DE102011101523A1 - Method for wireless energy supply of electrically-operated device e.g. laptop, involves configuring power supply and data communication device to control power radiated wirelessly over transmission device as function of identifier - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der elektrischen Energieversorgung von elektrisch betriebenen Geräten auf drahtlosem Wege. Hierzu gibt es bereits verschiedene Vorschläge, z. B. in
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine umfassende, praxistaugliche Lösung zur drahtlosen Energieversorgung elektrischer Geräte mit elektrischer Energie anzugeben, wobei sowohl die Seite des elektrisch betriebenen Geräts verbessert wird als auch hierzu passende, verbesserte Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtungen angegeben werden. Ferner sollen verbesserte Verfahren zum Betrieb solcher Systeme angegeben werden.The invention has for its object to provide a comprehensive, practical solution for the wireless power supply of electrical equipment with electrical energy, both the side of the electrically operated device is improved and this matching, improved power supply and data communication facilities are specified. Furthermore, improved methods for operating such systems should be specified.
In einer vorteilhaften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein elektrisch betriebenes Gerät mit einer Empfangseinrichtung zum Empfang drahtlos übertragener elektrischer Energie, wobei über die Empfangseinrichtung die zur Versorgung des elektrisch betriebenen Geräts und/oder zur Aufladung eines in dem elektrisch betriebenen Gerät vorgesehenen Akkumulators erforderliche elektrische Energie empfangen und bereit gestellt wird, wobei das elektrisch betriebene Gerät eine Ausgabeeinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch betriebene Gerät dazu eingerichtet ist, über die Ausgabeeinrichtung eine Kenngröße über die von der Empfangseinrichtung aufgenommene elektrische Energie bzw. über die Empfangsfeldstärke visuell und/oder akustisch zu signalisieren. Als von der Empfangseinrichtung aufgenommene elektrische Energie kann z. B. die aktuell empfangene Leistung signalisiert werden.In an advantageous embodiment, the invention relates to an electrically operated device having a receiving device for receiving wirelessly transmitted electrical energy, receiving via the receiving device for supplying the electrically operated device and / or for charging a battery provided in the electrically operated device required electrical energy and is provided, wherein the electrically operated device has an output device, characterized in that the electrically operated device is adapted to visually and / or acoustically signal via the output device, a characteristic on the electrical energy received by the receiving device or on the received field strength , As recorded by the receiving device electrical energy z. B. the currently received power to be signaled.
Die Ausgabeeinrichtung kann z. B. eine Anzeigeeinrichtung, wie z. B. ein Display eines Computers oder Monitors, oder eine Tonausgabeeinrichtung, z. B. ein Lautsprecher, oder beides sein.The output device can, for. B. a display device such. As a display of a computer or monitor, or a sound output device, for. A speaker, or both.
Dies hat den Vorteil, dass von einem Benutzer auf einfache Weise ein günstiger Aufstellplatz des elektrisch betriebenen Geräts gefunden werden kann, bei dem die drahtlose Energieversorgung des elektrisch betriebenen Geräts bzw. die Aufladung des Akkumulators möglichst effizient erfolgt. So kann z. B. ein auf einer Tischplatte platziertes elektrisch betriebenes Gerät je nach von der Ausgabeeinrichtung signalisierter Kenngröße hin und her verschoben werden, bis die maximale Empfangsfeldstärke erreicht ist.This has the advantage that can be found by a user in a simple manner, a favorable location of the electrically operated device, in which the wireless power supply of the electrically operated device or the charging of the battery is as efficient as possible. So z. B. a placed on a table top electrically operated device depending on signaled by the output device parameter are shifted back and forth until the maximum reception field strength is reached.
Je nach Art der Ausgestaltung der Empfangseinrichtung und einer Sendeeinrichtung zur Abstrahlung der drahtlos übertragenen elektrischen Energie können über die Ausgabeeinrichtung auch Zusatzkenngrößen angezeigt werden, die eine Hilfestellung bei der bestmöglichen Platzierung des elektrisch betriebenen Geräts erlauben, wie z. B. Pfeile, die eine Richtung angeben, in der das Gerät verschoben werden saute, oder eine Art Lageplandarstellung der Umgebung des elektrisch betriebenen Geräts mit Hinweisen über einen günstigen Aufstellungsort. So kann z. B. bei einer Sendeeinrichtung mit mehreren Sendespulen die dem elektrisch betriebenen Gerät nächstliegende Sendespule automatisch identifiziert werden, und auf der Ausgabeeinrichtung können Hilfskenngrößen dargestellt werden, um das elektrisch betriebene Gerät in Richtung zu der nächstgelegenen Sendespule zu verschieben. Hierzu kann eine Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung, die die Sendeeinrichtung aufweist, z. B. mittels Programmierung eingerichtet sein. Ebenso kann ein in dem elektrisch betriebenen Gerät vorgesehener Mikroprozessor eine entsprechende Programmierung aufweisen, durch die das elektrisch betriebene Gerät eingerichtet ist zu den zuvor oder nachfolgend beschriebenen Verfahren.Depending on the nature of the configuration of the receiving device and a transmitting device for emitting the wirelessly transmitted electrical energy can also be displayed on the output device additional characteristics that allow assistance in the best possible placement of the electrically operated device, such. As arrows indicating a direction in which the device saute be moved, or a kind of Lageplan presentation of the environment of the electrically operated device with hints about a cheap site. So z. Example, in a transmitting device with a plurality of transmitting coils which are the electrically operated device nearest transmitting coil automatically identified, and on the output device auxiliary parameters can be displayed to move the electrically operated device in the direction of the nearest transmitting coil. For this purpose, an energy supply and data communication device having the transmitting device, for. B. be set up by programming. Likewise, a microprocessor provided in the electrically operated device may have a corresponding programming, by means of which the electrically operated device is set up with respect to the methods described above or below.
So kann z. B. die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung mehrere Sendespulen der Sendeeinrichtung gleichzeitig zur drahtlosen Energieabstrahlung aktivieren, wobei der abgestrahlten Energie Identifizierungsdaten der jeweiligen Sendespule überlagert sind. Die Empfangseinrichtung des elektrisch betriebenen Geräts kann aus dem empfangenen Energieversorgungssignal anhand der Identifizierungsdaten der Sendespule die Sendespule mit der höchsten Empfangsfeldstärke bestimmen. Zugleich kann die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung mittels des drahtlos übertragenen Energieversorgungssignals Daten über die Position der einzelnen Sendespulen übertragen. Hieraus kann in dem elektrisch betriebenen Gerät eine Information über eine verbesserte Platzierung des elektrisch betriebenen Geräts erzeugt werden, bei der eine bessere Empfangsfeldstärke erzielt wird. Diese Information kann dann visuell und/oder akustisch signalisiert werden. Sobald das elektrisch betriebene Gerät an die Position mit besserer Empfangsfeldstarke verschoben wurde, kann dies von dem elektrisch betriebenen Gerät über eine Datenkommunikationseinrichtung an die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung mitgeteilt werden, so dass diese die abgestrahlte Leistung der entsprechenden Sendespule verringern kann und nicht benötigte Sendespulen abschalten kann. Hierdurch kann Energie eingespart werden und eine unnötige Abstrahlung elektromagnetischer Felder vermieden werden.So z. B. the power supply and data communication device simultaneously activate a plurality of transmitting coils of the transmitting device for wireless energy dissipation, wherein the radiated energy identification data of the respective transmitting coil are superimposed. The receiving device of the electrically operated device can determine from the received power supply signal based on the identification data of the transmitting coil, the transmission coil with the highest reception field strength. At the same time, the energy supply and data communication device can transmit data about the position of the individual transmission coils by means of the wirelessly transmitted energy supply signal. From this information can be generated in the electrically operated device via an improved placement of the electrically operated device, in which a better reception field strength is achieved. This information can then be signaled visually and / or acoustically. Once the electrically operated device has been moved to the position with better reception field strength, this can be communicated by the electrically powered device via a data communication device to the power and data communication device, so that it can reduce the radiated power of the corresponding transmitting coil and can switch off unnecessary transmitting coils , This can save energy and a unnecessary radiation of electromagnetic fields can be avoided.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das elektrisch betriebene Gerät dazu eingerichtet, über die Ausgabeeinrichtung zu signalisieren, ob sich die von der Empfangseinrichtung aufgenommene elektrische Leistung verringert und/oder erhöht, wenn die Platzierung des elektrisch betriebenen Geräts verändert wird. Dies erlaubt eine einfache und schnelle Verbesserung der Platzierung des elektrisch betriebenen Geräts durch einen Anwender. So kann z. B. durch farbliche Darstellungen eine Erhöhung der aufgenommenen Leistung (Anzeige grün) oder eine Verringerung der Leistung (Anzeige rot) signalisiert werden. Ebenso können akustische Signale ausgegeben werden, z. B. eine ansteigende Tonhöhe bei sich erhöhender Leistung und eine abnehmende Tonhöhe bei sich verringernder Leistung.According to an advantageous development of the invention, the electrically operated device is set up to signal via the output device whether the electrical power consumed by the receiving device decreases and / or increases when the placement of the electrically operated device is changed. This allows a simple and rapid improvement of the placement of the electrically powered device by a user. So z. B. by color representations, an increase in the recorded power (green display) or a reduction in performance (display red) are signaled. Likewise, acoustic signals can be output, z. As an increasing pitch at increasing power and a decreasing pitch at decreasing power.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das elektrisch betriebene Gerät dazu eingerichtet, über die Ausgabeeinrichtung zu signalisieren, wenn eine für den laufenden Betrieb des elektrisch betriebenen Geräts und/oder für die Aufladung des Akkumulators erforderliche Leistung über die Empfangseinrichtung empfangen wird. Dies hat den Vorteil, dass ein Anwender praktisch eine Bestätigung erhält, dass ein ausreichend günstiger Aufstellort des elektrisch betriebenen Geräts erreicht ist. Die Signalisierung kann ebenfalls visuell und/oder akustisch erfolgen.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrically operated device is configured to signal via the output device when a required for the ongoing operation of the electrically operated device and / or for the charging of the accumulator power is received via the receiving device. This has the advantage that a user practically receives a confirmation that a sufficiently favorable installation location of the electrically operated device is achieved. The signaling may also be visual and / or audible.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das elektrisch betriebene Gerät einen Identifikator-Speicher auf, in dem ein Identifikator des elektrisch betriebenen Geräts gespeichert ist, der den Gerätetyp und/oder die Geräteklasse kennzeichnen. Als Gerätetyp wird hierbei eine bestimmte Ausführungsart oder Ausführungsserie von Geräten verstanden, wie z. B. Notebooks des 13', 15' oder 17'-Typs. Als Geräteklasse wird, im Gegensatz zum Gerätetyp, eine übergeordnete Hierarchieebene der Einteilung von elektrisch betriebenen Geräten verstanden, die z. B. unterscheidet zwischen Laptops, Notebooks, Tablet-PCs, Mobiltelefonen oder Radio-, TV-Geräten, DVD-Recordern, Lautsprechern, Headsets oder elektrisch betriebene Werkzeuge, wie Akkuschrauber, Akkulötkolben oder ähnliches. Dies hat den Vorteil, dass das elektrisch betriebene Gerät hinsichtlich eines vermutlichen Energiebedarfs relativ schnell zumindest grob einklassifiziert werden kann, so dass eine Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung, die zur drahtlosen Energieabstrahlung zur Versorgung eines elektrisch betriebenen Geräts eingerichtet ist, durch Empfang des Identifikators schnell die erforderliche elektrische Energie in dem notwendigen Umfang bereitstellen kann, ohne unnötig viel elektrische Energie drahtlos abzustrahlen. Hierdurch wird eine unnötige Belastung der Umgebung mit elektromagnetischer Strahlung vermieden. Zudem wird elektrische Energie sparsam verwendet. Je nach Größe des gewählten Identifikator-Speichers können zusätzliche Informationen direkt im elektrisch betriebenen Gerät hinterlegt werden, wie z. B. Ladekurve und andere Charakteristika des Gerätes.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrically operated device has an identifier memory in which an identifier of the electrically operated device is stored, which identify the device type and / or the device class. As a device type is understood here a particular embodiment or series of execution of devices such. B. notebooks of the 13 ', 15' or 17 'type. As a device class, in contrast to the device type, a higher hierarchical level of the classification of electrically operated devices understood that z. B. differentiates between laptops, notebooks, tablet PCs, mobile phones or radio, TV sets, DVD recorders, speakers, headsets or electrically operated tools, such as cordless screwdrivers, battery soldering irons or the like. This has the advantage that the electrically operated device can be at least roughly classified with respect to a presumed energy requirement relatively quickly, so that a power supply and data communication device which is set up for the wireless energy dissipation to supply an electrically operated device quickly receives the required by receiving the identifier Provide electrical energy to the extent necessary without radiating unnecessary electrical energy wirelessly. As a result, an unnecessary burden on the environment with electromagnetic radiation is avoided. In addition, electrical energy is used sparingly. Depending on the size of the selected identifier memory additional information can be stored directly in the electrically operated device, such. B. Charging curve and other characteristics of the device.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das elektrisch betriebene Gerät eine Schnittstelleneinrichtung zur drahtlosen Datenkommunikation auf. Das elektrisch betriebene Gerät ist dazu eingerichtet, über die Schnittstelleneinrichtung einer Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung, die zur drahtlosen Energieabstrahlung eingerichtet ist, einen Leistungsanforderungswert zu übermitteln, der den aktuellen oder absehbar zukünftigen Leistungsbedarf des elektrisch betriebenen Geräts kennzeichnet. Dies hat den Vorteil, dass die drahtlos abgestrahlte Energie auch im laufenden Betrieb des elektrisch betriebenen Geräts an die jeweiligen Erfordernisse optimal angepasst werden kann, so dass auch im laufenden Betrieb nicht unnötig Energie verschwendet wird und die Belastung der Umgebung mit elektromagnetischer Strahlung soweit wie möglich begrenzt wird. Im Hinblick auf den absehbar zukünftigen Leistungsbedarf des elektrisch betriebenen Geräts kann z. B. ermittelt werden, ob aufgrund von Bedieneingaben eines Anwenders der Leistungsbedarf steigen wird, oder ob ein steigender Leistungsbedarf z. B. aufgrund bestimmter Steuerungsfunktionen des elektrisch betriebenen Geräts absehbar ist. So kann z. B. bei einem als Computer ausgebildeten elektrisch betriebenen Gerät der Leistungsbedarf steigen, wenn vom Anwender eine rechenintensive Anwendung gestartet wird. Sofern das elektrisch betriebene Gerät eine Kaffeemaschine ist, liegt ein erhöhter zukünftiger Leistungsbedarf vor, wenn das Wasser weitgehend durch den Kaffeefilter gelaufen ist und daher absehbar ein Bedarf zum Einschalten einer Heizplatte vorliegt.According to an advantageous development of the invention, the electrically operated device has an interface device for wireless data communication. The electrically operated device is configured to transmit, via the interface device of a power supply and data communication device, which is set up for wireless energy dissipation, a power request value which characterizes the current or foreseeable future power requirement of the electrically operated device. This has the advantage that the wireless radiated energy can also be optimally adapted to the respective requirements during operation of the electrically operated device, so that energy is not wasted unnecessarily during operation and the load on the environment with electromagnetic radiation is limited as much as possible becomes. With regard to the foreseeable future power requirements of the electrically operated device can z. B. be determined whether due to operator input of a user, the power requirement will increase, or whether an increasing power demand z. B. is foreseeable due to certain control functions of the electrically operated device. So z. B. in a trained as a computer electrically powered device, the power requirement increase when the user starts a compute-intensive application. If the electrically operated device is a coffee machine, there is an increased future power requirement when the water has largely run through the coffee filter and therefore there is a foreseeable need to turn on a hot plate.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das elektrisch betriebene Gerät dazu eingerichtet, eine Ladekurve, die eine gewünschte Aufladung eines in dem elektrisch betriebenen Gerät vorgesehenen Akkumulators kennzeichnet, an die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung zu übermitteln. Dies ermöglicht es, dass die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung eingerichtet ist zum Einstellen der über eine Sendeeinrichtung drahtlos abgestrahlten Energie derart, dass der Akkumulator in der gewünschten Weise geladen werden kann, ohne dass zuviel Energie abgestrahlt wird. Als Ladekurve sei hierbei ein zeitlicher Verlauf des Leistungsbedarfs des Akkumulators für eine für die Akkumulator-Technologie spezifikationsgemäße Aufladung verstanden.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrically operated device is adapted to transmit a charging curve, which indicates a desired charging of an accumulator provided in the electrically operated device, to the power supply and data communication device. This makes it possible for the energy supply and data communication device to be set up to set the energy radiated wirelessly via a transmission device in such a way that the accumulator can be charged in the desired manner without emitting too much energy. As a charging curve here is a temporal course of the power requirement of the accumulator for specs for the accumulator technology specification charging understood.
In einer vorteilhaften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur drahtlosen Energieversorgung eines elektrisch betriebenen Geräts mittels einer Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung, wobei die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung wenigstens eine Sendeeinrichtung zur drahtlosen Energieabstrahlung und eine erste Schnittstelleneinrichtung zur drahtlosen Datenkommunikation aufweist, wobei die Energieversorgurigs- und Datenkommunikationseinrichtung die über die Sendeeinrichtung drahtlos abgestrahlte Leistung in Abhängigkeit von einem Identifikator steuert, der von dem elektrisch betriebenen Gerät über die erste Schnittstelleneinrichtung empfangen wurde, wobei der Identifikator den Gerätetyp und/oder die Geräteklasse des elektrisch betriebenen Geräts kennzeichnet. Dies hat den Vorteil, dass die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung frühzeitig eine schnelle Einschätzung des Leistungsbedarfs des elektrisch betriebenen Geräts durchführen kann und die erforderliche elektrische Leistung bereitstellen kann, ohne dass unnötig viel Energie abgestrahlt wird. In an advantageous embodiment, the invention relates to a method for the wireless power supply of an electrically operated device by means of a power supply and data communication device, wherein the power supply and data communication device has at least one wireless energy emission transmitter and a first wireless data communication interface, the energy utility and data communication device the power wirelessly radiated by the transmitting device in response to an identifier received from the electrically operated device via the first interface device, the identifier identifying the device type and / or the device class of the electrically powered device. This has the advantage that the power supply and data communication device can promptly make a quick assessment of the power requirements of the electrically powered device and can provide the required electrical power without unnecessarily dissipating energy.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die erste Schnittstelleneinrichtung eine Transponder-Kommunikationseinrichtung auf, die zur Kommunikation mit einem an dem elektrisch betriebenen Gerät angeordneten ID-Transponder eingerichtet ist, wobei die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung den Identifikator aus dem ID-Transponder ausliest. Dies hat den Vorteil, dass für die Ersteinschätzung des Energieversorgungsbedarfs des elektrisch betriebenen Geräts eine bereits bewährte Technologie eingesetzt werden kann, die auch im Hinblick auf die EMV-Verträglichkeit unproblematisch ist. So kann die Sendeeinrichtung zur drahtlosen Energieabstrahlung zunächst abgeschaltet bleiben. Über die Transponder-Kommunikationseinrichtung kann der Identifikator bestimmt werden und sodann die Sendeeinrichtung mit der erforderlichen Energieabstrahlung eingeschaltet werden oder, wenn kein für eine Energieabstrahlung gültiger Identifikator ermittelt wurde, abgeschaltet bleiben.According to an advantageous development of the invention, the first interface device has a transponder communication device which is set up for communication with an ID transponder arranged on the electrically operated device, wherein the energy supply and data communication device reads out the identifier from the ID transponder. This has the advantage that an already proven technology can be used for the initial assessment of the power supply requirement of the electrically operated device, which is also unproblematic in terms of EMC compatibility. Thus, the transmitting device for wireless energy dissipation initially remain switched off. The identifier can be determined via the transponder communication device and then the transmitting device can be switched on with the required energy radiation or, if no identifier valid for an energy radiation has been determined, remain switched off.
Als ID-Transponder kann insbesondere ein RFID-Transponder verwendet werden.In particular, an RFID transponder can be used as the ID transponder.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet der Identifikator zusätzlich das einzelne Gerät eindeutig, z. B. in Form einer MAC-Adresse oder einer anderen Hardware-ID. Die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung ist dazu eingerichtet, eine drahtlose Energieabstrahlung über die Sendeeinrichtung nur dann zu beginnen, wenn ein Gerät erkannt wurde, das nicht als gesperrt gekennzeichnet ist. Hierdurch kann z. B. einem Diebstahl von elektrisch betriebenen Geräten vorgebeugt werden. Wird ein gestohlenes Gerät als gesperrt gekennzeichnet, kann es später nicht mehr drahtlos mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Energieversorgungsund Datenkommunikationseinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, eine drahtlose Energieabstrahlung über die Sendeeinrichtung nur dann zu beginnen, wenn ein Gerät erkannt wurde, das zur drahtlosen Energieversorgung autorisiert ist. Hierzu kann in der Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung eine Autorisierungsliste gespeichert sein, die die Identifikatoren der zur drahtlosen Energieversorgung autorisierten Geräte enthält.According to an advantageous embodiment of the invention, the identifier additionally identifies the individual device clearly, z. In the form of a MAC address or other hardware ID. The power supply and data communication device is configured to start wireless energy dissipation via the transmitting device only when a device has been identified that is not marked as disabled. As a result, z. B. a theft of electrically operated devices can be prevented. If a stolen device is marked as locked, it can no longer be supplied with electrical power wirelessly later. The power supply and data communication device may also be configured to start wireless energy dissipation via the transmitting device only when a device authorized for wireless power supply has been detected. For this purpose, an authorization list which contains the identifiers of the devices authorized for wireless power supply can be stored in the power supply and data communication device.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung zusätzlich wenigstens eine zweite Schnittstelleneinrichtung zur drahtlosen Datenkommunikation auf. Die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung nimmt eine Datenkommunikation mit dem elektrisch betriebenen Gerät über die zweite Schnittstelleneinrichtung auf, nachdem der Identifikator über die erste Schnittstelleneinrichtung übertragen wurde. Dies hat den Vorteil, dass eine Autorisierung eines elektrisch betriebenen Geräts an der Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung in einem zweistufigen Prozess erfolgen kann. Zunächst wird über den Identifikator sozusagen eine Basisinformation über das elektrisch betriebene Gerät übermittelt, anhand derer die Energieversorgungsund Datenkommunikationseinrichtung den Leistungsbedarf zumindest grob einschätzen kann. Zudem kann der Identifikator auch eine Aussage darüber enthalten, ob es sich um ein elektrisch betriebenes Gerät handelt, das eine Datenkommunikation über die zweite Schnittstelleneinrichtung erfordert. In Abhängigkeit von diesen Informationen kann die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung dann die Datenkommunikation aufnehmen. Im Laufe der Datenkommunikation über die zweite Schnittstelleneinrichtung können weitere, detailliertere Informationen über den aktuellen und zukünftigen Leistungsbedarf übertragen werden. Hiernach kann durch die Energieversorgungsund Datenkommunikationseinrichtung eine Feinabstimmung der über die Sendeeinrichtung durchgeführten drahtlosen Energieabstrahlung vorgenommen werden.According to an advantageous development of the invention, the energy supply and data communication device additionally has at least one second interface device for wireless data communication. The power and data communication device records data communication with the electrically powered device via the second interface device after the identifier has been transmitted through the first interface device. This has the advantage that an authorization of an electrically operated device at the power supply and data communication device can take place in a two-stage process. First, a basic information about the electrically operated device is transmitted via the identifier so to speak, on the basis of which the power supply and data communication device can at least roughly estimate the power requirement. In addition, the identifier can also contain a statement as to whether it is an electrically operated device that requires data communication via the second interface device. Depending on this information, the power and data communication device can then record the data communication. In the course of the data communication via the second interface device further, more detailed information about the current and future power requirements can be transmitted. After that, the power supply and data communication device can be used to fine-tune the wireless energy emission carried out via the transmission device.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung empfängt die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung einen oder mehrere Leistungsbedarfs-Parameter des elektrisch betriebenen Geräts von dem elektrisch betriebenen Gerät über die zweite Schnittstelleneinrichtung, wertet diese aus und steuert die abgestrahlte Leistung in Abhängigkeit der Leistungsbedarfs-Parameter. Die Leisturigsbedarfs-Parameter können z. B. den Leistungsbedarf während bestimmter Zeiträume des Betriebs des elektrisch betriebenen Geräts beschreiben. Die Leistungsbedarfs-Parameter können auch den Leistungsbedarf verschiedener Baugruppen des elektrisch betriebenen Geräts beschreiben.According to an advantageous development of the invention, the power supply and data communication device receives one or more power demand parameters of the electrically operated device from the electrically operated device via the second interface device, evaluates these and controls the radiated power as a function of the power demand parameters. The Leisturigsbedarfs parameters can z. B. describe the power requirements during certain periods of operation of the electrically operated device. The power demand parameters can also describe the power requirements of various components of the electrically operated device.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung steuert die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung die abgestrahlte Leistung gemäß einer in der Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung oder in dem elektrisch betriebenen Gerät gespeicherten Ladekurve zur Aufladung eines in dem elektrisch betriebenen Gerät angeordneten Akkumulators. Die Ladekurve ist nach Maßgabe der verwendeten Akkumulator-Technologie bestimmt. So wird z. B. bei einem Akkumulator in Lithiumionen-Technologie eine andere, spezifische Ladekurve vorgegeben als bei einem Akkumulator in Lithiumpolymer-Technologie.According to an advantageous development of the invention, the power supply and data communication device controls the radiated power according to a charging curve stored in the power supply and data communication device or in the electrically operated device for charging a rechargeable battery arranged in the electrically operated device. The charge curve is determined according to the accumulator technology used. So z. B. in a rechargeable battery in lithium ion technology, a different, specific charge curve given as an accumulator in lithium polymer technology.
Der Leistungsbedarfs-Parameter kann auch eine Aussage über den Ladezustand eines Akkumulators, der in dem elektrisch betriebenen Gerät vorgesehen ist, aufweisen. Insbesondere kann eine Information enthalten sein, dass der Akkumulator vollgeladen ist, so dass keine weitere elektrische Leistung zur Aufladung des Akkumulators benötigt wird, und nur noch für den laufenden Betrieb des elektrisch betriebenen Geräts die erforderliche Leistung bereitgestellt werden muss. Auch hierdurch kann die Energieeffizienz der Anlage verbessert werden und eine unnötige Abstrahlung elektromagnetischer Felder vermieden werden.The power demand parameter may also include information about the state of charge of a rechargeable battery provided in the electrically operated device. In particular, information may be included that the accumulator is fully charged, so that no further electrical power is required to charge the battery, and only for the ongoing operation of the electrically operated device, the required power must be provided. As a result, the energy efficiency of the system can be improved and unnecessary radiation of electromagnetic fields can be avoided.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung stellt die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung aufgrund des Identifikators und/oder weiterer von dem elektrisch betriebenen Gerät empfangenen Daten fest, ob eine Datenkommunikation mit dem elektrisch betriebenen Gerät über die zweite Schnittstelleneinrichtung aufgebaut werden soll. Falls dies erforderlich ist, baut die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung die Datenkommunikation über die zweite Schnittstelleneinrichtung auf.According to an advantageous development of the invention, the power supply and data communication device determines, on the basis of the identifier and / or further data received from the electrically operated device, whether data communication with the electrically operated device is to be established via the second interface device. If necessary, the power and data communication device establishes the data communication via the second interface device.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung mit wenigstens einer von dem elektrisch betriebenen Gerät zu nutzenden, elektrisch steuerbaren Ressource verbunden. Die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung nimmt eine Zuteilung der Ressource zu dem elektrisch betriebenen Gerät in Abhängigkeit von dem Identifikator und/oder in Abhängigkeit vom Standort des elektrisch betriebenen Geräts vor. Als elektrisch steuerbare Ressource sei beispielhaft ein Beamer genannt, der in einem Konferenzraum von verschiedenen Konferenzteilnehmern genutzt werden soll. Eine Steuerung des Zugangs zu dem Beamer kann durch die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung dann in Abhängigkeit von den Identifikatoren der verschiedenen anwesenden, elektrisch betriebenen Geräte, z. B. Laptops, durchgeführt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Zuordnung des Beamers zu einem Laptop in Abhängigkeit vom Standort des Laptops derart vorgenommen wird, dass ein bestimmter Platz an dem Konferenztisch vorbestimmt ist für den Zugang zu dem Beamer. Wird ein Laptop an diesem Platz abgestellt, wird automatisch eine Datenverbindung zwischen dem Laptop und dem Beamter hergestellt. Es kann eine Management-Software vorgesehen sein, die die Verteilung und Zuordnung von Ressourcen wie Beamer vornehmen kann.According to an advantageous development of the invention, the energy supply and data communication device is connected to at least one electrically controllable resource to be used by the electrically operated device. The power supply and data communication device allocates the resource to the electrically operated device depending on the identifier and / or the location of the electrically powered device. By way of example, a beamer may be mentioned as an electrically controllable resource which is to be used in a conference room by various conference participants. Control of access to the beamer may then be provided by the power and data communication device in response to the identifiers of the various electrically powered devices present, e.g. As laptops are performed. It can also be provided that the allocation of the beamer to a laptop is made in dependence on the location of the laptop in such a way that a certain space at the conference table is predetermined for access to the beamer. When a laptop is parked in this location, a data connection is automatically established between the laptop and the officer. It may be provided a management software that can make the distribution and allocation of resources such as projectors.
Mittels des Identifikators können weitere vorteilhafte Funktionen realisiert werden, wie z. B. eine Personenverfolgung bzw. eine Geräteverfolgung, wie z. B. eine geografische Lokalisierung des elektrisch betriebenen Geräts.By means of the identifier further advantageous functions can be realized, such. B. a person tracking or device tracking such. B. a geographic location of the electrically powered device.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung eine Datenbank mit Leistungsbedarfs- und/oder Kommunikationsparametern einer Vielzahl von über die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung drahtlos mit Energie versorgbarer elektrisch betriebener Gerätetypen oder -klassen auf oder hat über eine Datenfernverbindung, z. B. das Internet, Zugriff auf eine solche Datenbank. Dies hat den Vorteil, dass die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung anhand der von dem elektrisch betriebenen Gerät erhaltenen Information, z. B. aufgrund des Identifikators und/oder einer eindeutigen Geräteidentifikation, weitere Details des Leistungsbedarfs des elektrisch betriebenen Geräts und der Kommunikationsparameter, wie z. B. das Netzwerkprotokoll und die Übertragungsgeschwindigkeit, bestimmen kann und eine an das elektrisch betriebene Gerät spezifisch angepasste drahtlose Energieversorgung und Kommunikation durchführen kann. Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung die Datenbank über eine Datenfernverbindung regelmäßig aktualisiert, so dass immer möglichst zeitnah aktuelle Daten zur Verfügung stehen.According to an advantageous embodiment of the invention, the energy supply and data communication device has a database with power requirement and / or communication parameters of a variety of over the power supply and data communication device wirelessly powered with electrically powered device types or classes or has a remote data connection, eg. As the Internet, access to such a database. This has the advantage that the power supply and data communication device based on the information obtained by the electrically operated device, for. B. due to the identifier and / or a unique device identification, further details of the power requirements of the electrically operated device and the communication parameters such. As the network protocol and the transmission speed, and can perform a specifically adapted to the electrically powered device wireless power supply and communication. Advantageously, it can be provided that the energy supply and data communication device regularly updates the database via a remote data connection, so that current data is always available as soon as possible.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beginnt die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung die drahtlose Energieabstrahlung über die Sendeeinrichtung erst nach Erkennung eines gültigen Identifikators. Zuvor wird keine Energie drahtlos abgestrahlt. Dies hat den Vorteil, dass die Umgebung nicht mit elektromagnetischen Feldern unnötig belastet wird und in der Umgebung befindliche Geräte keinen Störeinflüssen durch die Energieabstrahlung unterliegen, solange kein Gerät mit einem gültigen Identifikator erkannt wurde.According to an advantageous development of the invention, the energy supply and data communication device begins the wireless energy emission via the transmitting device only after recognition of a valid identifier. Previously, no energy is radiated wirelessly. This has the advantage that the environment is not unnecessarily burdened with electromagnetic fields and surrounding devices are not subject to interference from the energy dissipation unless a device with a valid identifier has been detected.
Die Erfindung betrifft ferner eine Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung, die wenigstens eine Sendeeinrichtung zur drahtlosen Energieabstrahlung und eine erste Schnittstelleneinrichtung zur drahtlosen Datenkommunikation aufweist, die eingerichtet ist zur Ausführung von einem oder mehreren der zuvor oder nachfolgend beschriebenen Verfahren.The invention further relates to a power supply and data communication device, comprising at least one wireless energy emission transmitter and a first wireless data communication interface device configured to perform one or more of the methods described above or below.
Die Energieversorgurigs- und Datenkommunikationseinrichtung kann einteilig oder modular aufgebaut sein. Sie weist vorteilhaft eine Sendeeinrichtung zur drahtlosen Energieabstrahlung auf. Die Sendeeinrichtung kann eine oder mehrere Sendespulen enthalten, die über eine bestimmte Fläche verteilt angeordnet sind.The Energieversorgurigs- and data communication device may be constructed in one piece or modular. It advantageously has a transmitting device for wireless energy emission. The transmitting device may include one or more transmitting coils, which are distributed over a certain area.
Die Erfindung betrifft zudem ein elektrisch betriebenes Gerät, das wenigstens eine Empfangseinrichtung zum Empfangen drahtlos übertragener elektrischer Energie und eine Schnittstelleneinrichtung zur drahtlosen Datenkommunikation aufweist, das eingerichtet ist zur Ausführung von einem oder mehreren der zuvor oder nachfolgend beschriebenen Verfahren.The invention also relates to an electrically operated device having at least one receiving device for receiving wirelessly transmitted electrical energy and a wireless data communication interface device configured to carry out one or more of the methods described above or below.
Zur Ausführung solcher Verfahren kann die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung bzw. das elektrisch betriebene Gerät z. B. einen Mikroprozessor aufweisen, der eine entsprechende Software-Programmierung aufweist, durch die die Ausführung eines solchen Verfahrens realisiert wird.To perform such methods, the power supply and data communication device or the electrically operated device z. Example, have a microprocessor having a corresponding software programming through which the execution of such a method is realized.
Die erste Schnittstelleneinrichtung kann z. B. ein ID-Transponder sein, wie z. B. ein RFID-Transponder. Die zweite Schnittstelleneinrichtung kann WLAN-, WUSB (Wireless USB), Bluetooth, Zigbee oder eine andere drahtlose Schnittstelle sein.The first interface device may, for. B. be an ID transponder, such as. B. an RFID transponder. The second interface device may be WLAN, WUSB (Wireless USB), Bluetooth, Zigbee or other wireless interface.
In einer vorteilhaften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur drahtlosen Energieversorgung eines elektrisch betriebenen Geräts mittels einer Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung, wobei die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung wenigstens eine Sendeeinrichtung zur drahtlosen Energieabstrahlung und eine Schnittstelleneinrichtung zur drahtlosen Datenkommunikation aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung über die Schnittstelleneinrichtung von dem elektrisch betriebenen Gerät eine oder mehrere Anforderungsbotschaften empfängt, die einen Leistungsbedarfswert enthalten, der die von dem elektrisch betriebenen Gerät gewünschte, abgestrahlte Leistung kennzeichnet, und die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung die über die Sendeeinrichtung drahtlos abgestrahlte Leistung gemäß dem jeweiligen Leistungsbedarfswert einstellt. Dies hat den Vorteil, dass sich die Energieversorgurigs- und Datenkommunikationseinrichtung hinsichtlich der drahtlos abgestrahlten Leistung universell auf das elektrisch betriebene Gerät einstellen kann und somit keine elektrische Energie verschwendet wird. Zudem wird eine unnötige Abstrahlung elektromagnetischer Felder in die Umgebung vermieden.In an advantageous embodiment, the invention relates to a method for the wireless power supply of an electrically operated device by means of a power supply and data communication device, wherein the power supply and data communication device has at least one wireless energy radiating device and a wireless data communication interface device, characterized in that the power supply and the data communication device receives, via the interface device, from the electrically powered device one or more request messages that include a power demand value indicative of the radiated power desired by the electrically powered device, and the power and data communication device wirelessly radiate the power radiated wirelessly via the transmitting device according to the respective one Power consumption value. This has the advantage that the Energieversorgurigs- and data communication device with respect to the wireless radiated power can be adjusted universally to the electrically operated device and thus no electrical energy is wasted. In addition, unnecessary radiation of electromagnetic fields into the environment is avoided.
Die genannte Schnittstelleneinrichtung kann z. B. die zuvor erwähnte erste oder zweite Schnittstelleneinrichtung sein.The mentioned interface device can, for. B. be the aforementioned first or second interface device.
Der Leistungsbedarfswert kann z. B. einmalig bei Inbetriebnahme des elektrisch betriebenen Geräts übertragen werden. Es kann auch vorgesehen sein, während des Betriebs fortlaufend jeweils aktuelle Leistungsbedarfswerte zu übertragen, was insbesondere bei Geräten mit zeitlich stark schwankendem Leistungsbedarf sinnvoll ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die abgestrahlte Leistung während des laufenden Betriebs des elektrisch betriebenen Geräts variabel an den jeweiligen Leistungsbedarfswert angepasst.The power consumption value can be z. B. be transmitted once when commissioning the electrically operated device. It can also be provided to continuously transmit current power demand values during operation, which makes sense in particular in the case of devices with power fluctuations that fluctuate greatly over time. According to an advantageous embodiment of the invention, the radiated power during operation of the electrically operated device is variably adapted to the respective power requirement value.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung stellt die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung die über die Sendeeinrichtung drahtlos abgestrahlte Leistung in Abhängigkeit von einem oder mehreren mittels der Anforderungsbotschaften übertragenen Werten ein. Hierdurch kann die Flexibilität bei der drahtlosen Energieversorgung weiter erhöht werden.According to an advantageous development of the invention, the energy supply and data communication device sets the power radiated wirelessly via the transmission device as a function of one or more values transmitted by means of the request messages. As a result, the flexibility in the wireless power supply can be further increased.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthalten die Anforderungsbotschaften als weiteren Wert einen Leistungsbedarfs-Vorschauwert, der einen absehbaren zukünftigen Leistungsbedarf des elektrisch betriebenen Geräts kennzeichnet. Dies hat den Vorteil, dass die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung bereits mit etwas Vorlauf die Sendeeinrichtung so ansteuern kann, dass der absehbare zukünftige Leistungsbedarf des elektrischen Geräts auch rechtzeitig erfüllt werden kann und hierdurch ein andernfalls eventuell drohender Zusammenbruch der Energieversorgung vermieden wird. Das elektrisch betriebene Gerät kann hierdurch permanent störungsfrei drahtlos mit elektrischer Energie versorgt werden, auch wenn es keinen integrierten Akkumulator oder sonstigen Pufferspeicher aufweist. Im Übrigen gelten für den Leistungsbedarfs-Vorschauwert die obenstehenden Ausführungen zum Leistungsanforderungswert.According to an advantageous development of the invention, the request messages contain, as a further value, a power requirement preview value which identifies a foreseeable future power requirement of the electrically operated device. This has the advantage that the power supply and data communication device can already control the transmitting device with some forward flow in such a way that the foreseeable future power requirement of the electrical device can also be met in good time, thereby avoiding otherwise possibly imminent collapse of the power supply. The electrically operated device can thereby be permanently supplied wirelessly with electrical energy without interference, even if it has no integrated accumulator or other buffer memory. Incidentally, for the power demand preview value, the above statements regarding the power request value apply.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Anforderungsbotschaften als weiteren Wert einen Leistungsempfangswert auf, der die von dem elektrischen Gerät empfangene Leistung oder einen daraus bestimmten Wert kennzeichnet. Das elektrisch betriebene Gerät meldet auf diesem Wege sozusagen eine Kennzahl für die Empfangsgüte der drahtlos übertragenen Energie an die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung zurück. Hierdurch kann die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung die abgestrahlte Leistung entsprechend erhöhen oder verringern, wenn dies aufgrund des Leistungsempfangswerts sinnvoll erscheint. Auf diese Weise kann auch ein geschlossener Regelkreis bei der drahtlosen Energieübertragung zwischen dem elektrisch betriebenen Gerät und der Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung hergestellt werden, bei dem die Empfangsgüte der drahtlosen Energieübertragung berücksichtigt wird. Die Empfangsgüte wird z. B. vom Aufstellort des elektrisch betriebenen Geräts in Bezug zur Sendeeinrichtung beeinflusst.According to an advantageous embodiment of the invention, the request messages as a further value to a power reception value, which characterizes the power received by the electrical device or a value determined therefrom. The electrically powered device reports in this way, so to speak, an index for the quality of reception of the wirelessly transmitted energy to the power supply and Data communication device back. Thereby, the power supply and data communication device can increase or decrease the radiated power accordingly, if this makes sense on the basis of the power reception value. In this way, a closed loop in the wireless power transmission between the electrically operated device and the power supply and data communication device can be made, in which the reception quality of wireless energy transmission is taken into account. The reception quality is z. B. influenced by the location of the electrically operated device with respect to the transmitting device.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das elektrisch betriebene Gerät einen aufladbaren Akkumulator auf. Die Anforderungsbotschaften enthalten als weiteren Wert einen Ladezustandswert, der den Ladezustand des Akkumulators kennzeichnet. Dies hat den Vorteil, dass die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung die abgestrahlte Leistung in Abhängigkeit vom Ladezustand des Akkumulators einstellen kann. Insbesondere kann ein voll geladener Akkumulator erkannt werden. in diesem Fall kann die abgestrahlte Leistung verringert werden. Bei leerem oder fast leerem Akkumulator kann die abgestrahlte Leistung über ein durchschnittliches Maß erhöht werden, um den Akkumulator schnell zu laden.According to an advantageous development of the invention, the electrically operated device has a rechargeable accumulator. The request messages contain, as a further value, a state of charge value which characterizes the state of charge of the accumulator. This has the advantage that the power supply and data communication device can adjust the radiated power as a function of the state of charge of the battery. In particular, a fully charged accumulator can be detected. In this case, the radiated power can be reduced. When the accumulator is empty or nearly empty, the radiated power can be increased above an average level to quickly charge the accumulator.
In einer vorteilhaften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Konfiguration eines elektrisch betriebenen Geräts, das vollständig drahtlos betreibbar ist, wobei das elektrisch betriebene Gerät zum Empfang drahtlos übertragener elektrischer Energie zur Energieversorgung des elektrisch betriebenen Geräts und zur drahtlosen Datenkommunikation über eine Schnittstelleneinrichtung eingerichtet ist, mit folgenden Schritten:
- a) das elektrisch betriebene Gerät wird im Sendebereich einer Sendeeinrichtung platziert, die zur drahtlosen Abstrahlung von Energie eingerichtet ist,
- b) wenn das elektrisch betriebene Gerät betriebsbereit ist, wird mittels eines Konfigurationsgeräts eine Datenkommunikation über die Schnittstelleneinrichtung mit dem elektrisch betriebenen Gerät aufgenommen,
- c) das Konfigurationsgerät übermittelt dem elektrisch betriebenen Gerät eine Konfigurationsinformation, die in dem elektrisch betriebenen Gerät nichtflüchtig gespeichert wird, wobei die Konfigurationsinformation die Funktion des elektrisch betriebenen Geräts in einer späteren Anwendung nach Abschluss des Konfigurationsverfahrens definiert.
- a) the electrically operated device is placed in the transmission range of a transmitting device, which is set up for the wireless emission of energy,
- b) if the electrically operated device is ready for operation, data communication via the interface device with the electrically operated device is recorded by means of a configuration device,
- c) the configuration device transmits to the electrically powered device configuration information that is stored non-volatilely in the electrically operated device, wherein the configuration information defines the function of the electrically powered device in a later application after completion of the configuration process.
Dies hat den Vorteil, dass vollständig drahtlos betreibbaren elektrisch betriebenen Geräten auf einfache Weise eine gewünschte Funktion zugewiesen werden kann. Das elektrisch betriebene Gerät muss dabei keine eigenen Eingabe- oder Ausgabemittel, wie z. B. Tasten, Schalter oder Leuchten und sonstige Anzeigeeinrichtungen aufweisen. Vielmehr kann eine vollständige Konfiguration des elektrisch betriebenen Geräts mit Hilfe des Konfigurationsgeräts drahtlos erfolgen. Hierbei wird das elektrisch betriebene Gerät zudem drahtlos mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgt. Als Beispiel sei die Konfiguration von Lautsprecherboxen einer Stereoanlage genannt. Die Lautsprecherboxen seien vollständig drahtlos betreibbar. Hierzu ist z. B. der Fußboden eines Raums, in dem die Lautsprecherboxen betrieben werden sollen, mit einer Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung der zuvor oder nachfolgend beschriebenen Art ausgestattet. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird z. B. eine erste Lautsprecherbox in einer ersten Ecke des Raums auf dem Fußboden platziert. Es wird die Konfiguration gemäß dem oben beschriebenen Verfahren durchgeführt, wobei der ersten Lautsprecherbox die Funktion zugewiesen wird, dass sie als rechter Stereokanal dienen soll. Sodann wird der Vorgang mit einer zweiten Lautsprecherbox durchgeführt, die in einer zweiten Raumecke auf dem Fußboden platziert wird. Der zweiten Lautsprecherbox wird durch das Konfigurationsverfahren die Funktion des linken Stereokanals zugewiesen. Nach Abschluss der Konfigurationsphase können die Lautsprecherboxen mit einer Stereoanlage in bekannter Weise betrieben werden, wobei die erste Lautsprecherbox aus über den Fußboden von der Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung übertragenen Daten die entsprechenden Audiodaten des rechten Stereokanals aufnimmt und akustisch wiedergibt und die zweite Lautsprecherbox entsprechend die Audiodaten des linken Stereokanals aufnimmt und akustisch wiedergibt.This has the advantage that completely wireless operable electrically operated devices can be easily assigned a desired function. The electrically powered device does not have its own input or output means such. As buttons, switches or lights and other display devices. Rather, a complete configuration of the electrically powered device using the configuration device can be wireless. Here, the electrically powered device is also supplied wirelessly with the required electrical power for operation. As an example, the configuration of speakers of a stereo called. The speakers are completely wireless operated. For this purpose z. As the floor of a room in which the speakers are to be operated, equipped with a power supply and data communication device of the type described above or below. When using the method according to the invention z. B. placed a first speaker in a first corner of the room on the floor. The configuration is performed according to the above-described method, with the first speaker box assigned the function of serving as the right stereo channel. The process is then carried out with a second loudspeaker box placed in a second corner of the room on the floor. The second loudspeaker box is assigned the function of the left stereo channel by the configuration method. After completion of the configuration phase, the speakers with a stereo system can be operated in a known manner, the first speaker from the data transmitted via the floor of the power supply and data communication device receives the corresponding audio data of the right stereo channel and reproduces acoustically and the second speaker according to the audio data of the takes left stereo channel and reproduces acoustically.
Das Konfigurationsgerät kann dabei unterschiedlich ausgestaltet sein. Es kann Teil der Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung sein oder in diese integriert sein. Es kann auch ein separates Gerät sein, wie z. B. ein tragbares Gerät mit Tastatur und Display. Das Konfigurationsgerät kann auch ein an sich für andere Funktionen ausgebildetes Gerät sein, wie z. B. ein Mobiltelefon, ein Laptop oder ein Tablet-PC.The configuration device can be designed differently. It may be part of or integrated into the power and data communication device. It can also be a separate device, such. B. a portable device with keyboard and display. The configuration device may also be a trained per se for other functions device such. As a mobile phone, a laptop or a tablet PC.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Konfigurationsgerät ebenfalls drahtlos mit elektrischer Energie von der Sendeeinrichtung versorgt. Dies hat den Vorteil, dass das Konfigurationsgerät ebenfalls völlig drahtlos betreibbar ist, selbst wenn es keinen angebauten Akkumulator oder einen Pufferspeicher aufweist.According to an advantageous embodiment of the invention, the configuration device is also supplied with wireless power from the transmitting device. This has the advantage that the configuration device can also be operated completely wirelessly, even if it does not have a built-in accumulator or a buffer memory.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Konfigurationsgerät Eingabemittel und/oder Anzeigemittel auf. Über die Eingabemittel wird die Konfigurationsinformation eingegeben oder ausgewählt, z. B. aus einer Liste. Dies hat den Vorteil, dass eine relativ komfortable Konfiguration von einem Anwender durchführbar ist, ohne dass das elektrisch betriebene Gerät irgendwelche Bedienmittel aufweisen muss.According to an advantageous development of the invention, the configuration device has input means and / or display means. About the Input means, the configuration information is input or selected, for. B. from a list. This has the advantage that a relatively comfortable configuration can be carried out by a user without the electrically operated device having to have any operating means.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass das Konfigurationsgerät über eine übliche drahtlose Schnittstelle direkt mit dem elektrisch betriebenen Gerät kommuniziert, wie z. B. WLAN oder Bluetooth, z. B. über ein in dem Raum bereits vorhandenes WLAN.In principle, it can be provided that the configuration device communicates via a standard wireless interface directly to the electrically powered device, such. B. WLAN or Bluetooth, z. B. over a in the room already existing WLAN.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung stellt das Konfigurationsgerät die Datenverbindung mit dem elektrisch betriebenen Gerät mittelbar über eine Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung her, wobei die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung wenigstens die Sendeeinrichtung zur drahtlosen Energieabstrahlung und wenigstens zwei Schnittstelleneinrichtungen zur drahtlosen Datenkommunikation aufweist. Die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung kommuniziert dabei über eine der Schnittstelleneinrichtungen mit dem Konfigurationsgerät und über die andere Schnittstelleneinrichtung mit dem elektrisch betriebenen Gerät. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen drahtlosen Datenverbindungen, wie z. B. WLAN, WUSB, Bluetooth, Zigbee oder eine andere drahtlose Schnittstelle erforderlich sind. Vielmehr kann die Datenkommunikation über Schnittstelleneinrichtungen mit kurzer Reichweite durchgeführt werden. Hierdurch wird die Abstrahlung elektromagnetischer Felder in die Umgebung reduziert.According to an advantageous development of the invention, the configuration device establishes the data connection with the electrically operated device indirectly via a power supply and data communication device, wherein the power supply and data communication device has at least the wireless energy emission transmitting device and at least two wireless data communication interface devices. The power supply and data communication device communicates via one of the interface devices with the configuration device and via the other interface device with the electrically operated device. This has the advantage that no additional wireless data connections, such. As WLAN, WUSB, Bluetooth, Zigbee or other wireless interface are required. Rather, the data communication can be performed via short-range interface devices. This reduces the radiation of electromagnetic fields into the environment.
In einem weiteren Beispiel kann z. B. ein Gerät der Unterhaltungselektronik, ein Haushaltsgerät oder ein Elektrowerkzeug mittels des Konfigurationsgeräts konfiguriert werden. Dies hat den Vorteil, dass solche Geräte mit einer einheitlichen Steuerelektronik hergestellt werden können. Die eigentliche Funktion wird dem Gerät dann erst nach der Herstellung, vor der erstmaligen Benutzung, mittels der Konfigurationsinformation zugewiesen.In another example, for. B. a consumer electronics device, a household appliance or a power tool can be configured by means of the configuration device. This has the advantage that such devices can be produced with a uniform control electronics. The actual function is then assigned to the device only after production, before the first use, by means of the configuration information.
Die Erfindung betrifft ferner ein elektrisch betriebenes Gerät, das die wenigstens eine Empfangseinrichtung zum Empfang drahtlos übertragener elektrischer Energie und eine Schnittstelleneinrichtung zur drahtlosen Datenkommunikation aufweist, wobei über die Empfangseinrichtung die zur Versorgung des elektrisch betriebenen Geräts und/oder zur Aufladung eines in dem elektrisch betriebenen Gerät vorgesehenen Akkumulators erforderliche elektrische Energie empfangen und bereitgestellt wird. Das elektrisch betriebene Gerät ist eingerichtet zur Ausführung von einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Verfahren, z. B. durch entsprechende Software-Programmierung.The invention further relates to an electrically operated device which has the at least one receiving device for receiving wirelessly transmitted electrical energy and an interface device for wireless data communication, wherein via the receiving device for supplying the electrically operated device and / or for charging a in the electrically operated device provided accumulator required electrical energy is received and provided. The electrically powered device is configured to carry out one or more of the previously described methods, e.g. B. by appropriate software programming.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verfügt das elektrisch betriebene Gerät über keine Eingabemittel zur Eingabe oder Auswahl von Konfigurationsinformationen.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrically operated device has no input means for input or selection of configuration information.
In einer vorteilhaften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein elektrisch betriebenes Gerät, insbesondere ein Datenverarbeitungsgerät, mit einer Empfangseinrichtung zur Drahtlosübertragung von elektrischer Energie von einer Sendeeinrichtung zu dem elektrisch betriebenen Gerät vorgesehen ist, die in dem elektrisch betriebenen Gerät derart angeordnet ist, dass eine Empfangsspule der Empfangseinrichtung zum Empfangen eines von der Sendeeinrichtung abgestrahlten Versorgungsenergiesignals eingerichtet ist, wobei die Empfangseinrichtung eine mit der Empfangsspule verbundene Verwerte- und Überwachungseinrichtung aufweist, die zur Verwertung und Überwachung des von der Empfangsspule infolge des empfangenen Versorgungsenergiesignals abgegebenen Energiesignals eingerichtet ist, wobei die Verwerte- und Überwachungseinrichtung mit elektrischer Energie aus dem von der Empfangsspule abgegebenen Energiesignal versorgt ist, derart, dass die Verwerte- und Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens Teile des elektrisch betriebenen Geräts mit elektrischer Energie aus dem von der Empfangsspule abgegebenen Energiesignal zu versorgen, wenn das von der Empfangsspule abgegebene Energiesignal einen elektrischen Kennwert aufweist, der oberhalb eines vorbestimmten Zuschaltwerts ist, und wenigstens Teile des elektrisch betriebenen Geräts nicht mit elektrischer Energie aus dem von der Empfangsspule abgegebenen Energiesignal zu versorgen, wenn das von der Empfangsspule abgegebene Energiesignal einen elektrischen Kennwert aufweist, der nicht oberhalb eines vorbestimmten Abschaltwerts ist, jedoch oberhalb eines Grenzwerts ist, bei dem der elektrische Kennwert noch ausreichend zur elektrischen Versorgung der Verwerte- und Überwachungseinrichtung ist.In an advantageous embodiment, the invention relates to an electrically operated device, in particular a data processing device, is provided with a receiving device for wireless transmission of electrical energy from a transmitting device to the electrically operated device, which is arranged in the electrically operated device such that a receiving coil of the receiving device for receiving a supply energy signal radiated by the transmitting device, wherein the receiving device has a warper and monitoring device connected to the receiving coil, which is set up to utilize and monitor the energy signal emitted by the receiving coil as a result of the received supply energy signal, wherein the warping and monitoring device electrical energy is supplied from the output from the receiving coil energy signal, such that the Verwerte- and monitoring device turned on is directed to supply at least parts of the electrically operated device with electrical energy from the output from the receiving coil energy signal when the energy output from the receiving coil energy signal has an electrical characteristic which is above a predetermined Zuschaltwerts, and at least parts of the electrically operated device not electrical energy from the output from the receiving coil energy signal when the output from the receiving coil energy signal has an electrical characteristic that is not above a predetermined Abschaltwerts, but is above a limit, in which the electrical characteristic is still sufficient for the electrical supply of the Wagered - And monitoring device is.
Als elektrischer Kennwert kann z. B. die von der Empfangsspule abgegebene Spannung überwacht werden.As an electrical characteristic z. B. the output from the receiving coil voltage can be monitored.
Die Sendeeinrichtung kann z. B. ein Möbelbauteil sein oder in ein Möbelbauteil integriert sein. Die Sendeeinrichtung kann auch in den Fußboden eines Raums oder einen Fußbodenbelag, z. B. einen Teppich, oder in eine Wand, einen Wandbehang oder ein an der Wand aufgehängtes Element, z. B. ein Bild, oder in die Decke oder ein an der Decke aufgehängtes Element, z. B. eine Lampe, integriert sein.The transmitting device can, for. B. be a furniture component or integrated into a furniture component. The transmitting device may also be in the floor of a room or a floor covering, for. As a carpet, or in a wall, a wall hanging or hung on the wall element, z. As an image, or in the ceiling or suspended from the ceiling element, z. As a lamp to be integrated.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass ein elektrisch betriebenes Gerät fortwährend betrieben werden kann, ohne dass es einen Pufferakkumulator benötigt. Hierbei kann das elektrisch betriebene Gerät vollständig kabellos betrieben werden, d. h. es sind insbesondere keine Kabelverbindungen für die elektrische Energieversorgung erforderlich. Das elektrisch betriebene Gerät kann beispielsweise auf einem entsprechend hergerichteten Möbelbauteil abgestellt werden. Das Möbelbauteil weist dann eine oder mehrere Sendespulen zur Übertragung der elektrischen Energie auf. Die Energieübertragung erfolgt in einer vorteilhaften Ausgestaltung durch induktive Übertragung. Hierzu kann in die Sendespule ein hochfrequentes elektrisches Wechselsignal eingespeist werden, z. B. ein Signal in einem Frequenzbereich ≥ 1 MHz. Geeignet ist z. B. ein Signal mit ungefähr 6 Megahertz. Hiermit kann eine Energieübertragung im Leistungsbereich von mehr als 1 W erfolgen, insbesondere mehr als 5 W.An advantage of the invention is that an electrically powered device operates continuously can be used without the need for a buffer accumulator. In this case, the electrically operated device can be operated completely wireless, ie in particular no cable connections for the electrical power supply are required. The electrically operated device can be parked, for example, on a suitably prepared furniture component. The furniture component then has one or more transmitting coils for transmitting the electrical energy. The energy transfer takes place in an advantageous embodiment by inductive transmission. For this purpose, a high-frequency electrical alternating signal can be fed into the transmitting coil, z. B. a signal in a frequency range ≥ 1 MHz. Suitable is z. For example, a signal of approximately 6 megahertz. This can be an energy transfer in the power range of more than 1 W, in particular more than 5 W.
Das elektrisch betriebene Gerät kann dann fortwährend betrieben werden, indem es einfach auf dem entsprechend hergerichteten Möbelbauteil abgestellt wird. Weitere Maßnahmen sind nicht erforderlich. Das Gerät ist sofort betriebsbereit.The electrically operated device can then be operated continuously by simply placing it on the appropriately prepared furniture component. Further measures are not required. The device is ready for use immediately.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass das elektrisch betriebene Gerät ohne Wartezeiten, insbesondere ohne ein Warten auf das Aufladen eines eingebauten Akkumulators, sofort betrieben werden kann. Selbstverständlich kann das elektrisch betriebene Gerät auch zusätzlich einen eingebauten Akkumulator aufweisen, z. B. für einen vom Möbelbauteil unabhängigen Betrieb. Auch in diesem Fall bietet die Erfindung den Vorteil, dass das elektrisch betriebene Gerät beim Abstellen auf einem entsprechend hergerichteten Möbelbauteil sofort betriebsfähig ist und nicht erst nach Aufladen des Akkumulators.An advantage of the invention is that the electrically operated device can be operated immediately without waiting, in particular without waiting for the charging of a built-in battery. Of course, the electrically operated device may also have a built-in battery, z. B. for an independent of the furniture component operation. Also in this case, the invention offers the advantage that the electrically operated device when placed on a suitably prepared furniture component is immediately operational and not only after charging the battery.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Datenverarbeitungsgerate aller Art. Hierbei seien als Datenverarbeitungsgerate neben Computern und Computerähnlichen Geräten insbesondere auch Anzeigegeräte, wie Bildschirme und Displays, verstanden, sowie Eingabegeräte für Computer, wie z. B. eine Tastatur oder eine Computermaus.The invention is particularly suitable for data processing devices of all kinds. Here are as data processing devices in addition to computers and computer-like devices in particular also display devices, such as screens and displays understood, and input devices for computers, such. As a keyboard or a computer mouse.
Die Erfindung eignet sich auch für Geräte der Unterhaltungselektronik, Lautsprecher, Headsets, Elektro-Haushaltsgeräte, Elektro-Werkzeuge und andere elektrisch betriebene Geräte.The invention is also suitable for consumer electronics, speakers, headsets, household electrical appliances, electrical tools and other electrically powered devices.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die von der Empfangsspule aufgenommene und als Energiesignal abgegebene elektrische Energie nicht einfach direkt an angeschlossene Baugruppen des elektrisch betriebenen Geräts abgegeben wird. Vorteilhaft ist die Empfangsspule mit der Verwerte- und Überwachungseinrichtung verbunden, die dafür sorgt, dass aus dem aus der Empfangsspule kommenden Energiesignal ein für den praktischen Betrieb üblicher elektrischer Geräte geeignetes Energiesignal erzeugt wird, so dass das elektrische Gerät spezifikationsgemäß betrieben werden kann. Hierbei wird durch die Verwerteund Überwachungseinrichtung ausgangsseitig insbesondere ein Energiesignal zur Verfügung gestellt, das bei unzureichendem Energieeintrag in die Empfangsspule, z. B. weil das elektrisch betriebene Gerät zu weit entfernt von einer Sendespule oder ungünstig dazu abgestellt ist, das elektrisch betriebene Gerät bzw. einzelne Baugruppen darin in definierter Weise zu- oder abgeschaltet werden. Vorteilhaft ist die Zu- bzw. Abschaltung unter die Kontrolle der Verwerte- und Überwachungseinrichtung gestellt, die derart ausgebildet ist, dass sie auch bei schwachem Energieversorgungssignal noch ihre Funktion ausüben kann. Hierzu weist die Verwerte- und Überwachungseinrichtung vorteilhaft Bauteile auf, die mit geringer Betriebsspannung betrieben werden können und die einen möglichst geringen Energieverbrauch aufweisen.An advantage of the invention is that the electrical energy absorbed by the receiving coil and delivered as an energy signal is not simply emitted directly to connected assemblies of the electrically operated device. Advantageously, the receiving coil is connected to the Vererter- and monitoring device, which ensures that from the coming out of the receiving coil energy signal for the practical operation of conventional electrical equipment suitable energy signal is generated, so that the electrical device can be operated according to specification. In this case, an energy signal is made available on the output side, in particular by the wavering and monitoring device, which in the event of insufficient energy input into the receiving coil, for B. because the electrically operated device is placed too far away from a transmitting coil or unfavorable to the electrically operated device or individual modules therein in a defined manner on or off. Advantageously, the connection or disconnection is placed under the control of the Vererter- and monitoring device, which is designed such that it can still perform their function even with weak power supply signal. For this purpose, the Verwerte- and monitoring device advantageously components that can be operated with low operating voltage and have the lowest possible energy consumption.
Der vorbestimmte Zuschaltwert und der vorbestimmte Abschaltwert können im Prinzip den gleichen Wert aufweisen. Vorteilhaft kann der vorbestimmte Abschaltwert etwas geringer als der vorbestimmte Zuschaltwert gewählt sein. Hierdurch kann eine gewisse Hysterese realisiert werden.The predetermined switch-on value and the predetermined switch-off value can in principle have the same value. Advantageously, the predetermined switch-off value can be selected to be slightly lower than the predetermined switch-on value. As a result, a certain hysteresis can be realized.
Die Verwerte- und Überwachungseinrichtung kann weitere Bauteile aufweisen, z. B. einen Überspannungsschutrkreis, der direkt an die Empfangsspule angeschlossen ist, sowie Schaltungsanordnungen zum Gleichrichten des von der Empfangsspule abgegebenen Energiesignals und Schaltungsanordnungen zum Glätten des Spannungssignals und zum Erzeugen einer stabilisierten Ausgangsspannung. Insbesondere kann ein Spannungsregelkreis vorgesehen sein, durch den die Ausgangsspannung bei wechselnden Strombelastungen auf einem vorbestimmten festen Wert auch gehalten wird. Der ausgeregelte Wert der Ausgangsspannung kann einstellbar sein.The Vererter- and monitoring device may have other components, eg. B. an overvoltage protection circuit which is connected directly to the receiving coil, and circuit arrangements for rectifying the output from the receiving coil energy signal and circuit arrangements for smoothing the voltage signal and for generating a stabilized output voltage. In particular, a voltage control circuit can be provided, by which the output voltage is also kept at a predetermined fixed value with varying current loads. The regulated value of the output voltage can be adjustable.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das elektrisch betriebene Gerät eine Unterseite auf, die zum Abstellen auf einem Möbelbauteil oder einer anderen Stellfläche eingerichtet ist, wobei in dem elektrisch betriebenen Gerät die Empfangsspule an der Unterseite angeordnet ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrically operated device has a bottom, which is adapted for parking on a furniture component or other footprint, wherein in the electrically operated device, the receiving coil is arranged on the underside.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das elektrisch betriebene Gerät batterielos ausgebildet. Es ist somit keine eingebaute Energieversorgung durch eine Batterie vorhanden. Als Batterie seien in diesem Zusammenhang alle nicht-wiederaufladbaren und wiederaufladbaren Batterietechnologien verstanden, d. h. auch sämtliche Akkumulatoren-Technologien. According to an advantageous embodiment of the invention, the electrically operated device is formed batterielos. There is thus no built-in power supply by a battery. As a battery in this context, all non-rechargeable and rechargeable battery technologies understood, ie all accumulator technologies.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das elektrisch betriebene Gerät eine Anzeigeeinrichtung zur visuellen Anzeige von Informationen auf. Die Anzeigeeinrichtung kann z. B. ein Display sein, z. B. ein LCD- oder LED-Display. Hierbei ist die Verwerte- und Überwachungseinrichtung zur Abschaltung der Anzeigeeinrichtung eingerichtet, wenn das von der Empfangsspule abgegebene Energiesignal einen elektrischen Kennwert aufweist, der nicht oberhalb eines vorbestimmten Mindestwerts ist, bei dem die Anzeigeeinrichtung störungsfrei Informationen wiedergibt. Der Mindestwert kann z. B. dem Abschaltwert entsprechen. So kann z. B. bei Unterschreitung einer gewissen Mindestspannung des von der Empfangsspule abgegebenen Energiesignals die Anzeigeeinrichtung abgeschaltet werden. Hierdurch wird einerseits eine Irritation eines Benutzers durch verzerrte oder flackernde Bildwiedergabe vermieden. Zudem kann die Anzeigeeinrichtung immer im spezifikationsgemäßen Bereich betrieben werden, so dass unerwünschte Schädigungen der Anzeigeeinrichtung vermieden werden.According to an advantageous development of the invention, the electrically operated device has a display device for the visual display of information. The display device may, for. B. be a display, z. As an LCD or LED display. Here, the Vererter- and monitoring device is set up for switching off the display device when the output from the receiving coil energy signal has an electrical characteristic which is not above a predetermined minimum value at which the display device reproduces trouble-free information. The minimum value can be z. B. correspond to the shutdown. So z. B. when falling below a certain minimum voltage of the output from the receiving coil energy signal, the display device are turned off. As a result, on the one hand, irritation of a user due to distorted or flickering image reproduction is avoided. In addition, the display device can always be operated in accordance with specifications range, so that unwanted damage to the display device can be avoided.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das elektrisch betriebene Gerät ausgebildet als Computermonitor, z. B. als Flachbildschirm, als Fernseher, als Mobiltelefon, als Kassensystem oder als Computer. Bei Ausbildung als Kassensystem weist das elektrisch betriebene Gerät z. B. eine Anzeige von registrierten Kassendaten, eine Tastatur und einen Anschluss für einen Laserscanner auf. Bei Ausbildung als Computer kann das elektrisch betriebene Gerät insbesondere als Personal-Computer, als Laptop, als Tablet PC oder als PDA (Personal Digital Assistant) ausgebildet sein.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrically operated device is designed as a computer monitor, z. As a flat screen, as a television, as a mobile phone, as a POS system or as a computer. In training as a cash register system, the electrically powered device z. Example, a display of registered POS data, a keyboard and a port for a laser scanner. When trained as a computer, the electrically operated device can be designed in particular as a personal computer, as a laptop, as a Tablet PC or as a PDA (Personal Digital Assistant).
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Empfangseinrichtung zusätzlich zur Empfangsspule eine Antenne und eine mit der Antenne gekoppelte bidirektionale Datenübertragungseinrichtung auf, die zum Datenaustausch mit einer in ein oder bei der Sendeeinrichtung vorgesehenen drahtlosen Kommunikationseinrichtung eingerichtet ist. Die drahtlose Kommunikationseinrichtung kann auch an anderer Stelle in der Umgebung des elektrisch betriebenen Geräts vorgesehen sein. Dies erlaubt vorteilhaft zusätzlich eine drahtlose Datenkommunikation zwischen dem elektrisch betriebenen Gerät und der Kommunikationseinrichtung sowie mit damit verbundenen anderen Geräten oder Netzwerken. Hierdurch ist eine Kabelverbindung zur Datenkommunikation entbehrlich. Das elektrisch betriebene Gerät kann damit völlig kabellos ausgestaltet werden, wobei dennoch sämtliche Anforderungen zur Datenkommunikation erfüllt werden können. Die drahtlose Kommunikationseinrichtung bzw. die bidirektionale Datenübertragungseinrichtung kann z. B. als WLAN, WUSB, Bluetooth, Zigbee oder andere drahtlose Schnittstelle ausgebildet sein.According to an advantageous development of the invention, the receiving device has, in addition to the receiving coil, an antenna and a bidirectional data transmission device coupled to the antenna, which is set up for data exchange with a wireless communication device provided in or at the transmitting device. The wireless communication device may also be provided elsewhere in the environment of the electrically powered device. This advantageously also allows wireless data communication between the electrically operated device and the communication device and with other devices or networks connected thereto. As a result, a cable connection for data communication is unnecessary. The electrically operated device can thus be configured completely wireless, while still all the requirements for data communication can be met. The wireless communication device or the bidirectional data transmission device can, for. B. be configured as a WLAN, WUSB, Bluetooth, Zigbee or other wireless interface.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Empfangseinrichtung eine mit der Empfangsspule verbundene Datenextraktionseinheit auf. Die Datenextraktionseinheit ist dazu eingerichtet, Daten, die mit dem von der Sendeeinrichtung übertragenen Versorgungsenergiesignal übertragen werden, aus dem von der Empfangsspule abgegebenen Energiesignal zu extrahieren und zumindest Teilen des elektrisch betriebenen Geräts zuzuführen. Dies erlaubt vorteilhaft eine Datenübertragung, zumindest in unidirektionaler Richtung, mittels des drahtlos übertragenen Versorgungsenergiesignals. Die Daten können z. B. ähnlich wie bei einer Powerline-Communication auf das Energieversorgungssignal aufmoduliert werden. Die Datenextraktionseinheit extrahiert dann diese Daten aus dem von der Empfangsspule abgegebenen Energiesignal. Die extrahierten Daten können dann in dem elektrisch betriebenen Gerät beispielsweise einem Mikroprozessor oder direkt einer Anzeigeeinrichtung zugeführt werden. Eine solche Datenübertragung hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Datenübertragungs- und Kommunikationseinrichtungen erforderlich sind, wie z. B. Bluetooth-Schnittstellen oder WLAN-Schnittstellen. Diese Weiterbildung eignet sich insbesondere für eine Anwendung in einem elektrisch betriebenen Gerät, dem Daten nur in einer Richtung zugeführt werden, wie z. B. einem Computermonitor oder einem Fernseher.According to an advantageous development of the invention, the receiving device has a data extraction unit connected to the receiving coil. The data extraction unit is configured to extract data, which are transmitted with the supply energy signal transmitted by the transmitting device, from the energy signal output by the receiving coil and to supply it to at least parts of the electrically operated device. This advantageously allows data transmission, at least in unidirectional direction, by means of the wirelessly transmitted supply energy signal. The data can z. B. be modulated onto the power supply signal similar to a powerline communication. The data extraction unit then extracts this data from the output from the receiving coil energy signal. The extracted data can then be supplied in the electrically operated device, for example, to a microprocessor or directly to a display device. Such a data transfer has the advantage that no additional data transmission and communication facilities are required, such. B. Bluetooth interfaces or WLAN interfaces. This development is particularly suitable for use in an electrically operated device, the data are supplied in one direction only, such. B. a computer monitor or a TV.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verwerte- und Überwachungseinrichtung wenigstens einen ersten elektrischen Ausgangskreis und einen zweiten elektrischen Ausgangskreis auf. An dem ersten elektrischen Ausgangskreis wird eine erste Ausgangsspannung abgegeben. An dem zweiten elektrischen Ausgangskreis wird eine zweite Ausgangsspannung abgegeben. Hierbei ist der zweite elektrische Ausgangskreis von dem ersten elektrischen Ausgangskreis ausgangsseitig entkoppelt. Es können damit zwei voneinander unabhängige Ausgangsspannungen zur Verfügung gestellt werden. Hierbei sind der erste und der zweite elektrische Ausgangskreis von derselben Empfangsspule mit dem von der Empfangsspule abgegebenen Energiesignal versorgt. Dies hat den Vorteil, dass mehrere unterschiedliche Ausgangsspannungen abgegeben werden können, z. B. unterschiedliche Spannungen zur Versorgung unterschiedlicher Teile des elektrisch betriebenen Geräts. So kann z. B. ein 5 Volt-Ausgang und ein 12 Volt-Ausgang vorgesehen sein. Die erste und die zweite Ausgangsspannung können auch identische Werte aufweisen. In diesem Fall werden zwei voneinander entkoppelte Ausgangsspannungen bereitgestellt, die für unterschiedliche Teile des elektrischen Geräts verwendet werden können, z. B. für aus Sicherheitsgründen voneinander elektrisch getrennt ausgebildete Schaltkreise.According to an advantageous embodiment of the invention, the Vererter and monitoring device at least a first electrical output circuit and a second electrical output circuit. At the first electrical output circuit, a first output voltage is delivered. At the second electrical output circuit, a second output voltage is delivered. Here, the second electrical output circuit is decoupled from the output side of the first electrical output circuit. It can be provided with two independent output voltages. Here, the first and the second electrical output circuit of the same receiving coil are supplied with the output from the receiving coil energy signal. This has the advantage that several different output voltages can be delivered, z. B. different voltages to supply different parts of the electrically operated device. So z. As a 5 volt output and a 12 volt output can be provided. The first and second output voltages may also have identical values. In this case, two mutually decoupled output voltages are provided, which can be used for different parts of the electrical device, eg. B. for electrically isolated from each other for safety reasons circuits.
Zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten elektrischen Ausgangskreis können noch weitere elektrische Ausgangskreise vorgesehen werden, die in analoger Weise je nach Bedarf hinzugefügt werden können. In addition to the first and the second electrical output circuit further electrical output circuits can be provided, which can be added in an analogous manner as needed.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Verwerte- und Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet, die erste Ausgangsspannung abzuschalten, wenn das von der Empfangsspule abgegebene Energiesignal einen elektrischen Kennwert aufweist, der nicht oberhalb eines vorbestimmten ersten Abschaltwerts ist, und die zweite Ausgangsspannung abzuschalten, wenn das von der Empfangsspule abgegebene Energiesignal einen elektrischen Kennwert aufweist, der nicht oberhalb eines vorbestimmten zweiten Abschaltwerts ist, wobei der erste und der zweite Abschaltwerts oberhalb eines Grenzwerts sind, bei dem der elektrische Kennwert noch ausreichend zur elektrischen Versorgung der Verwerte- und Überwachungseinrichtung ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Abschaltung der ersten und der zweiten Ausgangsspannung unabhängig voneinander erfolgen kann z. B. gestaffelt bei bestimmten unterschiedlichen ersten und zweiten Abschaltwerten. Allerdings kann der erste Abschaltwert auch gleich dem zweiten Abschaltwert sein. Hierdurch wird eine unabhängige Abschalt-Möglichkeit für verschiedene Teile des hierdurch versorgten elektrisch betriebenen Geräts ermöglicht. So kann z. B. bei Anwendung in einem Laptop zunächst eine Ausgangsspannung abgeschaltet werden, die zum Betrieb des Displays erforderlich ist. Die Ausgangsspannung zum Betrieb des Mikroprozessors kann zunächst aufrechterhalten werden, z. B. um Datensicherungsvorgänge geordnet abschließen zu können.According to an advantageous embodiment of the invention, the Vererter- and monitoring device is configured to turn off the first output voltage when the energy output from the receiving coil energy signal has an electrical characteristic which is not above a predetermined first Abschaltwerts, and turn off the second output voltage, if the of the energy output of the receiving coil has an electrical characteristic value which is not above a predetermined second cut-off value, wherein the first and the second cut-off value are above a limit value at which the electrical characteristic value is still sufficient for the electrical supply of the warper and monitoring device. This has the advantage that a shutdown of the first and the second output voltage can be made independently z. B. staggered at certain different first and second shutdown. However, the first switch-off value can also be equal to the second switch-off value. As a result, an independent switch-off possibility for various parts of the thus supplied electrically operated device is made possible. So z. B. when used in a laptop initially an output voltage are switched off, which is required for operation of the display. The output voltage for operating the microprocessor can initially be maintained, for. For example, to complete backup operations in an orderly fashion.
Als elektrischer Kennwert kann z. B. die von der Empfangsspule abgegebene Spannung überwacht werden. In Bezug auf das Zuschalten der ersten und der zweiten Ausgangsspannung kann eine Überwachung des elektrischen Kennwerts auf Überschreiten eines jeweiligen Zuschaltwerts des ersten und des zweiten Ausgangskreises vorgesehen sein, analog zu der zuvor für den einen Ausgangskreis angegebenen Überwachung.As an electrical characteristic z. B. the output from the receiving coil voltage can be monitored. With regard to the connection of the first and the second output voltage, monitoring of the electrical characteristic value may be provided for exceeding a respective connection value of the first and the second output circuit, analogous to the monitoring previously indicated for the one output circuit.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Ausgangsspannung größer als die erste Ausgangsspannung. Der zweite Abschaltwert ist eine Spannungsschwelle, die größer ist als eine durch den ersten Abschaltwert gebildete Spannungsschwelle. Hierdurch wird die Abschaltung der ersten und der zweiten Ausgangsspannung analog zu dem Pegel der Eingangsspannung, die von der Empfangsspule abgegeben wird, gestaltet. Dies erlaubt eine Aufrechterhaltung der Funktion von Bauteilen des elektrisch betriebenen Geräts, die mit geringerer Spannung als die zweite Ausgangsspannung auskommen, für einen längeren Zeitraum, so dass beispielsweise Datensicherungsvorgänge oder ein Aufladen von Pufferkondensatoren noch erfolgen kann, wenn das empfangene Versorgungsenergiesignal bereits schwächer wird, jedoch noch zur Aufrechterhaltung der niedrigeren ersten Ausgangsspannung ausreicht.According to an advantageous embodiment of the invention, the second output voltage is greater than the first output voltage. The second shutdown value is a voltage threshold that is greater than a voltage threshold formed by the first shutdown value. Thereby, the shutdown of the first and the second output voltage is made analogous to the level of the input voltage which is output from the receiving coil. This allows a maintenance of the function of components of the electrically operated device, which operate with lower voltage than the second output voltage, for a longer period of time, so that, for example, backup operations or charging of buffer capacitors can still take place if the received supply energy signal already weakens, however is still sufficient to maintain the lower first output voltage.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das elektrisch betriebene Gerät als Bildschirmanzeigegerät in Form eines Flachbildschirms mit matrixförmig angeordneten Bildpunktanzeigemitteln und einer rückwärtigen Beleuchtungseinheit zur Hintergrundbeleuchtung der Bildpunktanzeigemittel ausgebildet. Hierbei sind die Bildpunktanzeigemittel sowie deren Steuereinheit zu deren Energieversorgung an den ersten elektrischen Ausgangskreis angeschlossen. Die Beleuchtungseinheit ist zu deren Energieversorgung an den zweiten elektrischen Ausgangskreis angeschlossen. Hierdurch kann beim Betrieb des Bildschirmanzeigegeräts ein optimierter Benutzungskomfort ermöglicht werden. Die für die bessere Erkennbarkeit der auf dem Flachbildschirm mittels der Bildpunktanzeigemittel dargestellten Informationen vorgesehene rückwärtige Beleuchtungseinheit wird dabei zuerst abgeschaltet. Die Funktion der Bildpunktanzeigemittel wird zunächst weiter aufrechterhalten, solange die durch den ersten Abschaltwert gebildete Spannungsschwelle nicht unterschritten ist. Die durch die Bildpunktanzeigemittel wiedergegebene Information ist dann auch nach Abschalten der Beleuchtungseinheit bei ausreichendem Umgebungslicht noch ablesbar, wird jedoch etwas weniger hell dargestellt. Bei ausreichend gutem Empfang des Versorgungsenergiesignals kann die Beleuchtungseinheit jederzeit wieder zugeschaltet werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrically operated device is designed as a screen display device in the form of a flat screen with matrix-arranged pixel display means and a rear lighting unit for backlighting of the pixel display means. Here, the pixel display means and their control unit are connected to the power supply to the first electrical output circuit. The lighting unit is connected to the power supply to the second electrical output circuit. In this way, an optimized user comfort can be made possible during operation of the screen display device. In this case, the rear illumination unit provided for the better recognizability of the information displayed on the flat screen by means of the pixel display means is first switched off. The function of the pixel display means is initially maintained as long as the voltage threshold formed by the first switch-off value is not undershot. The information reproduced by the pixel display means is then still readable even after switching off the lighting unit with sufficient ambient light, but is displayed somewhat less bright. With sufficiently good reception of the supply energy signal, the lighting unit can be switched on again at any time.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein von der Unterseite des elektrisch betriebenen Geräts von der Sendeeinrichtung her auswertbares Identifikationsmittel an dem elektrisch betriebenen Gerät vorgesehen. Das Identifikationsmittel kann z. B. ein RFID-Tag, eine optische Markierung wie z. B. ein Barcode, oder eine mit einer in der Sendeeinrichtung angeordneten Sendespule in Resonanz bringbare Geräte-seitige Spule sein. Hierdurch kann eine in oder an der Sendeeinrichtung vorgesehene Auswerteeinrichtung feststellen, ob ein elektrisch betriebenes Gerät, das zur drahtlosen Energieversorgung ausgebildet ist, sich in Sendereichweite befindet. Diese Information kann von der Auswerteeinrichtung dann für eine bedarfsgerechte Einspeisung elektrischer Energie in die Sendespule oder selektiv in einzelne Sendespulen, sofern eine Vielzahl von Sendespulen vorgesehen ist, verwendet werden. In einer weiteren Ausgestaltung kann die Auswerteeinrichtung zusätzlich feststellen, ob das elektrisch betriebene Gerät bestimmte Kompatibilitätsvoraussetzungen für eine Datenkommunikation aufweist, bzw. ob das elektrisch betriebene Gerät eine entsprechende Zugangsberechtigung für den Zugang zu einem Datenkommunikationsnetzwerk aufweist. Bei entsprechender Kompatibilität bzw. entsprechender Zugangsberechtigung kann dann dem elektrisch betriebenen Gerät automatisch der Zugang gewährt werden.According to an advantageous development of the invention, an identification means evaluable from the underside of the electrically operated device by the transmitting device is provided on the electrically operated device. The identification means may, for. As an RFID tag, an optical marking such. As a bar code, or be arranged with a arranged in the transmitting device transmitting coil resonant device-side coil. As a result, an evaluation device provided in or on the transmitting device can determine whether an electrically operated device, which is designed for wireless energy supply, is in the transmission range. This information can then be used by the evaluation device for a demand-based feed of electrical energy into the transmitting coil or selectively into individual transmitting coils, provided that a multiplicity of transmitting coils are provided. In a further embodiment, the evaluation device can also determine whether the electrically operated device has certain compatibility requirements for data communication, or whether the electrically operated device has a corresponding access authorization for the Having access to a data communications network. With appropriate compatibility or appropriate access authorization can then be granted the electrically operated device automatically access.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner durch eine Empfangseinrichtung eines elektrisch betriebenen Geräts der zuvor genannten Art gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Verwerte- und Überwachungseinrichtung eines elektrisch betriebenen Geräts der zuvor genannten Art gelöst. Die Empfangseinrichtung und/oder die Verwerte- und Überwachungseinrichtung kann auch separat gehandelt werden, z. B. als Ersatzteil oder Ergänzungsteil für ein elektrisch betriebenes Gerät. Hierbei weist die Empfangseinrichtung bzw. die Verwerte- und Überwachungseinrichtung die ihr zugeordneten, zuvor genannten Merkmale auf.The object mentioned in the introduction is also achieved by a receiving device of an electrically operated device of the aforementioned type. Furthermore, the object is achieved by a Vererter- and monitoring device of an electrically operated device of the aforementioned type. The receiving device and / or the Vererter- and monitoring device can also be traded separately, z. B. as a spare part or accessory for an electrically powered device. In this case, the receiving device or the Vererter- and monitoring device on its associated, aforementioned features.
Die zuvor im Zusammenhang mit der Empfangseinrichtung bzw. der Sendeeinrichtung genannten Bauteile, wie eine Empfangsspule, eine Sendespule, eine Datenkommunikationsspule und/oder eine Identifikationsspule, sowie deren zur Steuerung der Energieabstrahlung und Datenübermittlung vorgesehenen Bauteile können auf einer gemeinsamen Platine, z. B. einer Sendeplatine für die Sendeeinrichtung oder einer Empfangsplatine für die Empfangseinrichtung, angeordnet sein. Die genannten Bauteile können auch ganz oder teilweise in einem integrierten Schaltkreis (Chip) angeordnet sein, wobei in den integrierten Schaltkreis auch die Sende- oder Empfangsspule bzw. die Datenkommunikations- oder Identifikationsspule integriert sein kann.The components mentioned above in connection with the receiving device or the transmitting device, such as a receiving coil, a transmitting coil, a data communication coil and / or an identification coil, as well as their components for controlling the energy dissipation and data transmission can be mounted on a common board, for. B. a transmitting board for the transmitting device or a receiving board for the receiving device, be arranged. The components mentioned can also be arranged wholly or partly in an integrated circuit (chip), whereby the transmitting or receiving coil or the data communication or identification coil can also be integrated in the integrated circuit.
Sofern eine Platine verwendet wird, kann es sich um eine Platine aus handelsüblichem starren Platinenmaterial oder um eine flexible Platine handeln, z. B. eine Folien-Platine. Die flexible Platine erlaubt eine größere Flexibilität bei der Anbringung der Sendeeinrichtung bzw. der Empfangseinrichtung in einem elektrisch betriebenen Gerät. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die zuvor genannten Spulen auch direkt in einem Kunststoff-Gehäusebauteil des elektrisch betriebenen Gerätes eingegossen bzw. eingespritzt sein oder auf der Innenseite eines Gehäusebauteils auf dem Kunststoff aufgebracht sein, z. B. durch mit einem Aufdampfungsprozess aufgebrachte Leiterbahnen.If a board is used, it may be a board made of commercially available rigid board material or a flexible board, for. B. a foil board. The flexible board allows greater flexibility in the attachment of the transmitting device or the receiving device in an electrically operated device. In a further advantageous embodiment, the aforementioned coils may also be cast or injected directly into a plastic housing component of the electrically operated device or applied to the inside of a housing component on the plastic, for. B. by applied with a vapor deposition conductor tracks.
Bei Elektro-Haushaltsgeräten, Elektro-Werkzeugen und anderen Geräten mit nicht eindeutiger Ablagepositionierung (ohne eindeutiges „oben” und „unten”) können doppelseitig ausgeführte Antennen und ggf. doppelseitige ID-Transponder verwendet werden, um unabhängig von der Lage des Gerätes die Versorgung mit Energie und ggf. Daten sicherzustellen.For household electrical appliances, electrical tools and other devices with ambiguous positioning (without clear "top" and "bottom"), double-sided antennas and double-sided ID transponders may be used to provide power to any device Ensure energy and possibly data.
Die Erfindung eignet sich sowohl zur Versorgung von elektrisch betriebenen Geräten mit als auch ohne Pufferung der elektrischen Energieversorgung. Zur Pufferung kann das elektrisch betriebene Gerät einen Pufferspeicher aufweisen, z. B. einen Kondensator oder einen Akkumulator.The invention is suitable both for the supply of electrically operated devices with and without buffering the electrical power supply. For buffering the electrically operated device may have a buffer memory, for. B. a capacitor or an accumulator.
Für die drahtlose Energieübertragung kann in die Sendespule ein hochfrequentes elektrisches Wechselsignal eingespeist werden, z. B. ein Signal in einem Frequenzbereich ≥ 1 MHz. Geeignet ist z. B. ein Signal mit ungefähr 6 Megahertz. Hiermit kann eine Energieübertragung im Leistungsbereich von mehr als 1 W erfolgen, insbesondere mehr als 5 W.For wireless energy transmission, a high-frequency electrical alternating signal can be fed into the transmitting coil, for. B. a signal in a frequency range ≥ 1 MHz. Suitable is z. For example, a signal of approximately 6 megahertz. This can be an energy transfer in the power range of more than 1 W, in particular more than 5 W.
Die Empfangseinrichtung kann auch direkt in einem Akkumulator-Pack untergebracht sein, z. B. in einem Standard-Notebook-Akku oder dem Akkumulator-Pack eines Elektro-Werkzeugs. Dies hat den Vorteil, dass ein solcher Akkumulator-Pack auch einzeln aufgeladen werden kann, wenn er sich nicht in einem elektrisch betriebenen Gerät befindet. Der Akkumulator-Pack muss dann nur im Sendebereich einer Sendeeinrichtung platziert werden. Über die in dem Akkumulator-Pack integrierte Empfangseinrichtung können die Akkumulatorzellen dann aufgeladen werden.The receiving device can also be accommodated directly in an accumulator pack, for. B. in a standard notebook battery or the accumulator pack of an electric tool. This has the advantage that such an accumulator pack can also be charged individually if it is not located in an electrically operated device. The accumulator pack must then be placed only in the transmission range of a transmitting device. The accumulator cells can then be charged via the receiving device integrated in the accumulator pack.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail by means of embodiments using drawings. Show it
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet. In the figures, like reference numerals are used for corresponding elements.
Die
Die
Das Bildschirmanzeigegerät
In der
Die Empfangsspule
Die Empfangseinrichtung
Das Bildschirmanzeigegerät
Die
Es kann z. B. vorgesehen sein, dass an dem ersten Ausgangskreis
Die Ausführungsform gemäß
Als weitere optionale Baugruppe als Teil der Empfangseinrichtung
Anhand der
Auf der visuellen Ausgabeeinrichtung
Über weitere Anzeigemittel
Über einen weiteren Anzeigebereich
Die
Das Datenbyte
Die
Das elektrisch betriebene Gerät
Als zentrale Ressourcen weist die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung
Die Energieversorgungs- und Datenkommunikationseinrichtung
Die
Die
Die
Die elektrisch betriebenen Geräte
Für die Übertragung der Konfigurationsinformationen CFG1 und CFG2 kann das Konfigurationsgerät
Das erste elektrisch betriebene Gerät
Die Konfigurationsinformation CFG1 und CFG2 können an dem Konfigurationsgerät
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102004027847 A1 [0001] DE 102004027847 A1 [0001]
- DE 102006027828 A1 [0001] DE 102006027828 A1 [0001]
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- DE 102006027824 A1 [0090] DE 102006027824 A1 [0090]
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|---|---|---|---|
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2011
- 2011-05-13 DE DE102011101523A patent/DE102011101523A1/en not_active Ceased
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