[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Steuern von Geräten und Vorgängen gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Die DE-OS 19 19 972 beschreibt eine Anordnung zur Fernsteuerung eines Gerätes, das
durch Händeklatschen oder Pfeifen über einen akustischen - elektrischen Wandler aktiviert
wird. Ein Eingangsfilter läßt ein Signal nur im oberen Hörbereich durch. Es ist deshalb
für Einsatz im normalen Hörbereich eine hohe Verstärkung erforderlich, was zwangsläufig
zu einem störungsempfindlichen Verstärker führt. Es besteht somit die Gefahr, daß
das Gerät durch Störsignale aktiviert wird. Die bekannte Anordnung verwendet einen
Zähler, der aus zwei monostabilen Kippschaltungen besteht, deren Ausgänge über ein
UND-Glied kombiniert sind. Es ist aufgrund von Bauteiletoleranzen schwierig, diese
Anordnung auf mehr als zwei Zählerstufen zu erweitern, was mehr als zwei akustischen
Impulsen entspricht. Auch ist das Intervall zwischen den durch Händeklatschen erzeugten
Signalen kritisch.
[0003] Die DE-OS 15 88 383 befaßt sich mit einer Anordnung, bei der mehrere Signale innerhalb
eines vorbestimmten Zeitintervalls zum Auslösen eines Schaltvorgangs benötigt werden.
Diese Signale müssen eine Dauer von 0,5 s haben. Sie können somit nicht durch Händeklatschen
erzeugt werden.
[0004] Die DE-OS 26 43 912 beschreibt eine Anordnung zum Auslösen von Schaltvorgängen bei
Empfang von akustischen Signalen, die durch mehr als zweimaliges Händeklatschen erzeugt
werden. Ein akustisch-elektrischer Wandler ist über einen Selektivverstärker an einen
Zähler angeschlossen, der eine zu steuernde Vorrichtung nur bei Empfang von mehr als
zwei Signalen innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls aktiviert. Die Bandbreite
des Selektivverstärkers liegt bei 1 00 Hz und die Durchlaßfrequenz bei etwa 1400 Hz.
Die Anzahl der Zählerstufen ist vorgegeben ebenso wie die Anzahl der Klatschimpulse,
die für das Auslösen des Schaltvorgangs erforderlich ist, und das Zeitintervall,in
dem die Klatschimpulse auftreten müssen.
[0005] Alle bekannten Anordnungen sind sehr empfindlich gegenüber Störsignalen, die ein
unbeabsichtigtes Auslösen des Schaltvorgangs bewirken können. Ferner sind die Parameter,
die eine Steuerimpulsfolge kennzeichnen, fest vorgegeben.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Steuern von Geräten
und Vorgängen anzugeben, bei der die Parameter einer ein Gerät oder einen Vorgang
steuernden Impulsfolge auf einfache Weise veränderbar sind. Ferner sollen mehrere
Geräte oder Vorgänge selektiv steuerbar sein.
[0007] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen
des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.
[0008] Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
[0009] Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung werden nachstehend unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläuterte Es zeigen
Fig.1 ein Prinzip-Blockschaltbild der verschiedenen Einheiten, die bei den Ausführungsbeispielen
der erfindungsgemäßen Anordnung Verwendung finden,
Fig.2 ein Blockschaltbild mit Einzelheiten der wesentlichen Einheiten der erfindungsgemäßen
Anordnung ,
Fig.3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Mikroprozessor Verwendung findet,
Fig.4 ein Ausfiihrungsbeispiel, bei dem mit der erfindungsgemäßen Anordnung ein Steuervorgang,
insbesondere für eine Lampe durchgeführt wird,
Fig.5 ein Ausführungsbeispiel, bei dem mittels einer erfindungsgemäßen Anordnung eine
Motorsteuerung vorgenommen. wird und
Fig.6 und 7 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsbeispiele
gemäß den Fig. 4 und 5.
[0010] Gemäß Fig. 1 empfängt ein akustisch-elektrischer Wandler 1 akustische Signale und
wandelt diese in elektrische Signale um. Die akustischen Signale ergeben sich durch
ein- oder mehrmaliges Händeklatschen oder Pfeifen odgl. Nach Verstärkung der elektrischen
Signale im Verstärker 2 werden diese an zwei Zweige eines Impusformers mit selbsttätiger
Schaltschwellenanpassung an den durchschnittlichen Umweltgeräuschpegel angelegt. Der
erste Zweig besteht aus einem Selektivverstärker 3 mit einer Bandbreite b ≤ 11 kHz
und einer Durchlaßfrequenz inm Bereich von 10 Hz bis 12 kHz. Die vom Selektivverstärker3
ausgesiebten und verstärkten Signale werden einem Gleichrichter 4 zugeführt, dessen
Ausgang mit einem Filter 5 verbunden ist, das die gleichgerichteten Signale in eine
Schaltspannung A durch Integration der vom Verstärker 4 empfangenen Impulse umwandelt.
[0011] Der zweite Zweig des Impulsformers besteht aus einem Regelverstärker 6,an den die
Ausgangssignale des Verstärkers 2 angelegt werden. Der Ausgang des Regelverstärkers
6 ist mit einem Gleichrichter 7 verbunden,auf den ein Filter 8 folgt,in dem die verstärkten
und gleichgerichteten Signale integriert werden, so daß sich eine Schaltschwellenspannung
B ergibt. Bevorzugt erzeugt eine Spannungsquelle 10 eine minimale Schaltschwellenspannung
B
min =U
0. In einer Summierschaltung 9 wird die wirksame Schaltschwellenspannung B = U
0+ E aus den Aus-gangssignalen der Spannungsquelle 10 und des Filters 8 gebildet. Alternativ
zur Anordnung einer Spannungsquelle 10 kann auch eine allgemein bekannte Klemmschaltung
verwendet werden, mit der eine minimale Schaltschwellenspannung B
min= U
0 - U
F gebildet wird (vgl. Fig.1).
[0012] Ein Vergleicher 11 vergleicht die Ausgangssignale A und B der beiden Zweige und ändert
seinen logischen Ausgangszustand immer dann, wenn einer der beiden Werte den anderen
überschreitet.
[0013] Das Ausgangssignal C des Vergleichers 11 wird in Form einer Impulsfolge C
(t) einem programmierbaren digitalen Schaltwerk 12 zur Entscheidung darüber zugeführt,
ob eine von gegebenenfalls mehreren vorgegebenen Steuerimpulsfolgen vorliegt.
[0014] Als Parameter für die Beurteilung der Steuerimpulsfolgen werden gemäß der Erfindung
verwendet:
O() Das Zeitintervall Δti zwischen aufeinanderfolgenden Eingangsimpulsen Ci und Ci+1ist kleiner als ein maximales Zeitintervall Δtimax, das durch Programmierung vorgegeben wird,
β) die Anzahl der die Bedingung erfüllenden Eingangsimpulse ist gleich einer durch
die Programmierung vorgegebenen Ansprechanzahl n und
ein Impuls wird als letzter Eingangsimpuls erkannt, wenn kein weiterer Impuls innerhalb
eines Zeitintervalls Δtn max eingestellt durch Programmierung, auftritt.
[0015] Die Programmierung des digitalen Schaltwerks 12 bezüglich der Parameterα,β,γ kann
mittels Programmerwählschalter 13 vorgegeben werden. Alternativ wird von einer Programmiereinheit
14 eine vorbestimmte Mutersignalfolge c
(t)REF erzeugt.
[0016] Wie nachstehend noch ausgeführt, kann das programmierbare digitale Schaltwerk 12
aus einem im Handel erhältlichen Mikroprozessor bestehen, der die von der Einheit
13 oder der Einheit 14 empfangenen Parameter speichert. Hierbei ist es möglich, entsprechende
Paramter für mehrere akustische Impulsfolgen vorzugeben und für einen Vergleich mit
der Eingangsimpulsfolge c
(t) zu verwenden.
[0017] Fig. 1 zeigt, daß über das Ausgangssignal D des Schaltwerks 12 über einen Verstärker
15 ein Relais 16 odgl. aktiviert wird, das die gewünschte Steuerung ausführt. Wie
später noch beschrieben, können jedoch mehrere zu steuernde Geräte oder Vorgänge vorgesehen
sein,die an einen von mehreren Ausgängen des Schaltwerks 12 angeschlossen sind.
[0018] Fig. 2 zeigt verschiedene Einheiten der Fig. 1 in größerer Einzelheit.
[0019] Die von einem Wandler 20 abgegebenen elektrischen Signale werden in einem Verstärker
21 bekannter Art verstärkt und dem Impulsformer zugeführt, der aus den Einheiten 22
bis 33 entsprechend den Einheiten 3 bis 11 der Fig. 1 besteht. Ober die Einheiten
34 bis 39 wird eine Erkennung einer angegebenen Impulsfolge durchgeführt und eine
oder mehrere von zu steuernden Einheiten über die Baueinheiten 40 bis 47 erregt. Beispiele
für zu steuernde Geräte sind Lampen, Fernseh- und Rundfunkgeräte, Klimaanlagen, Motoren
usw..
[0020] Die mittels des Verstärkers 21 verstärkten elektrischen Signale werden in den beiden
Parallelzwigen des Impulsformers verarbeitet. Der Selektivverstärker 22 entspricht
den Selektivverstärker 3 der Fig. 1 und er verstärkt nur dasjenige Freaquenzspektrum,
das hauptsächtlich durch beabsichtigt erzeugte akustische Impulse hervorgerufen wird.
Der Selektivverstärker 22 folgt der Gleichrichter 23 sowie das aus einem RC-Glied
24,25 bestehende Filter, das die der Amplitude des jeweiligen akustischen Impulses
proportionale Schaltspannung A abgibt.
[0021] Im zweiten Parallelzweig in Reihe ein an sich bekannter Regelverstärker 26 gefolgt
von Gleichrichter 27 und einem Filter 30, das aus einen Reihenwiderstand 28 und einer
Parallellkombination aus einen Widerstand 29 und einen Kondensator 30 besteht. Am
Kondensator 30 wird somit eine Schaltschwellenspannung B proportional zum durchschnittlichen
Geräuschpegel am Wandler 20 erzeugt. Über die Klemmschaltung bestehend aus Spannungsquelle
31 und Gleichrichter 32 wird am Ausgang des Kondensators 30 eine minimale Schaltschwellenspannung
B
min für niedrige Geräuschpegel erzeugt.
[0022] Die Schaltspannung A und die Schaltschwellenspannung B werden an je einen Eingang
eines Vergleichers 33 angelegt, der die beiden Spannungswert A und B vergleicht. Für
die Bedingung A> B ändert sich das Ausgangssignal des Vergleichers 33 von 0 auf 1.
Diese Impulsanstiegsflanke triggert zwei monostabile Kippschaltungen 34 und 36. Die
monostabile Kippschaltung 34 wird für eine vorbestimmte Zeit beispielsweise 200 ms
aktiviert und die Abfallflanke ihres Ausgangsimpulses wird als Fortschaltsignal für
einen Zähler 37 verwendet, der aus mehreren Zählstufen besteht.
[0023] Die monostabile Kippschaltung 36 ist erneut triggerbar und ihre Zeitkonstante ist
über die Widerstands- und Schalteran-ordnung 35 einstellbar, was zur Voreinstellung
des Zeitintervalls Δt
i max dient. Solange die Bedingung α erfüllt wird, bleibt die monostabile Kippschaltung
36 aktiviert, so daß auch der Zähler 37 bereit ist zum Zählen der von der monostabilen
Kippschaltung 34 angelegten Zählimpulse. Die monostabile Kippschaltung 34 gewährleistet,
daß nur definierte Impulse mit einem Impulsintervall länger als die Zeitkonstante
der monostabilen Kippschaltung 34 zum Zähler 37 durchgelassen werden. Somit werden
Störimpulse und Ceräuschsignale unterdrückt. Wird die Zeitkonstante der monostabilen
Kippschaltung 34 einstellbar gemacht, so kann auf diese Weise sogar das minimale Zeitintervall
zwischen Impulsen einer vorbestimmten Folge gesteuert werden.
[0024] Mittels der Widerstands- und Schalteranordnung 35 wird der Parameter Δt
i max auf einen konstanten Wert für alle Impulse aller Impulsfolgen eingestellt. Bei Verwendung
eines Mikroprozessors in den programmierbaren, digitalen Schaltwerk 12 der Fig.1 ist
es es jedoch möglich, das maximale Impulsintervall Δt
i max unterschiedlich für zwei aufeinanderfolgende Impulse und für jede Impulsfolge vorzugeben.
In ähnlicher Weise ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fi
g. 2 Δt
n max gemäβ Bedingung α bei Verwendung der Widerstands- und Schalteranord-
nung
35 Δt
i max gem. Bedingung α. Bei Verwendung eines Mikroprozessors kann auch dieser Parameter
für jede Impulsfolge einen unterschiedlichen Wert annehmen.
[0025] Der Zähler 37 ist vorzugsweise ein 1-aus-k-Zähler, wobei das 1-Bit durch die Eingangsimpulse
von der monostabilen Kippschaltung 34 fortgeschaltet wird und einen Ausgang des Zählers
nach dem anderen aktiviert. Jedes Ausgangssignal kann dann eine unterschiedliche Steuerung
auslösen. Alternativ dazu kann der Zähler 37 auch ein Binär-Dezimalzähler sein, dessen
Ausgänge mittels einer Dekodiereinrichtung dekodiert werden, um einen entsprechenden
Vorgang zu aktivieren. Schiebeschalter 38,39 dienen dazu, einenoder mehrere Zählerausgänge
wahlweise mit einer zu steuernden Vorrichtung zu verbinden.
[0026] Fig. 2 zeigt insbesondere, daß der Schalter 38 einen Schleifer besitzt, der mit dem
Zählerausgang k verbunden ist, wobei der Ausgang des Schalters 38 ein Ausgangssignal
G an D-Flip-flop 40 legt. Der andere Eingang des Flip flop 40 ist mit dem Ausgang
der monostabilen Kippschaltung 36 verbunden. Immer, wenn das Ausgangssignal dieser
monostabilen Kippschaltung 36 einen niedrigen Wert annimmt, dann wird die Eingangsinformation
G in dem Flip-flop 40 gespeichert. Nimmt der Ausgang des Flip-flop 40 einen hohen
Wert (H) an, dann ändert ein Flip-flop 41 seinen logischen Ausgangszustand. Bei einem
hohen Ausgangssignal D des Flip-flop 41 wird ein Relais 43 über einen Verstärker 42
erregt. Hierdurch wird der gewünschte Schaltvorgang erzielt.
[0027] Gemäß einen anderen Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der Schalter 39 mit seiner
Klemme 1 an den Zählerausgang 1 angeschlossen. Immer, wenn dieser Ausgang erregt wird,
wird ein Signal mit einem hohen Wert über Flip-flo ps 44 und 45 sowie den Verstärker
46 zum Relais 47 zu dessen Erregung übertragen, wobei das Relais 47 eine andere Vorrichtung
wirksam macht.
[0028] Es ist zu beachten, daß der Zählerstand erst bei Deaktivierung der monostabilen Kippschaltung
36 als endgültiger Zählerstand festgestellt wird und für einen Schaltvorgang wirksam
wird. Auch die Schalter 38,39 können durch eine Mikroprozessorsteuerung ersetzt werden.
[0029] Als Baueinheiten gem. Fig. 2 können folgende im Handel erhältliche Einheiten verwendet
werden:
Die Verstärker 21,22,26 und der als Operationsverstärker ausgeführte Vergleicher 33
können durch die Schaltung LM 325 von Motorola, der Mikroprozessor durch ein System
8048 von Intel und die monostabilen Kippschaltungen 34 und 36 durch die Ein-heit CD
4528 von RCA realisiert werden. Der Zähler 37 ist die Baueinheit CD 4017 von RCA und
die Flip-flops 40 und 41 sind in der Baueinheit CD 4013 von RCA enthalten.
[0030] Fig. 3 zeigt die Realisierung des Schaltwerks 12 durch einen Mikroprozessor, etwa
den Mikroprozessor 8048 von Intel, sowie die Ausgestaltung der Eingabeeinheit 14.
[0031] Der Mikroprozessor 12' empfängt an seinem Anschluß K39 die Eingangsimpulsfolge c
(t) (vgl. Fig. 1). Durch Drücken einer Taste 100 kann der Mikroprozessor 12' über die
Eingangsklemme K4 zurückgesetzt werden. An die Eingangsklemmen K2, K3 ist ein Taktgenerator
angeschlossen, während die Eingangsklemme K7 an Masse liegt. über die Eingangsklemmen
K26 und K40 ist der Mikroprozessor 12' mit einer positiven Spannungsquelle verbunden
und über die Eingangsklemme K20 an Masse gelegt. An einem oder mehreren Anschlüssen
sind verschiedene zu steuernde Vorrichtungen über Verstärker 15, 15' und Relais 16,
16' angeschlossen. Die Fig. 3 zeigt als Beispiel die Anschlüsse P10 und P17.
[0032] Zur Eingabe der Parameter Alpha, Beta, Gamma dient die Dekodier-und Steuereinheit
14', die als Baustein HEF 4514 ausgeführt sein kann. Wie Fig. 3 veranschaulicht, werden
die Parameter Alpha, Beta, Gamma über die Tasten 101 bis 106 in die Dekodier- und
Steuereinheit 14' eingegeben, die entsprechende Signale an die Anschlüsse P22, P23
und P24 des Mikroprozessors 12' anlegt, der die Dekodier- und Steuereinheit 14' über
die Anschlüsse P25, P26 steuert.
[0033] Die Arbeitsweise dieser Schaltungsanordnung ist wie folgt:
Anfangs wird der Mikroprozessor 12' beim Anlegen von Betriebsspannung oder durch Drücken
der Taste 100 rückgesetzt.Der Arbeitsspeicher des Mikroprozessors übernimmt vom Programmspeicher
die Parameter Alpha, Beta, Gamma für die verschiedenen möglichen Impulsfolgen.
[0034] Nach Rücksetzen des Mikroprozessors wird das Programm gestartet und der Prozessor
in eine Warteschleife versetzt. Bei Eingabe von Impulsfolgen c
(t) prüft der Mikroprozessor diese laufend auf Übereinstimmung mit einer der Referenzimpulsfolgen
bzw. mit den gespeicherten Parametern. Wird eine Übereinstimmung festgestellt, dann
nimmt der der erkannten Impulsfolge zugeordnete Anschluß P10 bzw. P17 usw. einen hohen
Spannungswert an und die-zugeordnete Vorrichtung wird über den Verstärker 15, 15'
und das Relais 16, 16' erregt. Beim Eintreffen der nächsten entsprechenden Eingangsimpulsfolge
c
(t) wird der zugeordnete Anschluß P10 bzw. P17 auf 0 zurückgesetzt und der Schaltvorgang
aufgehoben.
[0035] Über die Eingabetastatur 101 bis 106 können die Schaltbedingungen Alpha, Beta und
Gamma verändert werden. Durch Drücken einer Taste 107 wird dem Mikroprozessor 12
* über den Anschluß P21 mitgeteilt, daß als nächstes die Parameter Alpha, Beta, Gamma
geändert werden sollen, insbesondere die Eingabe einer Referenzimpulsfolge c
(t ref) erfolgt, deren Werte Alpha und Beta abgespeichert werden sollen. Durch Drücken
einer Taste 108 wird dem Mikroprozessor 12' über den Anschluß P20 mitgeteilt, daß
die Programmierung abgeschlossen ist und gleichzeitig wird dabei die Bedingung Gamma
eingegeben. Die Eingabe der Referenzimpulsfolge kann entweder über den Wandler 1,20
(Fig.1, Fig.2) oder durch impulsweises Drücken der Taste 109 über die Eingangsklemme
K39 zum Mikroprozessor 12' erfolgen.
[0036] Während beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 über jeweils einen Anschluß z. B. P10
je eine Vorrichtung gesteuert wird, können bei einer modifizierten Ausführungsform
die Signale mehrerer Anschlüsse einer Dekodiervorrichtung zugeführt werden, die dann
die entsprechende zu steuernde Vorrichtung erregt.
[0037] Nachstehend werden nun Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben,
die sich nicht nur auf die Auslösung von Schaltvorgängen, sondern auf die Steuerung
von Abläufen beziehen.
[0038] Fig. 4 zeigt das Schaltwerk 12 der Anordnung der Fig. 1 mit entsprechenden Baueinheiten
34, 36, 37, 40 und 41 der Fig. 2,. die zum Erkennen einer bestimmten Impulsfolge und
zum Aktivieren der damit ausgewählten zu steuernden Vorrichtung dienen. Bei dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 4 soll die Lichtstärke einer Lampe 220 über ein üblicherweise als Dimmer
bezeichnetes Stellglied 213 gesteuert werden, das in bekannterweise eine Triac-Stufe
aufweist, die ihr Steuersignal von der Steuereinheit 212 erhält, die beispielsweise
der Baustein S 566 der Firma Siemens AG sein kann. Die Funktion dieser Steuereinheit
212 ist derart, daß sie durch die
.Vorderflanke eines Eingangsimpulses am Eingang 214 aktiviert wird und ein Steuersignal
an das Stellglied 213 legt, das die Leuchtstärke der Lampe 220 allmählich ansteigen
und wieder abfallen läßt, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist. Fällt der Eingangsimpuls
am Eingang 214 ab, dann wird die gerade erreichte Leuchtstärke beibehalten. Wird am
Eingang 214 ein Impuls von kurzer Dauer etwa, beispielsweise zwischen 60 und 400 ms
vorzugsweise 200 ms angelegt, dann wird die Lampe 220 abgeschaltet.
[0039] Das Signal am Eingang 214 wird durch ein Schaltwerk 200 erzeugt, das wie folgt aufgebaut
ist:
Das Ausgangssignal des Schaltwerks 12, das von dem Flip-Flop 41 auf Leitung 204 abgegeben
wird, gelangt an je einen Eingang von Und-Gliedern 206 und 209 sowie an den einzigen
Eingang eines Toggle-Flip-Flops 207, das bei Empfang jedes Eingangsimpulses seinen
Ausgangszustand wechselt. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 207 ist mit dem anderen Eingang
des Und-Gliedes 209 und der Z mit einem Eingang eines Und-Gliedes 210 verbunden. Der
andere Eingang des Und-Gliedes 210 empfängt den Ausgangsimpuls einer monostabilen
Kippstufe 208, die von dem Signal G am Ausgang der Schaltervorrichtung (38) (Fig.2)
angestoßen wird und eine Zeitkonstante t3 besitzt.
[0040] Am anderen Eingang des Und-Gliedes 206 liegt über Leitung 203 das Ausgangssignal
der monostabilen Kippstufe 34 (Fig. 2) an. Die Ausgänge der Und-Glieder 209 und 210
sind über ein Oder-Glied zusammengefaßt, dessen Ausgang mit dem Eingang 214 der Steuereinheit
212 verbunden ist.
[0041] Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 6 sei nachstehend die Funktion der Schaltungsanordnung
gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
[0042] Am Ausgang der Schaltvorrichtung 36 entsteht zum erstenmal ein Signal G, wenn gemäß
Fig. 6 erste Zeile 3 Impulse mit gleichem vorgegebenem Abstand erzeugt wurden, wie
dies im Hauptpatent im einzelnen erläutert ist. über die beiden Flip-Flops 40, 4l
entsteht auf Leitung 204 ein 1-Signal, das das Flip-Flop 207 umschaltet, so daß dessen
Q-Ausgang den Wert 1 annimmt und über das Und-Glied 209 ein 1-Signal an den Eingang
214 der Steuereinheit 212 angelegt wird. Dieses Signal bleibt solange erhalten, bis
an der monostabilen Kippstufe 34 wieder ein Impuls auftritt, d. h. bis wieder ein
einmaliges Händeklatschen erfolgt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird über die Leitung 203
das Und-Glied 206 durchgeschaltet und stellt über Leitung 202 das Flip-Flop 41 zurück,
so daß auf Leitung 204 ein Null-Signal auftritt, über das das Flip-Flop 207 umgeschaltet
und die Und-Glieder 206 und 209 gesperrt werden. Da der Q-Ausgang des Flip-Flops 207
auf 1 ist, wird das Und-Glied 210 vorbereitet und dann für die Dauer t
3 durchgeschaltet, wenn nach dreimaligem Händeklatschen wieder ein Signal G erzeugt
und an die monostabile Kippstufe 208 angelegt wird (vgl. Fig. 6). Der über das Und-Glied
210 und das Oder-Glied 211 an den Eingang 214 der Steuereinheit 212 angelegte kurze
Impuls schaltet die Be- le.uchtung der Lampe 220 ab.
[0043] Obwohl beim Ausführungsbeispiel die Leuchtstärkenveränderung durch einmaliges Händeklatschen
und einen einmaligen Impuls auf Leitung 203 beendet wird, kann dieser Schaltvorgang
auch auf andere Weise erzielt werden, indem auf die Leitung 203 ein entsprechendes
Steuersignal gelegt wird, das beispielsweise von einem Ausgang des Zählers 37 abgeleitet
wird. Es -zeigt sich somit, daß mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nicht
nur ein Schaltvorgang ausgelöst werden kann, sondern auch eine andauernde Steuerung
vorgenommen werden kann. Mittels einer Taste 215 läßt sich die Steuereinheit 212 auch
von Hand beeinflussen.
[0044] Statt der Lampe 220 kann mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gegebenenfalls
unter Modifikation auch eine beliebige andere strom- oder spannungsabhängige Vorrichtung
gesteuert werden, wie ein Ventilator, eine Pumpe oder dgl.
[0045] Fig. 5 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei der über ein Schaltwerk 201 Richtung und Ausmaß einer Verstellung
mittels Elektromotor gesteuert werden soll. Anwendungsbeispiele sind Rolläden, Ventile
oder dgl.
[0046] Beim Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß beim Schließen einer Schaltstufe 226
ein Motor in einer Richtung "auf" läuft, in der ein Rolladen angehoben wird, während
beim Schließen einer Schaltstufe 227 der Motor in einer Richtung "ab" läuft, in der
der Rolladen herabgelassen wird. Die Steuerung der beiden Schaltstufen 226, 227 erfolgt
in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4. Das Schaltwerk 201 ist
dazu wie folgt aufgebaut:
Leitung 204 verbindet den Ausgang des Flip-Flops 41 mit dem Eingang eines Toggle-Flip-Flops
225 und je einem Eingang von Und-Gliedern 222, 223 und 224. Der andere Eingang des
Und-Gliedes 222 ist über die Leitung 203 mit dem Ausgang der monostabilen Kippschaltung
34, der andere Eingang des Und-Gliedes 223 mit dem-Q-Ausgang und der andere Eingang
des Und-Gliedes 224 mit dem Q-Ausgang des Toggle-Flip-Flops 225 verbunden. 2 Endschalter
(228, 229) bestimmen die Endpositionen der Motorbewegung. Sie liegen einerseits an
Masse zum anderen an dem Setz- bzw. Rücksetzeingang des Toggle-Flip-Flops 225 und
an einer monostabilen Kippschaltung 228 mit einer Zeitkonstanten t4. Die beiden Ausgänge der monostabilen Kippschaltung 228 sind über ein Oder-Glied
221 und die Leitung 202 mit dem Rücksetzeingang des Flip-Flops 41 verbunden. Der Ausgang
des Und-Gliedes 222 ist an den dritten Eingang des Oder-Gliedes 221 angelegt.
[0047] Die Funktion des Schaltwerks 201 ist ähnlich derjenigen der Ausführungsform der Fig.
4; sie wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 erläutert.
[0048] Nach dreimaligem Händeklatschen mit annähernd gleichem Abstand ergeben sich drei
Impulse, die über den Zähler 37 die Schaltvorrichtung 36 auswählen, so daß ein erstes
Signal G erscheint und ein 1-Signal auf der Leitung 204 auftritt, wodurch das
Toggle-Flip-Flop 225 umgeschaltet wird, so daß am Q-Ausgang (angenommenerweise) das
1-Signal auftritt und damit die Schaltstufe 226 erregt wird. Diese bleibt erregt bis
entweder der entsprechende Endschalter 228 bzw. 229 geschlossen wird, was eine Umschaltung
des Toggle-Flip-Flops 225 zur Folge hat oder über Leitung 203 bei einmaligem Händeklatschen
ein Impuls an den Rücksetzeingangdes Flip-Flops 41 angelegt wird. Beim nächsten dreimaligen
Händeklatschen wird dann die andere Schaltstufe, im vorliegenden Fall 227 durch das
1-Signal auf Leitung 204 und das 1-Signal am Q-Ausgang erregt.
[0049] Die Zeitkonstante t
4 der monostabilen Kippschaltung 228 ist derart bemessen, daß ein Impuls erzeugt wird,
der ausreicht, um das Flip-Flop 41 zurückzusetzen, was bei jedem Schließen eines der
Endschalter 228 oder 229 erfolgt.
[0050] Die beiden Ausführungsbeispiele zeigen, daß gegebenenfalls unter Modifikation die
verschiedensten Vorgänge gesteuert werden können.
[0051] In der bisherigen Beschreibung wurde angenommen, daß die akustischen Impulse durch
Pfeifen oder Klatschen erzeugt wurden. Eine auswertbare Impulsfolge c
(t) läßt sich aber gemäß der Erfindung auch von einem gesprochenen Wort oder Satz oder
anderen vom Menschen erzeugten Klangfolgen ableiten, so daß eine Steuerung von Vorgängen
und Geräten auch durch vom Menschen mittels Sprache gegebenen Befehlen möglich ist,
wenn ein derartiger Befehl als Bezugs impuls folge c
(t) REF zuvor in die Anordnung eingegeben wurde. Vorzugsweise werden dann dem Selektivverstäker
3 weitere Selektivverstärker mit geeignet gewählten anderen Durchlaßfrequenzen parallel
geschaltet. Die erzeugte Impulsfolge c
(t) wird dann in der bereits beschriebenen Weise ausgewertet. Eine zusätzliche Unterscheidung
ließe sich dadurch erreichen, daß bei der Aktivierung des jeweiligen Selektivverstärkers
ein Bezugssignal abgeleitet wird, das in zeitlicher Zuordnung zu dem von dem Selektivverstärker
erzeugten Impuls in der Impulsfolge eine zusätzliche Information darstellt, die bei
der Erkennung etwa durch weitere UND-Verknüpfungen ausgewertet werden kann.
[0052] Als zusätzlicher Parameter kann für die Beurteilung der Steuerimpulsfolge gemäß der
Erfindung die Bedingung wie folgt verwendet werden:
δ) Das ZeitintervallΔti zwischen aufeinanderfolgenden Eingansimpulsen Ci und Ci+1 ist größer als ein minimales Zeitintervall Δti min,das durch Programmierung vorgebbar ist.
1. Anordnung zum Steuern von Vorgängen oder Geräten abhängig vom Empfang bestimmter
Folgen akustischer Impulse im Gehörschallbereich, die von einem Wandler (1, 20) empfangen
und in elektrische Signale umgewandelt werden, die über einen Verstärker (2, 21) einer
Impulsformschaltung (3 bis 11; 22 bis 33) zugeführt werden, deren Ausgangsimpulsfolge
über eine einen Zähler enthaltende Prüfschaltung auf vorbestimmte Parameter, wie Impulszahl
und Impulsabstand geprüft wird and bei positiver Prüfung ein Steuersignal abgegeben
wird, dadurch gekennzeichnet; daß mittels der Prüfschaltung folgende einstellbar vorgegebene
Parameter geprüft werden:
α) Das Zeitintervall Δti zwischen den Impulsen Ci und Ci+1 ist kleiner als ein vorgegebenes Zeitintervall Δtimax,
ß) die Anzahl der die Bedingung α erfüllenden hintereinander auftretenden Impulse
ist gleich einer Bezugsanzahl n und
nach dem letzten Eingangsimpuls verstreicht eine Zeitspanne Δtn max' ohne daß ein weiterer Eingangsimpuls auftritt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Impulsformer eine
selbsttätige Schaltschwellenanpassung an den durchschnittlichen Umweltgeräuschpegel
besitzt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Impulsformer zwei
Parallelzweige aufweist, von denen der erste aus einem Selektivverstärker (3; 22)
mit nachgeordneter Gleichrichter- und Siebschaltung (4, 5; 23, 24, 25) und der zweite
Zweig aus einem Regelverstärker (6; 26).mit nachgeordneter Gleichrichter- und Siebschaltung
(7, 8; 27 bis 30) besteht und die Ausgangssignale der beiden Zweige einem Vergleicher
(11; 33) mit Schwellenwerteigenschaft zugeführt werden, wobei der Schwellenwert durch
das Ausgangssignal (B) des zweiten Zweiges bestimmt wird.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß dem Ausgangssignal (B)
des zweiten Zweiges eine minimale Schaltschwellenspannung (U0) hinzugefügt wird.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Zähler
(37) zum Zählen der Eingangsimpulse über eine in ihrer Zeitkonstanten programmierbare
monostabile Kippschaltung (36) aktiv gehalten wird, solange das durch die Zeitkonstante
bestimmte Zeitintervall Δtimax eingehalten wird.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß
dem Zähler (37) ein programmierbarer Dekodierer (38, 39) nachgeschaltet ist, der nach
Verstreichen der Zeitspanne Δtn max die dem Zählerstand entsprechende Vorrichtung (43 bzw. 47) wirksam macht.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß
die Parameter mittels eines Programmwahlschalters (13) oder durch Eingabe einer Mustersignalfolge
c(t)REF in die Anordnung eingegeben werden.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß
das Steuersignal (G) an ein Schaltwerk (200; 201) angelegt wird, das den Erregungszustand
für das angeschlossene Gerät bzw. den durchzuführenden Vorgang bis zum Empfang eines
weiteren Steuersignals aufrechterhält.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn- zeichnet, daß das zu steuernde Gerät
bzw. der zu steuernde Vorgang mehrere Erregungszustände aufweist und das Schaltwerk
(200; 201) bei Empfang des weiteren Steuersignals das Gerät bzw. den Vorgang in einen
weiteren Erregungszustand umschaltet, wobei das weitere Steuersignal von dem den vorhergehenden
Erregungszustand auslösenden Steuersignal verschieden oder gleich diesem Steuersignal
sein kann.
10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Schaltwerk
(200; 201) eine elektrische Vorrichtung leistungs- und/oder richtungsabhängig steuert.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Prüfschaltung und/oder die Schaltwerke durch einen Mikroprozessor realisiert sind.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß
mittels der Prüfschaltung auch der folgende vorgegebene parameter geprüft wird: δ)
das ZeitintervallΔti zwischen aufeinanderfolgenden Eingangsimpulsen Ci und Ci+1 ist größer als ein vorgegebenes minimales ZeitintervallΔtimin.
13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die auszutaertende impulsfolge von akkustischen Impulsen abgeleitet wird, die durch
Pfeifen, Klatschen oder aber aus menschlicher Sprache abgeleitet werden, wobei vorzugsweise
mehrere Selektivverstärker (3;22) mit unterschiedlichen Durchlaßfrecuenzen zueinander
parallel geschaltet sind.