DE4034096A1 - Schaltungsanordnung zum selbsttaetigen ein- und/oder ausschalten von mobilen geraeten - Google Patents
Schaltungsanordnung zum selbsttaetigen ein- und/oder ausschalten von mobilen geraetenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum
selbsttätigen Ein- und Ausschalten von mobilen Geräten in
Abhängigkeit von der Bewegung oder der Bewegungsänderung
eines solchen Gerätes.
Mobile Geräte im Sinne der Erfindung sind insbes. tragbare
oder fahrbare Geräte, und dabei insbes. auch solche mit
Batteriebetrieb.
Mobile Geräte im Sinne der Erfindung sind daher beispiels
weise tragbare Radios, tragbare Kassettenabspielgeräte,
schnurlose Telefone, Alarmanlagen, Hörhilfen usw.
Bei diesen Geräten ist es z. B. zur Schonung der Batterie oder
aber auch aus anderen Gründen oftmals erwünscht, daß das
Gerät bzw. dessen Versorgungsspannung im Nichtgebrauchsfall,
d. h. dann, wenn das Gerät abgelegt ist und daher nicht bewegt
wird, abgeschaltet werden oder aber umgekehrt das Gerät in
Ruhelage eingeschaltet bzw. aktiviert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Schaltungs
anordnung aufzuzeigen, die ein selbsttätiges Ein- und/oder
Ausschalten eines mobilen Gerätes beim Gebrauch und/oder bei
der Ablage ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schaltungsanordnung
entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1
ausgebildet.
Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist beispiels
weise ein selbsttätiges Einschalten eines Gerätes im Ge
brauchsfall, d. h. dann, wenn das mobile Gerät bewegt wird,
möglich. Umgekehrt bewirkt die erfindungsgemäße Schaltungs
anordnung beispielsweise ein automatisches Abschalten des
Gerätes, im Nichtgebrauchsfall. Hierdurch ist insbes. auch
bei batteriebetriebenen mobilen Geräten eine schonende
Behandlung bzw. eine optimale Ausnutzung der für die Strom
versorgung verwendeten Batterie gewährleistet, ohne die
Notwendigkeit eines manuellen Ein- und Ausschaltens.
Umgekehrt ist es mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanord
nung selbstverständlich auch möglich, das betreffende mobile
Geräte bei Ablage oder im nichtbewegten Zustand automatisch
einzuschalten bzw. zu aktivieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der
Schaltkreis wenigstens zwei Lade- und Entladekondensatoren
auf, die dann Teil einer von dem wenigstens einen Sensor
angesteuerten Spannungsverdopplungsschaltung sind. Diese
spezielle Schaltung hat den Vorteil, daß selbst bei relativ
kleinen Versorgungs- oder Batteriespannungen der Schaltkreis
eine einwandfreie Steuerung ermöglicht, und zwar insbes. auch
dann, wenn die das batteriebetriebene Gerät bzw. die wenig
stens eine Stufe dieses Gerätes steuernden Elemente, aber
auch andere Elemente der Schaltungsanordnung in der vom
Strom- bzw. Leistungsverbrauch besonders günstigen Mosfet-
Technik ausgeführt sind.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter
ansprüche.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ausführung der
erfindungsgemäßen Hörhilfe; und
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Hörhilfe nach Fig. 1;
Fig. 3 in vereinfachter Darstellung ein Ausführungsbeispiel
der Schaltungsanordnung zum Ein- und Ausschalten des
Verstärkers der Hörhilfe nach Fig. 1 und 2.
In den Figuren ist 1 ein elektrischer, batteriebetriebener
Verstärker, an dessen Eingang ein Mikrofon 2 und an dessen
Ausgang ein Ohrhörer 3 angeschlossen sind, der die im
Verstärker 1 verstärkten Ausgangssignale des Mikrofons 2 in
verstärkte, akustische Signale umwandelt.
Für die Spannungs- bzw. Stromversorgung des Verstärkers 1 ist
bei der dargestellten Ausführungsform eine Versorgungsschal
tung 4 vorgesehen, die auch wenigstens eine nicht näher
dargestellte Batterie enthält. Die Versorgungsschaltung 4
bzw. ein Schaltkreis 4′ dieser Versorgungsschaltung wirkt mit
einem Sensor 5 zusammen, der als Bewegungsmelder ausgebildet
ist und immer dann ein Signal an den Schaltkreis 4′ liefert,
wenn eine Änderung der Orientierung bzw. Neigung und/oder der
Bewegung des Sensors 5 erfolgt. Der Schaltkreis 4′ schaltet
die Stromversorgung für den Verstärker 1 erst dann ein, wenn
ein Wechsel-Signal des Sensors 5 vorliegt, und schaltet die
Stromversorgung für den Verstärker 1 dann wieder ab, wenn
über eine vorgegebene Zeitperiode T kein Wechsel-Signal des
Sensors 5 anliegt.
Im einfachsten Fall ist der Schaltkreis 4′ ein Schaltkreis
mit einem Lade- und Entlade-Kondensator, der in Abhängigkeit
von den Signalen des Sensors 5 geladen wird und sich mit
einer vorgegebenen Zeitkonstante entlädt und dessen Spannung
sofern diese einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, einen
elektischen Schalter für die Spannungsversorgung des Ver
stärkers 1 schließt.
Selbstverständlich sind auch andere Ausführungen für den
Schaltkreis 4′ denkbar. Wesentlich ist hierbei nur, daß mit
diesem Schaltkreis beim Anliegen von Signalen des Sensors 5
der Verstärker 1 eingeschaltet und dieser Verstärker dann
abgeschaltet wird, wenn während der vorgegebenen Zeitperiode
T keine weiteren Signale des Sensors 5 geliefert werden, der
Sensor 5 also nicht bewegt wird.
Wie die Fig. 1 zeigt, bilden die Ohrhörer 3 zusammen mit
einem Bügel 6 einen herkömmlichen Kopfhörer. Am Bügel 6 sind
auch alle weiteren Elemente der vorbeschriebenen Hörhilfe,
nämlich der Verstärker 1, das Mikrofon 2, die Versorgungs
schaltung 4 mit Batterie und Schaltkreis 4′ sowie der Sensor
5 vorgesehen, wie dies in der Fig. 2 mit dem Block 7 ange
deutet ist.
Die elektrische Hörhilfe wird wie ein üblicher Kopfhörer
getragen. Solange der Benutzer den Kopf bewegt, bleibt die
Hörhilfe bzw. deren Verstärker 1 eingeschaltet. Beim Ruhen
oder Schlafen, d. h. dann, wenn der Träger der Hörhilfe seinen
Kopf über die vorgegebene Zeitdauer T nicht bewegt, ins
besondere aber dann, wenn die Hörhilfe abgelegt und somit der
Sensor zwangsläufig nicht mehr bewegt wird, ist der Ver
stärker 1 abgeschaltet, was zu einer wesentlichen Schonung
der Batterie beiträgt. Die Lebensdauer der Batterie läßt sich
hierdurch im Vergleich zu bekannten Geräten, die nur eine
manuelle Ein- und Ausschaltung aufweisen, etwa um den Faktor
100 verlängern, und zwar dadurch, daß beim Ablegen der
erfindungsgemäßen Hörhilfe die Versorgungsspannung für den
Verstärker 1 nach der vorgegebenen Zeitdauer T selbsttätig
abgeschaltet wird. Es versteht sich, daß zusätzlich zu dem
mit dem Sensor 5 zusammenwirkenden Schaltkreis 4′ auch noch
ein Schalter vorgesehen ist, und zwar zum manuellen Ein- und
Ausschalten der Hörhilfe, wenn diese über längere Zeit nicht
verwendet wird.
Fig. 3 zeigt in vereinfachter Darstellung eine mögliche
Ausführungsform der Versorgungsschaltung 4 mit Schaltkreis
4′, und zwar zusammen mit einem als Ein- und Ausschalter,
z. B. als Quecksilberschalter 8 ausgebildeten Sensor 5.
Der Quecksilberschalter 8 liegt in Serie mit der auch die
Versorgungsspannung U liefernden Batterie 9 im Eingangs
schaltkreis einer Steuerschaltung 10, die zwei Ausgänge 10′
und 10′′ aufweist, welche je nach Zustand bzw. Stellung des
Quecksilberschalters 8 mit dem positiven Pol der Batterie 9
verbunden oder von diesem Pol abgetrennt sind. Bei geschlos
senem Schalter ist beispielsweise der Ausgang 10′ mit dem
positiven Pol der Batterie 9 verbunden, während der Ausgang
10′′ von diesem positiven Pol abgetrennt ist. Bei geöffnetem
Schalter ist dann der Ausgang 10′′ mit dem positiven Pol der
Batterie 9 verbunden und der Ausgang 10′ von diesem Pol
abgetrennt.
An den Ausgang 10′ ist eine Serienschaltung bestehend aus dem
Kondensator C1 und der Diode D1 angeschlossen, und zwar
derart, daß der Kondensator C1 mit seinem einen Anschluß, und
zwar bei Ausbildung des Kondensators C1 als gepolter Konden
sator mit seinem positiven Anschluß an den Ausgang 10′
angeschlossen ist. Die Kathode der Diode D1 ist mit dem
negativen Pol der Batterie 9 bzw. mit einer zu diesem Pol
führenden Leitung 11 verbunden ist. In gleicher Weise ist an
den Ausgang 10′′ die Serienschaltung bestehend aus Konden
sator C2 und der Diode D2 angeschlossen.
Parallel zur Serienschaltung aus dem Kondensator C1 und der
Diode D1 und damit zwischen dem Ausgang 10′ und der zu dem
negativen Pol der Batterie 9 führenden Leitung 11 liegt ein
Widerstand R1. Ein entsprechender Widerstand R2 ist parallel
zu der Serienschaltung aus dem Kondensator C2 und der Diode
D2 vorgesehen.
Der Schaltungspunkt zwischen dem Kondensator C1 und der Diode
D1 bzw. zwischen dem Kondensator C2 und der Diode D2 ist
jeweils über eine Diode D4 bzw. D5 mit dem Eingang eines
Schaltkreises 12 verbunden, der als elektronischer Schalter
ausgebildet ist und in der vorbeschriebenen Weise die
Versorgungsspannung U (Spannung der Batterie 9) für den
Verstärker 1 einschaltet bzw. abschaltet, und zwar immer
dann, wenn am Steuereingang des Schaltkreises 12 eine
entsprechende, negative Spannung anliegt, die, wie noch näher
beschrieben wird, einen Wert aufweist, der größer ist als die
Spannung U der Batterie 9. In der Fig. 3 ist weiterhin noch
ein Schaltkreis 13 dargestellt, der die Spannung am Eingang
des Schaltkreises 12 mit einer von der Spannung der Batterie
9 mittels eines Spannungsteilers (Widerstände R3 und R4)
abgeleiteten Spannung vergleicht und auf jeden Fall dann ein
Umschalten der Schaltungsanordnung 12 in ihren, den Ver
stärker 1 von der Batterie 9 abtrennenden Zustand bewirkt,
wenn die Spannung am Ausgang des Schaltkreises 12 und damit
die am Verstärker 1 tatsächlich anliegende Versorgungsspan
nung die von der Batterie 9 abgeleitete Vergleichsspannung
nicht um einen vorgegebenen Betrag übersteigt. Hierdurch wird
ein besonders schnelles Abschalten des Verstärkers 1 er
reicht, womit auch Betriebszustände für diesen Verstärker
vermieden werden, in denen die Hörhilfe eine ungenügende
Wiedergabequalität aufweist bzw. ein Brummen oder Schwingen
des Verstärkers 1 auftritt.
Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung läßt sich, wie
folgt, beschreiben: Befindet sich der Quecksilberschalter 8
z. B. in der geöffneten Stellung, so wird über die Steuer
schaltung 10 und die Diode D2 der Kondensator C2 auf die
Spannung U der Batterie 9 aufgeladen.
Wird durch Bewegen des Sensors 5 der Quecksilberschalter 8
geschlossen, so wird der Ausgang 10′ mit dem positiven Pol
der Batterie 9 verbunden und dadurch der Kondensator C1 über
die Diode D1 auf die Batteriespannung U geladen. Gleichzeitig
ist der Ausgang 10′′ von dem positiven Pol der Batterie 9
abgetrennt, so daß die am Kondensator C2 anliegende Spannung
U (über den Widerstand R2) in Serie mit der negativen
Batteriespannung liegt und am Schaltungspunkt zwischen dem
Kondensator C2 und D2 und damit auch am Steuereingang des
Schaltkreises 12 etwa die doppelte negative Batteriespannung,
d. h. etwa -2U anliegt.
Wird durch erneutes Bewegen des Sensors 5 der diesen Sensor
bildende Quecksilberkontakt 8 wieder geöffnet, so wird der
Ausgang 10′ von dem positiven Pol der Batterie abgetrennt und
der Ausgang 10′′ wieder mit dem positiven Pol der Batterie 9
verbunden. Hierdurch wird der Kondensator C2 nachgeladen,
während die am Kondensator C1 anliegende Spannung über den
Widerstand R1 in Serie mit der Spannung der Batterie 9 liegt,
an dem zwischen dem Kondensator C1 und der Diode D1 ge
bildeten Schaltungspunkt und damit am Steuereingang des
Schaltkreises 12 somit weiterhin etwa die doppelte negative
Batteriespannung U anliegt.
Die beschriebene Schaltung hat den Vorteil, daß durch die
vorbeschriebene Spannungsverdopplung auch bei einer relativ
kleinen Spannung U eine einwandfreie Steuerung des Schalt
kreises 12 möglich ist. Insbesondere ist es durch die
beschriebene Schaltung möglich, den Schaltkreis 12, aber auch
andere Elemente trotz einer geringen Batteriespannung U von
beispielsweise lediglich 2,4 V in Mosfet-Technik auszuführen.
Diese Technik hat insbesondere auch bei der Steuerschaltung
10 besondere Vorteile, und zwar dahingehend, daß sich bei
relativ kleinen Kondensatoren C1 und C2 für den Entlade
stromkreis dieser Kondensatoren hohe Zeitkonstanten ergeben,
so daß der Sensor 5 bzw. der Quecksilberkontakt 8 beispiels
weise nur einmal innerhalb von jeweils 3 Minuten bewegt, d. h.
geöffnet oder geschlossen werden muß, um am Steuereingang des
Schaltkreises 12 eine Spannung aufrecht zu erhalten, die
diesen Schaltkreis in seinem die Versorgungsspannung für den
Verstärker eingeschalteten Zustand hält.
Die Erfindung wurde voranstehend an einer Hörhilfe als
Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß die
Erfindung nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt ist,
und daß außerdem zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen
möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrunde
liegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist es bei
spielsweise grundsätzlich möglich, daß die Hörhilfe einen
Mikroprozessor aufweist, der das Ein- und Ausschalten dieser
Hörhilfe bzw. des Verstärkers 1 in Abhängigkeit von Signalen
des Sensors bewirkt. Es ist auch möglich, anstelle nur eines
Sensors 5 mehrere derartige Sensoren vorzusehen. Speziell bei
der in der Fig. 3 dargestellten Ausführung ist es auch
möglich, beispielsweise die Steuerschaltung 10 so auszu
bilden, daß mit dieser in Abhängigkeit von dem Zustand des
Sensors 5 die beiden Ausgänge 10′ und 10′′ (wiederum im
Gegentakt) zwischen dem positiven und dem negativen Pol der
Batterie 9 geschaltet werden, womit dann auch die Widerstände
R1 und R2 entfallen könnten.
Claims (10)
1. Schaltungsanordnung zum Ein- und/oder Ausschalten von
mobilen Geräten oder wenigstens einer Stufe eines solchen
Gerätes in Abhängigkeit von einer Bewegung oder einer
Bewegungsänderung des Gerätes, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein auf die Bewegung oder auf die Bewe
gungsänderung ansprechender Sensor (5) vorgesehen ist,
und daß die Schaltungsanordnung einen Schaltkreis (4′)
mit wenigstens einem Lade- und Entladekondensator (C1,
C2) aufweist, der in Abhängigkeit von den Signalen des
Sensors (5) geladen und/oder entladen wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schaltkreis (4′) wenigstens zwei Lade-
und Entladekondensatoren (C1, C2) aufweist, die Teil
einer vom Sensor (5) angesteuerten Spannungsverdopplungs-
Schaltung sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (4′) eine Schaltung
(12) aufweist, der die Versorgungsspannung des mobilen
Gerätes bzw. der wenigstens einen Stufe, vorzugsweise die
Versorgungsspannung einer Stufe (1) höherer Leistung
dieses Gerätes in Abhängigkeit von einer von der Bewegung
des Sensors abgeleiteten Steuerspannung steuert.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (4′) eine
Vergleichsschaltung (13) besitzt, die die tatsächlich
anliegende Versorgungsspannung mit einer von einer
Batteriespannung (U) abgeleiteten Vergleichsspannung
vergleicht und ein Abschalten der Versorgungsspannung
dann bewirkt, wenn bei diesem Vergleich ein vorgegebener
Spannungswert unterschritten wird.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) ein Queck
silberschalter (8) ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Stufe des
mobilen Gerätes ein Verstärker (1) ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (4) das
mobile Geräte bzw. die wenigstens eine Stufe (1) des
mobilen Gerätes dann abschaltet, wenn innerhalb einer
vorgegebenen Zeitperiode keine Bewegung des Sensors (5)
erfolgt.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4-7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (4′) Be
standteil einer Versorgungsschaltung (4) für das mobile
Gerät ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (4′) Bestand
teil einer elektrischen Hörhilfe mit einem elektrischen
Verstärker (1) ist, dessen Eingang mit wenigstens einem
Mikrophon (2) und dessen Ausgang mit wenigstgens einem
Ohrhörer (3) verbunden ist, und daß der Schaltkreis (4′)
den Verstärker (1) einschaltet, wenn der Sensor (5)
bewegt wird, und daß der Schaltkreis bei fehlender
Bewegung des Sensors (5) den Verstärker (1) abschaltet.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der wenigstens eine Ohrhörer (3) an einem
Bügel (6) vorgesehen ist, und daß an diesem Bügel der
Sensor sowie vorzugsweise auch die übrigen Elemente der
Hörhilfe vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
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ID=25898019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19904034096 Granted DE4034096A1 (de) | 1990-06-27 | 1990-10-26 | Schaltungsanordnung zum selbsttaetigen ein- und/oder ausschalten von mobilen geraeten |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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