WO2019014695A1 - Nfc-transponderanordnung - Google Patents

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antenna coil
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Andreas Oberleitner
Robert LURF
Martin BEISTEINER
Christoph MATOSCHITZ
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AIT Austrian Institute of Technology GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of patent claim 1.
  • a disadvantage of devices known from the prior art is that after the successful inclusion of an NFC communication with a data communication device and the data transmission between the transponder and the data communication device, the transponder becomes inactive. Only by removing the transponder from the response range of the data communication device, the transponder is active again so that it can again record an NFC communication with the data communication device.
  • the object of the invention is to remedy this situation and to provide an NFC transponder arrangement which allows a repeated interruption and resumption of an NFC communication without being removed from the vicinity of the data communication device.
  • the NFC transponder arrangement is designed to close the second switch after the actuation of the first switch, and in particular to keep it closed for a period after the end of the actuation of the first switch, so that the antenna coil is activated for this period of time and in particular ready for data transmission , and
  • the invention makes it possible to provide a permanent transfer of energy via the antenna coil to the NFC communication unit with a simple pressure on the first switch.
  • the first switch can also be designed as a push button.
  • An advantageous embodiment of the NFC transponder arrangement with which an immediate energy transfer and possibly subsequent data transmission from the antenna coil to the NFC communication unit is made possible, provides that the first switch is connected in series with the antenna coil and that the first switch is designed to when activated, activate the antenna coil.
  • the second switch and / or the first switch preferably both, as an all-pole switch comprising two second sub-switch and / or two first part switch is formed, both terminals of the antenna coil respectively via the second sub-switch and / or the first part switches are connected to the terminals of the NFC communication unit and wherein the second part switches and / or the first part switches are closed at the same time when actuated.
  • This circuit allows complete galvanic isolation of antenna coil and NFC communication unit.
  • a further circuit element in particular a coil or a capacitor, is provided, wherein the first switch is adapted to activate the circuit element upon actuation and by activating the circuit element, the antenna coil to a predetermined resonant frequency so that the antenna coil is activated and in particular ready for data transmission.
  • a simple and modular embodiment of the invention can be achieved in that the NFC communication unit has at least two connections for the antenna coil,
  • the other terminal of the first switch is connected to one of the terminals of the antenna coil
  • An alternative advantageous embodiment of the NFC transponder arrangement which is triggered by the presence of an object or a liquid in the region of the first switch, is provided in that the first switch is formed by an open electrode pair, wherein the open electrode pair is designed such that
  • the antenna coil is detuned and the first switch in the presence of an object or a liquid which has an increased permittivity or compared to the air, its capacity changes such that the antenna coil is tuned to a predetermined resonant frequency, so that the antenna coil is activated and in particular ready for data transmission.
  • the first switch is a pressure-sensitive switch or pushbutton, wherein the switch closes when pressure is applied, and / or
  • a first switch controlled by a sensor switch in particular a photosensitive switch, wherein the switch is adapted to close if a measured value determined by the sensor exceeds a predetermined threshold value, in particular if light is incident on the sensor, where appropriate the sensor is connected to the energy store in order to power a measuring device contained in the sensor for determining the measured value, or
  • an external proximity switch is provided, in particular that a resistive proximity switch or a capacitive proximity switch or an inductive proximity switch, is provided.
  • a display unit which is designed to indicate the presence of energy stored in the energy store or available to the antenna coil.
  • the energy-extraction device is adapted to store the energy provided in the energy storage
  • NFC communication unit and the antenna coil are connected.
  • the possibility for recording and transmitting measurement data with an NFC transponder arrangement is advantageously provided by a measuring device connected to the NFC communication unit for determining a measured variable, wherein the NFC transponder arrangement is designed to measure the measurement results present at the output of the measuring device, in particular on request to transmit via the antenna coil to a data communication device.
  • the measuring device For operating the measuring device with the NFC transponder arrangement without an external power supply, it is provided that the measuring device
  • the NFC communication unit is configured to activate the meter and to open the second switch after a predetermined period of time , wherein the predetermined period corresponds in particular to the time required by the measuring device to carry out its measurement and / or data transmission.
  • the further antenna coil in the region of the antenna coil of the NFC transponder arrangement in particular permanently, arranged and / or connected to this and is coupled thereto, in particular such that upon activation of the antenna coil of the NFC transponder arrangement between the NFC communication unit and the other NFC communication unit via the two antenna coils a communication connection exists.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an NFC transponder arrangement according to the invention.
  • Fig. 2 shows in detail an exemplary arrangement of the terminals of an NFC transponder arrangement.
  • Fig. 3 shows an embodiment with all-pole switches.
  • 4 and 4a show further embodiments with a measuring device.
  • Fig. 5 shows an alternative embodiment with a microcontroller and a control unit.
  • 6 shows a data communication device with an NFC transponder arrangement according to the invention.
  • Fig. 7 shows an embodiment with an energy extraction device.
  • FIGS. 8 and 9 each show an exemplary embodiment with a first switch connected in parallel with the antenna coil.
  • the NFC transponder arrangement 10 comprises an NFC communication unit 1 1, an antenna coil 12, a first switch 13, an electrical second switch 14, an energy store 15 and a display unit 16.
  • the first switch 13 is designed as a mechanical push-button switch in the exemplary embodiment. which is open in the unactuated state and can be closed by manual actuation.
  • the electrical second switch 14 is also open in an inactive state and arranged parallel to the first switch 13.
  • the NFC transponder arrangement 10 stores energy provided in the energy store 15 via the antenna coil 12.
  • the display unit 16 displays the presence of energy stored in the energy store 15 or available energy applied to the antenna coil 12.
  • the NFC transponder assembly 10 is configured to re-close the second switch 14 using the stored energy in the energy storage 15 after opening, if sufficient energy is available.
  • FIG. 4 a shows an alternative variant of the embodiment of the invention shown in FIG. 4, in which the measuring device 17 is connected to the NFC communication unit 11 and the antenna coil 12 so that the measuring device 17 is supplied with energy directly from the antenna coil 12.
  • the microcontroller 19 is connected in the exemplary embodiment with the NFC communication unit 1 1 and the control unit 20.
  • the control unit 20 is directly to the Connected terminals of the antenna coil 12, so that the control unit 20 can remove energy from the antenna coil 12, even if the first switch 13 and the second switch 14 are opened.
  • the control unit 20 is further designed to control and close the second switch 14 after activation by the microcontroller 19.
  • FIG. 7 diagrammatically shows a further exemplary embodiment of an NFC transponder arrangement 10 according to the invention with an energy extraction device 18.
  • the exemplary embodiment shown includes an antenna coil 12, an NFC communication unit 11, a first switch 13, an electrical second switch 14, a measuring device 17, an energy store 15 and the energy extraction device 18, the energy extraction device 18 is directly connected to two terminals 12a, 12b of the antenna coil 12.
  • the first switch 13 is designed in the embodiment as a manually operated switch.
  • the NFC communication unit 11 has two terminals 11a and 11b, wherein the first terminal 11a is connected to a first terminal 13a of the first switch 13 and a second terminal 13b of the switch 13 is connected to the first terminal 12a of the antenna coil 12 is connected.
  • the second switch 14 is connected between the terminals 13a and 13b, and a first terminal 18a of the power take-off device 18 is connected between the first switch 14 and the second terminal 13b of the first switch 13.
  • the second terminal 11b is connected to the second terminal 12b of the antenna coil 12 via a second terminal 18b of the energy-extraction device 18.
  • the energy removal device 18 is designed to rectify voltage, to collect charges and to store it in an energy store 15 contained in the energy extraction device 18.
  • the power take-off device 18 is adapted to detect the charge level and to compare with thresholds, set off control signals and / or deliver the stored energy controlled.
  • the energy-extraction device 18 controls a microcontroller 19 contained in the NFC communication unit 1 1 at predetermined time intervals, so that the microcontroller 19 in turn drives the measuring device 17 so that it carries out a measurement and a determined measured value in one Data memory of the NFC communication unit 1 1 caches. This advantageously allows logging of measured data without an external power supply and without the need for ongoing maintenance of the NFC communication via the antenna coil 12.
  • a driving of the NFC communication unit by the energy-extraction device 18 is usually carried out in the presence of a sufficient energy level in the energy storage 15 of the energy-extraction device 18th
  • this embodiment advantageously allows sampling rates with shorter time intervals, but in this case the antenna coil 12 more often for NFC communication is in use and thereby blocked for other applications.
  • the first switch 13 can be configured in different ways:
  • first switch 13 for example, a pressure-sensitive switch or button is provided, wherein the switch closes when pressure is applied.
  • the first switch 13 may also be designed as a switch controlled by a sensor, which closes when a measured value exceeds a predetermined threshold value.
  • a sensor which closes when a measured value exceeds a predetermined threshold value.
  • a photosensitive switch which closes when light is incident on the sensor.
  • a first switch 13 is an external proximity switch, ie, the first switch 13 is designed in this case to respond to the approach of a shutter contactless, without direct contact with the trigger is required.
  • a resistive or inductive or capacitive proximity switch can be provided, so that as a trigger, for example, metallic objects, but also non-metallic materials come into question.
  • the first switch 13 can also be designed as an open electrode pair, wherein the open pair of electrodes is formed in this case such that in the presence of a conductive liquid in the region of the electrodes current flows between the two electrodes of the pair of open electrodes, in particular such that the Antenna coil 12 is activated and ready for data transmission.
  • the antenna coil 12 is detuned and the open pair of electrodes in the presence of an object or a liquid which has an increased permittivity or compared to the air, its capacity changes so that the antenna coil 12 tuned to a predetermined resonant frequency is and thus the antenna coil 12 is activated and in particular ready for data transmission.
  • a switch connected in series with the antenna coil 12 can be provided as the first switch 13, which switch is designed to actuate the antenna coil 12 to activate.
  • a first switch 13 connected in parallel with the antenna coil 12 may be provided.
  • the embodiment shown in FIG. 8 comprises an antenna coil 12 with two terminals 12a, 12b, an NFC communication unit 11, a first switch 13 designed as a normally closed switch, and a resistor 3.
  • the first switch 13 is closed and closes when not actuated the antenna coil 12 via the resistor 3 short.
  • the antenna coil 12 By short-circuiting the antenna coil 12, it is ensured that the induced current flows through the resistor between the two terminals 12a, 12b of the antenna coil 12 and is not available to the communication unit 11, as a result of which it remains inactive.
  • the designed as an opener switch first switch 13 is further adapted to open when actuated.
  • the antenna coil 12 supplies the communication unit 1 1 with electrical energy, whereby the recording of an NFC communication is possible.
  • a further circuit element 31, in particular a coil or a capacitor, which may be connected in parallel or in series with the antenna coil 12, may be provided (FIG. 9).
  • the first switch 13 is designed to activate, when actuated, the further circuit element 31, which tunes the antenna coil 12 to the corresponding carrier frequency, so that the antenna coil 12 is activated and in particular ready for data communication. In the non-activated state of the first switch 13, however, the antenna coil 12 is detuned and therefore can not be used for communication.
  • the first switch 13 as parallel to the antenna coil 12 connected normally-open switch and the additional circuit element 31 are designed as a coil.
  • the antenna coil 12 is detuned in the initial state, whereby in the initial state via the antenna coil 12 no NFC communication or energy transfer is possible.
  • the coil 31 is switched on. By connecting the coil 31, the antenna coil 12 is tuned to the corresponding carrier frequency and recording an NFC communication is possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine NFC-Transponderanordnung (10) umfassend eine NFC-Kommunikationseinheit (11) und eine an die NFC-Kommunikationseinheit (11) angeschlossene Antennenspule (12), wobei die NFC-Transponderanordnung (10) dazu ausgebildet ist, über die Antennenspule (12) Energie aus einem elektromagnetischen Feld im Bereich der Antennenspule (12) zu entnehmen und über die Antennenspule (12) eine NFC-Kommunikation zu einem Datenkommunikationsgerät (2) aufzunehmen, umfassend einen ersten Schalter (13), der dazu ausgebildet ist, bei Betätigung die Antennenspule (12) zu aktivieren. Die Erfindung sieht vor, dass ein im inaktiven Zustand offener zweiter Schalter (14) vorgesehen ist, und der zweite Schalter (14) als elektrischer Schalter ausgebildet ist und parallel zum ersten Schalter (13) angeordnet ist, und dass die NFC-Transponderanordnung (10) dazu ausgebildet ist, nach der Betätigung des ersten Schalters (13) den zweiten Schalter (14) zu schließen und insbesondere für einen Zeitraum nach dem Ende der Betätigung des ersten Schalters (13) geschlossen zu halten, sodass die Antennenspule (12) für diesen Zeitraum aktiviert und insbesondere bereit zur Datenübertragung ist und dass die NFC-Transponderanordnung (10) dazu ausgebildet ist, nach dem Ende des Zeitraums den zweiten Schalter (14) zu öffnen, sodass die Antennenspule (12) deaktiviert und insbesondere nicht bereit zur Datenübertragung ist.

Description

NFC-Transponderanordnung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur NFC-Kommunikation mit einem Datenkommunikationsgerät bekannt, bei der ein kontaktloser Austausch von Daten erfolgt. Die Daten sind dabei auf einem elektronischen Datenträger, einem sogenannten Transponder, gespeichert. Die Energieversorgung des Datenträgers sowie der Datenaustausch zwischen dem Transponder und dem Datenkommunikationsgerät erfolgen bei räumlich naher Anordnung des Transponders zum Datenkommunikationsgerät über gekoppelte Spulen mittels elektromagnetischer Induktion. Der Transponder besitzt üblicherweise keine eigene Energieversorgung und wird erst innerhalb des Ansprechbereichs des Datenkommunikationsgeräts von diesem aktiviert. Die zum Betrieb des Transponders benötigte Energie wird dem elektrischen oder magnetischen Feld des Datenkommunikationsgeräts entnommen.
NFC-Kommunikation wird beispielsweise in kontaktlosen Chipkarten zur Verwendung als Ticket in öffentlichen Verkehrsmitteln oder zur Speicherung von personenbezogenen Daten, zur bargeldlosen Bezahlung beispielsweise mittels kontaktlosen Chipkarten oder Mobilfunkgeräten an NFC-fähigen Kassen, aber auch in der Medizintechnik zur Übertragung von Messdaten oder zur Kontrolle der Medikamenteneinnahme verwendet.
Nachteil bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist, dass nach der erfolgten Aufnahme einer NFC-Kommunikation mit einem Datenkommunikationsgerät und der Datenübertragung zwischen dem Transponder und dem Datenkommunikationsgerät der Transponder inaktiv wird. Erst durch Entfernen des Transponders aus dem Ansprechbereich des Datenkommunikationsgeräts wird der Transponder wieder aktiv, sodass er erneut eine NFC-Kommunikation mit dem Datenkommunikationsgerät aufnehmen kann.
Ein weiterer Nachteil bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist, dass für den Zeitraum, währenddessen ein Transponder in NFC-Kommunikation mit einem Datenkommunikationsgerät steht, keine NFC-Kommunikation mit einem weiteren Datenkommunikationsgerät aufgebaut werden kann, auch wenn die eigentliche NFC- Kommunikation mit dem ersten Datenkommunikationsgerät bereits abgeschlossen ist. Ebenso ist es nicht möglich, während ein Transponder in NFC-Kommunikation mit einem Datenkommunikationsgerät steht, eine NFC-Kommunikation mit einem weiteren Transponder aufzubauen, auch wenn die eigentliche NFC-Kommunikation mit dem ersten Transponder bereits abgeschlossen ist. So ist es nicht möglich, während beispielsweise mit einem NFC-fähigen Smartphone über die NFC-Schnittstelle Messdaten übertragen werden, eine weitere NFC-Kommunikation aufzunehmen und z.B. eine kontaktlose Zahlung an einer NFC-Kasse durchzuführen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesbezüglich Abhilfe zu schaffen und eine NFC- Transponderanordnung zur Verfügung zu stellen, die ein wiederholtes Unterbrechen und Wiederaufnehmen einer NFC-Kommunikation ermöglicht, ohne aus dem Nahbereich des Datenkommunikationsgeräts entfernt zu werden.
Diese Ziele werden bei einer erfindungsgemäßen NFC-Transponderanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Erfindung betrifft eine NFC- Transponderanordnung umfassend eine NFC-Kommunikationseinheit und eine an die NFC-Kommunikationseinheit angeschlossene Antennenspule, wobei die NFC- Transponderanordnung dazu ausgebildet ist, über die Antennenspule Energie aus einem elektromagnetischen Feld im Bereich der Antennenspule zu entnehmen und über die Antennenspule eine NFC-Kommunikation zu einem Datenkommunikationsgerät aufzunehmen, umfassend einen ersten Schalter, der dazu ausgebildet ist, bei Betätigung die Antennenspule zu aktivieren.
Erfindungsgemäß ist weiters ein im inaktiven Zustand offener zweiter Schalter vorgesehen, wobei der zweite Schalter als elektrischer Schalter ausgebildet ist und parallel zum ersten Schalter angeordnet ist,
wobei die NFC-Transponderanordnung dazu ausgebildet ist, nach der Betätigung des ersten Schalters den zweiten Schalter zu schließen und insbesondere für einen Zeitraum nach dem Ende der Betätigung des ersten Schalters geschlossen zu halten, sodass die Antennenspule für diesen Zeitraum aktiviert und insbesondere bereit zur Datenübertragung ist, und
wobei die NFC-Transponderanordnung dazu ausgebildet ist, nach dem Ende des Zeitraums den zweiten Schalter zu öffnen, sodass die Antennenspule deaktiviert und insbesondere nicht bereit zur Datenübertragung ist..
Die Erfindung ermöglicht es, dass mit einem einfachen Druck auf den ersten Schalter eine permanente Energieübertragung über die Antennenspule auf die NFC- Kommunikationseinheit ermöglicht wird. Der erste Schalter kann dabei auch als Tastschalter ausgeführt sein. Eine vorteilhafte Ausführungsform der NFC-Transponderanordnung mit der eine unmittelbare Energieübertragung und allenfalls spätere Datenübertragung von der Antennenspule auf die NFC-Kommunikationseinheit ermöglicht wird, sieht vor, dass der erste Schalter mit der Antennenspule in Serie geschaltet ist und dass der erste Schalter dazu ausgebildet ist, bei Betätigung die Antennenspule zu aktivieren.
Zum selben Zweck kann auch vorgesehen sein, dass der erste Schalter zu der Antennenspule parallel geschaltet ist und dazu ausgebildet ist, die Antennenspule, insbesondere über einen Widerstand, im Ausgangszustand kurzzuschließen und sich bei Betätigung zu öffnen und derart die Antennenspule zu aktivieren.
Diese Ausführungsform kann dann verwendet werden, wenn ein Öffnerschalter oder Unterbrecher zur Verfügung steht. Ein solcher Unterbrecher kann beispielsweise auch durch eine Sicherung realisiert sein.
Ebenso kann zum selben Zweck vorgesehen sein, dass der zweite Schalter und/oder der erste Schalter, bevorzugt beide, als allpoliger Schalter umfassend jeweils zwei zweite Teilschalter und/oder zwei erste Teilschalter ausgebildet ist, wobei beide Anschlüsse der Antennenspule jeweils über die zweiten Teilschalter und/oder die ersten Teilschalter an die Anschlüsse der NFC-Kommunikationseinheit angeschlossen sind und wobei die zweiten Teilschalter und/oder die ersten Teilschalter bei Betätigung gleichzeitig geschlossen sind.
Diese Schaltung ermöglicht eine vollständige galvanische Trennung von Antennenspule und NFC-Kommunikationseinheit.
Schließlich kann zum selben Zweck auch vorgesehen sein, dass ein weiteres Schaltkreiselement, insbesondere eine Spule oder ein Kondensator, vorgesehen ist, wobei der erste Schalter dazu ausgebildet ist, bei Betätigung das Schaltkreiselement zu aktivieren und durch die Aktivierung des Schaltkreiselements die Antennenspule auf eine vorgegebene Resonanzfrequenz abzustimmen, sodass die Antennenspule aktiviert und insbesondere bereit zur Datenübertragung ist.
Mit einer derartigen Ausführungsform ist es allenfalls auch möglich, eine Datenübertragung zu- bzw. wegzuschalten, während eine Energieübertragung - wenn auch in schlechterem Maße - ständig gewährleistet ist. Eine einfache und in modularer Bauweise herstellbare Ausführungsform der Erfindung kann erzielt werden, indem die NFC-Kommunikationseinheit zumindest zwei Anschlüsse für die Antennenspule aufweist,
- wobei ein Anschluss des ersten Schalters an einen der Anschlüsse der NFC- Kommunikationseinheit angeschlossen ist,
- wobei der andere Anschluss des ersten Schalters an einen der Anschlüsse der Antennenspule angeschlossen ist, und
- wobei der andere Anschluss der Antennenspule an den anderen Anschluss der NFC- Kommunikationseinheit angeschlossen ist..
Eine alternative vorteilhafte Ausführungsform der NFC-Transponderanordnung, die durch das Vorhandensein eines Gegenstands oder einer Flüssigkeit im Bereich des ersten Schalters getriggert wird, wird bereitgestellt, indem der erste Schalter durch ein offenes Elektrodenpaar ausgebildet ist, wobei das offene Elektrodenpaar derart ausgebildet ist,
- dass bei Vorhandensein einer leitfähigen Flüssigkeit im Bereich der Elektroden Strom zwischen den beiden Elektroden des offenen Elektrodenpaars fließt, insbesondere derart, dass die Antennenspule aktiviert und bereit zur Datenübertragung ist, und/oder
- dass die Antennenspule verstimmt ist und der erste Schalter bei Vorhandensein eines Gegenstands oder einer Flüssigkeit, der oder die im Vergleich zur Luft eine erhöhte Permittivität aufweist, seine Kapazität derart ändert, dass die Antennenspule auf eine vorgegebene Resonanzfrequenz abgestimmt ist, sodass die Antennenspule aktiviert und insbesondere bereit zur Datenübertragung ist.
Um von der Antennenspule bereitgestellte Energie mit der NFC-Transponderanordnung speichern zu können und gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt erneut eine Kommunikation ohne eine weitere Aktivierung aufbauen zu können, ist vorgesehen, dass ein Energiespeicher vorgesehen ist, und dass die NFC-Transponderanordnung dazu ausgebildet ist, über die Antennenspule bereitgestellte Energie im Energiespeicher zu speichern. Mit einer solchen Maßnahme kann auch ein automatisiertes Logging von Messwerten erzielt werden.
Größtmögliche Flexibilität in der Anwendbarkeit der Erfindung im Zusammenhang mit der Verwendung von Sensoren wird dadurch erzielt, dass als erster Schalter ein druckempfindlicher Schalter oder Taster vorgesehen ist, wobei der Schalter bei Druckausübung schließt, und/oder
- dass als erster Schalter ein von einem Sensor gesteuerter Schalter, insbesondere ein lichtempfindlicher Schalter vorgesehen ist, wobei der Schalter dazu ausgebildet ist, zu schließen, wenn ein vom Sensor ermittelter Messwert einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, insbesondere dann, wenn Licht auf den Sensor einfällt, wobei gegebenenfalls der Sensor an den Energiespeicher angeschlossen ist, um ein im Sensor enthaltenes Messgerät für die Ermittlung des Messwerts mit Energie zu versorgen, oder
- dass als erster Schalter ein externer Näherungsschalter vorgesehen ist, insbesondere dass ein resistiver Näherungsschalter oder ein kapazitiver Näherungsschalter oder ein induktiver Näherungsschalter, vorgesehen ist.
Zur Anzeige des Ladestands im Energiespeicher der NFC-Transponderanordnung kann vorteilhaft sein, dass eine Anzeigeeinheit vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, das Vorhandensein im Energiespeicher gespeicherter oder an der Antennenspule anliegender verfügbarer Energie anzuzeigen.
Die Möglichkeit, Energie aus den Impulsen eines Datenkommunikationsgeräts mit der NFC-Transponderanordnung sammeln zu können, ohne dass die Antennenspule über den ersten Schalter aktiviert ist, wird erzielt, indem eine Energie-Entnahme-Vorrichtung zur Entnahme von Energie aus der Antennenspule vorgesehen ist,
wobei die Energie-Entnahme-Vorrichtung unmittelbar an die Anschlüsse der
Antennenspule angeschlossen ist,
wobei die Energie-Entnahme-Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die bereitgestellte Energie im Energiespeicher zu speichern, und
wobei die Energie-Entnahme-Vorrichtung dazu ausgebildet ist, bei einem ausreichenden
Ladestand den zweiten Schalter zu steuern, sodass dieser geschlossen ist und die
NFC-Kommunikationseinheit und die Antennenspule verbunden sind.
Die Möglichkeit zur Aufnahme und Übertragung von Messdaten mit einer NFC- Transponderanordnung wird vorteilhafterweise bereitgestellt durch ein an die NFC- Kommunikationseinheit angeschlossenes Messgerät zur Ermittlung einer Messgröße, wobei die NFC-Transponderanordnung dazu ausgebildet ist, die am Ausgang des Messgeräts anliegenden Messergebnisse, insbesondere auf Anfrage, über die Antennenspule an ein Datenkommunikationsgerät zu übertragen.
Zum Betreiben des Messgeräts mit der NFC-Transponderanordnung ohne eine externe Stromversorgung ist vorgesehen, dass das Messgerät
- an den Energiespeicher angeschlossen ist oder
- unmittelbar durch die Antennenspule mit Energie versorgt ist und während des Messvorgangs von diesem mit elektrischer Energie versorgt ist. Um die NFC-Transponderanordnung außerhalb der Mess- und Datenübertragungszeit des Messgeräts für eine weitere NFC-Kommunikation zur Verfügung zu halten, ist vorgesehen dass, die NFC-Kommunikationseinheit dazu ausgebildet ist, das Messgerät zu aktivieren und den zweiten Schalter nach einem vorgegebenen Zeitraum zu öffnen, wobei der vorgegebene Zeitraum insbesondere der Zeit entspricht, die das Messgerät zur Durchführung seiner Messung und/oder Datenübertragung benötigt.
Zum Aktivieren der Antennenspule ohne die Erfordernis eines erneuten manuellen Betätigens des ersten Schalters der NFC-Transponderanordnung ist vorgesehen, dass die NFC-Kommunikationseinheit dazu ausgebildet ist, den zweiten Schalter unter Verwendung der im Energiespeicher gespeicherten Energie nach dem Öffnen erneut zu schließen.
Eine weitere kompakte und einfach herstellbare Ausführungsform der Erfindung umfasst - eine NFC-Transponderanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- eine weitere NFC-Kommunikationseinheit, sowie
- eine an die weitere NFC-Kommunikationseinheit angeschlossene weitere Antennenspule,
wobei die weitere Antennenspule im Bereich der Antennenspule der NFC- Transponderanordnung, insbesondere dauerhaft, angeordnet und/oder mit dieser verbunden ist und mit dieser gekoppelt ist, insbesondere derart, dass bei Aktivierung der Antennenspule der NFC-Transponderanordnung zwischen der NFC- Kommunikationseinheit und der weiteren NFC-Kommunikationseinheit über die beiden Antennenspulen eine Kommunikationsverbindung besteht.
Um auch bereits bestehende Datenkommunikationsgeräte mit einer NFC- Transponderanordnung ausstatten zu können, ist vorgesehen, dass die Antennenspule durch Fixierung der NFC-Transponderanordnung auf dem Datenkommunikationsgerät, insbesondere durch Aufkleben oder Aufstecken, dauerhaft im Nahbereich der weiteren Antennenspule angeordnet ist, und wobei die NFC-Transponderanordnung insbesondere auf einem auf die Datenkommunikationsgerät aufgeklebten Klebeetikett oder auf einer auf dem Datenkommunikationsgerät angebrachten Schutzhülle oder auf einer auf das Datenkommunikationsgerät angebrachten Aufsteckeinheit angeordnet ist..
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Die Erfindung ist im Folgenden anhand von besonders vorteilhaften, aber nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben:
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen NFC- Transponderanordnung. Fig. 2 zeigt im Detail eine beispielhafte Anordnung der Anschlüsse einer NFC-Transponderanordnung. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit allpoligen Schaltern. Fig. 4 und 4a zeigen weitere Ausführungsbeispiele mit einem Messgerät. Fig. 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem MikroController und einer Steuereinheit. Fig. 6 zeigt ein Datenkommunikationsgerät mit einer erfindungsgemäßen NFC-Transponderanordnung. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Energie-Entnahme-Vorrichtung. Fig. 8 und Fig. 9 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel mit einem parallel zur Antennenspule geschalteten ersten Schalter.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen NFC- Transponderanordnung 10 schematisch dargestellt. Die NFC-Transponderanordnung 10 umfasst eine NFC-Kommunikationseinheit 1 1 , eine Antennenspule 12, einen ersten Schalter 13, einen elektrischen zweiten Schalter 14, einen Energiespeicher 15 und eine Anzeigeeinheit 16. Der erste Schalter 13 ist im Ausführungsbeispiel als mechanischer Tast-Schalter ausgebildet, der in unbetätigtem Zustand offen und durch manuelles Betätigen schließbar ist. Der elektrische zweite Schalter 14 ist in inaktivem Zustand ebenfalls offen und parallel zum ersten Schalter 13 angeordnet.
Der erste Schalter 13 und der zweite Schalter 14 sind derart im Schaltkreis der NFC- Transponderanordnung 10 angeordnet, dass die Antennenspule 12 in geöffnetem Zustand des ersten Schalters 13 und des zweiten Schalters 14 deaktiviert und nicht bereit zur Datenkommunikation ist.
Nach manueller Betätigung des ersten Schalters 13 ist die Antennenspule 12 aktiviert und stellt Energie bereit, sodass die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 durch die Energiezufuhr ebenfalls aktiviert ist. Da das manuelle Betätigen des als Tast-Schalter ausgeführten ersten Schalters 13 die Antennenspule 12 nur für einen kurzen Zeitraum aktiviert, steuert die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 vorteilhafterweise den elektrischen zweiten Schalter 14 an und schließt den zweiten Schalter 14. Die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 hält den zweiten Schalter 14 anschließend für einen Zeitraum nach dem Ende der Betätigung des ersten Schalters 13, geschlossen. Dadurch ist die Antennenspule 12 für diesen Zeitraum aktiviert und bereit zur Energie- und Datenübertragung beispielsweise mit einem Datenkommunikationsgerät 2.
Die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 ist vorteilhafterweise dazu ausgebildet, nach dem Ende des Zeitraums, in dem beispielsweise Daten übertragen werden, den zweiten Schalter 14 anzusteuern und zu öffnen, sodass die Antennenspule 12 wieder deaktiviert und insbesondere nicht mehr bereit zur Datenübertragung ist. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die NFC-Kommunikation über die Antennenspule 12 nur so lange aufrecht bleibt, als auch Daten übertragen werden. Im Anschluss an die Datenübertragung wird die NFC-Verbindung beendet, sodass eine neue Verbindung mit einem anderen Transponder möglich ist.
Die NFC-Transponderanordnung 10 speichert im gezeigten Ausführungsbeispiel über die Antennenspule 12 bereitgestellte Energie im Energiespeicher 15. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt das Vorhandensein von im Energiespeicher 15 gespeicherter Energie oder an der Antennenspule 12 anliegender verfügbarer Energie an. Die NFC-Transponderanordnung 10 ist dazu ausgebildet, den zweiten Schalter 14 unter Verwendung der im Energiespeicher 15 gespeicherten Energie nach dem Öffnen erneut zu schließen, wenn ausreichend Energie vorhanden ist.
Dadurch kann beispielsweise in vorgegebenen Zeitabständen erneut eine Datenübertragung über die Antennenspule 12 aufgenommen werden, solange der Ladestand im Energiespeicher 15 zum Schließen des zweiten Schalters 14 ausreicht, ohne dass es einer erneuten manuellen Betätigung des ersten Schalters 13 bedarf.
Fig. 2 zeigt im Detail eine beispielhafte Anordnung der Anschlüsse einer NFC- Transponderanordnung 10, welche eine NFC-Kommunikationseinheit 1 1 , einen ersten Schalter 13 und eine Antennenspule 12 umfasst. Die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 und die Antennenspule 12 besitzen im konkreten Ausführungsbeispiel jeweils zwei Anschlüsse 1 1 a, 1 1 b und 12, 12b, um die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 und die Antennenspule 12 miteinander zu verbinden.
Ein Anschluss 13a des ersten Schalters 13 ist an den ersten Anschluss 1 1 a der NFC- Kommunikationseinheit 1 1 angeschlossen und ein weiterer Anschluss 13b des ersten Schalters 13 ist mit dem Anschluss 12a der Antennenspule 12 verbunden. Der zweite Anschluss 12b der Antennenspule 12 ist an den zweiten Anschluss 1 1 b der NFC- Kommunikationseinheit 1 1 angeschlossen. Diese Ausführungsform ermöglicht ein Aktivieren der Antennenspule 12 durch Betätigen des ersten Schalters 13, sodass die Antennenspule 12 insbesondere bereit zu einer Datenübertragung ist.
Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltungsvariante für eine erfindungsgemäße NFC- Transponderanordnung 10 bei der sowohl der erste Schalter 13, als auch der zweite Schalter 14 als allpolige Schalter ausgeführt sind. Der erste Schalter 13 ist als ein allpoliger mechanischer Schalter und der zweite Schalter 14 als ein allpoliger elektrischer Schalter ausgeführt. Beide Anschlüsse 12a und 12b der Antennenspule 12 sind jeweils über zwei erste Teilschalter 13', 13" und zwei zweite Teilschalter 14', 14" an die Anschlüsse 1 1 a und 1 1 b der NFC-Kommunikationseinheit 1 1 angeschlossen. Bei Betätigung des allpoligen mechanischen ersten Schalters 13 sind gleichzeitig beide ersten Teilschalter 13', 13" kurzgeschlossen, sodass die Antennenspule 12 aktiviert und insbesondere bereit zu einer Datenübertragung ist. In diesem Fall wird Energie von der Antennenspule 12 bereitgestellt, sodass die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 aktiviert ist und den allpoligen zweiten Schalter 14 steuert, sodass beide zweiten Teilschalter 14', 14" gleichzeitig geschlossen sind und die Antennenspule 12 weiter aktiviert und bereit zur Datenübertragung ist, auch wenn der allpolige erste Schalter 13 nicht mehr betätigt ist.
In Fig. 4 und Fig. 4a ist schematisch eine alternative Variante einer NFC- Transponderanordnung 10 dargestellt, die eine NFC-Kommunikationseinheit 1 1 , ein Messgerät 17, einen mechanischen ersten Schalter 13, einen elektrischen zweiten Schalter 14 und eine Antennenspule 12 umfasst. Das Messgerät 17 ist im in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel an die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 und einen Energiespeicher 15 angeschlossen, sodass das Messgerät 17 während des Messvorgangs, vom Energiespeicher 15 mit elektrischer Energie versorgt wird.
Das Messgerät 17 ist zur Ermittlung einer Messgröße ausgebildet und die Messergebnisse liegen nach einem Messvorgang am Ausgang des Messgeräts 17 an. Die NFC-Transponderanordnung 10 ist dazu ausgebildet, die am Ausgang des Messgeräts 17 anliegenden Messergebnisse, ggf. zu verarbeiten und insbesondere auf Anfrage, über die Antennenspule 12 an ein Datenkommunikationsgerät 2 zu übertragen.
Es kann vorteilhafterweise auch vorgesehen sein, dass die NFC-Transponderanordnung 10 dazu ausgebildet ist, das Messgerät 17 zu aktivieren, um eine Messung durchzuführen und den zweiten Schalter 14 nach einem vorgegebenen Zeitraum zu öffnen, wobei der vorgegebene Zeitraum insbesondere der Zeit entspricht, die das Messgerät 17 zur Durchführung seiner Messung und/oder Übertragung der Messdaten benötigt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der zweite Schalter 14 nur so lange geschlossen und dadurch die Antennenspule 12 bereit zur Datenübertragung ist, als auch tatsächlich Messungen bzw. eine Übertragung von Messdaten durchgeführt werden. Ansonsten ist der zweite Schalter 14 geöffnet, sodass die Antennenspule 22 des Datenkommunikationsgerätes 2 nicht blockiert ist und für die Aufnahme einer anderen NFC-Kommunikation zur Verfügung steht.
Wie in Fig. 4 dargestellt, kann vorteilhafterweise auch vorgesehen sein, dass die NFC- Transponderanordnung 10 dazu ausgebildet ist, den zweiten Schalter 14 unter Verwendung der im Energiespeicher 15 gespeicherten Energie nach dem Öffnen erneut zu schließen. Dadurch wird erreicht, dass beispielsweise ein weiterer Messvorgang mit einer darauf folgenden Datenübertragung eingeleitet werden kann, solange ausreichend Energie im Energiespeicher 15 vorhanden ist, um die Datenkommunikation und Energieübertragung über die Antennenspule 12 zu ermöglichen und ohne dass ein erneutes manuelles Betätigen des ersten Schalters 13 erforderlich ist.
Des Weiteren kann die Energie aus dem Energiespeicher 15 verwendet werden, um völlig unabhängig von der Energie, die über die Antennenspule 12 bereitsteht, das Messgerät 17 zu betreiben.
Fig. 4a zeigt eine alternative Variante der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, bei der das Messgerät 17 an die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 und die Antennenspule 12 angeschlossen ist, sodass das Messgerät 17 unmittelbar von der Antennenspule 12 mit Energie versorgt wird.
In Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Variante einer erfindungsgemäßen NFC-Transponderanordnung 10 gezeigt, wobei die NFC- Transponderanordnung 10 eine NFC-Kommunikationseinheit 1 1 , ein MikroController 19, eine Steuereinheit 20, einen mechanischen ersten Schalter 13, einen elektrischen zweiten Schalter 14 und eine Antennenspule 12 umfasst.
Der MikroController 19 ist im Ausführungsbeispiel mit der NFC-Kommunikationseinheit 1 1 und der Steuereinheit 20 verbunden. Die Steuereinheit 20 ist unmittelbar an die Anschlüsse der Antennenspule 12 angeschlossen, sodass die Steuereinheit 20 aus der Antennenspule 12 auch dann Energie entnehmen kann, wenn der erste Schalter 13 und der zweite Schalter 14 geöffnet sind. Die Steuereinheit 20 ist weiters dazu ausgebildet, nach Ansteuerung durch den MikroController 19 den zweiten Schalter 14 anzusteuern und zu schließen.
Diese Ausgestaltung der NFC-Transponderanordnung 10 ermöglicht vorteilhafterweise ein Schließen des elektrischen zweiten Schalters 14 unabhängig von der NFC- Kommunikationseinheit 1 1 , d.h. ohne dass zuvor ein manuelles Betätigen des ersten Schalters 13 erforderlich ist.
Fig. 6 zeigt ein Datenkommunikationsgerät 2 umfassend eine erfindungsgemäße NFC- Transponderanordnung 10, eine weitere NFC-Kommunikationseinheit 21 , sowie eine weitere Antennenspule 22. Die weitere Antennenspule 22 ist an die weitere NFC- Kommunikationseinheit 21 angeschlossen und im Nahbereich der Antennenspule 12 der NFC-Transponderanordnung 10 angeordnet und/oder mit dieser verbunden. Eine dauerhafte Anordnung der Antennenspule 12 im Nahbereich der weiteren Antennenspule 22 kann dabei durch Fixierung der NFC-Transponderanordnung 10 auf dem Datenkommunikationsgerät 2, beispielsweise durch Aufstecken oder Aufkleben, erfolgen. Im in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die NFC-Transponderanordnung 10 vorteilhafterweise auf einem wieder abziehbaren Etikett angeordnet, sodass die NFC- Transponderanordnung 10 durch Aufkleben am Datenkommunikationsgerät 2 fixierbar und wieder ablösbar ist.
Diese Ausführungsform ist beispielsweise dazu geeignet, ein Mobiltelefon durch Aufkleben einer erfindungsgemäßen NFC-Transponderanordnung 10 umfassend ein Messgerät 17 als mobile Messeinheit zu nutzen. Dabei ist die weitere Antennenspule 22 des Datenkommunikationsgeräts 2 mit der Antennenspule 12 gekoppelt, sodass bei Aktivierung der Antennenspule 12 zwischen der NFC-Kommunikationseinheit 1 1 und der weiteren NFC-Kommunikationseinheit 21 über die Antennenspulen 12 und die weitere Antennenspule 22 eine NFC-Kommunikationsverbindung besteht und beispielsweise Daten übertragen werden können. Die Aktivierung der Antennenspule 12 kann dabei wie voranstehend beschrieben, z. B. durch manuelles Betätigen eines in der NFC- Transponderanordnung 10 enthaltenen ersten Schalters 13 oder Schließen eines elektrischen zweiten Schalters 14 durch Ansteuern durch die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 erfolgen. Um das Datenkommunikationsgerät 2 nach einem Messvorgang für die Aufnahme einer anderen NFC-Kommunikation freizugeben, kann wie voranstehend beschrieben, die NFC- Kommunikationseinheit 1 1 dazu ausgebildet sein, den zweiten Schalter 14 wieder zu öffnen, sodass die Antennenspule 12 deaktiviert ist.
In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen NFC- Transponderanordnung 10 mit einer Energie-Entnahme- Vorrichtung 18 schematisch dargestellt. Das gezeigte Ausführungsbeispiel umfasst eine Antennenspule 12, eine NFC- Kommunikationseinheit 1 1 , einen ersten Schalter 13, einen elektrischen zweiten Schalter 14, ein Messgerät 17, einen Energiespeicher 15 und die Energie-Entnahme-Vorrichtung 18, wobei die Energie-Entnahme- Vorrichtung 18 unmittelbar an zwei Anschlüsse 12a, 12b der Antennenspule 12 angeschlossen ist. Der erste Schalter 13 ist im Ausführungsbeispiel als manuell zu betätigender Schalter ausgeführt.
Die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 weist im Ausführungsbeispiel zwei Anschlüsse 1 1 a und 1 1 b auf, wobei der erste Anschluss 1 1 a mit einem ersten Anschluss 13a des ersten Schalters 13 verbunden ist und ein zweiter Anschluss 13b des Schalters 13 mit dem ersten Anschluss 12a der Antennenspule 12 verbunden ist. Der zweite Schalter 14 ist zwischen die Anschlüsse 13a und 13b geschaltet und ein erster Anschluss 18a der Energie-Entnahme-Vorrichtung 18 ist zwischen den ersten Schalter 14 und den zweiten Anschluss 13b des ersten Schalters 13 geschaltet. Der zweite Anschluss 1 1 b ist im Ausführungsbeispiel über einen zweiten Anschluss 18b der Energie-Entnahme- Vorrichtung 18 mit dem zweiten Anschluss 12b der Antennenspule 12 verbunden.
Das Messgerät 17 ist mit der NFC-Kommunikationseinheit 1 1 verbunden und die Energie- Entnahme- Vorrichtung 18 ist mit der NFC-Kommunikationseinheit 1 1 und dem zweiten Schalter 14 verbunden. Die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 und die Energie-Entnahme- Vorrichtung 18 sind dazu ausgebildet, den zweiten Schalter 14 steuern, sodass dieser geschlossen ist.
Wenn der erste Schalter 13 und der zweite Schalter 14 nicht betätigt bzw. geschlossen sind, ist keine NFC- Verbindung zwischen der NFC-Transponderanordnung 10 und einem im Nahbereich der NFC-Transponderanordnung 10 befindlichen Datenkommunikationsgerät 2 aufgebaut, da die Antennenspule 12 nicht aktiviert ist und die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 von der Antennenspule 12 getrennt ist. Das Datenkommunikationsgerät 2 sendet dennoch regelmäßig, typischer Weise vier bis fünf Mal pro Sekunde, einen Polling-Impuls aus, um mit einer eventuell im Nahebereich des Datenkommunikationsgeräts 2 befindlichen NFC-Transponderanordnung 10 eine NFC-Kommunikation aufzubauen. Diese vom Datenkommunikationsgerät 2 ausgesendeten Impulse gelangen in die Antennenspule 12 und die Energie-Entnahme- Vorrichtung 18 sammelt diese Impulse und akkumuliert die Ladung im Energiespeicher 15.
Die Energie-Entnahme-Vorrichtung 18 ist dazu ausgebildet, Spannung gleichzurichten, Ladungen zu sammeln und in einem in der Energie-Entnahme-Vorrichtung 18 enthaltenen Energiespeicher 15 zu speichern. Darüber hinaus ist die Energie-Entnahme-Vorrichtung 18 dazu ausgebildet, den Ladestand festzustellen und mit Schwellenwerten zu vergleichen, Steuersignale abzusetzen und/oder die gespeicherte Energie gesteuert abzugeben.
Es kann vorgesehen sein, dass die Energie-Entnahme- Vorrichtung 18 einen in der NFC- Kommunikationseinheit 1 1 enthaltenen MikroController 19 in vorgegebenen Zeitabständen ansteuert, sodass der MikroController 19 wiederum das Messgerät 17 ansteuert, sodass es eine Messung durchführt und einen ermittelten Messwert in einem Datenspeicher der NFC-Kommunikationseinheit 1 1 zwischenspeichert. Damit ist vorteilhafterweise ein Logging von Messdaten ohne externe Stromversorgung möglich und ohne dass eine laufende Aufrechthaltung der NFC-Kommunikation über die Antennenspule 12 erforderlich ist.
Als Zeitabstände können beispielsweise mehrere Minuten vorgesehen sein, d.h. ein Ansteuern der NFC-Kommunikationseinheit durch die Energie-Entnahme- Vorrichtung 18 erfolgt üblicherweise bei Vorhandensein eines ausreichenden Energieniveaus im Energiespeicher 15 der Energie-Entnahme- Vorrichtung 18.
Die in der NFC-Kommunikationseinheit 1 1 gespeicherten Messwerte können entweder zum gleichen Zeitpunkt wie die Messerfassung, oder später, durch manuelles Betätigen des ersten Schalters 13 an das Datenkommunikationsgerät 2 übertragen werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Energie-Entnahme-Vorrichtung 18 dazu ausgebildet ist, den zweiten Schalter 14 automatisch zu schließen, wenn beispielsweise der Ladestand des Energiespeichers 15 der Energie-Entnahme-Vorrichtung 18 einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Energie-Entnahme- Vorrichtung 18 dazu ausgebildet ist, nach einer vorgegebenen Anzahl an Ansteuerungen des MikroControllers 19 der NFC-Kommunikationseinheit 1 1 , d.h., nachdem im Datenspeicher der NFC- Kommunikationseinheit 1 1 eine dieser Anzahl entsprechende Anzahl an Messwerten vorliegt, diese an das Datenkommunikationsgerät 2 zu übertragen.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Energie-Entnahme-Vorrichtung 18 beispielsweise beim Vorhandensein von ausreichend Energie im Energiespeicher 15 der Energie-Entnahme-Vorrichtung 18 die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 ansteuert, den zweiten Schalter 14 zu schließen, sodass die NFC-Kommunikationseinheit 1 1 mit der Antennenspule 12 verbunden ist und der MikroController 19 der NFC- Kommunikationseinheit 1 1 auch aus der Antennenspule 12 Energie beziehen kann.
Da bereits eine geringe Menge gesammelter Energie im Energiespeicher 15 der Energie- Entnahme- Vorrichtung 18 ausreicht, um den zweiten Schalter 14 zu schließen, ermöglicht diese Ausgestaltung vorteilhafterweise Abtastraten mit geringeren Zeitabständen, wobei jedoch in diesem Fall die Antennenspule 12 häufiger für eine NFC-Kommunikation in Verwendung ist und dadurch für andere Anwendungen blockiert ist.
Bei allen voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der erste Schalter 13 auf unterschiedliche Weise ausgestaltet sein:
Als erster Schalter 13 kann beispielsweise ein druckempfindlicher Schalter oder Taster vorgesehen ist, wobei der Schalter bei Druckausübung schließt. Alternativ kann der erste Schalter 13 auch als ein von einem Sensor gesteuerter Schalter ausgestaltet sein, der schließt, wenn ein Messwert einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Beispielsweise kann als erster Schalter 13 ein lichtempfindlicher Schalter vorgesehen sein, der schließt, wenn Licht auf den Sensor einfällt.
Eine weitere mögliche Variante eines ersten Schalters 13 ist ein externer Näherungsschalter, d.h. der erste Schalter 13 ist in diesem Falle dazu ausgebildet, auf Annäherung eines Auslösers berührungsfrei zu reagieren, ohne dass ein direkter Kontakt mit dem Auslöser erforderlich ist. Dabei kann insbesondere ein resistiver oder induktiver oder kapazitiver Näherungsschalter vorgesehen sein, sodass als Auslöser beispielsweise metallische Gegenstände, aber auch nichtmetallische Werkstoffe in Frage kommen. Der erste Schalter 13 kann aber auch als ein offenes Elektrodenpaar ausgestaltet sein, wobei das offene Elektrodenpaar in diesem Falle derart ausgebildet ist, dass bei Vorhandensein einer leitfähigen Flüssigkeit im Bereich der Elektroden Strom zwischen den beiden Elektroden des offenen Elektrodenpaars fließt, insbesondere derart, dass die Antennenspule 12 aktiviert und bereit zur Datenübertragung ist.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Antennenspule 12 verstimmt ist und das offene Elektrodenpaar bei Vorhandensein eines Gegenstands oder einer Flüssigkeit, der oder die im Vergleich zur Luft eine erhöhte Permittivität aufweist, seine Kapazität derart ändert, sodass die Antennenspule 12 auf eine vorgegebene Resonanzfrequenz abgestimmt ist und derart die Antennenspule 12 aktiviert und insbesondere bereit zur Datenübertragung ist.
Auch bei Einbindung des ersten Schalters 13 in den Schaltkreis einer erfindungsgemäßen NFC-Transponderanordnung 10 sind unterschiedliche Ausgestaltungsvarianten möglich: Beispielsweise kann als erster Schalter 13 auch ein mit der Antennenspule 12 in Serie geschalteter Schalter vorgesehen sein, der dazu ausgebildet ist, bei Betätigung die Antennenspule 12 zu aktivieren.
Wie in Fig. 8 dargestellt, kann alternativ auch ein zur Antennenspule 12 parallel geschalteter erster Schalter 13 vorgesehen sein. Das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel umfasst eine Antennenspule 12 mit zwei Anschlüssen 12a, 12b, eine NFC-Kommunikationseinheit 1 1 , einen als Öffner-Schalter ausgebildeten ersten Schalter 13 und einen Widerstand 3. Der erste Schalter 13 ist in unbetätigtem Zustand geschlossen und schließt die Antennenspule 12 über den Widerstand 3 kurz.
Durch das Kurzschließen der Antennenspule 12 ist gewährleistet, dass zwischen den beiden Anschlüssen 12a, 12b der Antennespule 12 der induzierte Strom über den Widerstand fließt und nicht der Kommunikationseinheit 1 1 zur Verfügung steht, wodurch diese inaktiv bleibt.
Der als Öffner-Schalter ausgestaltete erste Schalter 13 ist weiters dazu ausgebildet, sich bei Betätigung zu öffnen. Durch das Öffnen des ersten Schalters 13 versorgt die Antennenspule 12 die Kommunikationseinheit 1 1 mit elektrischer Energie, wodurch die Aufnahme einer NFC-Kommunikation möglich ist. Alternativ kann in einer erfindungsgemäßen NFC-Transponderanordnung 10 beispielsweise auch ein weiteres Schaltkreiselement 31 , insbesondere eine Spule oder ein Kondensator, welche parallel oder in Serie zur Antennenspule 12 geschaltet sein können, vorgesehen sein (Fig. 9). In diesem Falle ist der erste Schalter 13 dazu ausgebildet, bei Betätigung das weitere Schaltkreiselement 31 zu aktivieren, das die Antennenspule 12 auf die entsprechende Trägerfrequenz abstimmt, sodass die Antennenspule 12 aktiviert und insbesondere bereit zur Datenkommunikation ist. Im nicht aktivierten Zustand des ersten Schalters 13 hingegen ist die Antennenspule 12 verstimmt und kann daher nicht zur Kommunikation verwendet werden.
Im Ausführungsbeispiel in Fig. 9 sind der erste Schalter 13 als parallel zur Antennenspule 12 geschalteter Schließer-Schalter und das zusätzliche Schaltkreiselement 31 als Spule ausgeführt. Die Antennenspule 12 ist im Ausgangszustand verstimmt, wodurch im Ausgangszustand über die Antennenspule 12 keine NFC-Kommunikation bzw. Energieübertragung möglich ist. Bei Betätigung des ersten Schalters 13 wird die Spule 31 zugeschaltet. Durch das Zuschalten der Spule 31 wird die Antennenspule 12 auf die entsprechende Trägerfrequenz abgestimmt und die Aufnahme einer NFC-Kommunikation ist möglich.

Claims

Patentansprüche
1 . NFC-Transponderanordnung (10) umfassend eine NFC-Kommunikationseinheit (1 1 ) und eine an die NFC-Kommunikationseinheit (1 1 ) angeschlossene Antennenspule (12), wobei die NFC-Transponderanordnung (10) dazu ausgebildet ist, über die Antennenspule
(12) Energie aus einem elektromagnetischen Feld im Bereich der Antennenspule (12) zu entnehmen und über die Antennenspule (12) eine NFC-Kommunikation zu einem Datenkommunikationsgerät (2) aufzunehmen, umfassend einen ersten Schalter (13), der dazu ausgebildet ist, bei Betätigung die Antennenspule (12) zu aktivieren,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein im inaktiven Zustand offener zweiter Schalter (14) vorgesehen ist, und der zweite Schalter (14) als elektrischer Schalter ausgebildet ist und parallel zum ersten Schalter
(13) angeordnet ist,
dass die NFC-Transponderanordnung (10) dazu ausgebildet ist, nach der Betätigung des ersten Schalters (13) den zweiten Schalter (14) zu schließen und insbesondere für einen Zeitraum nach dem Ende der Betätigung des ersten Schalters (13) geschlossen zu halten, sodass die Antennenspule (12) für diesen Zeitraum aktiviert und insbesondere bereit zur Datenübertragung ist, und
dass die NFC-Transponderanordnung (10) dazu ausgebildet ist, nach dem Ende des Zeitraums den zweiten Schalter (14) zu öffnen, sodass die Antennenspule (12) deaktiviert und insbesondere nicht bereit zur Datenübertragung ist.
2. NFC-Transponderanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (13) mit der Antennenspule (12) in Serie geschaltet ist und dass der erste Schalter (13) dazu ausgebildet ist, bei Betätigung die Antennenspule (12) zu aktivieren.
3. NFC-Transponderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (13) zu der Antennenspule (12) parallel geschaltet ist und dazu ausgebildet ist, die Antennenspule (12), insbesondere über einen Widerstand (3), im Ausgangszustand kurzzuschließen und sich bei Betätigung zu öffnen und derart die Antennenspule (12) zu aktivieren.
4. NFC-Transponderanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schalter (14) und/oder der erste Schalter (13), bevorzugt beide, als allpoliger Schalter umfassend jeweils zwei zweite Teilschalter (14', 14") und/oder zwei erste Teilschalter (13', 13") ausgebildet ist, wobei beide Anschlüsse (12a, 12b) der Antennenspule (12) jeweils über die zweiten Teilschalter (14', 14") und/oder die ersten Teilschalter (13', 13") an die Anschlüsse (1 1 a, 1 1 b) der NFC-Kommunikationseinheit (1 1 ) angeschlossen sind und wobei die zweiten Teilschalter (14', 14") und/oder die ersten Teilschalter (13', 13") bei Betätigung gleichzeitig geschlossen sind.
5. NFC-Transponderanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Schaltkreiselement (31 ), insbesondere eine Spule oder ein Kondensator, vorgesehen ist, wobei der erste Schalter (13) dazu ausgebildet ist, bei Betätigung das Schaltkreiselement (31 ) zu aktivieren und durch die Aktivierung des Schaltkreiselements (31 ) die Antennenspule (12) auf eine vorgegebene Resonanzfrequenz abzustimmen, sodass die Antennenspule (12) aktiviert und insbesondere bereit zur Datenübertragung ist.
6. NFC-Transponderanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die NFC-Kommunikationseinheit (1 1 ) zumindest zwei Anschlüsse für die Antennenspule (12) aufweist,
- wobei ein Anschluss (13a) des ersten Schalters (13) an einen der Anschlüsse (1 1 a) der NFC-Kommunikationseinheit (1 1 ) angeschlossen ist,
- wobei der andere Anschluss (13b) des ersten Schalters (13) an einen der Anschlüsse (12a) der Antennenspule (12) angeschlossen ist, und
- wobei der andere Anschluss (12b) der Antennenspule (12) an den anderen Anschluss (1 1 b) der NFC-Kommunikationseinheit (1 1 ) angeschlossen ist.
7. NFC-Transponderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (13) durch ein offenes Elektrodenpaar ausgebildet ist, wobei das offene Elektrodenpaar derart ausgebildet ist,
- dass bei Vorhandensein einer leitfähigen Flüssigkeit im Bereich der Elektroden Strom zwischen den beiden Elektroden des offenen Elektrodenpaars fließt, insbesondere derart, dass die Antennenspule (12) aktiviert und bereit zur Datenübertragung ist, und/oder
- dass die Antennenspule (12) verstimmt ist und der erste Schalter (13) bei Vorhandensein eines Gegenstands oder einer Flüssigkeit, der oder die im Vergleich zur Luft eine erhöhte Permittivität aufweist, seine Kapazität derart ändert, dass die Antennenspule (12) auf eine vorgegebene Resonanzfrequenz abgestimmt ist, sodass die Antennenspule (12) aktiviert und insbesondere bereit zur Datenübertragung ist.
8. NFC-Transponderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiespeicher (15) vorgesehen ist, und dass die NFC-Transponderanordnung (10) dazu ausgebildet ist, über die Antennenspule (12) bereitgestellte Energie im Energiespeicher (15) zu speichern.
9. NFC-Transponderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass als erster Schalter (13) ein druckempfindlicher Schalter oder Taster vorgesehen ist, wobei der Schalter bei Druckausübung schließt, und/oder
- dass als erster Schalter (13) ein von einem Sensor gesteuerter Schalter, insbesondere ein lichtempfindlicher Schalter vorgesehen ist, wobei der Schalter dazu ausgebildet ist, zu schließen, wenn ein vom Sensor ermittelter Messwert einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, insbesondere dann, wenn Licht auf den Sensor einfällt, wobei gegebenenfalls der Sensor an den Energiespeicher (15) angeschlossen ist, um ein im Sensor enthaltenes Messgerät für die Ermittlung des Messwerts mit Energie zu versorgen, oder
- dass als erster Schalter (13) ein externer Näherungsschalter vorgesehen ist, insbesondere dass ein resistiver Näherungsschalter oder ein kapazitiver Näherungsschalter oder ein induktiver Näherungsschalter, vorgesehen ist.
10. NFC-Transponderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigeeinheit (16) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, das Vorhandensein im Energiespeicher (15) gespeicherter oder an der Antennenspule (12) anliegender verfügbarer Energie anzuzeigen.
1 1 . NFC-Transponderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energie-Entnahme- Vorrichtung (18) zur Entnahme von Energie aus der Antennenspule (12) vorgesehen ist,
wobei die Energie-Entnahme-Vorrichtung (18) unmittelbar an die Anschlüsse (12a, 12b) der Antennenspule (12) angeschlossen ist,
wobei die Energie-Entnahme- Vorrichtung (18) dazu ausgebildet ist, die bereitgestellte
Energie im Energiespeicher (15) zu speichern, und
wobei die Energie-Entnahme- Vorrichtung (18) dazu ausgebildet ist, bei einem ausreichenden Ladestand den zweiten Schalter (14) zu steuern, sodass dieser geschlossen ist und die NFC-Kommunikationseinheit (1 1 ) und die Antennenspule (12) verbunden sind.
12. NFC-Transponderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein an die NFC-Kommunikationseinheit (1 1 ) angeschlossenes Messgerät (17) zur Ermittlung einer Messgröße, wobei die NFC-Transponderanordnung (10) dazu ausgebildet ist, die am Ausgang des Messgeräts (17) anliegenden Messergebnisse, insbesondere auf Anfrage, über die Antennenspule (12) an ein Datenkommunikationsgerät (2) zu übertragen.
13. NFC-Transponderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (17)
- an den Energiespeicher (15) angeschlossen ist oder
- unmittelbar durch die Antennenspule (12) mit Energie versorgt ist und während des Messvorgangs von diesem mit elektrischer Energie versorgt ist.
14. NFC-Transponderanordnung (10) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die NFC-Kommunikationseinheit (1 1 ) dazu ausgebildet ist, das Messgerät (17) zu aktivieren und den zweiten Schalter (14) nach einem vorgegebenen Zeitraum zu öffnen, wobei der vorgegebene Zeitraum insbesondere der Zeit entspricht, die das Messgerät (17) zur Durchführung seiner Messung und/oder Datenübertragung benötigt.
15. NFC-Transponderanordnung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die NFC-Kommunikationseinheit (1 1 ) dazu ausgebildet ist, den zweiten Schalter (14) unter Verwendung der im Energiespeicher (15) gespeicherten Energie nach dem Öffnen erneut zu schließen.
16. Datenkommunikationsgerät (2) umfassend
- eine NFC-Transponderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- eine weitere NFC-Kommunikationseinheit (21 ), sowie
- eine an die weitere NFC-Kommunikationseinheit (21 ) angeschlossene weitere Antennenspule (22),
wobei die weitere Antennenspule (22) im Bereich der Antennenspule (12) der NFC- Transponderanordnung (10), insbesondere dauerhaft, angeordnet und/oder mit dieser verbunden ist und mit dieser gekoppelt ist, insbesondere derart, dass bei Aktivierung der Antennenspule (12) der NFC-Transponderanordnung (10) zwischen der NFC- Kommunikationseinheit (1 1 ) und der weiteren NFC-Kommunikationseinheit (21 ) über die beiden Antennenspulen (12, 22) eine Kommunikationsverbindung besteht.
17. Datenkommunikationsgerät (2) nach Anspruch 16 gekennzeichnet dadurch, dass die Antennenspule (12) durch Fixierung der NFC-Transponderanordnung (10) auf dem Datenkommunikationsgerät (2), insbesondere durch Aufkleben oder Aufstecken, dauerhaft im Nahbereich der weiteren Antennenspule (22) angeordnet ist, und wobei die NFC-Transponderanordnung (10) insbesondere auf einem auf die Datenkommunikationsgerät (2) aufgeklebten Klebeetikett oder auf einer auf dem Datenkommunikationsgerät (2) angebrachten Schutzhülle oder auf einer auf das Datenkommunikationsgerät (2) angebrachten Aufsteckeinheit angeordnet ist.
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