgegebenen elektrischen Datensignals 16 zur Gewinnung elektrischer Energie abzuzweigen. Die Signal-Harvesting-Einheit 14 ist dazu vorgesehen, den Teil 20, 22 des von der Datenleitung 12 ausgegebenen elektrischen Datensignals 16 zur Gewinnung elektrischer Betriebsenergie für eine signaltechnische Datenumwandlung und/oder für eine funktechnische Signalübertragung des Informationsgehalts des elektrischen Datensignals 16 abzuzweigen. Die Signal- Harvesting-Einheit 14 ist dazu vorgesehen, den Teil 20, 22 des von der Datenleitung 12 ausgegebenen elektrischen Datensignals 16 zur Gewinnung eines elektrischen Ladestroms für eine Energiespeicherung abzuzweigen. Die Signal-Harvesting-Einheit 14 weist eine elektrische Schaltung auf, welche den Teil 20, 22 des von der Datenleitung 12 ausgegebenen elektrischen Datensignals 16 zu der Gewinnung der elektrischen Betriebsenergie und/oder zur Gewinnung des Ladestroms umleitet. Die Signal-Harvesting-Einheit 14 weist eine elektrische Schaltung auf, welche nur einen (minimal) für die Informationsübertragung notwendigen Teil des elektrischen Datensignals 16 durchlässt.
Die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 weist eine Datenverarbeitungseinheit 24 auf. Die Datenverarbeitungseinheit 24 ist als ein Mikrocontroller ausgebildet. Die Datenverarbeitungseinheit 24 ist zu einer signaltechnischen Umwandlung des von der Datenleitung 12 ausgegebenen elektrischen Datensignals 16 vorgesehen. Die Datenverarbeitungseinheit 24 ist von der Signal-Harvesting-Einheit 14 direkt mit (durch die Signal-Harvesting- Einheit 14 aus dem elektrischen Datensignal 16 abgezweigter) elektrischer Energie versorgt.
Die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 weist ein Funkmodul 26 auf. Das Funkmodul 26 umfasst den Sender 28. Der Sender 28 des Funkmoduls 26 ist dazu vorgesehen, die in dem elektrischen Datensignal 16 enthaltene Information drahtlos auszusenden. Die Datenverarbeitungseinheit 24 ist zu einer signaltechnischen Umwandlung des von der Datenleitung 12 ausgegebenen elektrischen Datensignals 16 in ein Funkdatensignal vorgesehen. Der Sender 28 des Funkmoduls 26 ist dazu vorgesehen, die von der Datenverarbeitungseinheit 24 signaltechnisch in Funkdatensignale umgewandelten Daten drahtlos auszusenden. Der Sender 28 ist als eine Bluetooth Low Energy-Antenne ausgebildet. Das Funkmodul 26 weist den Empfänger 30 auf. Der Empfänger 30 ist dazu vorgesehen, Funkdatensignale, vorzugsweise die Funkdatensignale des Senders 28 einer mit der elektrischen Verbindungsvorrichtung 40, 50 gepaarten weiteren elektrischen Verbindungsvorrichtung 40, 50 zu empfangen. Die Datenverarbeitungseinheit 24 ist dazu vorgesehen, die von dem Empfänger 30 empfangenen Funkdatensignale in ein elektrisches Datensignal 16, insbesondere in ein RS232-Datensignal, umzuwandeln, welches in eine elektrische (Tx) Datenleitung 12 einspeisbar ist. Das Verbindungselement 10 weist einen TxD- Anschlusspin 68 auf, welcher zu einer Ausgabe des von dem Empfänger 30 empfangenen und im Anschluss entsprechend aufbereiteten elektrischen Datensignals 16 vorgesehen ist. Die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 weist einen Pegelumsetzer 32 auf. Der Pegelumsetzer 32 ist dazu vorgesehen, das durch den Empfänger 30 empfangene und von der Datenverarbeitungseinheit 24 umgewandelte elektrische Datensignal 16 auf einen RS-232-Spannungspegel hochzuregeln. Das Funkmodul 26, insbesondere der Sender 28 und/oder der Empfänger 30, ist von der Signal-Flarvesting-Einheit 14 direkt mit (durch die Signal-Flarvesting-Einheit 14 aus dem elektrischen Datensignal 16 abgezweigter) elektrischer Energie versorgt.
Die Signal-Flarvesting-Einheit 14 weist einen Strom- und/oder Spannungswandler 34 auf. Der Strom- und/oder Spannungswandler 34 ist als ein DC-DC-Wandler ausgebildet. Der Strom- und/oder Spannungswandler 34 ist durch elektrische Energie gespeist, die von der Signal-Flarvesting-Einheit 14 aus dem elektrischen Datensignal 16 abgezweigt wird. Der Strom- und/oder Spannungswandler 34 ist dazu vorgesehen, eine oder mehrere funktionale Komponente(n) der elektrischen Verbindungsvorrichtung 40, 50, beispielsweise das Funkmodul 26, die Datenverarbeitungseinheit 24 oder den Pegelumsetzer 32, direkt mit elektrischer Energie zu versorgen. Die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 weist einen Energiespeicher 36 auf. Der Energiespeicher 36 ist zu einer Speicherung zumindest eines Teils der durch die Signal-Harvesting-Einheit 14 gewonnenen elektrischen Energie vorgesehen. Der Energiespeicher 36 ist als ein Akkumulator ausgebildet. Der Strom- und/oder Spannungswandler 34 ist dazu vorgesehen, den Energiespeicher 36 mit einem Ladestrom zu versorgen. Über den Energiespeicher 36 kann wahlweise das Funkmodul 26, insbesondere der Sender 28 und/oder der Empfänger 30, die Datenverarbeitungseinheit 24 und/oder der Pegelumsetzer 32, indirekt von der Signal-Harvesting-Einheit 14 mit (durch die Signal-Harvesting- Einheit 14 aus dem elektrischen Datensignal 16 abgezweigter) elektrischer Energie versorgt werden.
In der Fig. 4 sind beispielhaft ein serielles UART-Datensignal (74, oben) und ein serielles RS-232-Datensignal (76, unten) in Spannungs-Zeit-Diagrammen dargestellt. Auf Abszissen 70 der Spannungs-Zeit-Diagramme ist jeweils eine Zeit aufgetragen. Auf Ordinaten 72 der Spannungs-Zeit-Diagramme ist jeweils eine elektrische Spannung aufgetragen. Das in der Fig. 4 dargestellte elektrische Datensignal 16 bildet ein Binärsignal des lateinischen Großbuchstabens „J“ aus. Von rechts nach links gelesen lautet das Binärsignal des lateinischen Großbuchstabens „J“ 01001010. Das Binärsignal umfasst ein Startsignal 78 (Startbit) und ein Stoppsignal 80 (Stoppbit). Zwischen dem Startsignal 78 und dem Stoppsignal 80 werden Nutzdaten 82 in Form von (acht) Datenbits (B0 bis B7) übertragen. Vor dem Startsignal 78 und nach dem Stoppsignal 80 kann sich die Datenübertragung in einem Ruhezustand 84 („idle“-Zustand“) befinden.
Das serielle RS-232-Datensignal 76 stellt ein typisches durch eine RS-232- Datenleitung übertragenes elektrisches Datensignal 16 dar. Das serielle RS-232- Datensignal 76 weist einen Spannungspegel auf, der zwischen +12 V und -12 V wandelt. Ein positiver Spannungspegel bedeutet hierbei eine binäre „0“ (space). Ein negativer Spannungspegel bedeutet hierbei eine binäre „1“ (mark). Der in dem unteren Spannungs-Zeit-Diagramm der Figur 4 dargestellte Spannungspegel liegt bei einer Übertragung des lateinischen Großbuchstabens „J“ an dem TxD- Anschlusspin 66 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 40, 50. Der in dem unteren Spannungs-Zeit-Diagramm der Figur 4 dargestellte Spannungspegel wird bei einer Übertragung des lateinischen Großbuchstabens „J“ an den TxD- Anschlusspin 68 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 40, 50 ausgegeben. In dem Ruhezustand 84 liegt der Spannungspegel des seriellen RS-232- Datensignals 76 konstant bei -12 V.
Das UART-Datensignal 74 stellt ein TTL-verträgliches elektrisches Datensignal 16 dar, welches zum Beispiel mit der Datenverarbeitungseinheit 24, insbesondere dem Mikrocontroller, kompatibel ist. Das serielle UART-Datensignal 74 weist einen Spannungspegel auf, der zwischen 0 V und +3 V wandelt. Das serielle UART- Datensignal 74 ist relativ zu dem RS-232-Datensignal invertiert. Ein Spannungspegel von null bedeutet hierbei eine binäre „0“ (space). Ein positiver Spannungspegel (+3 V) bedeutet hierbei eine binäre „1“ (mark). Der in dem oberen Spannungs-Zeit-Diagramm der Figur 4 dargestellte Spannungspegel wird bei einer Übertragung des lateinischen Großbuchstabens „J“ an die Datenverarbeitungseinheit 24 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 40, 50 ausgegeben. Der in dem oberen Spannungs-Zeit-Diagramm der Figur 4 dargestellte Spannungspegel wird bei einer Übertragung des lateinischen Großbuchstabens „J“ an den Pegelumsetzer 32 zur Flochregelung übergeben. In dem Ruhezustand 84 liegt der Spannungspegel des seriellen UART-Datensignals 74 konstant bei +3 V.
Die Fig. 5 zeigt einen schematischen Verlauf eines in die elektrische Verbindungsvorrichtung 40, 50 eingehenden RS-232-Datensignals 76. Durch ein erstes elektronisches Bauelement 86 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 40, 50, insbesondere der Signal-Flarvesting-Einheit 14, beispielsweise durch eine positive Spannungsklammer, durch den Pegelumsetzer 32, durch einen elektrischen Clipper, durch einen elektrischen Clamper oder durch ein elektrisches Ventil, wird der Teil 22 der Spannung des RS-232-Datensignals 76, der ein positives Vorzeichen trägt, auf einen reduzierten, beispielsweise einen Transistor- Transistor-Logik (TTL) verträglichen, Spannungspegel eingeregelt und/oder begrenzt. Zudem ist denkbar, dass die Signal-Flarvesting-Einheit 14 dazu vorgesehen ist, den überschüssigen Teil der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein positives Vorzeichen trägt und der nach der Begrenzung auf den reduzierten, Spannungspegel übrig bleibt, zur Gewinnung von elektrischer Energie abzuzweigen. Das abgezweigte und auf den reduzierten Spannungspegel eingeregelte und/oder begrenzte elektrische Datensignal 16 wird anschließend invertiert, beispielsweise durch den Pegelumsetzer 32, und somit in das UART-Datensignal 74 umgewandelt. Das UART-Datensignal 74 wird direkt an die Datenverarbeitungseinheit 24, insbesondere an den Mikrocontroller, ausgegeben. Die Datenverarbeitungseinheit 24, insbesondere der Mikrocontroller, wandelt das UART-Datensignal 74 in ein Funkdatensignal um, welches wiederum von dem Sender 28 des Funkmoduls 26 emittiert wird.
Durch ein zweites elektronisches Bauelement 88 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 40, 50, insbesondere der Signal-Flarvesting-Einheit 14, beispielsweise durch eine negative Spannungsklammer, durch den Pegelumsetzer 32, durch den elektrischen Clipper, durch den elektrischen Clamper oder durch ein elektrisches Ventil, wird der Teil 20 der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein negatives Vorzeichen trägt, zu der Gewinnung der elektrischen Energie abgezweigt. Zudem ist denkbar, dass die Signal-Flarvesting- Einheit 14 dazu vorgesehen ist, in dem Ruhezustand 84 des RS-232-Datensignals 76 das gesamte von der Datenleitung 12 ausgegebene RS-232-Datensignal 76 zur Gewinnung elektrischer Energie abzuzweigen. Das zur Gewinnung elektrischer Energie abgezweigte elektrische Spannungssignal wird an einen Strom- und/oder Spannungswandler 34, insbesondere einen DC-DC-Wandler, übertragen, welcher dadurch einen Ladestrom für den Energiespeicher 36 bereitstellt und/oder welcher dadurch eine direkte Stromversorgung der Datenverarbeitungseinheit 24 und/oder des Funkmoduls 26 und/oder der elektronischen Bauelemente 86, 88 bereitstellt.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der elektrischen Verbindungsvorrichtung 40, 50. In zumindest einem Verfahrensschritt 90 wird die Datenleitung 12 bereitgestellt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 92 wird das das elektrische Datensignal 16 ausgebende System 52 mit der Datensteckdose 46 der Datenleitung 12 verbunden. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 94 wird die elektrische Verbindungsvorrichtung 40 mit der ein zweites Ende der Datenleitung 12 ausbildenden weiteren Datensteckdose 48 durch Einstecken des Verbindungselements 10 verbunden. In dem weiteren Verfahrensschritt 94 ist die elektrische Verbindungsvorrichtung 40 durch die Plug- and-Play Funktionalität sofort und ohne Einstellungen an dem System 52 zu erfordern einsatzbereit.
In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 96 wird zur Gewinnung elektrischer Betriebsenergie für die signaltechnische Datenumwandlung und/oder für die funktechnische Signalübertragung ein Teil des von der Datenleitung 12 ausgegebenen elektrischen Datensignals 16 mittels der Signal-Harvesting-Einheit 14 abgezweigt. In zumindest einem Teilschritt 98 des Verfahrensschritts 96 wird der Teil 20 der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein negatives Vorzeichen trägt, zu der Gewinnung der elektrischen Energie abgezweigt. Wenn sich das elektrische Datensignal 16 in einem RS-232-Ruhezustand 84 befindet, wird in dem Teilschritt 98 des Verfahrensschritts 96 ein gesamtes RS-232- Ruhezustandssignal, welches ein negatives Vorzeichen trägt, zu der Gewinnung der elektrischen Energie abgezweigt. In zumindest einem weiteren Teilschritt 100 des Verfahrensschritts 96 wird der Teil 22 der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein positives Vorzeichen trägt und der für eine Informationsübermittlung verwendet werden soll, auf einen reduzierten oder einen TTL verträglichen Spannungspegel einregelt und/oder begrenzt. In dem Teilschritt 100 des Verfahrensschritts 96 wird der auf den reduzierten oder den TTL verträglichen Spannungspegel eingeregelte und/oder begrenzte Teil 22 der Spannung des elektrischen Spannungssignals invertiert. In dem Teilschritt 100 des Verfahrensschritts 96 wird der auf den reduzierten oder den TTL verträglichen Spannungspegel eingeregelte und/oder begrenzte Teil 22 der Spannung des elektrischen Spannungssignals zu dem UART-Datensignal 74 umgewandelt. In zumindest einem weiteren Teilschritt 102 des Verfahrensschritts 96 wird der nach der Einregelung und/oder Begrenzung auf den reduzierten oder den TTL verträglichen Spannungspegel verbleibende, überschüssige Teil des positiven Spannungsteils 22 des elektrischen Spannungssignals, zur Gewinnung von elektrischer Energie abgezweigt.
In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 104 wird der zur Gewinnung elektrischer Energie abgezweigte Teil des elektrischen Datensignals 16 an den Strom- und/oder Spannungswandler 34 umgeleitet. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 106 wird der Energiespeicher 36 durch die mittels der Signal- Harvesting-Einheit 14 gewonnene elektrische Energie, insbesondere mittels des Strom- und/oder Spannungswandlers 34, aufgeladen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 108 wird die Datenverarbeitungseinheit 24 durch die mittels der Signal-Harvesting-Einheit 14 gewonnene elektrische Energie, insbesondere mittels des Strom- und/oder Spannungswandlers 34, betrieben. In dem Verfahrensschritt 108 kann zudem der Pegelumsetzer 32 durch die mittels der Signal-Harvesting-Einheit 14 gewonnene elektrische Energie, insbesondere über den Strom- und/oder Spannungswandler 34, betrieben werden. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 110 wird das Funkmodul 26 durch die mittels der Signal-Harvesting-Einheit 14 gewonnene elektrische Energie, insbesondere über den Strom- und/oder Spannungswandler 34, betrieben. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 112 wird das UART-Datensignal 74 direkt an die Datenverarbeitungseinheit 24, insbesondere an den Mikrocontroller, weitergeleitet. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 114 wird das UART-Datensignal 74 von der Datenverarbeitungseinheit 24, insbesondere von dem Mikrocontroller, in ein Funkdatensignal umgewandelt. In zumindest einem weiteren optionalen Verfahrensschritt 128 wird das Funkdatensignal verschlüsselt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 116 wird das Funkdatensignal von dem Sender 28 des Funkmoduls 26 emittiert.
In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 118 wird das Funkdatensignal von dem Empfänger 30 einer weiteren elektrischen Verbindungsvorrichtung 50 empfangen und gegebenenfalls entschlüsselt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 120 wird das Funkdatensignal von der Datenverarbeitungseinheit 24 der weiteren elektrischen Verbindungsvorrichtung 50 in das RS-232-Datensignal 76 umgewandelt. In zumindest einem Teilschritt 122 des Verfahrensschritts 120 wird das RS-232-Datensignal 76 durch den Pegelumsetzer 32 auf einen normalen RS-232-Spannungspegel hochgeregelt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 124 wird das RS-232-Datensignal 76 von der weiteren elektrischen Verbindungsvorrichtung 50 über deren TxD- Anschlusspin 68 an das weitere System 64 oder an eine weitere Datenleitung 126 (vgl. Fig. 2) ausgegeben.
Die Figuren 7 und 8 zeigen zwei weitere Anwendungsbeispiele des Transceiversystems 38. Das Anwendungsbeispiel von Figur 7 betrifft ein als Nutzfahrzeug 130 ausgebildetes Verkehrsmittel 54. Das Nutzfahrzeug 130 umfasst im beispielhaft dargestellten Fall einen Schneeschieber 132 und einen Salzstreuer 134. Der Salzstreuer 134, beispielsweise eine Salzstreumengeneinstellung des Salzstreuers 134, ist mittels eines Bedienhebels 136 des Nutzfahrzeugs 130 aus einem Führerhaus 138 des Nutzfahrzeugs 130 aus steuerbar. Der Bedienhebel 136 weist eine als RS-232-Datensteckdose ausgebildete Datensteckdose (nicht gezeigt) auf. Die Datensteckdose des Bedienhebels 136 bildet einen Datenausgang des Bedienhebels 136 aus. Der Salzstreuer 134, insbesondere ein Steuergerät des Salzstreuers 134, weist eine als RS-232-Datensteckdose ausgebildete Datensteckdose (nicht gezeigt) auf. Die Datensteckdose des Salzstreuers 134 ist innerhalb eines Gehäuses 140 des Salzstreuers 134 angeordnet, um vor äußeren Einflüssen wie Salz, Feuchtigkeit oder Schmutz geschützt zu sein. Die Datensteckdose des Salzstreuers 134 bildet einen Dateneingang zu einer Steuerung des Salzstreuers 134 aus. Über das Transceiversystem 38 können in diesem Beispiel Datensignale, die von einem Bediener des Nutzfahrzeugs 130 aus dem Führerhaus 138 des Nutzfahrzeugs 130 durch eine Betätigung des Bedienhebels 136 erzeugt werden, an den Salzstreuer 134, insbesondere an das Steuergerät des Salzstreuers 134, übertragen werden, ohne dazu eine aufwändige Kabelverlegung innerhalb des Nutzfahrzeugs 130 zu erfordern. Das Anwendungsbeispiel von Figur 8 betrifft eine in eine Verkehrsinfrastruktur 142 integrierte Verkehrsüberwachungsvorrichtung 146. Die Verkehrsinfrastruktur 142 ist beispielhaft als eine Schilderbrücke 144 ausgebildet, an welcher Sensoren 148 der Verkehrsüberwachungsvorrichtung 146 montiert sind. Beispielsweise können die Sensoren 148 der Verkehrsüberwachungsvorrichtung 146 aus Radarsensoren ausgebildet sein, welche zu einer Verkehrszählung vorgesehen sind. Die Verkehrsinfrastruktur 142 weist eine als RS-232-Datensteckdose ausgebildete Datensteckdose 46 auf. Die Verkehrsüberwachungsvorrichtung 146 ist über eine Datenleitung 12 mit der Datensteckdose 46 der Verkehrsinfrastruktur 142 verbunden. Die Datensteckdose 46 bildet einen Datenausgang der Verkehrsüberwachungsvorrichtung 146 aus. Die
Verkehrsüberwachungsvorrichtung 146 umfasst ein Auslesegerät 150. Das Auslesegerät 150 muss zu einem Auslesen der Daten der Sensoren 148 signaltechnisch mit den Sensoren 148 verbunden werden. Das Auslesegerät 150 weist eine als RS-232-Datensteckdose ausgebildete Datensteckdose 48 auf. Die Datensteckdose 48 des Auslesegeräts 150 bildet einen Dateneingang für eine Displayanzeige 152 des Auslesegeräts 150. In die Datensteckdosen 46, 48 sind die miteinander korrespondierenden und das Transceiversystem 38 ausbildenden elektrischen Verbindungsvorrichtungen 40, 50 eingesteckt. Über das Transceiversystem 38 können in diesem Beispiel Datensignale zwischen den Sensoren 148 und dem Auslesegerät 150 ausgetauscht werden, ohne dass dazu ein Besteigen der Schilderbrücke 144 und ein direktes Verbinden des Auslesegerätes 150 mit der in die Schilderbrücke 144 integrierten Datensteckdose 46 der Verkehrsüberwachungsvorrichtung 146 notwendig ist. Bezugszeichen
10 Verbindungselement 12 Datenleitung 14 Signal-Harvesting-Einheit 16 Elektrisches Datensignal 18 Serielle Schnittstelle 20 Teil 22 Teil
24 Datenverarbeitungseinheit 26 Funkmodul 28 Sender 30 Empfänger 32 Pegelumsetzer
34 Strom- und/oder Spannungswandler
36 Energiespeicher
38 Transceiversystem
40 Elektrische Verbindungsvorrichtung
42 Gebäude
44 Wand
46 Datensteckdose
48 Datensteckdose
50 Elektrische Verbindungsvorrichtung
52 System
54 Verkehrsmittel
56 Motor
58 Motorsteuergerät
60 Armaturenbrett
62 Anzeige- und/oder Instrumententafel 64 System 66 TxD-Anschlusspin RxD-Anschlusspin
Abszisse
Ordinate
UART-Datensignal
RS-232-Datensignal
Startsignal
Stoppsignal
Nutzdaten
Ruhezustand
Erstes elektronisches Bauelement
Zweites elektronisches Bauelement
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Teilschritt
Teilschritt
Teilschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Teilschritt
Verfahrensschritt
Datenleitung
Verfahrensschritt Nutzfahrzeug
Schneeschieber
Salzstreuer
Bedienhebel
Führerhaus
Gehäuse
Verkehrsinfrastruktur
Schilderbrücke
Verkehrsüberwachungsvorrichtung
Sensor
Auslesegerät
Displayanzeige

Claims

30.04.2021 Ansprüche
1. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50), insbesondere elektrische Steckverbindervorrichtung, mit zumindest einem Verbindungselement (10), welches zu einer physischen Verbindung mit einer Datenleitung (12) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine Signal-Harvesting-Einheit (14), insbesondere eine RS-232-Signal-Harvesting-Einheit, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil (20, 22) eines von der Datenleitung (12) ausgegebenen elektrischen Datensignals (16) zur Gewinnung elektrischer Energie, insbesondere zumindest zur Gewinnung elektrischer
Betriebsenergie für eine signaltechnische Datenumwandlung und/oder für eine funktechnische Signalübertragung, abzuzweigen.
2. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Datensignal (16) ein elektrisches Spannungssignal ist.
3. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Datensignal (16) ein Recommended Standard 232 (RS-232)-Signal oder ein Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)-Signal einer seriellen Schnittstelle (18 ist.
4. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Datensignal (16) zumindest ein Tx Signal der seriellen Schnittstelle (18) ist.
5. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Plug-and-Play Funktionsprinzip.
6. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Harvesting-Einheit (14) dazu vorgesehen ist, den Teil (20) der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein negatives Vorzeichen trägt, zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, zu der Gewinnung der elektrischen Energie abzuzweigen.
7. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Harvesting-Einheit (14) zumindest dazu vorgesehen ist, den Teil (22) der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein positives Vorzeichen trägt, auf einen reduzierten Spannungspegel einzuregeln..
8. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Harvesting-Einheit (14) zumindest dazu vorgesehen ist, den Teil (22) der Spannung des elektrischen Spannungssignals, der ein positives Vorzeichen trägt, zumindest teilweise zur Gewinnung von elektrischer Energie abzuzweigen.
9. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Harvesting-Einheit (14) zumindest dazu vorgesehen ist, zumindest einen, insbesondere zeitlichen, Teil eines elektrischen Spannungssignals, welches ein positives Vorzeichen trägt und ein Bit ausbildet, vollständig zur Gewinnung von elektrischer Energie abzuzweigen.
10. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Datenverarbeitungseinheit (24) zur signaltechnischen Umwandlung des von der Datenleitung (12) ausgegebenen elektrischen Datensignals (16).
11. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (24) direkt oder indirekt von der Signal-Harvesting-Einheit (14) mit elektrischer Energie versorgt ist.
12. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Funkmodul (26) mit einem Sender (28), welcher zumindest dazu vorgesehen ist, die in dem elektrischen Datensignal (16) enthaltene Information drahtlos auszusenden.
13. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Funkmodul (26) mit einem Empfänger (30), welcher zumindest dazu vorgesehen ist, Funkdatensignale zu empfangen.
14. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach den Ansprüchen 10 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (24) dazu vorgesehen ist, die von dem Empfänger (30) empfangenen
Funkdatensignale in ein elektrisches Datensignal (16), insbesondere in ein RS-232-Datensignal, umzuwandeln, welches in eine elektrische (Tx oder Rx) Datenleitung (12) einspeisbar ist.
15. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkmodul (26) direkt oder indirekt von der Signal-Harvesting-Einheit (14) mit elektrischer Energie versorgt ist.
16. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Energiespeicher (36) zur Speicherung zumindest eines Teils der durch die Signal-Harvesting-Einheit (14) gewonnenen elektrischen Energie.
17. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Harvesting-Einheit (14) einen Strom- und/oder Spannungswandler (34), insbesondere einen DC-DC-Wandler, aufweist, welcher von durch die Signal-Harvesting-Einheit (14) abgezweigte elektrische Energie gespeist ist und welcher dazu vorgesehen ist, den Energiespeicher (36) mit einem Ladestrom zu versorgen.
18. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Harvesting-Einheit (14) einen Strom- und/oder Spannungswandler (34), insbesondere einen DC- DC-Wandler, aufweist, welcher von durch die Signal-Harvesting-Einheit
(14) abgezweigte elektrische Energie gespeist ist und welcher zumindest dazu vorgesehen ist, zumindest eine funktionale Komponente der elektrischen Verbindungsvorrichtung (40, 50) mit elektrischer Energie zu versorgen.
19. Elektrische Verbindungsvorrichtung (40, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal- Harvesting-Einheit (14) dazu vorgesehen ist, zumindest zeitabschnittsweise, insbesondere zumindest in einem Ruhezustand (84) des elektrischen Datensignals (16), das gesamte von der Datenleitung
(12) ausgegebene elektrische Datensignal (16) zur Gewinnung elektrischer Energie abzuzweigen.
20. Transceiversystem (38) mit zumindest einer ersten elektrischen Verbindungsvorrichtung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit zumindest einer zweiten elektrischen Verbindungsvorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste elektrische Verbindungsvorrichtung (40) zumindest ein Funkmodul (26) mit einem Sender (28) aufweist und wobei die zweite elektrische Verbindungsvorrichtung (50) zumindest ein Funkmodul (26) mit einem Empfänger (30) aufweist.
21. Transceiversystem (38) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromversorgung der Verbindungsvorrichtungen (40, 50) unabhängig ist von einer externen Stromversorgung, welche verschieden ist von einer ein elektrisches Datensignal (16) transportierenden Datenleitung (12).
22. Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (40, 50), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19, mit zumindest einem Verbindungselement (10), welches physisch mit einer Datenleitung (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewinnung elektrischer Energie, insbesondere zumindest zur Gewinnung elektrischer
Betriebsenergie für eine signaltechnische Datenumwandlung und/oder für eine funktechnische Signalübertragung, zumindest ein Teil (20, 22) eines von der Datenleitung (12) ausgegebenen elektrischen Datensignals (16) mittels einer Signal-Harvesting-Einheit (14), insbesondere einer RS-232- Signal-Harvesting-Einheit, abgezweigt wird.
EP21725425.9A 2020-04-30 2021-04-30 Elektrische verbindungsvorrichtung, transceiversystem und verfahren zum betrieb der elektrischen verbindungsvorrichtung Withdrawn EP4143930A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020111868.6A DE102020111868A1 (de) 2020-04-30 2020-04-30 Elektrische Verbindungsvorrichtung, Transceiversystem und Verfahren zum Betrieb der elektrischen Verbindungsvorrichtung
PCT/EP2021/061457 WO2021219876A1 (de) 2020-04-30 2021-04-30 Elektrische verbindungsvorrichtung, transceiversystem und verfahren zum betrieb der elektrischen verbindungsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4143930A1 true EP4143930A1 (de) 2023-03-08

Family

ID=75914489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21725425.9A Withdrawn EP4143930A1 (de) 2020-04-30 2021-04-30 Elektrische verbindungsvorrichtung, transceiversystem und verfahren zum betrieb der elektrischen verbindungsvorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230178940A1 (de)
EP (1) EP4143930A1 (de)
CN (1) CN116057791A (de)
DE (1) DE102020111868A1 (de)
WO (1) WO2021219876A1 (de)

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD292117A5 (de) 1990-02-14 1991-07-18 Sdag Wismut,De Schaltungsanordnung zur gewinnung von betriebsspannungen geringer strombelastbarkeit aus signalen normierter schnittstellen
TWM308576U (en) * 2006-07-07 2007-03-21 Abocom System Inc Powerline apparatus and powerline interface thereof
US8570178B2 (en) * 2007-09-24 2013-10-29 Ppc Broadband, Inc. Coaxial cable connector with internal floating ground circuitry and method of use thereof
US20090247006A1 (en) * 2008-01-22 2009-10-01 Wi3, Inc., New York Network access point having interchangeable cartridges
US8345428B2 (en) * 2008-05-13 2013-01-01 Brüel & Kjær Sound & Vibration Measurement A/S Data acquisition module and system
US8414326B2 (en) * 2008-11-17 2013-04-09 Rochester Institute Of Technology Internal coaxial cable connector integrated circuit and method of use thereof
US9589395B2 (en) * 2009-11-02 2017-03-07 Bosch Automotive Service Solutions Inc. Tool interface connector wireless adapter compact design
DE202010000276U1 (de) 2010-03-01 2010-06-02 Azurewave Technologies, Inc., Xindian Drahtloses Empfangs-/Sendegerät mit einer freiliegenden Vorsprunganordnung zum einfachen Anfassen für die Bedienperson
GB2490364B (en) * 2011-04-28 2015-09-23 Thales Holdings Uk Plc Wireless communication method and apparatus
US9298575B2 (en) * 2011-10-12 2016-03-29 Lytx, Inc. Drive event capturing based on geolocation
US20160099806A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-07 GM Global Technology Operations LLC Distributing secret keys for managing access to ecus
US9679421B2 (en) * 2015-03-19 2017-06-13 Gray Manufacturing Company, Inc. Vehicle lift configured for integration with vehicle diagnostic computing devices
US10191088B2 (en) * 2016-01-11 2019-01-29 Te Connectivity Corporation Interconnect sensor platform with energy harvesting
US9878683B2 (en) * 2016-02-19 2018-01-30 Verizon Patent And Licensing Inc. Maintaining telematics service after vehicle power disruption
US10852361B2 (en) * 2016-06-16 2020-12-01 Mertek Industries, Llc Traceable and linkable networking cable

Also Published As

Publication number Publication date
CN116057791A (zh) 2023-05-02
DE102020111868A1 (de) 2021-11-04
WO2021219876A1 (de) 2021-11-04
US20230178940A1 (en) 2023-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2488386B1 (de) Elektrische verbindungsvorrichtung für hybrid- und elektrofahrzeuge sowie zugehöriges verfahren zur aufladung
EP0344609B1 (de) Digitales Signalübertragungssystem für die Hausleittechnik
EP3451496B1 (de) Kommunikation mit ladekabel eines batterieelektrischen fahrzeugs
WO2008125405A2 (de) Vorrichtung und system zur batterieerkennung
DE102018132867A1 (de) Steckverbindervorrichtung für ein Fahrzeug zum Übertragen von Daten zwischen gekuppelten Fahrzeugen sowie System und Fahrzeug damit
EP3616977A1 (de) Ladekabel für ein elektrofahrzeug
DE102007059688A1 (de) Aktuatoreinrichtung und Verfahren zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung
DE102019135635A1 (de) Vorrichtung zur drahtlosen Übermittlung eines Signals
DE102013012368B4 (de) Kraftfahrzeug-Bordnetz sowie Verfahren zur Übertragung von Datensignalen in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz
WO2019185247A1 (de) Einstellen eines kommunikationsparameters eines kommunikationsmoduls einer ladestation
EP4143930A1 (de) Elektrische verbindungsvorrichtung, transceiversystem und verfahren zum betrieb der elektrischen verbindungsvorrichtung
EP0984587B1 (de) Anschlusseinrichtung für die Gebäudesystemtechnik
DE19915294C2 (de) Bus-System
DE102018120823B3 (de) Steuer- und Datenübertragungsanlage zur Unterstützung verschiedener Kommunikationsprotokolle und ein Adaptermodul
WO2023209030A2 (de) Energieversorgungssystem und verfahren zum betrieb eines energieversorgungssystems
EP3632056A1 (de) Initialisierung eines lokalbusses
DE102010044991A1 (de) Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einem Sensor und zumindest einer weiteren elektronischen Komponente in einem Kraftfahrzeug und Sensorvorrichtung
EP1369838A1 (de) Funkschnittstelle zwischen Fahrzeug und Anhänger
DE102007013995B4 (de) Signalverteiler
DE202020005811U1 (de) Schnittstellenvorrichtung
EP4630289A1 (de) Umschaltvorrichtung für einen eine leuchtvorrichtung umfassenden anhänger eines mehrgliedrigen fahrzeugs, insbesondere nutzfahrzeugs, und anhänger
DE202011003748U1 (de) Schraubsystem
DE102019205643A1 (de) Hochvolt-Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, Hochvolt-Energiespeicher und Verfahren zum Betreiben eines Hochvolt-Bordnetzes
DE19609548C2 (de) Ein elektronisches System
DE602005001197T2 (de) System und Verfahren zur Stromversorgung eines Peripheriegerätes

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20221125

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20241105

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20250306