DE112005000455T5

DE112005000455T5 - System for remotely controlling an electrical switching device

Info

Publication number: DE112005000455T5
Application number: DE112005000455T
Authority: DE
Inventors: Roger T. Salt Lake City Johnsen; Paul E. Sandy Nagel; James K. Sandy Russel; Paul B. Centerville Vincent
Original assignee: Control4 Corp
Current assignee: Control4 Corp
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2007-02-08
Also published as: GB0617038D0; GB2425892B; GB2425892A

Abstract

System für das Fernsteuern einer elektrischen Schaltvorrichtung, umfassend:
eine Montagevorrichtung, die konfiguriert ist, um in einer Wand montiert zu werden und die elektrische Schaltvorrichtung aufweist, die von der Montagevorrichtung getragen wird;
eine Abdeckung, die konfiguriert ist, um mindestens einen Teil der in der Wand montierten Montagevorrichtung abzudecken;
eine Abschirmplatte, die konfiguriert ist, um eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufzuweisen, wobei die Abschirmplatte in der Nähe der Montagevorrichtung zwischen der Abdeckung und der elektrischen Schaltvorrichtung montiert ist; und
eine nicht isotrope Hochfrequenz-(HF)-Richtantenne, die eine Größe aufweist, damit sie in die Abdeckung passt und konfiguriert ist, um HF-Signale zu senden, wobei die HF-Antenne zwischen der Abschirmplatte und der Abdeckung in einer vorbestimmten Distanz von der Abschirmplatte angeordnet ist, wobei die vorbestimmte Distanz gewählt wird, um eine Fähigkeit der HF-Antenne, HF-Signale zu senden und zu empfangen, zu verbessern.A system for remotely controlling an electrical switching device, comprising:
a mounting device configured to be mounted in a wall and having the electrical switching device supported by the mounting device;
a cover configured to cover at least a portion of the wall-mounted mounting device;
a shield plate configured to have a high electrical conductivity, wherein the shield plate is mounted in the vicinity of the mounting device between the cover and the electric switching device; and
a non-isotropic radio-frequency (RF) antenna antenna having a size to fit in the cover and configured to transmit RF signals, the RF antenna located between the shield plate and the cover at a predetermined distance from the RF antenna Shield plate is arranged, wherein the predetermined distance is selected to improve an ability of the RF antenna to transmit and receive RF signals.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die Menschen haben sich eine Automatisierung des Hauses seit Jahren gewünscht. Die Fähigkeit, elektrische Leuchten, Geräte und Elektronik aus der Ferne oder durch einen zentralen Ort fernzusteuern, ist oft so erschienen, als sei sie gerade einmal einige Jahre entfernt. Das revolutionäre, automatisierte Haus der Zukunft ist jedoch eine Illusion geblieben. Die wenigen Produkte, die zur Verfügung gestellt wurden, sind oft so teuer, dass sie typischerweise nur von den Wohlhabenden und in Prototyphäusern der Zukunft verwendet werden. Vielen Automationsprodukten fehlt also die notwendige Funktionalität, um ein wirklich automatisiertes Haus zu ermöglichen.The People have been automating the home for years desired. The ability, electric lights, appliances and remotely control electronics remotely or through a central location, It has often seemed like it was just a few years away. The revolutionary, automated home of the future, however, has remained an illusion. The few products available are often so expensive that they are typically only from used to the wealthy and in prototype homes of the future become. Many automation products thus lack the necessary functionality to a to enable a truly automated home.

Noch vor einer Dekade bedeutet das Schaffen eines automatisierten Hauses gewöhnlicherweise, dass die notwendige Verdrahtung und Infrastruktur während der Konstruktion eines Hauses oder Gebäudes installiert werden musste. Die Verdrahtung alleine konnte Zehntausende von Dollar kosten. Das Gebiet der Hausautomation ist uneinheitlich gewesen, mit sich unterscheidenden Produkten, die nicht affektiv kommunizieren können. Diese Inkompatibilitäten haben weiter das Potential der Schaffung miteinander verbundener, ferngesteuerter Häuser und Gebäude begrenzt.Yet a decade ago means creating an automated home usually, that the necessary wiring and infrastructure during the Construction of a house or building had to be installed. The wiring alone could cost tens of thousands of dollars. The area Home automation has been patchy, with differing ones Products that can not communicate affectively. Have these incompatibilities continue the potential of creating interconnected, remotely controlled Houses and buildings limited.

In den letzten paar Jahren wurde eine drahtlose Infrastruktur entwickelt. Computer, die drahtlose Verbindungen aufweisen, sind nun verbreitet. Häuser und Gebäude brauchen nicht länger teuere Netzwerkkabel aufweisen, die installiert sind, um es Computern zu ermöglichen, über das Internet zu kommunizieren. Normen, wie die IEEE 802.11b sind aufgestellt worden, um es Computern zu erlauben, mit dem Internet und miteinander zu kommunizieren.In For the past few years, a wireless infrastructure has been developed. Computers that have wireless connections are now common. Houses and building do not need more have expensive network cables that are installed to computers to allow about that Internet to communicate. Standards, such as the IEEE 802.11b are set up to allow computers, the Internet and each other to communicate.

Die drahtlose Infrastruktur, die für Computer entwickelt wurde, weist jedoch für die Hausautomation Nachteile auf. Die Sender und Empfänger sind teuer und haben eine begrenzte Reichweite. Häuser und Gebäude können Empfangslöcher aufweisen, wo Signale eine zu geringe Leistung aufweisen, um empfangen zu werden. Drahtlose Geräte, die unter Verwendung der Norm 802.11b verbunden sind, können typischerweise nur mit eine zentralen Hub kommunizieren. Sie können üblicherweise nicht untereinander kommunizieren.The wireless infrastructure designed for Computer has been developed, but has disadvantages for home automation on. The transmitters and receivers are expensive and have a limited range. Houses and building can Dead spots where signals have too low a power to receive to become. Wireless devices, that are connected using the 802.11b standard can typically only communicate with a central hub. You usually can not use each other communicate.

Das Einbetten einer Funkfrequenzvorrichtung (RF-Vorrichtung) oder einer drahtlosen Vorrichtung, wie eines 802.11b-Senders, in typische Hausstrukturen oder kommerzielle Strukturen, wie eine Wandschalteranschlussdose, bietet eine Anzahl technischer Herausforderungen. Die Installationspraktiken und Materialien variieren sehr. Eine der schlimmsten Umgebungen ist eine metallische Anschlussdose, die in älteren Häusern und einigen neuen Konstruktion von privaten Häusern und Geschäftshäusern verwendet wird.The Embedding a radio frequency (RF) device or a wireless device, such as an 802.11b transmitter, into typical home structures or commercial structures, such as a wall switch junction box, offers a number of technical challenges. The installation practices and materials vary a lot. One of the worst environments is a metallic junction box used in older homes and some new construction from private houses and commercial buildings used becomes.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems für das Fernsteuern einer elektrischen Schaltvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 Fig. 12 is a perspective view of a system for remotely controlling an electric switching device according to an embodiment of the present invention;

2a ist eine Vorderansicht einer HF-Leiterplatte, die eine Patchantenne aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2a Fig. 10 is a front view of an RF printed circuit board having a patch antenna according to an embodiment of the present invention;

2b ist eine Rückansicht der HF-Leiterplatte der 2a, die eine HF-Transceiver-Schaltung zeigt, die auf der Rückseite montiert ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 B is a rear view of the RF board of the 2a showing an RF transceiver circuit mounted on the back according to an embodiment of the present invention;

3 ist eine Seitenansicht einer HF-Leiterplatte, die mit einer Schalterleiterplatte durch eine Jochplatte (yoke plate) verbunden ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3 Fig. 12 is a side view of an RF circuit board connected to a switch circuit board through a yoke plate according to an embodiment of the present invention;

4 ist ein Schaubild der Messung der Rückflussdämpfung, gemessen in dB in einer HF-Antenne relativ zur Frequenz; und 4 FIG. 12 is a graph of the measurement of return loss measured in dB in an RF antenna relative to frequency; FIG. and

5 ist eine Darstellung einer Fernfeldaufzeichnung, die den Antennengewinn zeigt, gemessen in dBi auf einer 180 Grad Oberfläche. 5 Figure 12 is a representation of a far-field record showing antenna gain measured in dBi on a 180 degree surface.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Ein System für das Fernsteuern einer elektrischen Schaltvorrichtung wird beschrieben. Das System umfasst eine Montagevorrichtung (mounting fixture), die konfiguriert ist, um in einer Wand montiert zu werden. Eine elektrische Schaltvorrichtung wird von der Montagevorrichtung getragen. Das System umfasst auch eine Abdeckung, die konfiguriert ist, um mindestens einen Teil der Montagevorrichtung abzudecken. Das System umfasst ferner eine Abschirmplatte, die konfiguriert ist, um eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufzuweisen. Die Abschirmplatte ist nahe der Montagevorrichtung zwischen der Abdeckung und der elektrischen Schaltvorrichtung montiert. Das System umfasst auch eine nicht isotrope Hochfrequenz-(HF)-Richtantenne, die in der Größe so ausgebildet ist, dass sie in die Abdeckung passt und konfiguriert ist, um HF-Signale zu senden. Die HF-Antenne ist zwischen der Abschirmplatte und der Abdeckung in einer vorbestimmten Distanz von der Abschirmplatte angeordnet. Die vorbestimmte Distanz wird ausgewählt, um die Fähigkeit der HF-Antenne, die HF-Signale zu senden und zu empfangen, zu erhöhen.One System for Remote control of an electrical switching device will be described. The system includes a mounting fixture which configured to be mounted in a wall. An electric Switching device is supported by the mounting device. The System also includes a cover that is configured to at least to cover a part of the mounting device. The system includes Further, a shield plate configured to have a high electrical conductivity exhibit. The shielding plate is near the mounting device mounted between the cover and the electrical switching device. The system also includes a non-isotropic radio frequency (RF) antenna which so formed in size is that it fits into the cover and is configured to receive RF signals to send. The RF antenna is between the shield plate and the cover arranged at a predetermined distance from the shield plate. The predetermined distance is selected for the ability the RF antenna to transmit and receive RF signals.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Es wird nun Bezug genommen auf die beispielhaften Ausführungsformen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, und es wird hier eine spezifische Sprache verwendet, um dieselben zu beschreiben. Es wird nichtsdestotrotz verständlich, dass dadurch keine Begrenzung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist. Änderungen und weitere Modifikationen der erfinderischen Merkmale, die hier dargestellt sind, und zusätzlichen Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie sie hier dargestellt ist, die einem Fachmann auf dem relevanten technischen Gebiet, der diese Beschreibung kennt, aufscheinen werden, werden als innerhalb des Umfangs der Erfindung betrachtet.It Reference will now be made to the exemplary embodiments, which are shown in the drawings, and here it becomes a specific language used to describe them. It will be nonetheless understandable, that is not intended to limit the scope of the invention is. amendments and further modifications of the inventive features, here are shown, and additional Applications of the principles of the invention as shown here which is a specialist in the relevant technical field, who this description knows, will appear, as being inside considered the scope of the invention.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein System 100 für das Fernsteuern einer elektrischen Schaltvorrichtung zeigt, ist in 1 dargestellt. Das System kann eine Hochfrequenz-(HF)-Antenne 110, die mit einer elektrischen Steuervorrichtung oder elektrischen Schaltvorrichtung 118 (nachfolgend Schaltvorrichtung) gekoppelt ist, einschließen. Die Schaltvorrichtung kann für das Schalten einer elektrischen Last, wie einer Glühlampe, einer Leuchtstoffröhre, eines elektrischen Steckers (plug), eines Geräts, einer elektronischen Vorrichtung, eines Fernsehers, eines Garagentoröffners oder irgend einer anderen elektrischen Last verwendet werden.An embodiment of the present invention, which is a system 100 for remote control of an electrical switching device is shown in 1 shown. The system can be a radio frequency (RF) antenna 110 connected to an electrical control device or electrical switching device 118 (hereinafter switching device) is coupled include. The switching device may be used for switching an electrical load such as a filament lamp, a fluorescent tube, a plug, a device, an electronic device, a television, a garage door opener, or any other electrical load.

Die Hochfrequenzantenne kann verwendet werden, um mit einer entfernten Vorrichtung, wie einer Fernsteuerung oder einer getrennten Schaltvorrichtung zu kommunizieren. Beispielsweise kann eine Fernsteuerung verwendet werden, um das Licht in einem Haus, einem Raum oder einem Gebäude zu steuern. Die Fernsteuerung kann mit der Schaltvorrichtung über die HF-Antenne kommunizieren. Die Fernsteuerung kann verwendet werden, um ein Signal an die HF-Antenne zu übertragen und es einem Benutzer zu ermöglichen, aus der Ferne die Lichter an und aus zu schalten. Alternativ kann die Steuerung verwendet werden, um die Helligkeit der Beleuchtung zu modifizieren, wenn die Schaltvorrichtung ein Dimmer ist. Information kann von der HF-Antenne zur Fernsteuerung übertragen werden, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den Zustand der Schaltvorrichtung zu erkennen. Beispielsweise kann der Schalter Information übertragen im Hinblick darauf, ob der Strom ein- oder ausgeschaltet ist, oder im Hinblick auf den Pegel auf den die Beleuchtung eingestellt ist.The Radio frequency antenna can be used to communicate with a remote Device, such as a remote control or a separate switching device to communicate. For example, a remote control may be used be used to control the light in a house, a room or a building. The remote control can be connected to the switching device via the RF antenna communicate. The remote control can be used to transmit a signal to the RF antenna and to a user to enable remotely switch the lights on and off. Alternatively, you can The controller used to adjust the brightness of the lighting to modify when the switching device is a dimmer. information can be transmitted from the RF antenna to the remote control to allow it To enable users to recognize the state of the switching device. For example, the Transfer information switch whether the electricity is on or off, or with regard to the level to which the lighting is set.

Die Fernsteuerung kann eine tragbare Vorrichtung sein ähnlich einer Fernsteuerung, wie sie typischerweise verwendet wird, um Fernseher zu steuern. Alternativ könnte die Fernsteuerung eine komplexere Steuerung sein, die einen Betrachtungsschirm, wie einen LCD-Bildschirm aufweist, der verwendet werden kann, um eine Vielzahl von Vorrichtungen zu steuern. Der LCD-Schirm kann ein Berührungsbildschirm sein. Die Fernsteuerung kann auch ein Computer sein, der verwendet wird, um eine Vielzahl von ferngesteuerten Vorrichtungen zu steuern.The Remote control can be a portable device similar to one Remote control, as it is typically used to television to control. Alternatively could the remote control will be a more complex control that provides a viewing screen, like having a LCD screen that can be used to to control a variety of devices. The LCD screen can a touch screen be. The remote control can also be a computer that uses is to control a variety of remotely controlled devices.

Die HF-Antenne und die zugehörige Schaltung kann konfiguriert sein, einen Teil eines vermaschten Netzes darzustellen. Bei einem drahtlosen Netz, das auf der Norm IEEE 802.11b basiert, kommuniziert typischerweise jeder Knoten im Netz mit einer zentralen Quelle, die typischerweise ein Teil eines verdrahteten Netzes ist. Im Gegensatz dazu kann jeder Knoten in einem vermaschten Netz im Netz mit anderen Knoten im Netz kommunizieren. In einer Ausführungsform kann jeder Knoten mit jedem anderen Knoten kommunizieren. In einer anderen Ausführungsform können Knoten mit anderen Knoten im drahtlosen Netz, das sich innerhalb des Bereichs befindet, kommunizieren. Dies kann es ermöglichen, Knoten außerhalb des Bereichs der zentralen Quelle, die mit einem verdrahteten Netz verbunden ist, zu platzieren. Die Knoten können kommunizieren, indem sie als Zwischenverstärker agieren, und entfernte Knoten können mit der zentralen Quelle kommunizieren, durch das Übertragen ihrer Signale an andere Knoten, die die Information an die zentrale Quelle weiterleiten. Da die Knoten keine Übertragung über eine große Entfernung durchführen müssen, kann die HF-Antenne und die zugehörige Schaltung preisgünstig ausgelegt werden.The RF antenna and the associated Circuit can be configured to be part of a meshed network display. For a wireless network that conforms to the IEEE 802.11b standard Typically, each node in the network typically communicates with one central source, which is typically part of a wired one Net is. In contrast, every node in a meshed Network in the network communicate with other nodes in the network. In a embodiment Each node can communicate with every other node. In a another embodiment can Nodes with other nodes in the wireless network that are within of the area is communicate. This can make it possible Node outside of the area of the central source that with a wired network connected to place. The nodes can communicate by themselves as a repeater can act and remote nodes can communicate with the central source by transmitting their signals to other nodes that send the information to the central source hand off. Because the nodes do not transmit over a long distance carry out must, can the RF antenna and its associated Circuit priced be interpreted.

Jede ferngesteuerte elektrische Schaltvorrichtung kann ein Teil eines vermaschten Netzes sein. Das vermaschte Netz kann es ermöglichen, eine große Anzahl von Schaltvorrichtungen aus der Ferne zu steuern, ohne dass jeder Schalter sich innerhalb des Bereichs einer Steuerung befinden muss. Die Verwendung von Normen für eine drahtlose Kommunikation vermaschter Netze, wie die Norm ZigBee^®, kann es den Schaltvorrichtungen ermöglichen, mit anderen elektronischen Vorrichtungen zu kommunizieren und es ermöglichen, dass sie preisgünstig gesteuert werden können. Die preisgünstigen drahtlosen Netze kleiner Leistung können bei der Implementierung eines leistungsfähigen (affordable) automatisierten Hauses helfen.Each remotely controlled electrical switching device may be part of a meshed network. The meshed network may allow a large number of switching devices to be remotely controlled without requiring each switch to be within the range of a controller. The use of standards for a wireless communication meshed networks, such as the standard ZigBee ^®, may allow the switching devices to communicate with other electronic devices and allow that they can be inexpensively controlled. Low-cost, low-power wireless networks can help implement a high-performance (affordable) automated home.

Die HF-Antenne 110 kann konfiguriert sein, um mit einer ersten Leiterplatte (printed circuit board, PCB), die als eine HF-PCB 112 bezeichnet wird, gekoppelt oder auf ihr angeordnet zu werden. Die Schaltvorrichtung 118 kann auf einer zweiten PCB montiert werden, die als Schalt-PCB 120 bezeichnet wird. In einer Ausführungsform kann die Schaltvorrichtung 118 verwendet werden, um einen elektronischen Dimmer zu steuern. Eine getastete elektronische Schaltvorrichtung, genannt Triac 122, kann verwendet werden, die Spannung, die an eine elektrische Last, wie eine Glühbirne, geht, zu steuern. Der Triac kann in jeder Richtung leiten. Durch den endlichen Widerstand des Leitungspfades durch den Triac wird beträchtliche Wärme bei der Steuerung des Dimmens der Glühbirne erzeugt.The RF antenna 110 can be configured to work with a first printed circuit board (PCB) that acts as an RF PCB 112 is designated to be coupled or arranged on her. The switching device 118 Can be mounted on a second PCB, which acts as a switching PCB 120 referred to as. In one embodiment, the switching device 118 used to control an electronic dimmer. A keyed electronic switching device, called triac 122 , can be used, the voltage connected to an electric a light bulb, like a light bulb, is going to drive. The triac can conduct in any direction. The finite resistance of the conduction path through the triac produces considerable heat in the control of the dimming of the bulb.

Eine Platte, die aus einem Material geformt ist, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist, wie beispielsweise Aluminium, wird typischerweise verwendet, um die Wärme vom Triac abzuleiten. Die Platte wird oft als eine Jochplatte (yoke plate) 114 bezeichnet. Die Jochplatte 114 kann als eine Abschirmplatte arbeiten, die verwendet wird, um eine HF-Abschirmung zwischen der HF-PCB 112 und der Schalt-PCB 120 zu liefern. Elektromagnetische Strahlung, die von der Elektronik erzeugt wird, die sich auf der Schalt-PCB befindet, kann mit dem Betrieb der HF-Antenne 110, die auf der HF-PCB montiert ist, interferieren. Die Jochplatte kann verwendet werden, um die elektromagnetische Strahlung nahe der HF-Antenne, die erzeugt wird beim Schalter der PCB-Elektronik, wesentlich zu reduzieren. Die HF-PCB und die Schalt-PCB können elektrisch gekoppelt werden unter Verwendung eines Verbindungssystems mit einer Stiftbuchse 113a und einem Mehrstiftstecker 113b auf der Schalt-PCB, der durch die Jochplatte hindurch geht. Die Jochplatte kann auch verwendet werden, um eine Sicherheitserde zu liefern, um Benutzer vor Schaltungen mit hoher Spannung (120 V oder 230 V) zu schützen. Die HF-Antenne und die elektrischen Komponenten auf der HF-PCB können elektrisch von elektrischen Komponenten auf der Schalt-PCB durch die Verwendung eines 120 V oder 230 V Schaltnetzteils isoliert werden.A plate formed of a material having high thermal conductivity and high electrical conductivity, such as aluminum, is typically used to dissipate heat from the triac. The plate is often called a yoke plate 114 designated. The yoke plate 114 Can work as a shielding plate that is used to provide an RF shield between the RF PCB 112 and the switching PCB 120 to deliver. Electromagnetic radiation generated by the electronics located on the switching PCB may interfere with the operation of the RF antenna 110 that is mounted on the RF PCB interfere. The yoke plate can be used to substantially reduce the electromagnetic radiation near the RF antenna that is generated at the switch of the PCB electronics. The RF PCB and the switch PCB can be electrically coupled using a connector system with a pin jack 113a and a multi-pin connector 113b on the switch PCB going through the yoke plate. The yoke plate can also be used to provide safety ground to protect users from high voltage (120V or 230V) circuits. The RF antenna and the electrical components on the RF PCB can be electrically isolated from electrical components on the switch PCB by the use of a 120V or 230V switched mode power supply.

In einer Ausführungsform kann die HF-Antenne 110 so in ihrer Größe ausgebildet werden, dass sie innerhalb einer Anschlussdosenabdeckung, wie einer Tastenkappe 102 in Dekorstilgröße (Decora-style sized) montiert werden kann. Die Schaltertas tenkappe kann durch einen Schaltertastenkappenrahmen 101 umgeben sein. Zusätzlich kann ein Benutzer die Schalterkappe berühren, um das Dimmen und/oder Schaltfunktionen einer Schaltvorrichtung zu steuern. Die Antenne kann so weit in Front der Jochplatte 114 montiert werden, während sie dennoch von der Schaltertastenkappe bedeckt bleibt. Die Antenne kann auch auf der Jochplatte in einer vorbestimmten Distanz zur Jochplatte montiert werden.In one embodiment, the RF antenna 110 be sized to fit within a junction box cover, such as a keycap 102 Can be mounted in decor style size (Decora-style sized). The Schaltertas tenkappe can by a switch keycap frame 101 be surrounded. In addition, a user may touch the switch cap to control the dimming and / or switching functions of a switching device. The antenna can be so far in front of the yoke plate 114 while remaining covered by the switch keycap. The antenna can also be mounted on the yoke plate at a predetermined distance from the yoke plate.

Elektrostatische Entladungskontakte 103a und 103b können aus einem Material ausgebildet werden, das eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist, wie beispielsweise Kupfer. Die Kontakte können einen elektrisch leitenden Pfad zwischen einer Schalterabdeckung, wie der Schaltertastenkappe 102 und Erde bilden. In einer Ausführungsform können die elektrostatischen Entladungskontakte mit der Tastenkappe gekoppelt sein und einen leitenden Pfad mit der Jochplatte 114 bilden. Die Jochplatte wiederum ist mit Erde verbunden. Die elektrostatischen Entladungskontakte können einen Pfad ausbilden, um es zu ermöglichen, dass statische Aufladungen zur Erde abgeleitet werden. Dies kann das Risiko einer statischen Aufladung von einem Benutzer, der die Tastenkappe berührt und die möglicherweise elektrische Komponenten unter der Tastenkappe und in der Anschlussdose oder Montagevorrichtung beschädigen oder rücksetzen könnte, minimieren.Electrostatic discharge contacts 103a and 103b can be formed of a material having a high electrical conductivity, such as copper. The contacts may provide an electrically conductive path between a switch cover, such as the switch button cap 102 and Earth form. In one embodiment, the electrostatic discharge contacts may be coupled to the keycap and a conductive path to the yoke plate 114 form. The yoke plate in turn is connected to earth. The electrostatic discharge contacts may form a path to allow static charges to be dissipated to ground. This may minimize the risk of static charge from a user touching the keycap and potentially damaging or resetting electrical components under the keycap and in the junction box or mounting fixture.

An der Wand montierte Schaltvorrichtungen, wie Lichtschalter und Dimmer, sind typischerweise innerhalb einer Anschlussdose oder Montagevorrichtung platziert. In kommerziellen Konstruktionen werden oft Metallanschlussdosen verwendet. Metallanschlussdosen zusammen mit der Metalljochplatte können als ein Faraday-Käfig wirken und die Übertragung jeder elektromagnetischen Funkfrequenzstrahlung, die innerhalb der Dose auftritt, minimieren. Das Platzieren der Antenne so weit wie möglich vor der Jochplatte ermöglicht es der Antenne, sich weiter außerhalb der Anschlussdose zu befinden, was somit zu einem mehr ungerichteten (isotropen) Strahlungsmuster, das von der Antenne ausgesandt wird, führt. Zusätzlich kann die Positionierung der Antenne die Dämpfung von Signalen, die an die Antenne übertragen werden, reduzieren.At wall-mounted switching devices, such as light switches and dimmers, are typically inside a junction box or mounting fixture placed. In commercial constructions, often metal junction boxes used. Metal junction boxes together with the metal yoke plate can as a Faraday cage act and transfer any electromagnetic radio frequency radiation that within the Can occurs, minimize. Placing the antenna as far as possible in front of the yoke plate it's the antenna, moving further outside the junction box, thus resulting in a more undirected (isotropic) radiation pattern emitted by the antenna, leads. In addition, can the positioning of the antenna is the attenuation of signals coming from transmit the antenna be, reduce.

Die 2a und 2b zeigen eine Vorderseite 225 und eine Rückseite 250 der HF-PCB 112. In einer Ausführungsform kann die HF-Antenne 110 als eine gedruckte Antenne, die ein oder mehrere gedruckte Leiter auf einem dielektrischen Substrat umfasst, konfiguriert sein. Die gedruckte Antenne kann eine C-förmige Mehrschicht-Mikrostreifenleiter-Patchantenne 202 sein, die auf der Vorderseite der HF-PCB angeordnet ist. HF-Signale können in den Mikrostreifenleiter von einem Leistungsverstärker durch eine Impedanzanpassungsschaltung zugeführt werden, und der Mikrostreifenleiter kann wiederum einen rauscharmen Verstärker für das Empfangen der HF-Signale speisen. Die Leistung, die in den Mikrostreifenleiterteil eingegeben wird, kann mit der Patchantenne durch das Substrat gekoppelt sein. Das dielektrische Substrat kann für die HF-PCB 112 verwendet werden. Die Patchantenne kann so konfiguriert sein, dass sie eine Größe und eine Form relativ zum Mikrostreifenleiter aufweist, so dass die Antenne bei elektromagnetischer Energie an einer vorbestimmten Frequenz in Resonanz kommt.The 2a and 2 B show a front side 225 and a back 250 the RF PCB 112 , In one embodiment, the RF antenna 110 as a printed antenna comprising one or more printed conductors on a dielectric substrate. The printed antenna may be a C-shaped multi-layer microstrip patch antenna 202 be located on the front of the RF PCB. RF signals may be fed into the microstrip from a power amplifier through an impedance matching circuit, and the microstrip may in turn feed a low noise amplifier for receiving the RF signals. The power input to the microstrip portion may be coupled to the patch antenna through the substrate. The dielectric substrate may be for the RF PCB 112 be used. The patch antenna may be configured to have a size and a shape relative to the microstrip such that the antenna resonates at electromagnetic energy at a predetermined frequency.

Während die beispielhafte Ausführungsform, die in den 2a und 2b gezeigt ist, eine C-förmige Mehrschicht-Mikrostreifenleiter-Patchantenne zeigt, ist es auch möglich, andere Typen von Antennen zu verwenden. Die Antenne kann jede Form einer Mikrostreifenleiterantenne annehmen oder jede Antenne sein, die in den beschränkten Raum einer Schaltertastenkappe in Decorstilgröße passt und HF-Energie bei vorbestimmten Leistungsanforderungen abstrahlen und empfangen kann. Beispielsweise kann eine Antenne mit dem aktuellen System ver wendet werden, bei der ein 6 dBm-Signal in sie eingegeben wird und die in Verbindung mit der HF-Transceiverschaltung arbeiten kann, um ein Signal zu empfangen, das eine Leistung von –80 dBm aufweist. Zusätzlich können andere Typen von Antennen, die innerhalb einer Schaltertastenkappe verwendet werden können, eine Dipolantenne, eine koaxiale versorgte Drahtantenne, eine Chipantenne, keramische Chip-Antennen und ähnliche Antennenstrukturen, die in ihrer Größe so ausgebildet werden können, dass sie in eine Schaltertastenkappe passen, einschließen.While the exemplary embodiment incorporated in the 2a and 2 B It is also possible to use other types of antennas, a C-shaped multi-layer microstrip patch antenna. The antenna may take any form of microstrip antenna or any antenna placed in the confined space of an antenna Switch button cap fits in decor style size and can radiate and receive RF power at predetermined power requirements. For example, an antenna can be used with the current system in which a 6 dBm signal is input to it and which can operate in conjunction with the RF transceiver circuit to receive a signal having a power of -80 dBm. In addition, other types of antennas that may be used within a switch keycap may include a dipole antenna, a coaxial powered wire antenna, a chip antenna, ceramic chip antennas, and similar antenna structures that may be sized to fit within a switch keycap. lock in.

Die HF-Transceiverschaltung 256 kann auf der Rückseite des Substrats angeordnet sein. Die HF-Transceiverschaltung kann den rauscharmen Verstärker und den Leistungsverstärker einschließen, der eine analoge vordere Stufe, einen Funktransceiver, eine Transceivertaktschaltung, eine Stromrichterschaltung und andere Schaltungen, die notwendig sind, um HF-Signale durch die HF-Antenne zu senden und zu empfangen, einschließen. Ein Verbindungssystem 113a, 113b kann verwendet werden, um den digitalen Teil der Hf-Transceiverschaltung mit der Schaltvorrichtung 118 (1), die sich auf der Schalt-PCB 120 befindet, zu verbinden.The RF transceiver circuit 256 can be arranged on the back of the substrate. The RF transceiver circuit may include the low noise amplifier and the power amplifier, which includes an analog front stage, a radio transceiver, a transceiver clock circuit, a power converter circuit, and other circuitry necessary to transmit and receive RF signals through the RF antenna. lock in. A connection system 113a . 113b can be used to connect the digital part of the RF transceiver circuit to the switching device 118 ( 1 ), which are on the switching PCB 120 is to connect.

Kehrt man zu 2a zurück, so kann die Patchantenne 202 gestaltet sein, um an einer vorbestimmten Frequenz zu arbeiten. Die Gestaltungsparameter können die Breite, die Länge und die Dicke des Leiters, der verwendet wird, um den Mikrostreifenleiterteil 252 (2b) und die Patchantenne auszubilden, die Distanz zwischen den zwei Leitern, die dielektrischen Eigenschaften des Substrats und den Ort der Antenne relativ zu anderen leitenden Materialien umfassen.You turn to 2a back, so can the patch antenna 202 be designed to operate at a predetermined frequency. The design parameters can be the width, length, and thickness of the conductor used to form the microstrip leader 252 ( 2 B ) and the patch antenna, the distance between the two conductors, the dielectric properties of the substrate, and the location of the antenna relative to other conductive materials.

In einer Ausführungsform kann die HF-Antenne 110 gestaltet sein, um an einer Mittenfrequenz von ungefähr 2,45 GHz zu arbeiten. Ein Teil des elektromagnetischen Spektrums um 2,45 GHz wurde für die Öffentlichkeit offen gelassen von der US-Fernmeldeverwaltung (Federal Communications Commission), da es die Frequenz ist, bei der Mikrowellengeräte typischerweise arbeiten. Bis vor kurzem machte eine Interferenz von Mikrowellengeräten diesen Bereich des Spektrums für Konstrukteure unattraktiv. Fortschritte auf dem Feld der HF-Kommunikation haben es jedoch möglich gemacht, diese nicht lizenzierte Bandbreite zu verwenden.In one embodiment, the RF antenna 110 designed to operate at a center frequency of about 2.45 GHz. Part of the electromagnetic spectrum around 2.45 GHz was left open to the public by the Federal Communications Commission, as it is the frequency at which microwave ovens typically operate. Until recently, interference from microwave ovens made this part of the spectrum unattractive to designers. Advances in the field of RF communications, however, have made it possible to use this unlicensed bandwidth.

3 zeigt die HF-PCB 112, die unter Verwendung der Verbindungsvorrichtung 113, die durch die Jochplatte 114 hindurch geht, mit der Schalt-PCB 120 gekoppelt ist. Die HF-PCB ist in einer vorbestimmten Distanz von der Jochplatte angeordnet, um es der HF-Antenne 110 zu ermöglichen, optimal zu arbeiten. Die Jochplatte ist in einer Anschlussdose 302 montiert. Die HF-PCB ist außerhalb der Anschlussdose vor der Jochplatte angeordnet. Das Anordnen der HF-Transceiverschaltung 256 auf der HF-PCB 112 (die vor der Jochplatte angeordnet ist) kann eine erhöhte elektromagnetische Isolation zwischen der Antenne und dem HF-Transceiver, der auf der HF-PCB angeordnet ist, und der Leistungs- und Schaltschaltung, die auf der Schalt-PCB angeordnet ist, liefern. Die Isolation kann die Interferenz in der HF-Transceiverschaltung, die durch die Schaltung der Schaltvorrichtung verursacht wird, minimieren. 3 shows the RF PCB 112 using the connection device 113 passing through the yoke plate 114 goes through, with the switching PCB 120 is coupled. The RF PCB is disposed at a predetermined distance from the yoke plate to the RF antenna 110 to allow to work optimally. The yoke plate is in a junction box 302 assembled. The RF PCB is located outside the junction box in front of the yoke plate. Arranging the RF transceiver circuit 256 on the RF PCB 112 (located in front of the yoke plate) may provide increased electromagnetic isolation between the antenna and the RF transceiver disposed on the RF PCB and the power and switching circuitry disposed on the switch PCB. The isolation can minimize the interference in the RF transceiver circuit caused by the switching device circuitry.

4 zeigt ein Schaubild einer Messung der Rückflussdämpfung einer Patchantenne, die gestaltet ist, an einer Mittenfrequenz von ungefähr 2,45 GHz zu arbeiten. Die Rückflussdämpfung kann bestimmt werden, indem ein Netzanalysator an eine Antenne angeschlossen wird, und die Menge der reflektierten Leistung relativ zur einlaufenden Leistung am Netzanalysatoranschluss gemessen wird. 4 zeigt eine Rückflussdämpfungsmessung der Patchantenne, die größer als –16dB bei einer Frequenz von 2,4 GHz ist. Wenn die Antenne bei ei ner Mittenfrequenz um 2,45 GHz herum betrieben wird, kann eine große Rückflussdämpfung für eine Ausführungsform der Antenne erhalten werden, indem die Antenne in einer Distanz von 0,079 Inch bis 0,085 Inch von der Jochplatte 114 (1), die als eine Masseplatte verwendet werden kann, entfernt platziert wird. In dieser Distanz ermöglicht die Kopplungswirkung der Masseplatte auf die Antenne, der Antenne mit einem erhöhten Gewinn zu arbeiten. Natürlich können auch andere Platzierungsdistanzen der Antenne verwendet werden, um den Gewinn zu maximieren. 4 FIG. 12 shows a graph of a return loss measurement of a patch antenna configured to operate at a center frequency of approximately 2.45 GHz. FIG. The return loss can be determined by connecting a network analyzer to an antenna and measuring the amount of reflected power relative to the incoming power at the network analyzer port. 4 shows a return loss measurement of the patch antenna greater than -16dB at a frequency of 2.4 GHz. When the antenna is operated at a center frequency around 2.45 GHz, a large return loss for an embodiment of the antenna can be obtained by placing the antenna at a distance of 0.079 inches to 0.085 inches from the yoke plate 114 ( 1 ), which can be used as a ground plate, is placed remotely. At this distance, the coupling effect of the ground plane on the antenna allows the antenna to operate at an increased gain. Of course, other antenna placement distances can be used to maximize the gain.

5 zeigt ein theoretisches Richtdiagramm des Gewinns einer Patchantenne, wenn die Patchantenne eine Geometrie aufweist, wie sie in 2 gezeigt ist. Das Diagramm zeigt den theoretischen Fernfeldgewinn der Antenne, gemessen in dBi in Bezug auf den Winkel von der Antenne, der in Grad gemessen wird. Das Diagramm zeigt, dass die Patchantenne eine Richtantenne ist, die ein nicht isotropes Feld in einem gerichteten Muster relativ zur Antenne abstrahlt. Das theoretische Diagramm zeigt, dass die Antenne einen positiven Gewinn zwischen plus und minus 45 Grad relativ zur Antenne aufweist. In einem Winkel von null Grad zeigt das Diagramm einen maximalen Gewinn von 3,41 dBi. dBi ist eine Einheit für das Messen des Gewinns einer Antenne. Der Referenzpegel oder dBi ist die Stärke des Signals, das durch eine ungerichtete isotrope Antenne, das heißt eine Antenne, die in alle Richtungen gleichmäßig abstrahlt, gesendet würde. In der Praxis kann es sein, dass das Strahlungsmuster nicht so perfekt ist, wie das, das im theoretischen Diagramm in 4 gezeigt ist. 5 FIG. 10 shows a theoretical directional diagram of the gain of a patch antenna when the patch antenna has a geometry as shown in FIG 2 is shown. The graph shows the theoretical far-field gain of the antenna, measured in dBi with respect to the angle of the antenna, measured in degrees. The diagram shows that the patch antenna is a directional antenna that radiates a non-isotropic field in a directional pattern relative to the antenna. The theoretical diagram shows that the antenna has a positive gain between plus and minus 45 degrees relative to the antenna. At zero degrees, the graph shows a maximum gain of 3.41 dBi. dBi is a unit for measuring the gain of an antenna. The reference level, or dBi, is the strength of the signal transmitted through an omnidirectional isotropic antenna, that is, an antenna that radiates uniformly in all directions. In practice, the radiation pattern may not be as perfect as that in the theoretical diagram in 4 shown is.

Während Ausführungsformen für eine Antenne beschrieben wurden, die bei einer Mittenfrequenz um 2,45 GHz arbeitet, ist es auch möglich, die Antenne für andere lizenzfreie Frequenzen, wie 5,8 GHz, 24 GHz und 60 GHz zu gestalten. Die Antenne kann auch gestaltet werden, damit sie in gewissen lizenzierten Frequenzen arbeitet.While embodiments for one Antenna described at a center frequency of 2.45 GHz works, it is also possible the antenna for other unlicensed frequencies, such as 5.8 GHz, 24 GHz and 60 GHz shape. The antenna can also be designed to fit in certain licensed frequencies works.

Wenn man zu 1 zurück kehrt, so werden Löcher 115 in der Jochplatte 114 (1) für die Befestigung von Teilen und die Kommunikation zwischen den PCBs verwendet. Die Löcher können es ermöglichen, dass eine gewisse Menge einer elektromagnetischen Strahlung von der Antenne zur Schaltvorrichtung 118 austritt und von der Rückseite einer Anschlussdose abgestrahlt wird. Der tatsächliche Gewinn der Antenne ist typischerweise kleiner als der theoretisch maximale Gewinn von 3,41 dBi. Es kann jedoch sogar mit einem reduzierten Gewinn eine Ausführungsform der ferngesteuerten Schaltvorrichtung verwendet werden, um ein Signal zu empfangen, das eine kleine Leistung aufweist. Die HF-Antenne 110 in Verbindung mit der HF-Transceiver-Schaltung 256 (2) kann ein Signal empfangen, das eine Leistung von mindestens –90 dBm aufweist. Ein Signal von über +10 dBm kann in die Antenne für ein Aussenden eingegeben werden. Das minimal empfangene Signal, das eine Leistung von –90 dBm aufweist, ist über zehn Millionen Mal schwächer als das Signal, das der Antenne zugeführt wird. Um Signale zu empfangen, die eine so kleine Leistung aufweisen, sind Schritte notwendig, um das Rauschen, das durch die HF-Antenne empfangen wird, zu minimieren.If you are too 1 back, so are holes 115 in the yoke plate 114 ( 1 ) is used for attachment of parts and communication between the PCBs. The holes may allow some amount of electromagnetic radiation from the antenna to the switching device 118 emerges and is emitted from the back of a junction box. The actual gain of the antenna is typically less than the theoretical maximum gain of 3.41 dBi. However, even with a reduced gain, one embodiment of the remote switching device may be used to receive a signal that has a low power. The RF antenna 110 in conjunction with the RF transceiver circuit 256 ( 2 ) can receive a signal having a power of at least -90 dBm. A signal in excess of +10 dBm can be input to the antenna for transmission. The minimum received signal, which has a power of -90 dBm, is over ten million times weaker than the signal supplied to the antenna. In order to receive signals having such a low power, steps are needed to minimize the noise received by the RF antenna.

Verfahren zur Reduzierung des Rauschen beim empfangenen Signal umfassen typischerweise das Filtern. Ein schmales Bandpassfilter kann verwendet werden, um elektromagnetische Energie außerhalb der Bandbreite des empfangenen Signals heraus zu filtern. Das Hochfrequenzband um 2,45 GHz wird jedoch stark benutzt. Dies kann bewirken, dass Rauschen sogar innerhalb des Betriebsbandes der Antenne empfangen wird. Fortgeschrittene Übertragungsschemata können verwendet werden, um die Wirkung von In-Band-Interferenz zu minimieren. Beispielsweise kann das Signal unter Verwendung eines spezifischen Pseudozufallskodes gespreizt werden, bevor es übertragen wird. Wenn das gespreizte Signal empfangen wird, so wird nur ein Signal, das den spezifischen Pseudozufallskode aufweist, am Empfänger entspreizt. Andere elektromagnetische Energie, sowohl im Band als auch außerhalb des Bandes wird minimiert, wenn das empfangene Signal entspreizt wird.method for reducing the noise in the received signal typically include the Filter. A narrow bandpass filter can be used to generate electromagnetic Energy outside to filter out the bandwidth of the received signal. The high frequency band at 2.45 GHz, however, is heavily used. This can cause that Noise is received even within the operating band of the antenna becomes. Advanced transmission schemes can used to minimize the effect of in-band interference. For example The signal can be generated using a specific pseudorandom code spread before transferring it becomes. If the spread signal is received, then only one Signal having the specific pseudo-random code, despread at the receiver. Other electromagnetic energy, both in the band and outside of the band is minimized when the received signal is despread becomes.

Ausgefeilte Zeitteilungs- und Modulationsschemata können verwendet werden, um es zu ermöglichen, dass mehrere ferngesteuerte Schaltvorrichtungen innerhalb gegenseitiger Reichweite mit minimaler Interferenz verwendet werden können. Beispielsweise kann das Frequenzsignal, in welchem ein Signal gesendet und empfangen wird, in Teilkanäle unter Verwendung von Frequency-Division-Multiplex-Techniken oder einer Technik des Vielfachzugriffs im Frequenzmultiplex unterteilt werden. Alternativ kann die gesamte Bandbreite jeder Vorrichtung für eine spezifische Zeitdauer unter Verwendung des Mehrfachzugriffs im Zeitmultiplex zugeordnet werden. Eine Kombination dieser Techniken kann kombiniert werden unter Verwendung des Mehrfachzugriffs im Kodemultiplex. Eine komplexe Modulation, die Zweiphasen-Umtastung, Quadraturphasen-Umtastung oder eine Form einer Quadraturamplitudenmodulation verwendet, kann helfen, die Interferenz zu minimieren und die Menge der Daten, die übertragen werden können, zu maximieren.sophisticated Time division and modulation schemes can be used to make it to enable that several remote-controlled switching devices within each other Range can be used with minimal interference. For example may be the frequency signal in which a signal is sent and received is, in subchannels using frequency-division multiplexing techniques or subdivided in a frequency division multiplexing technique become. Alternatively, the total bandwidth of each device for one specific time duration using time division multiple access be assigned. A combination of these techniques can be combined are coded using multiple access in code multiplex. A complex modulation, two-phase shift keying, quadrature phase shift keying or a form of quadrature amplitude modulation may be used help to minimize the interference and the amount of data that will be transmitted can, to maximize.

Gute Filter-, Modulations- und Übertragungsschemata können kombiniert werden, um es jeder der ferngesteuerten Schaltvorrichtungen zu ermöglichen, eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) zu besitzen, eine vernachlässigbare Interferenz mit anderen Vorrichtungen zu verursachen und eine minimale Interferenz von solchen Vorrichtungen zu empfangen. Die elektromagnetische Verträglichkeit ist die Fähigkeit einer elektrischen Vorrichtung, verwendet zu werden, ohne eine Interferenz in anderen elektrischen Geräten zu verursachen und die Interferenz, die von anderen Geräten empfangen wird, zu minimieren. Wenn beispielsweise ein elektrischer Rasierer oder Mixer angeschaltet wird, sollte er nicht bewirken, dass der Fernseher statische Linien anzeigt.Quality Filtering, modulation and transmission schemes can combined to any of the remotely controlled switching devices to enable to have a high electromagnetic compatibility (EMC), a negligible To cause interference with other devices and a minimum To receive interference from such devices. The electromagnetic compatibility is the ability an electrical device to be used without interference in other electrical devices to cause and the interference received from other devices will minimize. For example, if an electric shaver or mixer is turned on, he should not cause the Television shows static lines.

Das System für das Fernsteuern einer elektrischen Schaltvorrichtung kann auch mehrere HF-Schaltungen kombinieren, die mehrere HF-Funk-Transceiver auf einer einzigen HF-PCB aufweisen. Das sich ergebende System kann zwei oder mehr getrennte HF-Schaltungen liefern, die vollständig isoliert sind, mit unabhängigen Antennensystemen, die mit einer Mikrosteuerung auf der Schalt-PCB über eine Zwischenverbindung, wie sie oben beschrieben ist, verbunden sind.The System for Remote control of an electrical switching device may also include multiple RF circuits combine multiple RF radio transceivers on a single HF-PCB. The resulting system can be two or more provide separate RF circuits that are completely isolated, with independent antenna systems, with a microcontroller on the switch PCB via an interconnect, as described above.

Obwohl Dimmer speziell erwähnt wurden, können zusätzliche Ausführungsformen andere Typen von Schaltvorrichtungen, die in einer Anschlussdose montiert sind, wie Tastenfelder, die traditional eine Jochplatte, einfach für das Montieren statt für eine Hitzesenke wie im Fall der Dimmer verwenden, umfassen. Die Typen von Produkten, in die die Erfindung eingefügt werden kann, kann von Hausbesitzern, Benutzern einer Hausautomation, Personen in Regierungseinrichtungen, Personen in Geschäftshäusern, oder Personen innerhalb irgend eines anderen Orts, die eine Fernbedienung von Schaltvorrichtungen wünschen, verwendet werden.Although dimmers have been specifically mentioned, additional embodiments may include other types of switching devices mounted in a junction box, such as keypads that traditionally use a yoke plate, simply for mounting rather than a heat sink as in the case of dimmers. The types of products into which the invention may be incorporated may be those of homeowners, home automation users, government personnel, business people, or persons within any other location who have remote control of switchboard directions to be used.

Insgesamt ist die vorliegende Erfindung vorteilhaft, teilweise weil eine Ausführungsform der Erfindung die Antenne heraus vor die Abschirmplatte bewegen kann, um ihr Sendemuster zu verbessern und um die drahtlose Fernsteuerung der Schaltvorrichtung effektiver arbeiten zu lassen. Zusätzlich können die HF-PCB und die Geometrien des Decora-Öffnungsgebiets angehoben und in der Größe ausgebildet werden, um es der Antenne und der HF-PCB zu ermöglichen, innerhalb des Decora-Öffnungsbereichs aufgenommen zu werden und solche Verbesserungen in der vorliegenden Erfindung zu gestatten. Eine effektive Verwendung der geerdeten Jochplatte kann in einer Ausführungsform der Erfindung implementiert werden, um die Gesamtleistung zu verbessern. Weiterhin kann die Funkeinrichtung unter Verwendung der Jochplatte vom Rest der Schaltung abgeschirmt werden.All in all For example, the present invention is advantageous, in part because of one embodiment of the invention move the antenna out in front of the shielding plate can to improve their transmission pattern and wireless remote control the switching device to work more effectively. In addition, the HF-PCB and the geometries of the Decora opening area raised and formed in size To enable the antenna and RF-PCB, within the Decora opening area to be included and such improvements in the present To allow invention. An effective use of earthed Jochplatte can in one embodiment of the invention to improve overall performance. Furthermore, the radio device using the yoke plate shielded from the rest of the circuit.

Es ist zu verstehen, dass die oben angegebenen Anordnungen nur eine Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung illustrieren sollen. Verschiedene Modifikationen und alternative Anordnungen können ins Auge gefasst werden, ohne von der Idee und dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Während die vorliegende Erfindung in den Zeichnungen gezeigt und oben vollständig mit Genauigkeit und im Detail in Verbindung mit dem beschrieben wurde, von dem aktuell angenommen wird, dass es die praktische(n) und am meisten bevorzugte(n) Ausführungsformen der Erfindung ist (sind), werden Fachleute erkennen, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und Konzepten der Erfindung, wie sie hier angegeben sind, abzuweichen.It It should be understood that the above arrangements are only one Illustrate application of the principles of the present invention should. Various modifications and alternative arrangements can to be envisaged without departing from the idea and scope of the present Deviate from the invention. While the present invention shown in the drawings and complete above with Accuracy and in detail in connection with the described which is currently believed to have practical and am Most preferred embodiments of the invention will be appreciated by those skilled in the art Modifications can be made without departing from the principles and concepts of the invention as set forth herein.

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Frequency

= Frequency

magnitude

= Size

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Ein System für das Fernsteuern einer elektrischen Schaltvorrichtung ist beschrieben. Das System umfasst eine Anschlussdose, die konfiguriert ist, um in einer Wand montiert zu werden. Eine elektrische Schaltvorrichtung befindet sich in der Anschlussdose. Das System umfasst auch eine Anschlussdosenabdeckung, die konfiguriert ist, um mindestens einen Teil der Anschlussdose abzudecken. Das System umfasst ferner eine Abschirmplatte, die konfiguriert ist, um eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufzuweisen. Die Abschirmplatte ist nahe der Anschlussdose zwischen der Anschlussdosenabdeckung und der elektrischen Schaltvorrichtung montiert. Das System umfasst auch eine nicht isotrope Hochfrequenz-(HF)-Richtantenne, die in der Größe so ausgebildet ist, dass sie in die Anschlussdosenabdeckung passt und konfiguriert ist, um HF-Signale zu senden. Die HF-Antenne ist zwischen der Abschirmplatte und der Anschlussdosenabdeckung in einer vorbestimmten Distanz von der Abschirmplatte angeordnet. Die vorbestimme Distanz wird ausgewählt, um die Fähigkeit der HF-Antenne, die HF-Signale zu senden und zu empfangen, zu erhöhen.One System for the remote control of an electrical switching device is described. The system includes a junction box that is configured to to be mounted in a wall. An electrical switching device is in the junction box. The system also includes a Junction box cover that is configured to at least one Cover part of the junction box. The system further includes a Shielding plate configured to have high electrical conductivity. The shield plate is near the junction box between the junction box cover and the electrical switching device mounted. The system includes Also, a non-isotropic radio frequency (RF) antenna, which in so sized is that it fits into the junction box cover and configured is to send RF signals. The RF antenna is between the shield plate and the junction box cover at a predetermined distance from the shield plate arranged. The predetermined distance is selected to the ability the RF antenna to transmit and receive RF signals.

Claims

System for remotely controlling an electrical switching device, comprising: a Mounting device that is configured to be mounted in a wall to be and has the electrical switching device that of the mounting device is worn; a cover that is configured is to at least part of the wall-mounted mounting device cover; a shield plate configured to be high electric conductivity having the shielding plate in the vicinity of the mounting device between the cover and the electric switching device is mounted; and a non-isotropic radio frequency (RF) antenna, the has a size so that it fits in the cover and is configured to receive RF signals to transmit, with the RF antenna between the shield plate and the cover at a predetermined distance from the shield plate is arranged, wherein the predetermined distance is selected, an ability of RF antenna to transmit and receive RF signals, improve.

The system of claim 1, wherein the RF antenna comprises a coplanar microstrip antenna is.

The system of claim 2, wherein the coplanar microstrip antenna a C-shaped one Multilayer microstrip patch antenna is.

The system of claim 2, wherein the coplanar microstrip antenna is arranged on a first circuit board.

The system of claim 4, wherein the cover is a Switch button cap in Decora size is the is configured to allow a user functions of a switching device to control.

The system of claim 5, wherein the RF antenna is in the Size designed that way will fit in the switch button cap.

The system of claim 5, wherein the first circuit board so designed in size will fit in the switch button cap.

The system of claim 4, further comprising RF transceiver circuit includes a low noise amplifier, a power amplifier, a radio transceiver, a Transceivertaktschaltung and a power converter circuit.

The system of claim 8, wherein the RF transceiver circuit is configured to send signals with spread spectrum and to receive.

The system of claim 8, wherein the RF transceiver circuit is configured to use an OFDM technique (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).

The system of claim 8, further comprising a plurality of microstrip antennas and an RF transceiver circuit has, which are arranged on the first circuit board to a Simultaneous communication with multiple sources.

The system of claim 8, wherein the RF transceiver circuit is disposed between the cover and the shield plate.

The system of claim 8, wherein the RF transceiver circuit is arranged on the first circuit board.

The system of claim 8, wherein the RF transceiver circuit is configured to use it any remote controlled electrical switching device to enable with the other remote controlled electrical switching devices to communicate.

The system of claim 8, wherein the RF transceiver circuit is configured to allow the electrical switching device to to be controlled in a meshed network.

The system of claim 13, wherein the electrical switching device is arranged on a second circuit board.

The system of claim 16, wherein the shield plate disposed between the first circuit board and the second circuit board and configured to receive substantially RF signals passing through the electrical switching device are generated to attenuate to minimize the interference with the RF antenna.

The system of claim 1, further comprising electrostatic Includes discharge contacts, which are coupled to the cover and configured are to get a static charge, which is added to the junction box is going to derive to earth.

The system of claim 1, further comprising a remote controller configured to communicate with the RF antenna.

The system of claim 1, wherein the electrical switching device includes a dimmer configured to apply a load and switch off, and which is further configured to the performance to vary on a load.

The system of claim 20, wherein the load is from a Group selected being, from an incandescent lamp, a fluorescent tube and a motor.

System for remotely controlling an electrical switching device, comprising: a Junction box, which is configured to be mounted in a wall and which is an electrical switching device within the Connection box has; a switch keycap cover the decora size that is configured to at least part of the wall mounted Cover junction box; a shielding plate that is configured is to have a high electrical conductivity, wherein the shielding plate nearby the junction box between the switch keycap cover and the electric switching device is mounted; and one not Isotropic Radio Frequency (RF) Directional Antenna Having a Size so that it fits in the switch keycap cover and configured is to send RF signals, wherein the RF antenna between the Shield plate and the switch keycap cover in a predetermined Distance from the shield plate is arranged, wherein the predetermined Distance selected becomes an ability the RF antenna, RF signals to send and receive, to improve; and an RF transceiver circuit, the one low-noise amplifier, a power amplifier, comprises a radio transceiver and a radio transceiver clock circuit, wherein the RF transceiver circuit between the switch keycap cover and the shield plate arranged is.

A system for remotely controlling an electrical switching device comprising: a junction box configured to be mounted in a wall and having an electrical switching device within the junction box; a decora size switch keycap cover configured to cover at least a portion of the wall-mounted junction box; a shield plate configured to have high electrical conductivity, the shield plate being mounted near the junction box between the switch keycap cover and the electrical switching device; a non-isotropic radio frequency (RF) antenna antenna sized to mate with the switch keycap cover and configured to transmit RF signals, the RF antenna located between the shield plate and the switch keycap cover at a predetermined distance from the RF antenna Shield plate is selected, wherein the predetermined distance is selected to improve an ability of the RF antenna to transmit and receive RF signals; and an RF transceiver circuit comprising a low noise amplifier, a power amplifier, a radio transceiver, and a radio transceiver clock circuit, the RF transceiver circuit being disposed between the switch keycap cover and the shield plate; and wherein the RF transceiver circuit is configured to allow the remote controlled electrical switching device to be controlled in a meshed network.