DE102005015067B4

DE102005015067B4 - Torantriebssystem sowie Einlernverfahren hierfür

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Publication number: DE102005015067B4
Application number: DE200510015067
Authority: DE
Original assignee: Hoermann KG Antriebstecknik
Current assignee: Hoermann KG Antriebstecknik
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2025-04-02
Also published as: EP1864261A1; DE102005015067A1; WO2006102887A1

Abstract

Torantriebssystem mit
wenigstens einem Torantrieb, dem wenigstens ein Funk-Empfänger zugeordnet ist, und
mehreren Fernbedienungssendern (1, 2), die zur Fernbedienung des Torantriebes aus einem Fahrzeug heraus ein mittels eines Codes geschütztes Befehlssignal über Funk zu dem Empfänger fernübertragen können, wobei der Code von einem ersten Fernbedienungssender (1) zu einem zweiten Fernbedienungssender zum Programmieren desselben übertragbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Code über mechanische Schwingungen von dem ersten Fernbedienungssender (1) zu dem zweiten Fernbedienungssender (2) übertragbar ist,
dass der erste und der zweite Fernbedienungssender (1, 2) zur Übertragung eines Codes jeweils eine Schnittstelle (3) aufweisen, wobei die Schnittstellen zur Übertragung des Codes mittels mechanischer Schwingung aneinander koppelbar sind, und
dass die Schnittstellen (3) der Fernbedienungssender (1, 2) mechanische Resonanzschwingungsfrequenzen haben, die derart nahe aneinander liegen, dass eine mechanische Resonanzschwingung der einen Komponente eine mechanische Resonanzschwingung der anderen Komponente(n) anregen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Torantriebssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des beigefügten Anspruchs 1. Ein solches Torantriebssystem ist aus der WO 99/60530A2 bekannt. Außerdem betrifft die Erfindung ein Einlernverfahren eines Codes auf Fernbedienungssender des Torantriebssystems.
Aus der DE 295 16 263 U1 ist ein System zum Fernüberwachen oder Fernsteuern von Objekten bekannt. Dieses System soll auch zur Steuerung von Garagentoren einsetzbar sein. Das System hat einen Sender, der einen Code aussendet. Ein Empfänger hat einen Lernmodus, mit dem der entsprechende Code eingelernt werden kann. Der Sender hat einen fest vorgegebenen Code, der nicht veränderbar ist. Die Übertragung von Informationen zwecks Fernüberwachen oder Fernsteuern erfolgt über Funk oder optisch oder akustisch. Damit erfolgt die Kommunikation zwischen Sender und Empfänger im Normalbetrieb entweder mittels Funk oder optisch oder akustisch. Eine Programmierung des Senders findet nicht statt. Der Sender ist im Herstellungswerk fest vorprogrammiert. Allein der Empfänger lässt sich durch Betätigung eines versteckten Schalters auf den Code des Senders programmieren.
Aus der DE 36 12 510 A1 ist eine Armbanduhr bekannt, die als akustischer Sender für Türschlösser oder Geldautomaten ausgebildet ist. Das codierte Signal wird über Lautsprecher an einen Empfänger gesandt. Dabei erfolgt die Übertragung des codierten Signals im Normalbetrieb zwischen der Armbanduhr und dem Empfänger auf akustischem Wege. Dies kann auch durch ein Berühren des Senders und des Empfängers erfolgen.
Die US 6 710 700 B1 beschreibt einen elektronischen Schlüssel für eine Kraftfahrzeug mit einem Fingersensor. Das mit dem elektronischen Schlüssel zu bedienende Fahrzeug hat einen Empfänger, der Informationen über den durch den Fingersensor erfassten Fingerabdruck per Funk von dem Schlüssel empfängt. Erst beim physikalischen Anbringen des elektronischen Schlüssels an einer entsprechenden Einheit des Fahrzeuges lässt sich dann der Motor starten. Bei dem physikalischen Anbringen kann entweder ein elektrischer Kontakt vorgesehen werden, oder der elektronische Schlüssel und das Fahrzeug können akustisch über Lautsprecher und Mikrofone kommunizieren.
Die Erfindung betrifft insbesondere Torantriebssysteme mit einem Torantrieb, der ein Tor, zum Beispiel ein Garagentor, antreibt und über mobile Handsender fernbedienbar ist. Ein solches Beispiel für ein signalbetätigbares Torantriebssystem ist aus der DE 36 25 555 C2 bekannt. Es ist bei diesen Torantriebssystemen üblich, dass ein meist als Handsender bezeichneter Sender bei Drücken eines daran angebrachten Knopfes ein Funksignal zum Betätigen des Torantriebes aussendet. Ein dem Torantrieb zugeordneter Empfänger empfängt dieses Funksignal und kann anhand des Codes erkennen, ob es von einem berechtigten Sender abgesandt worden ist. Empfängt der Empfänger ein passendes Signal, leitet er die Öffnung des Tores über den Torantrieb ein.
Bei dem aus der DE 36 25 555 C2 bekannten signalbetätigbaren Schließsystem sind als Komponenten mehrere Sender und ein Empfänger vorgesehen. Jeder Sender hat einen Code fest vorgegeben eingespeichert. Der Empfänger kann in einem eigens hierfür vorgesehenen Programmiermodus den Code eines zur Betätigung des Torantriebes vorgesehenen Senders lernen. Kommt ein weiterer Sender hinzu, wird auch dessen Code eingelernt. Das Einlernen erfolgt durch Einspeichern des über Funk empfangenen und decodierten Codes. Nachteilig bei diesem System ist die Vielzahl von Codes, auf die hin der Empfänger reagiert. Geht einer der berechtigten Sender verloren oder ist nicht auszuschließen, dass dessen Code dupliziert worden ist, muss man den entsprechenden Code wieder löschen. Um dies bei dem bekannten System realisieren zu können, wird im Programmiermodus jedem Sender ein fester Speicherplatz durch die Bedienperson zugewiesen. Dies macht die Programmierung entsprechend unhandlich. Die Bedienperson müsste außerdem die Programmierung dokumentieren, um später zu wissen, welcher Sender auf welchem Speicherplatz gespeichert worden ist.
Die DE 33 32 761 C2 beschreibt hingegen ein signalbetätigbares Schließsystem in Form eines fernbedienten Garagentorantriebes, bei welchem nicht der Empfänger, sondern der Fernbedienungssender den Code einlernen kann. Der Code wird von dem Empfänger nach dem Zufallsprinzip erzeugt und anschließend auf den Sender übertragen. Zur Übertragung hat der Empfänger eine LED und der Sender eine Fotozelle. Die Übertragung des Codes erfolgt optisch über von der Leuchtdiode auf die optische Empfangseinrichtung abgesandte Lichtimpulse. Diese Art der Programmierung ist sehr sicher, und es wird ein sehr sicheres signalbetätigbares Schließsystem mit dennoch veränderbaren und einlernbaren Codes geschaffen. Nachteilig ist jedoch, dass die Codeübertragung nur einseitig erfolgen kann. Der Code kann immer nur vom Empfänger auf einen Sender übertragen werden. Eine Übertragung von Sender auf einen zweiten Sender ist nicht möglich. Hierzu müsste der Sender aufwendiger aufgebaut werden, nämlich insbesondere mit einer zusätzlichen optischen Sendeeinrichtung zum Senden des Codes ausgestattet werden.
Aus der EP 0 651 119 A1 sowie der DE 1 96 25 588 A1 ist hingegen ein signalbetätigbares Schließsystem für ein Tor mit mobilen Sendern und einem Empfänger als Komponenten bekannt, bei denen der Code auch von einem Sender auf einem zweiten Sender übertragbar ist. Die Sender haben hierzu neben ihre Sendeeinrichtung zum Senden von Befehlssignalen über Funk auch eine Empfangseinrichtung zum Empfangen solcher Signale. In einem auf verschiedene Wege einleitbaren Programmiermodus kann so durch Funkübertragung ein gültiger Code von einem Sender auf einen anderen übertragen und dort gespeichert werden. Für nähere Einzelheiten wird ausdrücklich auf die EP 0 651 119 A1 sowie die DE 196 25 588 A1 verwiesen.
Auch aus der EP 0 533 623 B1 ist es bekannt, einen Code unmittelbar zwischen zwei Sendern zu übertragen.
Auch die eingangs erwähnte WO 99/60530 A2 nutzt ein vergleichbares Prinzip, wobei hier noch zwischen verschiedenen Codes mit unterschiedlichen Sicherheitsstufen unterschieden wird.
Nachteilig bei dem zuvor erläuterten signalbetätigbaren Schließsystemen, bei denen ein Code zum Einprogrammieren auf eine andere Komponenten mittels Funk übertragen wird, ist die grundsätzliche Möglichkeit eines Missbrauchs. Für solche Funkfernbedienungssystem stehen nur relativ wenige Funkfrequenzen zur Verfügung. Viele unterschiedlichen Systeme benutzen daher die gleiche Funkfrequenz und unterscheiden sich nur durch die entsprechenden Codierungen. Es ist nicht ausgeschlossen, dass zum Einlernen einer weiteren Komponente abgesandte Codes auch von anderen, nicht berechtigten Komponenten mit eingelernt werden. Man versucht dies zwar dadurch zu verhindern, dass die Komponenten nur dann einen Code einlernen, wenn dieser Code mit einer gewissen Feldstärke gesendet wird, so dass man die Komponenten einander erheblich nähern muss. Setzt eine unberechtigte Person jedoch eine Komponente ohne diese Schwelle ein, kann diese die Codes auch von weiter entfernten anderen Komponenten einlernen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Torantriebssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des hier beigefügten Anspruches 1 zu schaffen, das bei einfachem Aufbau bequem bedienbar ist, wobei das System beim Programmieren des Codes sicherer als bekannte Torantriebssysteme ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Torantriebssystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Ein vorteilhaftes Einlernverfahren zum Einlernen des Codes bei einem solchen Torantriebssystem ist Gegenstand des Nebenanspruches.
Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist demnach ein sinalbetätigbares Torantriebssystem für ein Tor mit System-Komponenten geschaffen, die mittels eines Codes geschützt miteinander kommunizieren können. Der Code ist dabei, wie im Stand der Technik, von einem Fernbedienungssender zu einem anderen Fernbedienungssender des Torantriebssystems übertragbar, um den anderen Fernbedienungssender zum Einbinden in dieses Torantriebssystem zu programmieren. Erfindungsgemäß wird zunächst vorgesehen, dass der Code jedoch nicht über Funk, sondern akustisch, über mechanische Schwingungen von dem einen Fernbedienungssender des Torantriebssystems auf einen anderen übertragen wird.
Dies hat zum einen den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Schließsystem nicht mit den anderen derzeit auf dem Markt befindlichen Torantriebssystemen kompatibel ist. Die bisher auf dem Markt befindlichen Torantriebssystemkomponenten sind nicht in der Lage, einen akustisch übertragenen Code zu empfangen und zu decodieren. Weiter ist die Reichweite von mechanischen Schwingungen oder Schallwellen weitaus einfacher kontrollierbar als die Reichweite von Funksignalen. Außerdem ist man bei der Übertragung des Codes auf akustischem Wege anders als bei Übertragung durch Funk nicht an reglementierte Frequenzen gebunden. Man kann so ganz bestimmte passende Frequenzen für jedes System auswählen und die Möglichkeit von Manipulationen dadurch wesentlich verringern.
Um die Manipulationsmöglichkeiten weiter auszuschließen, wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, an den jeweiligen Fernbedienungssendern zur Übertragung des Codes jeweils eine Schnittstelle vorzusehen, wobei zur Übertragung des Codes die Schnittstellen aneinander gekoppelt werden müssen. Solche Schnittstellen können verschiedene Bereiche der Komponenten sein, die zur mechanischen Schwingung angeregt werden können. Die Schnittstellen sind dann so aneinander ankoppelbar, dass die mechanische Schwingung der einen Schnittstelle eine mechanische Schwingung der anderen Schnittstelle anregt. Auf diese Weise kann man das Schließsystem so auslegen, das eine Übertragung des Codes ohne Koppelung der Schnittstellen ausgeschlossen ist.
Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass für die akustische Übertragung mechanische Resonanzfrequenzen genutzt werden. Hierzu stimmt man eine akustische Sendeinrichtung und eine akustische Empfangseinrichtung in ihren mechanischen Schwingungsresonanzen oder allgemeiner ausgedrückt die miteinander zu koppelnden Schnittstellen in ihren Resonanzfrequenzen aufeinander ab. Die mechanischen Resonanzfrequenzen müssen nicht vollständig übereinstimmen. Die Abstimmung muss nur so erfolgen, dass die Resonanzfrequenz der Schnittstelle des einen Fernbedienungssenders durch die Resonanzfrequenz des anderen Fernbedienungssenders angeregt wird. Im Bereich der mechanischen Resonanzfrequenz genügen auch kleine Anregungen, um größere Amplituden zu erzeugen. Man kann daher hier leicht Schwellen setzen, die nur bei Resonanzanregung überschritten werden. Hierdurch werden nur diejenigen mechanischen Schwingungen zur Codeübertragung wirksam, welche mit oder nahe der Resonanzfrequenz schwingen.
Da die Codes in der Regel in nichtflüchtigen Speichern elektronisch gespeichert sind, ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein erster Fernbedienungssender eine akustische Sendeeinrichtung aufweist, die zum Umwandeln des elektronisch gespeicherten Codes in – zum Beispiel eine Folge von – mechanische(n) Schwingungen fähig ist. Wenigstens ein zweiter Fernbedienungssender weist dann vorteilhaft eine akustische Empfangseinrichtung auf, die mechanische Schwingungen von der akustischen Sendeeinrichtung empfangen kann und in einen elektronisch speicherbaren Code umwandeln kann. Es ist möglich, ein einseitiges System vorzusehen, bei dem eine Gruppe von Fernbedienungssendern nur akustisch senden und die andere Gruppe von Fernbedienungssendern nur akustisch empfangen kann. Gerade bei akustischen Sende-Empfangssystemen ist es jedoch auch sehr einfach möglich, Mehrwegesysteme aufzubauen, bei denen die Komponenten oder eine Gruppe der Fernbedienungssender sowohl zum akustischen Senden als auch zum akustischen Empfangen von Codes fähig ist. Bei einem solchen System weist wenigstens ein Fernbedienungssender eine akustische Sende-Empfangseinrichtung auf, die sowohl einen elektronisch speicherbaren Code in mechanische Schwingungen als auch umgekehrt umwandeln kann.
Zum Aufbau der genannten Sendeeinrichtungen, Empfangseinrichtungen und/oder Sende-Empfangseinrichtungen weisen die entsprechenden Fernbedienungssender vorzugsweise eine Wandlereinrichtung zum Umwandeln von Wechselspannung in mechanische Schwingungen und/oder umgekehrt auf sowie eine Generatoreinrichtung, die aus einem Code eine Wechselspannung(sfolge) erzeugt bzw. einen Decodierer, der von der Wandlereinrichtung aus mechanischen Schwingungen erzeugte Wechselspannungen in einen elektronisch speicherbaren Code umwandelt.
Die Generatoreinrichtung und der Decodierer lassen sich z. B. auch durch analoge oder digitale Hardwareschaltungen realisieren. Technisch einfacher und kostengünstiger ist jedoch eine Realisierung über entsprechend programmierte Mikroprozessoren. Insbesondere bei dem Zweiwegesystem, bei dem eine Wandlereinrichtung sowohl zum Erzeugen mechanischer Schwingungen aus Wechselspannungen als auch zum Umwandeln mechanischer Schwingungen in Wechselspannungen verwendbar ist, ist es vorteilhaft, einen Prozessor mit auf Digitalausgänge umprogrammierbaren Komparatoreingängen zu verwenden. Im Sendemodus werden die an die Wandlereinrichtung angeschlossenen Ausgänge als Digitalausgänge genutzt. Im Empfangsmodus dienen diese Anschlüsse als Komparatoreingänge.
Als Wandlereinrichtung wird bevorzugt ein Piezoelement verwendet, mit dem auf einfachste Weise Wechselspannungen in mechanische Schwingungen und umgekehrt umwandelbar sind. Vorzugsweise werden hierzu Piezoscheiben eingesetzt, die kommerziell zum Aufbau von kleinen Summern oder dergleichen erhältlich sind.
Man kann so vorteilhafterweise die akustische Sendeeinrichtung oder die Sende-Empfangseinrichtung auch gleichzeitig als Summer oder Lautsprecher verwenden, um einer Bedienperson akustische Rückmeldungen zu geben, ohne die Konstruktion der entsprechenden Fernbedienungssender zu verkomplizieren.
Eine manipulationssichere Übertragung wird ermöglicht, wenn eine Schallübertragung über mittelbare oder unmittelbare Kontaktierung und über Körperschall erfolgt, da dann die Schwellen höher gesetzt werden können und die Reichweite auf unmittelbare Kontakte begrenzt ist.
Grundsätzlich sind ganz verschiedene Frequenzen für die akustische Übertragung möglich. Eine Übertragung in den hörbaren Bereichen könnte jedoch als störend empfunden werden. Es ist daher bevorzugt, dass die Übertragung mittels Ultraschall erfolgt.
Ist der Code dann in einem – auf verschiedene Arten wie zum Beispiel besondere Tastenbedienungen einleitbaren – Programmiermodus übertragen worden, erfolgt im Normalbetrieb die Kommunikation zwischen den Komponenten vorzugsweise über Funk oder dergleichen hochfrequenter elektromagnetischer Wellen. Damit ist zum Beispiel die übliche Fernsteuerung von Garagentoren aus einem Fahrzeug heraus in einfacher Weise möglich.
Bei dem erfindungsgemäßen Schließsystem handelt es sich um ein Torantriebssystem, bei welchem ein Torantrieb mittels eines Fernbedienungs-Senders und einem dem Torantrieb zugeordneten Empfänger bedient wird.
Als Code wird vorzugsweise ein digitaler Code aus einer Folge von 0/1-Zuständen verwendet. Die akustische Übertragung eines solchen Codes erfolgt bevorzugt durch Übertragung einer Folge von Impulspaketen. Beispielsweise wird eine Folge von mechanischen Schwingungen, bevorzugt bei Resonanzfrequenz, unterbrochen durch Pausen übertragen.
Die Information, ob ein 0-Zustand oder ein 1-Zustand übertragen wird, kann durch unterschiedliche Länge der Impulse erfolgen. Aus hiernach noch deutlich werdenden Gründen ist jedoch bevorzugt, dass diese Information über unterschiedliche Pausen zwischen einzelnen Impulsen übermittelt wird.
Die mechanische Resonanzfrequenzen der Schnittstellen und/oder der Sende-Empfangseinrichtungen sind von verschiedenen Faktoren abhängig. Beispielsweise können sich die Resonanzfrequenzen mit der Temperatur ändern. Auch lassen sich die Resonanzfrequenzen durch die Art der Aneinanderkopplung verändern. Zum Beispiel könnte unterschiedlich festes Gegeneinanderdrücken von durch Piezoscheiben anregbaren Schwingungsbereichen zu unterschiedlichen Resonanzfrequenzen führen.
Um dennoch unter unterschiedlichen Bedingungen die aneinandergekoppelten Komponenten zu mechanischen Resonanzen anzuregen, wird daher in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass das System nicht mit einer festen Frequenz angeregt wird, sondern dass die Anregung mit sich über einen Bereich ändernden Frequenzen erfolgt. In der praktischen Ausführung ist hierzu bevorzugt eine Generatoreinrichtung vorgesehen, die zum Erzeugen eines Impulspaketes eine Wechselspannung mit sich ständig erhöhender oder erniedrigender Frequenz erzeugt. Die Frequenz wird dabei über einen Bereich verändert, in dem sich die möglichen Werte der Resonanzfrequenzen befinden. Wird dann die an diese Wechselspannung angeschlossene Wandlereinrichtung, wie beispielsweise die vorerwähnte Piezoscheibe, mit den sich verändernden Frequenzen versorgt, so beginnt das System bei Erreichen der Resonanzfrequenz besonders stark zu schwingen und hört wieder auf, sobald diese Frequenz weiter verändert wird. Hierdurch lässt sich auch bei geänderten Resonanzfrequenzen stets ein Impulspaket erzeugen. Da bei dieser Erzeugungsart die Lage und Länge des Impulspaketes von veränderlichen Faktoren abhängig ist, erfolgt die vorerwähnte Information eines 0- oder 1-Zustandes bevorzugt über die Pausen zwischen den Impulspaketen, wobei die Pausen für 0 und 1 so unterschiedlich gewählt werden, dass sie auch bei durch sich verändernde Resonanzfrequenzen leicht verschobenen Impulspaketen erkannt werden.
Erfindungsgemäß lässt sich der Code akustisch von einem Fernbedienungssender als Komponente des Torantriebssystems auf einen anderen Fernbedienungssender als weitere Komponente des Torantriebssystems übertragen. Die hierzu verwendbaren Fernbedienungssender haben bevorzugt eine Kommunikationssendeeinrichtung, also zum Beispiel den üblichen Hochfrequenzfunksender, zum Senden eines mittels eines Codes geschützten Befehlssignals, einen Speicher zum Speichern des erforderlichen Codes und zusätzlich noch eine Schallsendeeinrichtung, eine Schallempfangseinrichtung oder eine Schall-Sende-Empfangseinrichtung, die den Fernbedienungssender zum akustischen Übertragen oder Empfangen des Codes an einen weiteren Fernbedienungssender des Torantriebssystems befähigen. Vorzugsweise weist der Fernbedienungssender oder alle Fernbedienungssender des Torantriebsschließsystems eine Schall-Sende-Empfangseinrichtung auf, die sowohl einen Code akustisch übertragen als auch empfangen kann. Hierzu ist bevorzugt das oben bereits erwähnte Piezoelement, beispielsweise die Piezoscheibe, vorgesehen. Auch ist bevorzugt die oben erläuterte Schaltung zum Umwandeln des Codes in mechanische Schwingungen und umgekehrt vorgesehen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
1 in einer schematischen Schnittdarstellung zwei aneinander gekoppelte Schwingungsbereiche zweier mobiler Fernbedienungssender als Komponenten eines signalbetätigbaren Schließsystems, nämlich eines Torantriebssystems;
2 in schematischer Blockschaltbilddarstellung einen schaltungstechnischen Aufbau jedes Schwingungsbereiches; und
3 in schematischer Darstellung einen Vergleich einer Sendespannung, einer Empfangsspannung und einer Spannung an einem Komparatorausgang der Schaltung von 2.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines signalbetätigbaren Schließsystems näher erläutert, dessen einzelne Komponenten und Aufbau zum Beispiel wie in der 1 der DE 36 25 555 C2 gezeigt ausgebildet sind. Es handelt sich demnach um einen Torantrieb mit mehreren mobilen Fernbedienungssendern 1, 2, die zur Fernbedienung eines Torantriebes ein mittels eines Codes geschütztes Befehlssignals über Funk übertragen können. Komponenten des signalbetätigbaren Schließsystems sind somit die mehreren Fernbedienungssendern 1, 2 sowie ein dem Torantrieb zugeordneter Empfänger.
Bei den hier beschriebenen Fernbedienungssendern 1, 2 wird von einem üblichen Aufbau ausgegangen, wie er beispielsweise aus den Dokumenten DE 33 32 761 C2 (1) der DE 196 25 588 A1 der EP 0 651 119 A1 oder der WO 99/60530 bekannt ist. Demnach hat jeder Fernbedienungssender 1, 2 einen nichtflüchtigen Speicher, einen Mikroprozessor, einen HF-Sender sowie wenigstens eine Bedientaste. Zusätzlich hat jeder Fernbedienungssender 1, 2, wie in 1 anhand des Beispieles zweier Fernbedienungssender 1, 2 erläutert, wenigstens eine Schnittstelle 3 zur akustischen Übertragung eines Codes.
Damit besteht bei den lernbaren Fernbedienungssendern 1, 2 alternativ (oder gegebenenfalls auch zusätzlich) zur bekannten Möglichkeit einer Codeübergabe auf dem Funkweg oder über optische Übertragung auch die Möglichkeit, den Code akustisch zu übertragen.
Die Schnittstelle 3 jedes Fernbedienungssenders 1, 2 ist jeweils identisch wie im folgenden beschrieben aufgebaut. Im Inneren eines Gehäuses 4 des Fernbedienungssenders 1, 2 ist ein Trägerblech 5 mittels einer Verklebung 6 aufgebracht. Auf das Trägerblech 5 ist eine Piezoscheibe 7 aufgeklebt. Dabei handelt es sich um eine Piezoscheibe 7, wie sie für Piezosummer verwendbar sind. Auf der dem Gehäuse 4 abgewandten Seite der Piezoscheibe 7 ist eine Metallschicht 8 vorhanden.
Das Gehäuse 4 ist außenseitig mit einem Vorsprung versehen, hier in Form einer vorstehenden Wölbung 9, deren größter Vorsprung etwa in der Mitte der Piezoscheibe 7 liegt.
Das Gehäuse 4 ist an der Schnittstelle 3 aus einem derart elastischen Material – zum Beispiel Kunststoff oder Metall –, dass es durch die Piezoscheibe 7 zu mechanischen Schwingungen im Ultraschallfrequenzbereich anregbar ist. Jede Schnittstelle 3 wird so ausgelegt, dass sie insgesamt eine mechanische Schwingungsresonanzfrequenz im nahen Ultraschallbereich (zum Beispiel ca. 20 KHz oder mehr) aufweist.
In dem dargestellten Beispiel soll ein erster Fernbedienungssender 1 einen in seinen nichtflüchtigen Speicher gespeicherten Code auf einen zweiten Fernbedienungssender 2 übertragen. Da die Fernbedienungssender 1, 2 identisch aufgebaut sind, wäre selbstverständlich auch eine Übertragung von dem zweiten Fernbedienungssender 2 auf den ersten Fernbedienungssender 1 möglich. Die Art der Übertragung wird durch gesonderte Bedienfolgen der an jedem Fernbedienungssender 1, 2 vorhandenen Bedientasten angegeben. Die Piezoscheiben 7 sind sowohl zum Senden als auch zum Empfangen einsetzbar. Sie werden durch eine zwischen dem Trägerblech und der Metallschicht 8 angelegten Wechselspannung U_send zum Schwingen angeregt und erzeugen dann, wenn sie mechanisch zur Schwingung angeregt werden, zwischen dem Trägerblech 5 und der Metallschicht 8 eine Wechselspannung U_empf.
Eine Sende-Empfangseinrichtung 10 mit der Piezoscheibe 7 und einer Schaltung zur Erzeugung der Spannung U_send bzw. zum Verarbeiten der empfangenen Spannung U_empf ist in der 2 dargestellt.
Hierzu ist als Mikroprozessor 12 jedes Fernbedienungssenders 1, 2 ein Prozessor mit auf Digitalausgänge umprogrammierbaren Komparatoreingängen 13, 14 eingesetzt. Ein solcher Prozessor ist beispielsweise unter der Bezeichnung PIC12F629 auf dem Markt erhältlich. Im Sendemodus arbeiten die beiden Pins oder Anschlüsse 13, 14 als gegenphasig angesteuerte Ausgänge. Dabei begrenzt ein in Reihe mit einem der Anschlüsse 14 geschalteter Widerstand R4 beim Umladen der Piezoscheibenkapazität auftretende Stromspitzen. Im Empfangsmodus wirken die Pins oder Anschlüsse 13, 14 als Komparatoreingänge, die durch einen durch drei Widerstände R1, R2, R3 gebildeten Spannungsteiler und eine Spannung U_B eine Vorspannung erhalten.
Wie aus 1 ersichtlich, werden die Gehäuse 4 des codegebenden Fernbedienungssenders 1 und des lernenden Fernbedienungssenders 2 so über- oder nebeneinander gelegt und leicht zusammengedrückt, dass sich beide auf einer kleinen Fläche – dem obern erwähnten Vorsprung – näherungsweise in der Mitte der Piezoscheiben 7 berühren.
Beim Lernvorgang entsteht infolge der Körperschallübertragung von der Piezoscheibe 7 des codegebenden Fernbedienungssenders 1 zur Piezoscheibe 7 des lernenden Fernbedienungssenders 2 in der empfangsseitigen Piezoscheibe 7 eine Wechselspannung U_empf. Wenn die Amplitude dieser Wechselspannung U_empf den Gleichspannungsabfall über den zwischen die beiden Anschlüsse 13, 14 geschalteten Widerstand R2 überschreitet, liefert der Ausgang 15 des in dem Mikroprozessor 12 verwirklichten Komparators 16 Ausgangsimpulse.
Bei der Wahl des Datenübertragungsformates sollten die Eigenschaften der jeweils gewählten akustischen Übertragungsstrecke berücksichtigt werden. Eine Übertragung mit hoher Empfangsamplitude ist nur in bestimmten, relativ schmalen Resonanzfrequenzbereichen möglich. Die Übertragung erfolgt in dem Beispiel mittels Impulspaketen. Die Dauer und die Umhüllungskurve eines empfangsseitigen Impulspaketes können sich von der Dauer und der Hüllkurve eines gesendeten Impulspaketes unterscheiden. Grund hierfür können beispielsweise mechanisches Nachschwingen der Piezoscheiben 7 und ähnliche Effekte sein. Diese Effekte können durch die genaue Lage der Sender zueinander und die Andruckkraft und durch weitere Faktoren beeinflusst werden.
Damit der Lernvorgang nicht zu „geräuschvoll" wird, wird eine Resonanzfrequenz im nahen Ultraschallbereich (ca. 20 KHz) gewählt. Für menschlichte Ohren sind in diesem Fall nur die Einschaltvorgänge und die Ausschaltvorgänge der Impulspakete als leises knarrendes Geräusch hörbar.
Im folgenden wird anhand der Darstellung von 3 ein mögliches Übertragungsverfahren erläutert.
Als Code wird, wie dies im Stand der Technik, beispielsweise der WO 99/60530 , der EP 651 119 A1 oder der DE 196 25 588 A1 gut bekannt ist, ein digitaler Code, d. h. eine Reihe von Bits mit 0 oder 1 eingesetzt. Zur Codeübertragung wird demnach eine entsprechende Folge von Informationen akustisch übertragen.
2 zeigt am Beispiel der entsprechenden Spannungen U_send und U_empf sowie der Spannung am Komparatorausgang 15 eine Übertragung einer Codesequenz mit einer „0" und einer anschließenden „1". Für die Sende-Wechselspannung U_send werden Impulspakete konstanter Länge verwendet. Deren Frequenz ist jedoch nicht gleichbleibend, sondern verändert sich innerhalb jedes Impulspaketes, das heißt die Frequenz wird innerhalb jedes Impulspaketes über einen bestimmten Bereich durchgestimmt. In dem Beispiel beginnt jedes Impulspaket mit einer kleinen Frequenz, die ständig größer wird. Solche Impulspakete können leicht mit einem guten RC-Oszillator, welcher als Prozessortaktgenerator im Mikroprozessor 12 vorhanden ist (nicht explizit dargestellt) erzeugt werden. Auf diese Weise können auch mit solchen RC-Oszillatoren irgendwo innerhalb jedes Impulspakets die Resonanzfrequenz der aneinander gekoppelten Schnittstellen 3 getroffen werden. Der eigentliche Informationsinhalt „0" oder „1" liegt im Abstand t der Impulspakete untereinander.
Das Empfangssignal U_empf erreicht jeweils bei der Resonanzfrequenz Amplitudenmaxima, in deren Umgebung die oben erläuterte Komparatorschwelle überschritten wird. Dementsprechend liefert der Komparatorausgang 15 an diesen Stellen ebenfalls Impulspakete, wie in 3 unten gezeigt. Diese Impulspakete am Komparatorausgang sind kürzer als die Impulspakete auf der Sendeseite. Jedoch bleibt der Abstand t zwischen den Impulspaketen untereinander und damit der Informationsinhalt erhalten.
Aus Gründen der Übertragungssicherheit erfolgt eine Übertragung eines Codes mittels Schall langsamer als die Übertragung eines Codes über Funk.
Als Nebeneffekt lassen sich die Piezoscheiben 7 bei Ansteuerung mit Frequenzen im Hörbereich auch als akustischer Signalgeber nutzen. Damit können beispielsweise Tastenklick-Geräusche oder Signale zur Information der Bedienperson – beispielsweise Lernquittierung u. s. w. – ohne baulichen Mehraufwand erzeugt werden.

1: erster Fernbedienungssender (codegebender Sender)
2: zweiter Fernbedienungssender (lernender Sender)
3: Schnittstelle
4: Gehäuse
5: Trägerblech
6: Verklebung
7: Piezoscheibe
8: Metallschicht
9: Wölbung
10: Sende-Empfangseinrichtung
12: Mikroprozessor
13: Anschluss (Komparatoreingang/Digitalausgang)
14: Anschluss (Komparatoreingang/Digitalausgang)
15: Komparatorausgang
16: Komparator

Claims

Torantriebssystem mit wenigstens einem Torantrieb, dem wenigstens ein Funk-Empfänger zugeordnet ist, und mehreren Fernbedienungssendern (1, 2), die zur Fernbedienung des Torantriebes aus einem Fahrzeug heraus ein mittels eines Codes geschütztes Befehlssignal über Funk zu dem Empfänger fernübertragen können, wobei der Code von einem ersten Fernbedienungssender (1) zu einem zweiten Fernbedienungssender zum Programmieren desselben übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Code über mechanische Schwingungen von dem ersten Fernbedienungssender (1) zu dem zweiten Fernbedienungssender (2) übertragbar ist, dass der erste und der zweite Fernbedienungssender (1, 2) zur Übertragung eines Codes jeweils eine Schnittstelle (3) aufweisen, wobei die Schnittstellen zur Übertragung des Codes mittels mechanischer Schwingung aneinander koppelbar sind, und dass die Schnittstellen (3) der Fernbedienungssender (1, 2) mechanische Resonanzschwingungsfrequenzen haben, die derart nahe aneinander liegen, dass eine mechanische Resonanzschwingung der einen Komponente eine mechanische Resonanzschwingung der anderen Komponente(n) anregen kann.
Torantriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erster Fernbedienungssender (1) eine akustische Sendeeinrichtung (10) aufweist, die zum Umwandeln eines elektronisch speicherbaren Codes in mechanische Schwingungen fähig ist, und wenigstens ein zweiter Fernbedienungssender (2) eine akustische Empfangseinrichtung (10) aufweist, die zum Umwandeln der von der akustischen Sendeeinrichtung stammenden mechanischen Schwingung in einen elektronisch speicherbaren Code fähig ist.
Torantriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Fernbedienungssender (1, 2) je eine akustische Sende-Empfangs-Einrichtung (10) aufweisen, die zum Umwandeln eines elektronisch speicherbaren Codes in mechanische Schwingungen und zum Umwandeln von mechanischen Schwingungen in einen elektronisch speicherbaren Code fähig ist.
Torantriebssystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangseinrichtung(en) (10) ein Piezoelement (7) aufweist bzw. aufweisen.
Torantriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement als Piezoscheibe (7) ausgebildet ist.
Torantriebssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- oder die Sende-Empfangs-Einrichtung (10, 7) gleichzeitig als Lautsprecher zur Abgabe eines akustischen Signals an eine Bedienperson dient.
Torantriebssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (1, 2) zur Übertragung des Codes mittels Körperschall bei unmittelbarer oder mittelbarer Berührung der Komponenten fähig sind.
Torantriebssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernbedienungssender (1, 2) zur Übertragung des Codes untereinander mittels Ultraschall fähig sind.
Torantriebssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein digitaler Code verwendet ist, der akustisch durch eine Folge von Impulspaketen von einem Fernbedienungssender (1) auf einen anderen Fernbedienungssender (2) übertragbar ist.
Torantriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folge von Impulspaketen zur Darstellung der 0/I-Zustände des Codes unterschiedliche Impuls- oder Pausenlängen und/oder unterschiedliche Impuls-Pausenverhältnisse aufweist.
Torantriebssystem nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (12) zum Erzeugen der Folge von Impulspaketen eine Generatoreinrichtung zum Erzeugen einer elektrischen Wechselspannung (U_send) und eine Wandlereinrichtung (5, 7, 8) zum Umwandeln der elektrischen Wechselspannung in mechanische Schwingungen hat, wobei die Generatoreinrichtung derart ausgebildet ist, dass sich die elektrische Wechselspannung (U_send) pro Impuls durch einen Frequenzbereich hindurch ändert, der mögliche mechanische Schwingungsresonanzfrequenzen der Wandlereinrichtung abdeckt.
Einlernverfahren zum Einlernen eines Codes in einen Fernbedienungssender (2) eines Torantriebssystem, wobei mittels des Codes eine Funkkommunikation zwischen einem Fernbedienungssender (1, 2) des Torantriebssystems und einem Empfänger des Torantriebssystems geschützt wird, wobei ein zweiter Fernbedienungssender (2) den Code von einem ersten Fernbedienungssender (1) erlernen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlernen des Codes von Fernbedienungssender (1) zu Fernbedienungssender (2) über mechanische Schwingungen erfolgt, wobei die folgenden Schritte durchgeführt werden: Erzeugung einer mechanischen Resonanzschwingung an einem Schwingungsbereich (3) des ersten Fernbedienungssenders (1) und hierdurch Anregung einer mechanischen Resonanzschwingung an einem Schwingungsbereich (3) des zweiten Fernbedienungssenders (2) und Übertragung des Codes durch eine Folge dieser Anregungen.
Einlernverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlernen des Codes mittels Ultraschall erfolgt.
Einlernverfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernbedienungssender (1, 2) zum Einlernen in Kontakt miteinander gebracht werden, um den Code mittels Körperschall zu übertragen.
Einlernverfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung eines digitalen Codes eine Impulsfolge mechanischer Schwingungsimpulse mit unterschiedlichen Impuls- oder Pausenlängen und/oder unterschiedlichen Impuls-Pausenverhältnissen zwischen den Komponenten (1, 2) übertragen werden.
Einlernverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der mechanischen Resonanzschwingung an dem Schwingungsbereich (3) des ersten Fernbedienungssenders (1) eine Wandlereinrichtung (5, 7, 8) zum Umwandeln elektrischer Wechselspannungen in mechanische Schwingungen mit einer Wechselspannung (U_send) beaufschlagt wird, deren Frequenz durchgestimmt wird, bis die Resonanzfrequenz erreicht ist.