DE4327173A1 - System for object-orientated, indicating remote control of electrical devices (apparatuses, appliances, units) by means of a hand-operated transmitter with a focused visible light beam and stationary receiver - Google Patents

System for object-orientated, indicating remote control of electrical devices (apparatuses, appliances, units) by means of a hand-operated transmitter with a focused visible light beam and stationary receiver

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Abstract

The invention relates to remote controls for controlling electrical devices by means of a hand-operated transmitter and a receiver assigned to the respective device. In order, in particular, to facilitate the manipulation, the remote control is distinguished by the fact that the transmitter generates a visible light beam. <IMAGE>

Description

Die Fernbedienung von Geräten mittels Licht ist aus der Infrarottechnik bekannt. Ein solches System ist meist unidirektional aufgebaut, der Sender ist mobil, und der Empfänger im zu bedienenden Gerät eingebaut. Bei diesen Fernbedienungen sind entweder Sender und Empfänger aufeinander abgestimmt oder die Empfänger mit einer Kennung versehen, die vom Sender mit übertragen wird. Sollen bei diesen Systemen mehrere Geräte bedient werden, so ist entweder der Einsatz von mehreren Sendern oder die Verwendung von sogenannten lernenden Fernbedienungen vorgesehen, die vom Anwender programmiert werden. Abhilfe hat hier die Quasi- Normung durch den RC5-Code geschaffen, in dem jedes Gerät je nach Typ eine bestimmte Adresse zugewiesen bekommt, die als Kennung vom Sender mit übertragen wird. Dadurch wird das zu bedienende Gerät ausgewählt. Diese Vorgehensweise wird durch den Einsatz von diffusem IR-Licht bestimmt, der Sender wird intuitiv auf den Empfänger ausgerichtet. Die keulenförmige Strahlcharakteristik und die Reflexionen an den umgebenden Oberflächen sorgen für eine genügende Intensität des Signals beim Empfänger.The remote control of devices by means of light is known from infrared technology. A such a system is usually unidirectional, the transmitter is mobile, and the Receiver built into the device to be operated. These remote controls are either sender and receiver matched to each other or the receiver with provided with an identifier that is also transmitted by the transmitter. If several devices are to be operated with these systems, either is Use of several transmitters or the use of so-called learners Remote controls are provided, which are programmed by the user. The quasi Standardization created by the RC5 code, in which each device, depending on the type certain address is assigned, which is also transmitted as an identifier by the transmitter becomes. This selects the device to be operated. This procedure will Determined by the use of diffuse IR light, the transmitter is intuitively pointed to Receiver aligned. The club-shaped beam characteristics and the reflections the surrounding surfaces ensure a sufficient intensity of the signal when Receiver.

Beim Einsatz solcher Fernbedienungen für nicht im RC5-Code definierte Geräte, z. B. Lampen- und Leuchtbandsteuerungen, Rolladensteuerung, Thermostatsteuerungen, Kaffeemaschinensteuerung u. v. a. m., sind die Empfänger mit eindeutigen Adressen auszustatten, die dann vom Bediener auch angewählt werden müssen. Der Bediener muß also wissen, welche Adresse der Empfänger hat, um ihn bedienen zu können.When using such remote controls for devices not defined in the RC5 code, e.g. B. Lamp and light strip controls, roller shutter controls, thermostat controls, Coffee machine control u. v. a. m., are the recipients with unique addresses equip, which must then also be selected by the operator. The operator must therefore know which address the recipient has in order to be able to use it.

Diese Erfindung bezieht sich auf ein System zur Fernbedienung von elektrischen Geräten, wobei die Geräte mit einem Zeiger (Lichtstrahl) ausgewählt werden können. Das System besteht aus einem mobilen Sender und je einem Empfänger, die in die zu bedienenden Geräte eingebaut sind. Die Empfänger sind durch ihren opto-elektrischen Wandler (Solarzelle) dem Bediener augenfällig als solche zu erkennen.This invention relates to a system for remote control of electrical Devices, where the devices can be selected with a pointer (light beam). The system consists of a mobile transmitter and one receiver each, which is included in the  operating devices are installed. The receivers are through their opto-electrical The operator (solar cell) is clearly recognizable as such.

In der hier beschriebenen Erfindung wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß sich mit einem Halbleitersender mit sichtbarer Lichtwellenlänge auf einfache Weise ein gebündelter Lichtstrahl erzeugen läßt, der selbst bei normaler Umgebungshelligkeit im Raum in einer Entfernung von 5-10 m auf einer Fläche einen sichtbaren Fleck erzeugt (Beispiel: Laserlichtzeiger). Dieser Lichtstrahl wirkt wie ein verlängerter Zeigestock, wobei durch den Lichtpunkt dem Benutzer eine Rückmeldung beim Anvisieren des Ziels gegeben ist.In the invention described here use is made of the fact that with a semiconductor transmitter with visible light wavelength in a simple way can produce a bundled beam of light, even in normal ambient light conditions Space at a distance of 5-10 m creates a visible spot on an area (Example: laser light pointer). This beam of light acts like an extended pointer, whereby the light point gives the user feedback when targeting the Target is given.

Der Benutzer wählt über die im mobilen Sender eingebaute Tastatur die Funktion (z. B. Licht heller, dunkler) und hält die Taste fest. Hiermit wird der Lichtstrahl eingeschaltet. Er richtet nun den Lichtstrahl auf den Empfänger, der unmittelbar mit dem zu bedienenden Gerät (z. B. Lampe) verknüpft ist. Sobald der Strahl auf die Solarzelle, die als optisch-elektrischer Wandler eingesetzt ist, trifft, wird die Bedienfunktion ausgelöst.The user selects the function via the keyboard built into the mobile transmitter (e.g. Light brighter, darker) and holds the button. This turns on the light beam. He now directs the light beam towards the receiver, which is directly directed towards the operating device (e.g. lamp) is linked. Once the beam hits the solar cell, the is used as an optical-electrical converter, the operating function is triggered.

Die Bedieneinheit (Sender) besteht aus einem handlichen Gehäuse, das mit einer (Fig. 3), zwei (Fig. 4) oder mehreren Tasten (Fig. 5) versehen ist. An der Längsseite des Gehäuses (Fig. 6a) ist eine optische Öffnung für den Lichtstrahl eines Halbleitersenders (z. B. Halbleiterlaser, LED) (6c) mit einer Fokussieroptik (6b) angebracht, dieser Halbleitersender erzeugt sichtbares Licht mit einer Wellenlänge zwischen 632 nm und 656 nm. Im Gehäuse ist die Ansteuerung (6d) für den Halbleitersender, die Kodierung (6d) für die Tasten (6f) und die Modulationseinrichtung (6d) für den Sender eingebaut. Versorgt wird die Fernbedienungseinheit durch eine Batterie (6e). Ein Blockschaltbild (Fig. 7) verdeutlicht den Aufbau des Senders.The control unit (transmitter) consists of a handy housing that is provided with one ( Fig. 3), two ( Fig. 4) or more buttons ( Fig. 5). On the long side of the housing ( Fig. 6a) there is an optical opening for the light beam of a semiconductor transmitter (e.g. semiconductor laser, LED) ( 6 c) with focusing optics ( 6 b), this semiconductor transmitter generates visible light with a wavelength between 632 nm and 656 nm. The control ( 6 d) for the semiconductor transmitter, the coding ( 6 d) for the buttons ( 6 f) and the modulation device ( 6 d) for the transmitter are built into the housing. The remote control unit is powered by a battery ( 6 e). A block diagram ( Fig. 7) illustrates the structure of the transmitter.

Da der Lichtstrahl nur eine geringe Divergenz besitzt, ist der auf einer Fläche erzeugte Lichtpunkt abhängig von der Entfernung zur auftreffenden Fläche zwischen 5 mm und 25 mm im Durchmesser.Since the light beam has only a small divergence, it is the one generated on a surface Light point depending on the distance to the incident surface between 5 mm and 25 mm in diameter.

Fotodioden oder Fototransistoren sind deshalb als Empfänger für diese Sender un­ geeignet, da sie eine genaue Ausrichtung des Lichtstrahls auf die optische Emp­ fangseinheit erfordern.Photo diodes or photo transistors are therefore un as receivers for these transmitters suitable because they precisely align the light beam to the optical emp require capture unit.

In dieser Erfindung wird deshalb als Empfänger eine Solarzelle eingesetzt, die auf­ grund ihrer größeren Fläche eine Ausrichtung vereinfacht. Eine einfache Ausrichtung wird auch dadurch unterstützt, daß die Modulation des Lichtstrahls so erfolgt, daß dem Auge ein kontinuierlich leuchtender Lichtstrahl geboten wird.In this invention, therefore, a solar cell is used as the receiver, based on alignment is simplified due to its larger area. A simple alignment is also supported in that the modulation of the light beam takes place in such a way that the Eye a continuously shining beam of light is offered.

Der Empfänger wird in unmittelbarer Nähe des zu bedienenden Objektes (z. B. im Sockel einer Lampe oder auf dem Drehknopf eines Thermostates) angebracht.The recipient is in the immediate vicinity of the object to be operated (e.g. in the Base of a lamp or on the knob of a thermostat).

Der Empfänger besteht aus mehreren Funktionsgruppen, einen beispielhaften Aufbau zeigt das Blockschaltbild (Fig. 8). Als opto-elektrischer Wandler wird eine Solarzelle (8a) eingesetzt, die die Impulse des Senders empfängt. Ein Vorverstärker und Impulsformer (8b) bereitet die Impulse auf. Eine Impulsdekodierung (8c) dekodiert die empfangenen Impulse und stellt sie der Auswerteschaltung (8d) zur Verfügung, die sie in eine Schaltfunktion umsetzt (8e).The receiver consists of several function groups; the block diagram ( Fig. 8) shows an exemplary structure. A solar cell ( 8 a) is used as the opto-electrical converter, which receives the pulses from the transmitter. A preamplifier and pulse shaper ( 8 b) prepares the pulses. A pulse decoding ( 8 c) decodes the received pulses and makes them available to the evaluation circuit ( 8 d), which converts them into a switching function ( 8 e).

Als Impulsdekodierung kann ein geeigneter integrierter Schaltkreis aus der IR-Technik verwendet werden, der den empfangenen Code einer einfachen Auswerteschaltung zur Verfügung stellt. Eine weitere Variante (Fig. 9) besteht darin, die Dekodierung und die Auswertung durch einen Mikrocontroller (9a) durchzuführen. Hierdurch können auch komplexere Schaltfunktionen durchgeführt werden, im Beispiel ist eine Temperaturregelung angedeutet.A suitable integrated circuit from IR technology, which makes the received code available to a simple evaluation circuit, can be used as pulse decoding. Another variant ( FIG. 9) consists in performing the decoding and evaluation by a microcontroller ( 9 a). In this way, more complex switching functions can also be carried out, in the example a temperature control is indicated.

Mit dem erfindungsgemäßen System ergeben sich weitere Ausgestaltungsmöglichkei­ ten der Fernbedienung von Geräten. So können mit jeweils einem Empfängertyp unterschiedliche in einem Raum befindliche Geräte geschaltet werden. Eine Adressierung wird durch die Anvisierung der als optischen Empfänger dienenden Solarzelle am jeweiligen Gerät erreicht.With the system according to the invention there are further design options remote control of devices. So with one recipient type each different devices in a room can be switched. A Addressing is accomplished by targeting those serving as optical receivers Solar cell reached on the respective device.

So können Lampen, Leuchten oder Leuchtbandgruppen fernbedient ein- oder ausge­ schaltet und gedimmt werden. Rolladensteuerungen oder Thermostate können mit der entsprechenden Schalteinrichtung zur Fernbedienung versehen werden.Lamps, lights or light strip groups can be switched on or off remotely are switched and dimmed. Roller shutter controls or thermostats can be used with the appropriate switching device for remote control.

Zweckmäßigerweise muß der Abstand zwischen den Empfängern so gewählt werden, daß eine Handbedienung ausschließt, daß durch Verwackeln des Zeigestrahls eine Doppelbedienung von mehreren Geräten erfolgt. Eine Fehlbedienung durch mehr­ maliges Auftreffen des Lichtstrahls auf einen Empfänger ist durch die Kodierung der Tasten bei dem System nach Anspruch 2, 3 und 4 ausgeschlossen. Bei Systemen nach Anspruch 1 wird durch eine Zeitüberwachung diese Fehlbedienung ausgeschlossen.Appropriately, the distance between the receivers must be selected so that a manual control excludes that by shaking the pointing beam Multiple devices are operated twice. Incorrect operation due to more The coding of the light beam strikes the receiver several times Buttons in the system according to claim 2, 3 and 4 excluded. For systems according to Claim 1 is excluded by a time monitoring this incorrect operation.

Der Abstand zwischen den Geräten und damit den Empfängern richtet sich auch nach der Bedienentfernung. Die Bedienung eines Gerätes über eine Entfernung von ca. 25 m erfordert einen Mindestabstand von 1 m zwischen den Geräten.The distance between the devices and thus the receivers also depends on the operating distance. Operating a device over a distance of approx. 25 m requires a minimum distance of 1 m between the devices.

Somit ist ein Fernbedienungssystem geschaffen, daß durch einfache optische Zuordnung eine Adressierung erreicht und eine dem Menschen eingängige Bedienung ermöglicht.Thus, a remote control system is created that simple optical Assignment achieved an addressing and a human-friendly operation enables.

Claims (8)

1. System zur objektorientierten, hinweisenden Fernbedienung von elektrischen Geräten mittels handbedienter Sender mit gebündeltem, sichtbarem Lichtstrahl und stationärer Empfänger (Fig. 1), die dadurch gekennzeichnet sind,
  • - daß mit einem tragbaren Sender ein sichtbarer Lichtstrahl erzeugt wird, der eine Schaltfunktion in einem Empfänger auslöst, wenn der opto-elektrische Wandler des Empfängers direkt von diesem Lichtstrahl getroffen wird,
  • - daß die mobile Sendereinheit mit sichtbarem stark fokussiertem Licht mit entsprechender Intensität ausgestattet ist und
  • - daß der gebündelte Lichtstrahl einen erkennbaren Punkt auf einer Empfängerfläche erzeugt,
  • - daß dieses Licht mit einer nicht wahrnehmbaren Modulation versehen ist und
  • - daß der Empfänger aus einer flächigen Solarzelle besteht, die von dem fokussier­ ten Lichtstrahl eines Senders leicht getroffen werden kann und so in der Nähe des Gerätes (Objekt) angebracht wird, daß eine Zuordnung des Gerätes (Orientierung) zur gewünschten Bedienung (Fig. 2) unmittelbar einsichtig ist.
1. System for object-oriented, indicative remote control of electrical devices by means of a hand-operated transmitter with a bundled, visible light beam and a stationary receiver ( FIG. 1), which are characterized in that
  • a visible light beam is generated with a portable transmitter, which triggers a switching function in a receiver when the opto-electrical converter of the receiver is hit directly by this light beam,
  • - That the mobile transmitter unit is equipped with visible, highly focused light with appropriate intensity and
  • that the bundled light beam creates a recognizable point on a receiver surface,
  • - That this light is provided with an imperceptible modulation and
  • - That the receiver consists of a flat solar cell, which can be easily hit by the focussed light beam of a transmitter and is so close to the device (object) that an assignment of the device (orientation) to the desired operation ( Fig. 2nd ) is immediately clear.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender mit einer Be­ dieneinheit (Taster, Sensortaste) versehen ist, wodurch zwei Funktionen (Fig. 3) ausgelöst werden (Ein-/Ausschalten).2. System according to claim 1, characterized in that the transmitter is provided with a control unit (button, sensor key), whereby two functions ( Fig. 3) are triggered (on / off). 3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender mit zwei Bedieneinheiten (Taster, Sensortaster) versehen ist, wodurch vier Schaltfunktionen (Fig. 4) ausgelöst werden. (Ein-/Ausschalten; Motor links/rechts).3. System according to claim 1, characterized in that the transmitter is provided with two control units (buttons, sensor buttons), whereby four switching functions ( Fig. 4) are triggered. (Switch on / off; motor left / right). 4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine umfangreiche Tastatur zur Eingabe von komplexen Funktionen (Fig. 5) benutzt wird, die eine entsprechende Modulation des Sendelichtstrahls erzeugt.4. System according to claim 1, characterized in that an extensive keyboard for entering complex functions ( Fig. 5) is used, which generates a corresponding modulation of the transmitted light beam. 5. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mit einer Schalteinrichtung versehen wird, die beim Empfang des modulierten Lichtstrahls den Schaltzustand wechselt (toggelt). 5. System according to claim 1 or 2, characterized in that the receiver with a switching device is provided when receiving the modulated light beam the switching state changes (toggles).   6. System nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mit einer Schalteinrichtung zum Dimmen von Lampen versehen wird.6. System according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the receiver is provided with a switching device for dimming lamps. 7. System nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mit einer Schalteinrichtung zum Links-/Rechtslauf und einer Drehzahleinstellung von Motoren versehen wird.7. System according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the receiver with a switching device for counterclockwise / clockwise rotation and a speed setting of Motors is provided. 8. System nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mit einer Schalteinrichtung versehen wird, die die dekodierten Signale zur Weiterver­ arbeitung durch einen Rechner zur Verfügung stellt.8. System according to claim 1 or 4, characterized in that the receiver with a switching device is provided which the decoded signals for further processing work through a computer.
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