JP2014500671A - 遠隔制御電源装置 - Google Patents

Abstract

遠隔制御スイッチシステムは、制御可能スイッチへの電力を無線電波によりオン／オフする携帯リモコンを有する。各遠隔制御装置は少なくとも１つの一意的識別コードを含み、１つまたは複数の別々の制御可能スイッチにリンクされることができる。単一の携帯リモコンにより制御することができる制御可能スイッチの数は基本的に無限である。
【選択図】図１Ａ

Description

本出願は、２０１１年１１月２６日出願の米国特許出願第６１／４１７３６０号明細書に基づいており、その優先権と利益を主張する。

現代の家庭は、少し例を挙げればランプ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、テレビ、ラジオ、音響システム、ゲームコンソール、書類裁断機、電話システム、および電子レンジを含む増え続ける多少複雑な電子および電気機器を所有する。多くの電子および電気機器に関連する問題は、それらが決して完全には電源オフにされないということである。

表向き「電源オフ」にされた場合でも、機器は、実際には待機モードであり、電力を取り出し続ける。場合によっては、この連続的に取り出された電力は、内蔵時計を動作させるまたは急速電源オンのための状態に機器を維持するために使用される。徐々に、大衆は、待機時消費電力を原因とするこの「擬似」または「待機」の負荷が大気二酸化炭素の増加に寄与する費用のかかる電力浪費であると認識するようになった。

浪費電気の他の原因は、擬似負荷の問題を有しない機器から生ずる、すなわち、これらはスイッチオフされると電力を取り出さない機器である。機器が非常に不便な所にあるため、オン／オフスイッチに届くのは不可能ではないにしても、容易ではないという場合がしばしばある。そのため、機器は恒久的にオンのままにされる。

上記問題に対する１つの解決策は、マスターオン／オフスイッチ（テーブルタップ上のすべてのコンセントへの電力を遮断する）または各コンセント（したがって各機器）をオン／オフできるようにする個別スイッチ、のいずれかを有するテーブルタップ（power strip）に問題のある機器をプラグで接続することである。

テーブルタップが手軽に利用可能であれば、プラグで接続した機器はすべて容易にオン／オフすることができる。残念ながら、この手法は必ずしも便利だとは限らない。明かりの消えた部屋の反対側のランプのスイッチを入れたいと仮定する。テーブルタップスイッチに手軽に利用できたとしても、明かりをつけるために、明かりの消えた部屋を横切るのは難しいまたは危険なこともある。

同様に、ベッドにいる間にテレビのスイッチを入れたいまたは明かりを消したいと思うこともある。明らかに、これはテーブルタップが部屋の反対側に置かれている場合は不便である。その結果、遠隔制御電力コンセントスイッチの有用性が驚異的に高まった。このようなスイッチは通常、図２に示すような小型携帯リモコン（small handheld remote）によりに操作可能である。

スイッチは、図３に示すようなテーブルタップ内、または図１に示すような壁コンセントにプラグで接続する機器またはモジュールであって切り替えるべき器具または通常のテーブルタップ（これにより多くの器具の制御を可能にする）がプラグで接続される機器またはモジュール内、のいずれかに存在する可能性がある。

または、スイッチは壁コンセント自体内に埋め込まれる可能性がある。リモコンは音または電磁エネルギーのいずれかによりスイッチと通信することができる。通常、このような電磁放射は、家具の背後または別の部屋内の機器を制御するように固体に貫入することができ得るので、「無線」周波数範囲（約３０ｋＨｚ〜３００ＧＨｚ）内の電磁放射が好ましい。米国などいくつかの国では４３３ＭＨｚ領域内の無線周波数が好ましい。

テーブルタップまたはコンセントは、さらに、建物の電力配送線を介し送信される電磁気信号により制御することができる。本発明は、リモコン（remote control）が大気を通して送信された電磁放射によりテーブルタップまたは電力コンセントと直接通信するシステムに主として向けられる。

このタイプの遠隔電源スイッチ（remote power switch）が抱える問題は、リモコンとそれが制御するスイッチとをいかに調整するかである。１つの方法は、コンセントとリモコンの両方の上に機械的コード選択スイッチ（またはスイッチ）を有することである。リモコンとスイッチを同じコードに設定することにより、リモコンとスイッチ間の通信が可能になる。このような手法の利点は、基本的に無限数のスイッチ装置を同じコードに設定して単一のリモコンにより制御できることである。

この手法の欠点は、コードスイッチを設定することが困難である可能性があることと、機械的コードスイッチが潜在的システム障害のさらに別の点であることである。さらに、コードスイッチおよび／またはスイッチ群は比較的限られた数（通常、約１００より小さい数）のコードを提供する。これは、望ましくない干渉を生じることになる同じコードを有するリモコンを隣人が使用している可能性が大きいことを意味する。

最近になって、ディジタル技術により、多数のプリセットコードのうちの１つを有するリモコンを提供できるようになった。例えば、ディジタル識別コードが２０ビット長であれば、ディジタル識別コードは１００万以上の異なるコードを提供することができる。すなわち、１００万以上の異なる遠隔装置（remote unit）を供給することができる。

これは、干渉するリモコンを隣人が有する可能性を極めて小さくする。リモコンが複数の識別コードのうちの１つにより既に「フラッシュ」されて提供されれば、コードスイッチ等を設定する問題は解消される。しかし、所与の電源スイッチに所与のリモコンを関連付ける（「リンクする」）問題が残る。

１つの従来技術の装置は、最初に電源にプラグで接続されたときおよび／または所与のボタンまたはボタンの組み合わせが押されたときのいずれかにスイッチを「受信状態（receptive）」にすることによりこれを実現する。一旦「受信状態」になると、スイッチはプリセット期間中、リモコンからの送信を「受容」、スイッチが送信を「聴取」すると、またはプリセット時間が経過すると、装置はその通常「非受信状態」モードに戻る。

この種のシステムでは、リモコンは多くのディジタルコード命令を送信することができる。各命令は特定のリモコンの識別コードを含む。スイッチが「受信状態」にあり当該コードを「受容」と、スイッチはこのコードを内蔵メモリ内に記録する。その後、スイッチは、記録されたコードを含む命令だけに応答することになる。

格納されたコードを含む送信だけが実行されるように、入力ディジタル無線命令とメモリ内に格納されたコードとを比較する問題に対する複数のハードウェアおよびソフトウェア解決策を当業者は直ちに理解することになる。

コードを格納するためには「フラッシュ」または電池支援メモリのいずれかを使用することが好ましい。そうでなければ、電力線からプラグが抜かれる毎にスイッチは所与のリモコンに対するその関連性／リンクを失うことになる。

このシステムに関連する問題は、スイッチが受信状態である間に別の信号（リモコンからではない）がスイッチにより受信される可能性である。この可能性は、４３３ＭＨｚ等の所与の周波数を使用する多数の装置のためにそれほど小さくない。この問題は、所望の結果が得られるまでリンク処理を繰り返すことができるので必ずしも致命的ではない。しかし、これはユーザにとって紛らわしくかつ苛立たしくなる可能性がある。

図１Ａは、壁コンセントにプラグで接続する装置またはモジュールを示す図である。 図１Ｂは、壁コンセントにプラグで接続する装置またはモジュールを示す図である。 図２は、小型携帯リモコンを示す図である。 図３は、テーブルタップを示す図である。 図４は、リモコンのブロック図を示す図である。 図５は、図４に示すリモコンにより制御されるスイッチのブロック図を示す図である。

上述したリンク問題は、本発明において、リンク処理を始動するボタンまたはボタンの組み合わせをリモコンとスイッチの両方に備えさせることにより解決される。
スイッチ上のリンク用ボタンまたはリンク用ボタン組み合わせを活性化することで、スイッチを「受信状態」にする。「ボタンの組み合わせ」は、多くのボタンの同時（または所定のシーケンスの）押し下げを意味する。例えば、「オン」ボタンと「オフ」ボタンの両方が存在すれば、両方のボタンを同時に押すことでリンク用ボタンとして働くことができるであろう。

リモコン上のリンク用ボタンまたはリンク用ボタンの組み合わせを押すことで、リモコンに特別のリンク命令を送信させる。受信状態のスイッチがこの命令を取得すると、スイッチはそのメモリ内にリモコンの当該識別コードを格納する。リンク命令の存在の要件は、漂遊送信（stray transmission）からのデータがリモコンコードとして不注意に格納されるということを全く有り得ないようにする。スイッチの受信状態期間をリンク用ボタンまたはリンク用ボタンの組み合わせが実際に押される時間に制限することで、漂遊コード（stray code）を格納する可能性をさらに低減するということがさらに理解される。

このようなシステムは、１つの遠隔操作を基本的には任意の数の遠隔スイッチ（remote switch）にリンクできるようにすることができる。すなわち、非常に大きなシステムを容易に構築することができる。リンクされたスイッチを非常に大きな領域全体にわたって分散させることが可能である。

このような場合、所与のスイッチは、リモコンが範囲内に入り込んだ際にのみ応答することになる。このようなシステムは、所与のスイッチが２つ以上の一意的リモコンに応答できるように容易に修正することができるということが理解される。例えば、スイッチが単一の内蔵記憶場所とは対照的に４つの内蔵記憶場所を備えれば、スイッチは４つの異なる一意的リモコンにリンクすることができる。リモコンの数に対する実際の制限は無いが、単純に、その辺にある大量の同様なリモコンを有するという問題のために実用限界は、恐らく４〜８個である。この制限は、それぞれが一意的コード（すなわち、別々のリモコンのように機能する）に対応する複数のボタンをリモコンに実際に備えさせることにより緩和することができる。これにより、単純な携帯リモコンが８個またはさらに多くの異なるスイッチまたはスイッチ群を制御できるようにするだろう。

当業者は、上記システムを実施するために多種多様のディジタルメッセージ構造を使用できるということを理解することになる。ディジタル命令の数と内容／長さは広範に変えることができる。リモコンの識別子を符号化するために使用されるビット数を変えることができる。干渉を回避するために異なる変調およびチェックサム方式を使用することができる。

１つの可能な３０ビットメッセージ方式は、次の通りである。スタートビット（１ビット）＋リモコンＩＤアドレスビット（２０ビット）＋データビット（オン、オフ、またはリンク用の８ビット）＋同期終了（１ビット）。図２に示すリモコン２は、動作を示すためのＬＥＤ２３と、オン命令またはオフ命令のいずれかを（ボタン２２の連続押し下げに応答して）送るための命令ボタン２２と、リンク命令を送るためのリンク用ボタン２１と、を含む。必要に応じて、８ビットのデータが「オン」、「オフ」、「リンク」よりさらに複雑な命令言語を可能にするということを当業者は理解することになる。さらに、オフとオンボタンの両方を設けることは単純な修正である。

図１Ａ，１Ｂに、リモコン２と共に使用する単一のコンセント１を示す。コンセント１は、オンボタン１５と、コンセント１２がスイッチオンされると光るＬＥＤ１６と、を有する。オフボタン１４は、コンセント電力のスイッチを切るために設けられ、リンク用ボタン１３は、上述したように、コンセントを受信状態モードにする。

図３に、各コンセント１２を個々に制御できるテーブルタップを示す。リンク用ボタン１３とオンボタン１５が同時に押されると、コンセント１２ａ…ｆのすべてを制御するように単一のリモコンをリンクすることができる。リンク用ボタン１３とコンセントボタン１４ａ…ｆの１つとが押されれば、所与のリモコンを当該のコンセントにリンクすることができる。コンセントがリモコンによりオンされると、当該のＬＥＤ１６が光る。コンセントは、当該のコンセントオフボタン１４ａ…ｆを押すことにより手動でオフすることができる。

コンセントがオフならば、オンボタン１５とコンセントボタン１４のうちの１つとを押すことで当該のコンセントをオンすることになる。その代わりに、コンセント毎に別々のオフとオンボタンを設けることができる。

図４に、リモコンのブロック図を示す。リモコンの一意的識別子コードを保持するために、マイクロコントローラ３０は、メモリ３４を備える。実際の実施では、メモリ３４は、個別素子ではなく恐らくマイクロコントローラ３０の一部であろう。マイクロコントローラ３０は、オン／オフボタン２２とリンク用ボタン２１など多くのスイッチから入力を受信した。

マイクロコントローラ３０は、ＬＥＤ２３のオン／オフ状態を制御する。マイクロコントローラ３０は、また、ディジタル無線機器３２と通信する。ディジタル無線機器３２は、マイクロコントローラから受信された命令を、アンテナ３６を介して出力されるディジタル無線信号に変換する。当業者は、このブロック図は、１つまたは複数の集積回路チップとして実施することができ、様々な他の集積回路チップと離散的電子部品も含み得るということを理解することになる。

図５は、図４に示したリモコンにより制御されるスイッチのブロック図を示す。マイクロコントローラ３０は、リンク処理中にリモコンから受信される一意的識別子コードを保持するために、メモリ３４を備える。実際の実施では、メモリ３４は個別素子ではなくマイクロコントローラ３０の一部である可能性がある。

マイクロコントローラ３０は、オンボタン１５、オフボタン１４、リンク用ボタン１３など多くのスイッチから入力を受信した。マイクロコントローラ３０は、コンセント１２に行く電力を制御する電子スイッチ４２の状態だけでなくＬＥＤ１６のオン／オフ状態も制御する。マイクロコントローラ３０はまた、リモコンからアンテナ３６を介して、ディジタル無線信号を受信する、とともに、マイクロコントローラにディジタルデータを出力するディジタル無線機器３２と通信する。

当業者は、このブロック図は、１つまたは複数の集積回路チップとして実施することができ、様々な他の集積回路チップと離散的電子部品も含み得るということを理解することになる。電子スイッチ４２はいくつかのタイプの機械式リレーであってもよいし、デュアルＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスター）等の固体リレー（ＳＳＲ）であってもよい。

１…コンセント、２…リモコン、１２…コンセント、１３…リンク用ボタン、１４…オフボタン、１５…オンボタン、１６…ＬＥＤ、２３…ＬＥＤ、３０…マイクロコントローラ、３４…メモリ、３６…アンテナ、４２…電子スイッチ。

Claims (7)

1. 少なくとも１つの格納された一意的ディジタル遠隔装置識別コードと、
   前記コードとリンク命令を送信する手段と、
   前記コードとオン命令を送信する手段と、
   前記コードとオフ命令を送信する手段と、で構成される遠隔制御装置と、
   コンセントの電源を制御する手段と、
   前記遠隔制御装置により送信された前記識別コードと前記命令を受信する手段と、
   前記制御可能スイッチ上のリンク制御ボタンが活性化され、これにより前記制御可能スイッチが受信状態にされたときにだけ、前記コードがリンク命令を付随する場合に、前記識別コードを格納する手段と、
   所与の受信された送信内の前記ディジタル遠隔装置識別コードと前記格納されたコードとを比較し、前記受信されたディジタル遠隔装置識別コードが前記格納されたコードと一致するときに付随命令に応答し、これにより前記コンセントに対する前記電力が前記遠隔制御装置からの命令に応じて、オン／オフされる手段と、を含む制御可能スイッチと
   を備える遠隔制御切り替えシステム。
2. 前記遠隔制御装置に追加命令を送信させる手段をさらに含み、前記制御可能スイッチに前記追加命令を受信し応答させる手段と、をさらに含む請求項１に記載の遠隔制御切り替えシステム。
3. 前記一意的ディジタル遠隔装置識別コードと前記リンクコードを送信する前記手段は前記遠隔制御装置上の少なくとも２つの制御ボタンを同時に活性化することを含む、請求項１に記載の遠隔制御切り替えシステム。
4. 前記制御可能スイッチは前記制御可能スイッチ上の少なくとも１つの制御ボタンを活性化することにより受信状態にされる、請求項１に記載の遠隔制御切り替えシステム。
5. 前記制御可能スイッチは前記制御可能スイッチ上の少なくとも２つの制御ボタンを同時に活性化することにより受信状態にされる、請求項１に記載の遠隔制御切り替えシステム。
6. 前記遠隔制御装置一意的は２つ以上の一意的ディジタル遠隔装置識別コードを格納し、前記コードのうちのどれが送信されるかを選択する手段を含む、請求項１に記載の遠隔制御切り替えシステム。
7. 前記制御可能スイッチは、前記制御可能スイッチが少なくとも２つの異なる遠隔制御装置に応答するように少なくとも２つの一意的識別子コードを格納することができる、請求項６に記載の遠隔制御切り替えシステム。

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