CH664657A5

CH664657A5 - Fernschaltereinrichtung.

Info

Publication number: CH664657A5
Application number: CH1848/82A
Authority: CH
Inventors: Pinchas Goldstein
Original assignee: Pinchas Goldstein
Priority date: 1981-03-25
Filing date: 1982-03-25
Publication date: 1988-03-15
Also published as: DE3210848A1; AU556893B2; IT1200370B; FR2503427A1; IT8220344A0; FR2503427B1; GB2099992A; NL8201220A; AU8190182A; US4727593A

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fernschaltereinrichtung.

Herkömmliche Aus-/Einschalter für elektrisches Licht oder andere feste elektrische Vorrichtungen sind fest an einer Wand oder sonstwie befestigt und mit der elektrischen Vorrichtung verbunden, mit einer elektrischen Verdrahtung gesteuert werden soll. Diese herkömmlichen Konstruktionen weisen eine Anzahl bedeutsamer Nachteile auf. Erstens sind sie teuer, da sie eine ständige Anpassung der Leitungskonstruktur für die elektrische Verdrahtung erfordern und eine teure Verdrahtung benötigen. Zweitens sind sie gefährlich, da an den Schalter in vielen Fällen hohe Spannungen gelegt werden. Drittens weisen sie nicht genügend Flexibilität auf, indem bei Änderungen in der Struktur des

Raumes, der Anordnung des Schalters oder der gesteuerten Vorrichtungen bedeutsame teure und zeitaufwendige Änderungen in der elektrischen Verdrahtung zwischen dem Schalter und der gesteuerten Vorrichtung vorgenommen werden müssen.

Optisch betätigte Relais sind gut bekannt, speziell für das automatische Öffnen von Türen. Diese Relais werden normalerweise durch Unterbrechung eines Lichtstrahles betätigt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Schwierigkeiten, die mit den herkömmlichen Schaltern und ihren Verbindungen zu gesteuerten Vorrichtungen vorkommen, zu vermeiden und eine Schaltereinrichtung zu schaffen, welche bedeutend billiger installiert, und deren Lage leicht geändert werden kann.

Dies wird erfindungsgemäss erzielt durch ein optisch aktivierbares Schaltermittel, welches mit einer zu steuernden elektrischen Vorrichtung verbindbar ist, wobei das Schaltermittel Strahlungsmittel, modulierte Strahlungserfassungsmittel und Leistungssteuerungsmittel umfasst und einen manuell betätigbaren Fernschalter mit mindestens zwei Positionen, mit einem strahlungsreflektierenden Modulationsmittel, welches in einer Sichtlinie mit den Schaltermitteln angeordnet werden kann und derart ausgebildet ist, um ungeführte Strahlung von den Strahlungsmitteln zu empfangen und um modulierte Strahlung zu den Strahlungserfassungsmitteln nach der Beätigung des Fernschalters zu reflektieren.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Fernschalter einen passiven Schalter und ist nicht mit einer elektrischen Stromquelle verbunden. Im speziellen umfasst der Fernschalter gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Retroreflektor.

Gemäss einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet der optische Relaisschalter Teil eines Steuermoduls, welcher ebenfalls eine Strahlungsquelle und einen selektiven Strahlungdetektor umfasst, welcher nur auf Strahlungen anspricht, die gewisse Modulationskriterien erfüllen.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie ihrer Verwendung werden in den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine bildliche Veranschaulichung einer Fernschaltereinrichtung, die gemäss einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut und betreibbar ist, und die in einem Raum zum Steuern der Raumbeleuchtung installiert ist;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Fernschaltereinrichtung der in Fig. 1 dargestellten Art;

Fig. 3 eine Blockschaltbilddarstellung der in der Fernschaltereinrichtung nach Fig. 2 vorgesehenen Schaltung.

Es sei nun auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine Fernschaltereinrichtung veranschaulicht, welche gemäss einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut und betreibbar ist und ein Steuermodul 110 bzw. einen Steuerbaustein 110 umfasst, der mit einer zu steuernden elektrischen Einrichtung verbunden ist, bei der es sich im vorliegenden Beispiel um eine elektrische Lampe 112 handelt. Normalerweise ist der Steuermodul 110 aus Gründen der Bequemlichkeit bzw. Vorteilhaftigkeit mittels elektrischen Drähten mit der zu steuernden Einrichtung verbunden, und er kann auf dieser Einrichtung montiert oder sogar in diese Einrichtung aufgenommen sein.

Der Steuermodul 110, der weiter unten in näheren Einzelheiten beschrieben ist, umfasst vorzugsweise einen optischen Relaisschalter konventioneller Ausbildung, welcher so arbeitet,

dass er einen elektrischen Stromkreis, wie beispielsweise denjenigen, der die Lampe 112 mit elektrischem Strom versorgt, in Ansprechung auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines optischen Eingangssignals öffnet oder schliesst. Der Steuermodul 110 umfasst ausserdem vorzugsweise eine Strahlungsquelle 124, die einen relativ breiten Strahl erzeugt. Der Steuermodul 110 kann ausserdem spezifische Strahlungssensoren oder

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-filter umfassen, die eine Betätigung des optischen Relaisschalters nur bei Empfang von Strahlung gestatten, welche vorbestimmte Charakteristika hat. Der Steuermodul 110 kann ausserdem eine Logikschaltung zum Dekodieren eines empfangenen Strahlungsmodulationsmusters und zum Vergleichen desselben mit einem vorbestimmten Muster umfassen, damit der Relaisschalter nur in Ansprechung auf empfangene Strahlung, die ein vorbestimmtes Muster hat, betätigt wird.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein entfernter Schalter 114 in optischer Verbindung mit dem Steuermodul 110 vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in welcher der Steuerbaustein 110 eine Strahlungsquelle 124 enthält, arbeitet der entfernte Schalter 114 in der Weise, dass er Strahlung von der Strahlungsquelle empfängt und ein moduliertes Strahlungsausgangssignal, das zu dem Steuerbaustein bzw. -modul gerichtet ist, zurückschickt.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich der entfernte Schalter 114 in direkter optischer Sichtlinienver-bindung mit dem Steuermodul. Gemäss einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können ein oder mehrere zwischenliegende optische Reflektoren 115 vorgesehen sein, um die optische Verbindung längs eines Laufwegs auszurichten, in dem nicht die Gefahr besteht, dass er durch Personen oder Gegenstände unterbrochen wird.

Es sei nun auf die Fig. 2 Bezug genommen, die in schemati-scher Form eine Fernschaltereinrichtung veranschaulicht, welche gemäss einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut und betreibbar ist. Der Steuerbaustein 110 enthält einen relaisbetätigten Schalter 120, der die Stromzufuhr von einer elektrischen Stromquelle 122 zu einer zu steuernden elektrischen Einrichtung, wie beispielsweise einer Glühbirne 112, steuert. Der Steuerbaustein umfasst ausserdem eine Lichtquelle 124, die einen Strahl gewünschter Dispersion aus polychromatischem oder monochromatischem Licht erzeugen kann. Eine Detektoranordnung 126 empfängt Strahlung und liefert eine Ausgangsanzeige bzw. ein Ausgangssignal, die bzw. das den Empfang von Strahlung anzeigt, an eine Verarbeitungsschaltung 128, die ihrerseits ein Betätigungssignal zu den Steuerleitungen 129 des relaisbetätigten Schalters 120 zum Zwecke der Betätigung des Schalters 120 liefert. Wenn ein einziger Detektor vorgesehen ist, kann die Verarbeitungsschaltung 128 weggelassen werden.

Wenn mehrere Detektoren der Detektoranordnung 126 vorgesehen sind, wird eine Logikschaltung zum Bestimmen eines vorbestimmten Musters an Koinzidenz von Ausgangssignalen oder Nichtkoinzidenz derselben zum Betätigen des Schalters 120 verwendet.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der entfernte Schalter 114 einen Retro-Reflektor 130. Der Retro-Reflektor 130 kann einen vollständig konventionellen Aufbau haben, beispielsweise ein mit Ecken versehener Kubus sein, und er arbeitet in der Weise, dass er Strahlung, die er empfangen hat, zur Quelle der einfallenden Strahlung zurückreflektiert. Entlang dem Strahlungslaufweg und in Verbindung mit dem Retro-Reflektor ist eine von dem entfernten Schalter aktivierte Strahlungsmodulationsanordnung 132 vorgesehen, die in der Weise arbeitet, dass sie die zum Steuerbaustein zurückreflektierte Strahlung in Ansprechung auf die Betätigung des Schalters moduliert.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Schalteranordnung nach der Erfindung in einer Anzahl von möglichen Arten bzw. Betriebsweisen arbeiten kann. In der einen Art bzw. Betriebsweise liefert der entfernte Schalter 114 nur eine Art eines Signals an den Steuerbaustein 110, d.h. ein Zustandsänderungssignal. In diesem Falle arbeitet die Signalverarbeitungsschaltung 128 des Steuerbausteins in der Weise, dass sie den Schalter 120 betätigt, so dass dessen Zustand gegenüber dem vorherigen Zustand, wie immer dieser auch war, geändert wird. Alternativ kann der entfernte Schalter 114 zwei Arten von Signalen an den Steuerbau i

stein 110 liefern, d.h. EIN und AUS. In diesem Fall braucht die Signalverarbeitungsschaltung 128 das empfangene Signal nicht auf der Basis des Stromzustands des Schalters zu interpretieren.

Wenn die Schaltereinrichtung in der ersten Betriebsweise arbeitet, kann die Modulationsanordnung 132 einfach eine opake Maske oder irgendeinen anderen Ein-Parameter, bzw. «Ein-Bit»-Modulator aufweisen, der dem Steuerbaustein nur dann einen reflektierten Strahl zusendet, wenn der Schalter betätigt wird, oder der alternativ den Strahl nur dann unterbricht, wenn der Schalter betätigt wird. In diesem Falle kann die Modulationsanordnung 132 für den entfernten Schalter einen einfachen federbelasteten Druckknopf aufweisen, durch den der Strahl mittels einer daran befestigten Mase nur dann erzeugt bzw. freigegeben oder alternativ unterbrochen wird, wenn der Druckknopf niedergedrückt wird. Alternativ kann die Maske durch ein Farbfilter oder ein Polarisationsfilter ersetzt sein, das auf ein entsprechendes Filter ander Detektoranordnung 126 des Steuerbausteins 110 abgestimmt ist.

Wenn die Schaltereinrichtung in der oben beschriebenen alternativen Betriebsweise arbeitet, muss ein Zweipositionenschalter mit der Modulationsanordnung 132 versehen sein. Wenn eine Maske verwendet wird, kann eine Position der Maskierung der Strahlung entsprechen, während die andere Position mit einem nicht unterbrochenen Durchgang derselben entsprechen kann. Wenn Filter verwendet werden, kann eine Position einer Art eines Filters 131 entsprechen, während die andere Position einer anderen Art eines Filters 133 oder keinem Filter entsprechen kann.

Wenn eine komplizierte bzw. verfeinerte Anordnung erwünscht ist, um eine mögliche unerwünschte Schalterbetätigung aufgrund von Störstrahlung, welche von der Detektoranordnung 126 des Steuerbausteins empfangen wird, zu vermeiden, ist es möglch, jede Betriebsposition der Modulationsanordnung 132 mit einem Modulationskennzeichen zu versehen, das eine Kombination von Parametern umfassen kann. Eine Anordnung solcher Kennzeichen kann die folgende sein:

Polarisation Farbe

EIN rechts grün

AUS links rot

Zusätzlich können additive Kombinationen von Parametern alternativ verwendet werden. Es kann auch eine Phasenmodulation benutzt werden.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auch eine Zeit- bzw. Mal-Modulation der Strahlung vorgesehen sein, worin die Betätigung des Schalters ein Kennzeichen liefert, das durch die folgende Aufeinanderfolge angegeben ist:

ZEIT bzw. MAL

Farbe

Polarisation

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rot rechts

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grün links

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grün rechts

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rot links

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rot rechts

Es sei darauf hingewiesen, dass ein Mehrpositionsschalter gemäss der obigen technischen Lehre aufgebaut sein kann.

Es sei weiter darauf hingewiesen, dass irgendeine andere geeignete Schalteranordnung alternativ dazu angewandt werden kann, eine gewünschte Modulation des Signals hervorzubringen.

Es sei nun auf Fig. 3 Bezug genommen, in der ein Blockschaltbild einer in der Fernschaltereinrichtung der Figur 2 angewandten Schaltung dargestellt ist. Die Schaltung besitzt ein Paar von Detektoren 140, 142, die hinter geeigneten Filtern, wie beispielsweise Polarisationsfiltern oder Farbfiltern, ange5

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ordnet sind und dazu dienen, das Vorhandensein eines geeigneten modulierten Signals, das von dem entfernten Schalter 114 herkommt, zu fühlen bzw. zu detektieren. Jeder der Detektoren 140 und 142 kann einen konventionellen Photomultiplier oder irgendeinen anderen geeigneten Detektor umfassen oder einen 5 Photomultiplier oder irgendein anderer geeigneter Detektor sein. Das Ausgangssignal jedes der Detektoren 140 und 142 wird einer geeigneten Schwellwertschaltung 144 und 146 zugeführt, die einen Schwellwert für die Detektion festlegen, damit eine unerwünschte Betätigung aufgrund von Störsignalen ver- io hindert wird. Die Ausgangssignale der Schwellwertschaltung 144 und 146 werden einem UND-Tor 148 und parallel zu diesem einem NAND-Tor 150 zugeführt. Zusätzlich wird das Ausgangssignal der Schaltung 144 einem Inverter 152 zugeführt, und das Ausgangssignal des Inverters wird einem zweiten UND- 15 Tor 154 zusammen mit dem Ausgangssignal von der Schaltung 146 zugeführt. Das Ausgangssignal der Schaltung 146 wird einem zweiten Inverter 156 zugeführt, dessen Ausgangssignal einem dritten UND-Tor 158 zusammen mit dem Ausgangssignal von der Schaltung 144 zugeführt wird. 20

Es sei darauf hingewiesen, dass für jedes Modulationsbit nur eines der Tore 148, 150, 154 und 158 ein Ausgangssignal liefert. Die Ausgangssignale der Tore 148, 150, 154 und 158 werden einer Registerschaltung 160 zugeführt, die eine Aufeinanderfolge der Ausgangssignale aufzeichnet und mit einem 25 Komparator 162 verbunden ist. Der Komparator erhält das Ausgangssignal der Registerschaltung 160 und das Ausgangssignal eines Speichers 164, welcher eine vorbestimmte Aufeinanderfolge von Modulationskombinationen speichert bzw. gespeichert enthält. Wenn die empfangene Modulationskombination mit der im Speicher 164 gespeicherten übereinstimmt, liefert der Komparator 164 ein Ausgangssignal, das die Betätigung des relaisgesteuerten Schalters 120 bewirkt.

Wenn die Schalteranordnung in der ersten Betriebsweise arbeitet, dann liefert die Modulation des Signals ein Zustandsän-derungssignal, und infolgedessen wird das Ausgangssignal des Komparators 132 einem zweiten Komparator 165 zugeführt, der das Vorhandensein eines Zustandssignals von dem relaisgesteuerten Schalter fühlt bzw. detektiert, welches anzeigt, dass der Schalter entweder offen oder geschlossen ist. Wenn das Zu-standssignal anzeigt, dass der Schalter offen ist, wird den Steuerleitungen 129 Spannung zugeführt, um den Schalter zu schliessen, und wenn das Zustandssignal anzeigt, dass der Schalter geschlossen ist, wird die Spannung von den Steuerleitungen 129 weggenommen, so dass auf diese Weise der Schalter geöffnet wird.

Wenn die Schalteranordnung in der zweiten Betriebsweise arbeitet, ist ein zusätzlicher Komparator 166 vorgesehen, der ein Eingangssignal vom Speicher 164 und ein Ausgangssignal von der Registerschaltung 160 erhält. In diesem Falle enthält der Speicher 164 zwei Kode-Aufeinanderfolgen, von denen eine einem EIN-Signal entspricht, während die andere einem AUS-Signal entspricht. Das Ausgangssignal des Komparators 162 entspricht einem EIN-Signal und liefert eine Spannung zu den Steuerleitungen 129, während das Ausgangssignal des Komparators 166 einem AUS-Signal entspricht und keine Spannung zu den Steuerleitungen 129 liefert; diese Anordnung entspricht einer typischen bzw. bevorzugten Ausführung.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Fernschaltereinrichtung gekennzeichnet durch ein optisch aktivierbares Schaltermittel (110), welches mit einer zu steuernden elektrischen Vorrichtung (112) verbindbar ist, wobei das Schaltermittel (110) Strahlungsmittel (124), modulierte Strah-lungserfassungsmittel (126) und Leistungssteuerungsmittel (120) umfasst, einen manuell betätigbaren Fernschalter mit mindestens zwei Positionen (114), mit einem strahlungsreflektieren-den Modulationsmittel (130-132), welches in einer Sichtlinie mit dem Schaltermittel angeordnet werden kann und derart ausgebildet ist, um ungeführte Strahlung von den Strahlungsmitteln zu empfangen und um modulierte Strahlung zu den Strahlungs-erfassungsmitteln nach der Betätigung des Fernschalters zu reflektieren.
2. Fernschaltereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungssteuerungsmittel ein Relais (120) ist.
3. Fernschaltereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das strahlungsreflektierende Modulationsmittel einen Retroreflektor (130) und einen Modulator (132) umfasst, wobei der Modulator entlang einem Strahlungsweg zwischen dem Retroreflektor und dem Schaltermittel (110) angeordnet ist.
4. Fernschaltereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulationsmittel mindestens ein Filter (131) umfasst, das wahlweise entlang bzw. in dem Strahlungsweg zwischengefügt ist.
5. Fernschaltereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (131) ein Farbfilter ist.
6. Fernschaltereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulationsmittel einen Polarisator umfasst.
7. Fernschaltereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltermittel (110) eine Logikschaltung (128) zum Identifizieren eines durch das Strah-lungserfassungsmittel (126) empfangenen Eingangssignals modulierter Strahlung und zur Betätigung des Leistungssteuerungs-mittels (120) umfasst.
8. Fernschaltereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikschaltung (128) eine Koinzidenztoreinrichtung (148, 150, 154, 158) umfasst, die im Stromkreis verbunden ist zum Empfangen von Signalen zweier Detektoren und zum Abgeben eines Ausgangssignals zur Betätigung des Leistungssteuerungsmittels (120).
9. Fernschaltereinrichtung nach Patentanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikschaltung (128) eine Speichereinrichtung (164) und eine Komparatoreinrichtung (162, 165, 166) zum Bestimmen der Übereinstimmung einer modulierten Aufeinanderfolge mit einer in der Speichereinrichtung (164) gespeicherten Aufeinanderfolge umfasst.