Die Erfindung betrifft eine Einbauschaltuhr mit einem Mikroprozessor mit einem zugehörigen Steuerprogramm, einem Zeittaktgeber mit Eingabetasten zu einer Programmauswahl, zu einer Einstellung von programmierten Zählern sowie einer jeweiligen Wahlbestätigung und mit einer Anzeigevorrichtung zu einer Programm- und Betriebsdatenanzeige sowie mit mindestens einem Meßsignaleingang, dessen Meßsignal in einem Analog-Digitalwandler digitalisiert und dann programmgemäß verarbeitet wird, sowie mit mindestens einem ausgangsseitig angeschlossen gesteuerten Schalter, wobei Steuerprogramm ein tastensteuerbares Menueprogramm mit einem Hauptmenue und Untermenues und Zähler-Einstellmenuepunkten der programmierten Zähler sowie ein Menueanzeigeprogrammteil und Zählerdarstellungsprogrammteilen umfaßt.

Eine derartige Einbauschaltuhr ist aus "Elektronic Welt '96", Katalog von Conrad Electronic, 92240 Hirschau, gültig ab August '95, S. 71 - 73, 990, 1065 bekannt, wo unter "Dialog Z" UP Zeitschaltuhr eine programmierte Vorrichtung beschrieben ist, die verschiedene Gerätetypen umfaßt, wie Zeitschalter, Dämmerungsschalter, Zufallsschalter u.a., die durch eine Programmselektion zu aktivieren sind und zu denen die zugehörigen Einstellmöglichkeiten nacheinander zur Ausführung angeboten werden. Die numerische Anzeige ermöglicht nur eine beschränkte Programmwahl und Funktionsdarstellung.

Weiterhin sind dort genormte Reihen-Einbauschaltuhren in verschiedenen Ausführungen als "2-Kanal Digitale Wochenschaltuhr" und als "Elektronische Wochenzeitschaltuhr" mit nur 35 mm Breite und numerischer LCD-Anzeige beschrieben. Jeder Gerätetyp ist dabei individuell ausgestaltet. Es werden jeweils ausführliche Bedienungsanleitungen zu allen vorgenannten Schaltgeräten benötigt.

Weiterhin ist in der DE 42 10 874 A1 eine elektronische Zeitschaltuhr beschrieben, die einen Mikroprozessor aufweist, der ein festes Einstellprogramm und ein Betriebsprogramm enthält. Die Bedienfunktionen und die Betriebsfunktionen sind jeweils auf bestimmten Spezialfeldern der Anzeigevorrichtung visualisiert. Dies bedeutet, daß die Anzeigevorrichtung passend zu den Zeitschaltuhr-Funktionen ausgebildet und die gesamte Schaltvorrichtung nur so einsetzbar ist. Die Einstellung neuer Schaltvorgabezeiten und einer neuen Uhrzeit und Datumangabe erfordert eine genaue Kenntnis der Einstell-Bedienfunktionen, die i.a. jeder Schaltvorrichtung als umfangreiche gedruckte Bedienanleitung in einer Vielzahl von Sprachen beizufügen ist.
Die Einstellung der gewünschten Schaltzeiten, die sogenannte Programmierung, erfolgt programmgesteuert jeweils bei Tastenbetätigungen, indem Zählerstände verändert werden und nach Betätigung einer Betätigungstaste in einem Speicher abgespeichert werden, auf den das Betriebssteuerprogramm zugreift.

Weiterhin ist es aus der "Datenbank für PC-Netz" in: Computer persönlich, Ausgabe 23 vom 29.10.1996, S. 82, bekannt, sogenannte Personalcomputer, mit einem Menuesteuerprogramm auszustatten, wobei die jeweils auszuwählenden Funktionen als Textblöcke auf dem Bildschirm neben- und/oder untereinander dargestellt werden und jeweils aktivierte oder aktivierbare Funktionen auf dem Bildschirm durch Negativdarstellung, Fettschrift, Blinkfunktionen und/oder Cursor gekennzeichnet sind. Eine Schaltuhr, die nur wenige Zentimeter breit und hoch sein darf, um in genormten Einbausystemen verwendbar zu sein, bietet keinen Platz für die üblich gebotene Informationsfülle eines Menues mit Untermenues.

Weiterhin ist aus der US 5 477 508 eine digitale Armbanduhr mit einer 6-zeiligen X-numerischen LCD-Anzeige bekannt, die eine Menuesteuerung für die Funktionseinstellungen aufweist, wobei das Hauptmenue verschiedene Betriebsarten, wie Wecker, Stoppuhr und Rechner sowie Zeiteinstellungen auswählen läßt und in den zugehörigen Untermenues die Einstellfunktionen auszuführen sind, wobei entsprechende digitale Zeitdarstellungen oder Zahlenfelddarstellungen zur Anzeige kommen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ausgehend von der eingangs genannten Schaltvorrichtung, eine universell, insbesondere auch als Schaltuhr, verwendbare elektronische Schaltvorrichtung zu schaffen, die auch ohne Bedienungshandbuch von Angehörigen verschiedener Sprachkreise einfach einzurichten und einzustellen ist.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß das Programm ein Leitmenue umfaßt, welches über eine Sondertaste oder über eine codierte Schalterkombination auszuwählen ist und mit dem jeweils einem aus verschiedenen darstellbaren Schaltgerätetypen, wie Schaltuhr, Thermostatschaltuhr, Alarmuhr, Dämmerungsschalter und Impulsuhr, ausgewählten Schaltgerätetyp jeweils eine geeignete Auswahl von Hauptmenuepunkten zugeordnet werden kann, und daß das Menueprogramm ein Sprachenauswahlmenü umfaßt, in dem verschiedenen Sprachangaben jeweils eine Menuetexttabelle in der entsprechenden Sprache zugeordnet ist, die jeweils menueauswahlgemäß zur Anzeige zu bringen sind, wozu die Anzeigevorrichtung eine mehrzeilig alphanumerisch ansteuerbare Punktmatrix ist, und daß das Menueanzeigeprogrammteil abhängig von einem jeweils angewählten Menuepunkt, falls dieser ein Hauptmenuepunkt ist, den Tabellentext von diesem und mehreren folgenden Hauptmenuepunkten zur Anzeige bringt oder falls dieser ein Untermenuepunkt ist, den Tabellentext von diesem und mindestens dem zugehörigen Hauptmenuepunkt, und ggf. mind. eine zugehörige Zählerdarstellung auf der Anzeigevorrichtung zur Darstellung bringt.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen an.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erbringt die Möglichkeit, mit einem einzigen Gerät zahlreiche bisher unterschiedliche Gerätetypen, wie Schaltuhr, Thermostatschaltuhr, Alarmuhr, Dämmerungsschalter und/oder Impulsuhr, zu ersetzen. Etliche solcher Gerätetypen haben Teilfunktionen in gleicher Weise. So haben alle Uhrenarten das Einstellen der Uhrzeit und ggf. der Wochentage und eines Datums gemeinsam. Weiterhin sind Vergleichszeiten für Einschaltzeitpunkte, Ausschaltzeitpunkte oder Schaltzeitdauer aufzunehmen und bereitzuhalten. Außerdem haben manche Steuergeräte digitale oder analoge Meßeingänge zu überwachen, wozu Vergleichswerte aufzunehmen und zu speichern sind. Manche der Funktionen sind grundsätzlich und andere optional vorzusehen.

In der Tabelle 1 ist eine Übersicht eines Leitmenüs gegeben. Wird eine Geräteart ausgewählt, so kann beim Einrichten der Funktion jeweils die Option ausgeübt werden und eine für den jeweils vorgesehenen Zweck die Festlegung getroffen werden, welche Punkte im Menü auftreten sollen. Weitere Menüpunktkombinationen oder weitere Hauptmenüpunkte und Untermenüs lassen sich programmieren und hinzufügen. Dies vereinfacht die Entwicklung neuer Schaltgerätetypen und erhöht deren Produktionsstückzahlen, die Produktlebenszeit und vereinfacht die Lagerhaltung, Reparatur und den Kundendienst. Auch die Einsparung der Handbücher erleichtert die Logistik und den Kundendienst. Die Ergänzung einer weiteren Sprache erfordert nur deren Texttabelle.
Für welche Geräteart jeweils eine Schaltvorrichtung eingesetzt werden soll, wird entweder durch eine spezielle Tastenbedienung beim Einschalten über den Einstieg in das Leitmenü menügesteuert festgelegt, oder in einer anderen Ausführung durch eine Codevorgabe an Eingängen des Mikroprozessors über Lötbrücken oder Schalter festgelegt. Auch läßt sich die Art der Belegung von Meßsignaleingängen, z.B. eines Temperaturfühlers oder eines Helligkeitsensors, zur Festlegung der Geräteart programmgemäß nutzen.

Durch die Auswahl der Muttersprache erhält jeder Bediener die notwendige Information unmißverständlich. Es wird durch die neuartige Strategie jeweils das und nur das auf der Anzeigevorrichtung dargestellt, was im jeweiligen Bedienungsschritt wissenswert ist. So sind textmäßig entweder der gewählte Hauptmenüpunkt und mehrere Folgemenüpunkte angezeigt, so daß nicht benötigte Punkte bildgemäß durch einen Menütastendruck durchlaufen werden können, oder der Hauptmenüpunkt mit dem Untermenüpunkt und den dem zugehörigen Zählerbereich angezeigt wird. Mit der Bestätigungstaste werden jeweils die Zählerbereiche und Untermenüpunkte nach und nach abgearbeitet, wobei die jeweils eingestellten Zählerstände dem entsprechenden Speicherbereich des Betriebsprogramms zugeführt werden.

Die Rückkehr vom Ende eines Untermenüs führt stets zum ursprünglichen Hauptmenüpunkt zurück, so daß bei nachträglich festgestellter Fehleinstellung das Untermenü ganz einfach mit der Bestätigungstaste nochmals aufgerufen werden kann. Die Tastenbedienungen werden programmgemäß nur dann ausgewertet, wenn menügemäß eine zugelassene Funktion vorzunehmen ist. Unmögliche Zeiteinstellungen, fehlende Partner eines Zahlenpaares, unmögliche Datumswerte werden per Programm ausgeschlossen bzw. nachgefordert, wozu zum Menü gespeicherte Ergänzungstexte dienen können.

Eine Bedienungserleichterung ergibt sich durch eine Großzifferndarstellung, die über zwei oder drei Zeilenhöhen reicht, wobei dann nur eine Textzeile für den Hauptmenütext und ggfls. eine für einen Untermenütext vorgesehen sind.

Die Wochentage werden bedienerfreundlich durch sprachübliche Buchstabenkombinationen statt durch Ziffern angezeigt.

Die Tabelle 1 zeigt ein Beispiel für ein Schaltgerät mit einem Schaltrelais, das auf die bis zu vier Ein- und Ausschaltzeitpunkte, die jeweils den Wochentagen zuzuordnen sind, im Schaltuhrbetrieb programmiert werden kann. Sind mehrere Relais vorgesehen, sind weitere Zeilen dafür der Tabelle hinzuzufügen.

Die Bedienung mit nur vier Tasten ist ebenso einfach wie das Stellen einer Uhr oder eines Weckers, da die Anzeige stets Auskunft darüber gibt, was gerade eingestellt wird und ansonsten keinen verwirrenden Ballast zeigt. Die Menütaste ermöglicht nur dann das Weiterschalten zu einem neuen Menüpunkt, wenn die Unterfunktionen zum Abschluß gebracht werden. Der Eintritt, die Fortführung und die Beendigung der Unterfunktionen und Einstellfunktionen werden mit der Bestätigungstaste, der OK-Taste, jeweils veranlaßt. Das Zählen der einzugebenden Zählerstände erfolgt entweder mit der Menütaste, dann sind nur zwei Tasten vorzusehen, oder mit einer Vor- und ggfls. Rückzähltaste. Hierbei läßt sich auch die übliche Schnellzählfunktion bei einer Dauerbedienung vorsehen. Hauptmenüpool Schaltuhr Therm.-schaltuhr Alarmuhr Dämmerungsschalter Astron. Dämmerungschalter Impulsuhr D, F, GB ... X X X X X X X X Uhrzeit X X X X X X Datum X X X X X Standard Programm O O Relais 1 Progr 1 X X X Relais 1 Progr 2 X X X Relais 1 Progr 3 X X X Relais 1 Progr 4 X X X geogr. Breite Nord X geogr. Breite Süd X geogr. Länge Ost X geogr. Länge West X Schaltverzögerung X T min (Reduz.) X T max (Soll) X Frostschutz +5°C X Lux X Impulsbeginn X X Impulsdauer X Reset X X X X X PIN - Code O O O O O O Sommer/Winter X X X X Automatik X X X X X X Ein permanent O O O O O Aus permanent O O X O O O Hilfe O O O O O O X = standard
O = Option

Tabelle 2 veranschaulicht für die Funktion einer einkanaligen Schaltuhr eine gestufte Folge von Hauptmenüpunkten, Untermenüpunkten und Zählereinstellpunkten.

In der linken Spalte sind alle vorzusehenden Hauptmenütexte angegeben, die in die Texttabelle selbstverständlich in dichter Folge eingetragen sind. Von dort gibt es jeweils einen Verweis auf das zugehörige Untermenü oder Zählerstellmenü, die in der zweiten bzw. dritten Spalte zu finden sind.

Zu den vier Hauptmenüpunkten "Relais 1", "Programm 1" usw. ist selbstverständlich jeweils das Einstellmenü anzuschließen. Sind mehrere Relais in einer Mehrkanal-Schaltuhr vorhanden, kommen weitere Hauptmenüpunkte hinzu. Selbstverständlich lassen sich auch die Punkte "Progr. 1" bis "Progr. 4" aus dem Hauptmenü in ein Untermenü ausgliedern. An diese sind dann die untergeordneten Einstellmenüpunkte anzuschließen. Das Hauptmenü beinhaltet dann dort nur noch "Relais 1", "Relais 2" etc.

Diese Übersichtstabelle der Funktionsfolgen zeigt die Vielfalt der Gestaltungsmöglichkeiten. Da eine vierzeilige Anzeige vorgesehen ist, sind vier Stufen des Menüs nicht zu überschreiten, wenn aus jeder aktiven Stufe der Texteintrag visualisiert werden soll. Die Folgeschritte in einer Menüstufe lassen sich oft zweckmäßig in Doppel- oder Triplettfeldern darstellen, wie Stunden-Minuten oder Stunden-Minuten-Sekunden oder Tag-Monat-Jahr oder umgekehrt.

In den Tabellen 3 - 9 ist übersichtlich dargestellt, wie die Vorrichtung, wenn sie als Einkanal-Schaltuhr, d.h. mit nur einem Relaisausgang, eingestellt wird.

In der linken Spalte ist jeweils die vorher gedrückte Taste angegeben. In der zweiten Spalte ist das Anzeigebild und in der dritten Spalte ist ein Funktionskommentar jeweils dargestellt.

Vom Hauptmenü ist jeweils der aktuelle Punkt in der obersten Zeile und in negativer Darstellung gebracht. Im Einstellmenü sind die aktuell zu beeinflussenden Zählerstellen blinkend vorgesehen. Die Zahlen sind möglichst über zwei Zeilenhöhen ausgebildet, wenn nur eine Uhrzeit, Zahl oder ein Datum anzuzeigen ist.

In Tabelle 6 sind im 1. und 5. Block dargestellt, wie beispielsweise die Ein- und Ausschaltzeiten zu "Progr. 1" und "Progr. 2" bestimmten Wochentagen, hier Montag bis Freitag, zugeordnet werden. Im weiteren Programmierverlauf werden dann die Ein- und Ausschaltzeiten von "Progr. 3" den beiden letzten Wochentagen zugeteilt.

Die Vergabe einer PIN-Zahl, mit der ein späteres Verstellen des Programmes durch Unbefugte verhindert werden kann, ist beispielhaft gezeigt. Die Einstellbarkeit von Hundertergruppen hat sich gegenüber einer Dekadeneinstellung als bequemer erwiesen.

In Tab. 9 ist im Hauptmenüpunkt "Automatik" der Übergang zum Schaltbetriebszustand vorgesehen.

In diesem werden die aktuelle Betriebsdaten laufend zur Anzeige gebracht. Es sind verschiedene Arten der Anzeige programmgemäß vorsehbar, die beispielhaft dargestellt sind und sich an bekannten, fest markierten Anzeigevorrichtungen orientieren. Die übersichtlich angeordneten Elemente sind eine digitale aktuelle Uhrzeit- und Datumsanzeige, sowie eine balken- oder sektormäßigen Schaltzeitendarstellung mit Skalierungsangaben. Eine rastermäßige Gliederung der Balken erleichtert die Übersicht.

Aus dem Betriebsanzeigezustand kann jederzeit zum Hauptmenü zurückgekehrt werden und der Einstellbetriebszustand zurückgeholt werden, wenn die OK-Taste bedient wird. Die nächsten Menüzustände sind dann eine Dauereinschaltung und weiter eine Dauerausschaltung, die zu Testzwecken oder in Sonderfällen nützlich sind. Von dort wird der Beginn des Hauptmenüs durch einen Menütastendruck erreicht.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Vorrichtung. Der Mikroprozessor (MP) enthält einen Programmspeicher (PS), der die Programmteile des Betriebsprogrammes, der Menübearbeitung und der Darstellung der Menütexte und Zählerspeicherinhalte enthält. Ein weiterer Speicherteil (MTS) dient der Haltung des Menüpools und der Menütexte. Weiterhin sind Zählerspeicher (ZS) für die Zählspeicherinhalte vorgesehen, die der Zwischenspeicherung beim Zählen der Tastenimpulse als auch der Bereitstellung der Zählwerte für die Vergleichsfunktion des Betriebsprogrammes dienen.

Weiterhin sind Merkerzellenspeicher (MZS) vorgesehen, die den jeweiligen aktuellen Zustand des Menüs halten.
Weiterhin sind Bildspeicherbereiche (BS) vorgesehen, die die verschiedenen Bilddarstellungen als auch das aktuell darzustellende Bild beinhalten.

Für die Schaltuhrfunktion ist ein Zeitimpulsgeber (CL) vorgesehen, dessen Impulse in einen Zähleingang eines Tageszeitzählers (Tz) eingegeben werden, dessen Überlaufsignale in den Eingang eines Datumzählers (Dt) gegeben werden.

Die Daten des darzustellenden Bildes werden aus dem Bildspeicher (BS) über eine Ansteuereinheit (DC) an die Anzeigevorrichtung (D), die eine Punktmatrix ist, übergeben.

Zur Darstellung von vier Zeilen sind zweckmäßig vertikal mindesten 32 Punkte vorzusehen. Die Zeilenlänge ist zweckmäßig 128 Punkte. Eine höhere Auflösung erbringt bei höherem Aufwand eine bessere Zeichenwiedergabe oder ermöglicht die Darstellung weiterer Zeilen, falls komplexere Funktionen zu programmieren sind.

Eingangsseitig sind die vier Bedientasten (Menü, OK, T+, T-,) angeschlossen und ggfls. drei Auswahlschalter (S1, S2, S3), die der codierten Auswahl der Funktion des jeweiligen Schaltgerätetyps dienen.

Für Thermo- oder Dämmerungssystemfunktionen ist ein Meßsignaleingang (ME) vorgesehen, der an einen Analog-Digitalwandler (A/D) führt.

Ausgangsseitig schaltet der Mikroprozessor (MP) ggfls. über einen Verstärker, mindestens ein Relais (R1), dessen Kontakt (RK) extern zu beschalten ist.

Die gesamte Schaltung ist in einem Reihenmontage-Standardgehäuse (G) von etwa 35 mm Breite gemäß Fig. 2 zusammen mit einem Netzteil unterzubringen. Die Frontseite ist überwiegend mit der Anzeigevorrichtung (D) belegt und darunter mit zwei und zwei Tasten (Menü, Ok, T-, T+) bestückt, die gut mit einem oder besser mit zwei benachbarten Fingern zu bedienen sind.

Wenn auf die Menütaste (Menü) verzichtet wird, dienen die Zählstelltasten (T+, T-) zum Weiterschalten im Menü. Es ist dann im Rahmen der Logik, auch die Zurückzähltaste (T-) für ein Rückschalten im Menü nutzbar zu machen. Die Vorwärtszähltaste (T+) wird sinnvoller Weise rechts von der Zurückzähltaste (T-) angeordnet, da ein Weiterschreiten, z.B. auch bei der Wochentaganzeige, dann mit der rechten Taste (T+) nach rechts läuft und umgekehrt mit der linken Taste (T-) nach links. Im Menü entspricht analog ein Fortschreiten einem Schritt nach unten in der Darstellung der Punkte.
Alternativ ist es ergonomisch, die Vorwärtszähltaste (T+) oben und die Zurückzähltaste (T-) darunter anzuordnen. Die beiden anderen Tasten (OK, Menü) liegen dann vorzugsweise rechts daneben.