DE102015224831A1 - Radio-activated device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung (1) aufweisend eine Spule (10) und eine Verarbeitungseinheit (5), wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, mittels eines in die Spule (10) eingespeisten magnetischen Wechselfeld-Signals (60) die Verarbeitungseinheit (5) zu aktivieren.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung (1) einen ersten Schaltungsknoten (31) und eine Schaltungsanordnung (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26) mit einem zweiten Schaltungsknoten (32) und einem dritten Schaltungsknoten (33) aufweist, wobei die Spule (10) zwischen dem ersten Schaltungsknoten (31), welcher mit Masse (14) verbunden ist, und dem zweiten Schaltungsknoten (32) angeordnet ist, wobei der dritte Schaltungsknoten (33) mit der Verarbeitungseinheit (5) verbunden ist und wobei die Vorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, über den dritten Schaltungsknoten (33) die Verarbeitungseinheit (5) zur Aktivierung mit elektrischer Energie zu versorgen und auch nach der Aktivierung weiterhin mit elektrischer Energie versorgen zu können.The invention relates to a device (1) comprising a coil (10) and a processing unit (5), wherein the device is set up to process the processing unit (5) by means of an alternating magnetic field signal (60) fed into the coil (10) ) to activate.
The essence of the invention is that the device (1) has a first circuit node (31) and a circuit arrangement (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26) with a second circuit node (32) and a third circuit node (33 ), wherein the coil (10) between the first circuit node (31) which is connected to ground (14) and the second circuit node (32) is arranged, wherein the third circuit node (33) connected to the processing unit (5) and wherein the device (1) is adapted to supply the processing unit (5) with electrical energy for activation via the third circuit node (33) and to be able to continue to supply it with electrical energy even after the activation.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung aufweisend eine Spule und eine Verarbeitungseinheit, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, mittels eines in die Spule eingespeisten magnetischen Wechselfeld-Signals die Verarbeitungseinheit zu aktivieren.The invention is based on a device comprising a coil and a processing unit, wherein the device is set up to activate the processing unit by means of an alternating magnetic field signal fed into the coil.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der Gebrauchsmusterschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung aufweisend eine Spule und eine Verarbeitungseinheit, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, mittels eines in die Spule eingespeisten magnetischen Wechselfeld-Signals die Verarbeitungseinheit zu aktivieren. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung einen ersten Schaltungsknoten und eine Schaltungsanordnung mit einem zweiten Schaltungsknoten und einem dritten Schaltungsknoten aufweist, wobei die Spule zwischen dem ersten Schaltungsknoten, welcher mit Masse verbunden ist, und dem zweiten Schaltungsknoten angeordnet ist, wobei der dritte Schaltungsknoten mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist und wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, über den dritten Schaltungsknoten die Verarbeitungseinheit zur Aktivierung mit elektrischer Energie zu versorgen und auch nach der Aktivierung weiterhin mit elektrischer Energie versorgen zu können. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Vorrichtung mit der Schaltungsanordnung derartig ausgestaltet ist, dass eine mittels eines in die Spule eingespeisten magnetischen Wechselfelds in der Spule induzierte Spannung am dritten Schaltungsknoten abfällt, wodurch wenigstens die Verarbeitungseinheit aktivierbar ist und auch nach der Aktivierung weiterhin mit elektrischer Energie versorgbar bleibt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Vorrichtung keinen mechanischen Schalter zur Aktivierung benötigt, wodurch ein Eingriff ins Gehäuse vermieden werden kann. Zudem ist ein ungewolltes Aktivieren nahezu ausgeschlossen, da die induktive Kopplung nur eine sehr geringe Reichweite aufweist und somit ein Gerät zum Aktivieren, welches ein magnetischen Wechselfeld-Signal erzeugt, sehr dicht an die Vorrichtung gebracht werden muss, um eine Aktivierung zu ermöglichen.The invention is based on a device comprising a coil and a processing unit, wherein the device is set up to activate the processing unit by means of an alternating magnetic field signal fed into the coil. The gist of the invention is that the apparatus comprises a first circuit node and circuitry having a second circuit node and a third circuit node, the coil being disposed between the first circuit node connected to ground and the second circuit node, the third one Circuit node is connected to the processing unit and wherein the device is adapted to supply via the third circuit node, the processing unit for activation with electrical energy and also after activation to be able to supply electrical energy. It is advantageous here that the device with the circuit arrangement is designed in such a way that an induced in the coil by means of an alternating magnetic field induced voltage in the coil at the third circuit node drops, whereby at least the processing unit can be activated and also after activation continue to be supplied with electrical energy remains. Another advantage is that the device does not require a mechanical switch for activation, whereby engagement in the housing can be avoided. In addition, an unwanted activation is almost impossible, since the inductive coupling has only a very short range and thus a device for activating, which generates an alternating magnetic field signal, must be brought very close to the device to enable activation.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung eine Kommunikationseinheit aufweist, welche mit dem dritten Schaltungsknoten zur Energieversorgung verbunden ist, und dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, mittels der Kommunikationseinheit ein Signal zu empfangen oder auch auszusenden. Vorteilhaft ist hierbei, dass auch die Kommunikationseinheit über die Spule und die Schaltungsanordnung aktivierbar ist und daraufhin über den dritten Schaltungsknoten mit elektrischer Energie versorgbar bleibt. Somit kann die Vorrichtung inaktiv bleiben, bis ein magnetisches Wechselfeld-Signal in die Spule eingespeist wird, und erst dann werden die Verarbeitungseinheit und die Kommunikationseinheit aktiviert. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise beim Lufttransport keine ungewollte Funkübertragung ausgelöst wird. Zudem muss die Vorrichtung nicht auf eine Anfrage von außen warten bzw. mittels der Kommunikationseinheit lauschen, sondern kann komplett abgeschaltet werden, bis eine Aktivierung von außen erfolgt, wodurch Energie gespart werden kann.An advantageous embodiment of the invention provides that the device has a communication unit, which is connected to the third circuit node for power supply, and that the processing unit is adapted to receive by means of the communication unit, a signal or to send out. In this case, it is advantageous that the communication unit can also be activated via the coil and the circuit arrangement and then be supplied with electrical energy via the third circuit node. Thus, the device may remain inactive until an AC magnetic field signal is fed to the coil, and only then will the processing unit and the communication unit be activated. This has the advantage that, for example, during air transport no unwanted radio transmission is triggered. In addition, the device does not have to wait for a request from the outside or listen through the communication unit, but can be completely turned off until an activation from the outside, whereby energy can be saved.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltungsanordnung einen Energiespeicher und einen Schalter aufweist, wobei der Schalter zwischen dem Energiespeicher und dem dritten Schaltungsknoten angeordnet ist, und wobei der zweite Schaltungsknoten mit einem Steueranschluss des Schalters verbunden ist, und wobei der Schalter dazu eingerichtet ist, bei einer ausreichend großen Spannung am Steueranschluss zu schließen. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch diese Schaltungsanordnung erreicht wird, dass durch eine Spannungsinduktion mittels eines in die Spule eingespeisten magnetischen Wechselfeld-Signals, die Spannung am Steueranschluss derart zunimmt, dass der Schalter schließt und somit den Energiespeicher mit dem Schaltungsknoten verbindet, welcher wenigstens mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist und somit diese aktiviert und auch anschließend mit elektrischer Energie versorgen kann, wenn der Schalter geschlossen gehalten wird.A further advantageous embodiment of the invention provides that the circuit arrangement comprises an energy store and a switch, wherein the switch between the energy store and the third circuit node is arranged, and wherein the second circuit node is connected to a control terminal of the switch, and wherein the switch to is set to close at a sufficiently large voltage at the control terminal. It is advantageous in this case that it is achieved by this circuit arrangement that the voltage at the control connection increases in such a way by a voltage induction by means of an alternating magnetic field signal fed into the coil that the switch closes and thus connects the energy store to the circuit node, which at least with the Processing unit is connected and thus activated and can then supply with electrical energy when the switch is kept closed.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schalter ein Halbleiterschalter ist, insbesondere ein MOSFET. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Halbleiterschalter und insbesondere ein MOSFET eine einfache Möglichkeit bietet, einen Schalter zu realisieren, der bei einer ausreichend großen Spannung am Steueranschluss, hier der Steuerelektrode, schließt.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the switch is a semiconductor switch, in particular a MOSFET. It is advantageous here that a semiconductor switch and in particular a MOSFET offers a simple possibility of realizing a switch which closes at a sufficiently large voltage at the control connection, in this case the control electrode.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung eine erste Diode, eine zweite Diode und einen vierten Schaltungsknoten aufweist, wobei die erste Diode anodenseitig mit dem zweiten Schaltungsknoten und kathodenseitig mit dem Steueranschluss des Schalters verbunden ist, und wobei die zweite Diode kathodenseitig mit dem Steueranschluss des Schalters und anodenseitig mit dem vierten Schaltungsknoten verbunden ist, wobei der vierte Schaltungsknoten mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Verarbeitungseinheit nach ihrer Aktivierung einen Strom über den vierten Schaltungsknoten und die zweite Diode an den Steueranschluss leiten kann, wodurch der Schalter weiterhin geschlossen bleibt, auch wenn kein magnetisches Wechselfeld-Signal mehr in die Spule eingespeist wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the circuit arrangement has a first diode, a second diode and a fourth circuit node, wherein the first diode is connected on the anode side to the second circuit node and on the cathode side to the control terminal of the switch, and wherein the second diode the cathode side is connected to the control terminal of the switch and the anode side to the fourth circuit node, wherein the fourth circuit node is connected to the processing unit. The advantage here is that the processing unit after its activation a stream via the fourth circuit node and the second diode to the control terminal, whereby the switch remains closed, even if no magnetic alternating field signal is fed into the coil.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung einen Spannungsregler und einen fünften Schaltungsknoten aufweist, wobei der Spannungsregler unmittelbar zwischen dem zweiten Schaltungsknoten und dem fünften Spannungsknoten angeordnet ist, und wobei der fünfte Spannungsknoten mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass das in die Spule induzierte Spannungssignal der Verarbeitungseinheit zur Verfügung gestellt wird, wobei der Spannungsregler die Spannung entsprechend regelt, sodass die maximale, der Verarbeitungseinheit zugeführte Spannung keinen zu großen Wert erreichen kann, welcher die Verarbeitungseinheit schädigen könnte.In an advantageous embodiment, it is provided that the circuit arrangement has a voltage regulator and a fifth circuit node, wherein the voltage regulator is arranged directly between the second circuit node and the fifth voltage node, and wherein the fifth voltage node is connected to the processing unit. It is advantageous here that the voltage signal induced in the coil is made available to the processing unit, wherein the voltage regulator regulates the voltage accordingly, so that the maximum voltage supplied to the processing unit can not reach too great a value which could damage the processing unit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung einen Spannungsregler aufweist, welcher zwischen dem zweiten Schaltungsknoten und dem dritten Schaltungsknoten angeordnet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass die durch das magnetischen Wechselfeld-Signal in die Spule induzierte Spannung zur elektrischen Energieversorgung über den Spannungsregler der Verarbeitungseinheit zur Verfügung gestellt wird.In a further advantageous embodiment, it is provided that the circuit arrangement has a voltage regulator, which is arranged between the second circuit node and the third circuit node. It is advantageous in this case that the voltage induced in the coil by the alternating magnetic field signal is made available for electrical power supply via the voltage regulator of the processing unit.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltungsanordnung einen Energiespeicher, eine dritte Diode, eine vierte Diode und einen sechsten Schaltungsknoten aufweist, wobei der sechste Schaltungsknoten zwischen dem Spannungsregler und dem zweiten Schaltungsknoten angeordnet ist, und wobei die dritte Diode anodenseitig mit dem zweiten Schaltungsknoten und kathodenseitig mit dem sechsten Schaltungsknoten verbunden ist, und wobei die vierte Diode anodenseitig mit dem Energiespeicher und kathodenseitig mit dem sechsten Schaltungsknoten verbunden ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass die elektrische Energie auch nach Aktivierung der Verarbeitungseinheit über die Spule in die Vorrichtung eingespeist werden kann, falls der elektrische Energiespeicher keine bzw. nur noch wenig Energie gespeichert hat.An advantageous embodiment of the invention provides that the circuit arrangement comprises an energy store, a third diode, a fourth diode and a sixth circuit node, wherein the sixth circuit node between the voltage regulator and the second circuit node is arranged, and wherein the third diode on the anode side with the second Circuit node and the cathode side is connected to the sixth circuit node, and wherein the fourth diode on the anode side is connected to the energy storage and the cathode side to the sixth circuit node. It is advantageous that the electrical energy can be fed into the device via the coil even after activation of the processing unit, if the electrical energy storage has stored no or only little energy.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Energiespeicher ein elektrischer oder auch elektrochemischer Energiespeicher ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass solch ein Energiespeicher klein ist und möglichst einfach eine elektrische Energie zur Verfügung stellen kann.A further advantageous embodiment of the invention provides that the energy storage is an electrical or electrochemical energy storage. It is advantageous here that such an energy store is small and can provide electrical energy as simply as possible.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das in die Spule eingespeiste magnetischen Wechselfeld-Signal einen aufmodulierten, ersten Signal-Code aufweist, und dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, den ersten Signal-Code mit einem zweiten Signal-Code zu vergleichen, und nur wenn der erste Signal-Code gleich dem zweiten Signal-Code ist, die Vorrichtung in einen vorgebbaren Betriebszustand zu überführen. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Vorrichtung nur auf ein magnetisches Wechselfeld-Signal mit einem bestimmten, aufmodulierten Code reagiert und somit Unbefugte keine Zustandsänderung der Vorrichtung herbeiführen können.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the alternating magnetic field signal fed into the coil has a modulated, first signal code, and that the processing unit is adapted to compare the first signal code with a second signal code, and only if the first signal code is equal to the second signal code, to convert the device into a predetermined operating state. It is advantageous here that the device reacts only to a magnetic alternating field signal with a specific, modulated code and thus unauthorized persons can bring about any change in state of the device.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der vorgebbare Betriebszustand der Vorrichtung ein Sende- und/oder Empfangszustand mittels der Kommunikationseinheit ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Funkübertragung durch Unbefugte nicht möglich ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the presettable operating state of the device is a transmission and / or reception state by means of the communication unit. The advantage here is that a radio transmission by unauthorized persons is not possible.
Zeichnungendrawings
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Zudem weist die Vorrichtung
In
In
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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