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DE8709268U1 - Tragbares, batterieloses Codeträgerelement - Google Patents

Tragbares, batterieloses Codeträgerelement

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DE8709268U1
DE8709268U1 DE8709268U DE8709268U DE8709268U1 DE 8709268 U1 DE8709268 U1 DE 8709268U1 DE 8709268 U DE8709268 U DE 8709268U DE 8709268 U DE8709268 U DE 8709268U DE 8709268 U1 DE8709268 U1 DE 8709268U1
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code carrier
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WALTER BERNHARD 7500 KARLSRUHE DE
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WALTER BERNHARD 7500 KARLSRUHE DE
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/04—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the shape
    • G—PHYSICS
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Description

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A 1015
Anmelder: Bernhard Walter/ Karlsruhe DE Tragbares, batterieloses Codeträgerelement
Die Erfindung betrifft ein tragbares, batterie loses Codeträgerelement mit einem apparativ lesbaren Speichermedium für den Code. Derartige Trägerelemente werden in vielfältiger Weice verwendet.
Ein wichtiges Beispiel sind Identifikationscodes. Beispielsweise werden in Hotels statt der Zimmerschlüssel heute vielfach Lochkarten verwendet. Die Zimmertüren haben entsprechende Lesegeräte, welche das Schloß nur öffnen, wenn die passend
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codierte Lochkarte eingesetzt wird. Ein anderes Beispiel sind Firmenausweise, welche in verschiedener Weise codiert sein können. Vielfach wird auch hier, ein Löchercode eingesetzt. Oft werden aber auch Balkencodes, maschinenlesbare Schriften oder erhabene Strukturen verwendet.
Besonders weit verbreitet sind Magnet karten, welche als Speichermedium eine Magnetschicht aufweisen. Sie sind beispielsweise als Kundenausweise, insbesondere bei Banken, und als Einfahrtsausweise für Parkhäuser gebräuchlich. Gegenüber den vorerwähnten Beispielen haben sie den Vorteil, nicht nur Informationen als Identifikationscodes speichern und an ein entsprechendes Lesegerät abgeben zu können, sondern es ist auch umgekehrt möglich, daß Informationen (üblicherweise in digitalisierter Form) von dem Lesegerät auf die Magnetschicht aufgespielt werden, um sie zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt wieder verwenden zu können. In diesem Fall ist also das Lesegerät gleichzeitig ein Schreibgerät für das Aufbringen von Informationen,und das Speichermedium erlaubt eine interaktive Betriebsweise des Codeträgerelementes.
Kagnetkarten sind einfach und kostengünstig herstellbar, können jedoch nicht in jeder Hinsicht befriedigen. Insbesondere ist die maximale Informationsmenge relativ beschränkt. Die Lesegeräte sind verhältnismäßig aufwendig gebaut. Sie enthalten mechanische Teile, die den Transport der Magnetcodekarte in Relation zu dem entsprechenden Magnetkopf sicherstellen. Je höher die aufgebrachte Informationsdichte ist, desto höher wird der Aufwand bezüglich des Lesegerätes.
Die Erfindung befaßt sich daher mit dem Problem, ein kleines, leichtes, kostengünstig herstellbares, batterielos arbeiten-
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des Idtmtifikationscode-Trägerelement zur Verfugung zu stellen, welches eine große Datenmenge tragen kann/ einen interaktiven Betrieb erlaubt und robust ist. Es soll mit geringem Aufwand an ein EDV-System anschließbar sein.
Als Lösung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen/ daß das todeträgerelement einen mindestens dreipoligen Stecker aufweist/ das Speichermedium ein serieller Halbleiterlangzeitspeicherbaustei&eegr; ist/ der einen DatenanschLun, einen Takten= Schluß/ einen Versorgungsspannungsanschluß und einen Bezugspot ent i a lansch luß hat/ der Bezugspotentialanschluß mit einem ersten Pol des Steckers, der Datenanschluß mit einem zweiten Pol des Steckers verbunden ist und der Taktanschluß und der Versorgungsspannungsanschluß mit einem gemeinsamen dritten Pol des Steckers verbunden sind/ wobei zwischen den dritten Pol und dem Versorgungsspannungsanschluß eine Trennstufe geschaltet ist.
Die Trennstufe ist so aufgebaut/ daß die Versorgungsspannung für den Speicherbaustein aus dem Taktsignal gewonnen werden kann. Infolgedessen ist kein separater Pol des Steckers für die Spannungsversorgung notwendig. Vorzugsweise enthält 'Me Trennstufe eine Diode und einen Kondensator/ welche in bestimmter Weise geschaltet sind/ wie weiter unten noch näher er läutert wird.
Ein serieller Ha Ibleiter langzeitspeicherbaustei&eegr; arbeitet in serieller Betriebsweise, d.h. die Daten sind in einer Impulsfolge verschlüsselt, die über nur eine Datenleitung ein- und ausgegeben werden. Vorzugsweise wird ein EEPROH (Electric Erasable Programmable Read Only Memory) verwendet. Derartige
Schreib~/Lesespeieher haben eine hohe Speicherkapazität (z.B. 512 bytes). Sie können die programmierten Daten auch ohne Spannungsversorgung über viele Jahre speichern. Dabei können die Daten unbegrenzt oft gelesen und mindestens etwa 10.000 mal neu geschrieben werden.
Halbleiterspeicher sind als Informationsspeicherelemente fü·' andere Anwendungszwecke vielfach gebräuchlich. Beispielsweise wenden sie in EDV-Geräten oder in anderen elektronischen Geräten auch in Form von austauschbaren, in das Gerät einsteckbaren Informationsspeichermodulen eingesetzt, die dazu dienen, das Gerät auf verschiedene Betriebsweisen zu programmi eren.
In Codeträgerelementen haben Halbleiterbausteine jedoch bisher keine praktische Bedeutung erlangt. Dies dürfte zum Teil darauf zurückzuführen sein, daß Ha Ib LeiterspeichermoduIe üblicherweise vielpolige Steckverbindungen benötigen, die sie für diesen Anwendungszweck ungeeignet erscheinen lassen.
Demgegenüber wird bei dem erfindungsgemäßen t'odet rägere lement bevorzugt ein Stecker mit nur 3 Polen verwendet. Besonders eignet sich ein dreipoliger Klinkenstecker, in dessen Griffteil vorzugsweise der Halbleiterbaustein untergebracht ist. Damit erhält man ein kostengünstig herzustellende, kompakte Einheit, die auch unter ungünstigen Umweltbedingungen eingesetzt werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher
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erläutert; es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßes «Codeträgerelement
in Seitenansicht sowie ein Blockdiagramm der elektronischen Schaltung
Fig. 2 eine elektronische Schaltung auf Basis des
Diagramms gemäß Fig. 1
Das in Figur 1 dargestellte Codeträgerelement 1 besteht aus einem Klinkenstecker 2 und elektronischen Bauelementen, die in dessen Griffteil 2a untergebracht sind. Klinkenstecker werden in der Elektronik insbesondere zur übertragung von NF-Signalen vielfach verwendet.
Der Einsteckteil 2b des Steckers 2 hat einen ersten Pol 3, einen zweiten Pol 4 und einen dritten Pol 5. Zweckmäßigerweise hat der Griffteil 2 eine use 7, um den Codestecker an der Kleidung des Benutzers zu befestigen. Der Einsteckteil 2b besteht, wie bei KUnkensteckern üblich/ aus drei ineinander gesteckten und gegeneinander isolierten metallischen Bauteilen, durch die die Signale von den Polen zu den im Griffteil
befindlichen elektronischen Bauelementen geleitet werden.
In Figur 1 1st das Blockschaltbild der Übersichtlichkeit
halber außerhalb des Gr1ffte1ls 2a dargestellt. Ein Halbleiter" langzeitspeicherbaustein In Form eines EEPROM 10 hat vier Anschlüsse/ nftmUch einen Bezugspotentialanschluß 11/ einen Datenanschluß 12/ einen Taktanschluß 13 und einen Versorgungsspannungsanschluß 14.
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Der BezugspotentialanschLuß 11 ist mit dem ersten Pol 3 verbunden, üblicherweise ist in der Digitalelektronik das Bezugspotential das ErdpoteintiaL. Der erste Pol liegt dann an Erde an.
Der zweite Pol 4 des Steckers 1 dient der Datenübertragung. Die Datenübertragungsleitungen sind als Doppelpfeile dai&mdash; gestellt, um zu verdeutlichen, daß Daten sowohl eingegeben als auch ausgegeben werden können. Eine erste Überspannungsschutzschaltung 15a ist in die Datenleitung geschaltet, um das EEPROM 10 vor Überspannungen zu schützen.
Der dritte Pol 5 des Codesteckers 1 dient sowohl der Zuführung der Taktfrequenz, die für das Einlesen und Auslesen des EEPROM benötigt wird, als auch der Zuführung der Versorgungsspannung. Auch hier führt der Signalweg über .eine Überspannungsschutzschaltung 15a. Zwischen dieser und dem EEPROM ist eine Trennstufe 16 vorgesehen, durch die einer" seits das Taktsignal an den Taktanschluß 13 gelangt und durch die andererseits aus dem Taktsignal die Versorgungsspannung für das EEPROM gewonnen und dem Versorungsspannungsanschluß 14 zugeführt wird.
Bei der in Figur 3 dargestellten Schaltung sind die mit den Polen 3,4 und 5 verbundenen Eingänge mit 3a, 4a und 5a bezeichnet.
Der Bezugspotentialeingang 3a liegt üblicherweise auf Erde und ist mit dem Bezugspotent1alanschluß 11 des EEPROM 10 verbunden.
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Als EEPROM 10 kann beispielsweise der Typ X 2404 der Firma Xicor verwendet werden. Dieser hat drei Selecteingänge 17a, die nicht benötigt werden und auf Erd#e liegen. Der Testeingang 17b ist ebenfalls geerdet.
Das Datensignal wird von dem Eingang 4a zu dem Datenanschluß 12 des EEPROM 10 geführt. Eine Zenerdiode 18 und ein Widerstand 19, die parallel zu dem Dateneingang geschaltet sind, bilden die Überspannungsschutzschaltung 15b, wobei der Widerstand 19 statische Aufladungen und die Zenerdiode 18 ( ) eingestreute Überspannungen ableitet. Besonders bevorzugt wird statt der Zenerdiode 18 ein Varistor verwendet.
Analog liegt auch parallel zum Takteingang 5a die aus einer Zenerdiode 20 und einem Widerstand 21 bestehende Überspannungsschutzschaltung 15a. Das Taktsignal liegt an dem Taktanschluß 13 des EEPROM 10 unmittelbar an. Die Versorgungsspannung für den Versorgungsspannungsanschluß 12 wird mittels einer Trennschaltung erzeugt, die aus der Diode 22 und dem Kondensator 23 besteht. Dabei liegt für den dargestellten Fall einer positiven Versorungsspannung die Diode 22 in Durchlaßrichtung zwischen dem Takteingang 5a und dem Versorgungsspannungsanschluß 12, während der Kondensator zwischen dem ' Versorgungsspannungsanschluß und Erde liegt.
Die Taktsignale laden den Kondensator 23 über die Diode auf, wobei die Diode in den Taktpausen die Entladung des Kondensators verhindert. Dadurch liegt an dem Anschluß 12 eine Gleichspannung an, wobei wesentlich ist, daß die durch
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den Stromverbrauch des EEPROH 10 und die Kapazität des Kondensators 23 gebildete Zeitkonstante viel größer ist als die Periodendauer der am Eingang *5a anliegenden Taktfrequenz.
Bei der Benutzung des Elements 1 wird der Einsteckteil 2b in eine entsprechende Buchse gesteckt, die eine Verbindung zu einem Computer hergestellt, mit dessen Hilfe Daten aus dem Speicher 10 gelesen oder in diesen eingeschrieben werden sollen. Die Buchse k«snn unmittelbar an eine serielle Schnittstelle des Computers angeschlossen sein. Dabei ist die Buchse selbstverständlich so /erdrahtet, daß das Taktsignal, das Datensignal und das Bezugspotential dieser Schnittstelle an den entsprechenden Polen des Elements 1 anliegen. Damit wird ein unmittelbarer Datenaustausch zwischen dem Computer und dem Speicher 10 des Elements 1 mög lieh.
Im Hinblick auf die in der Digitalelektronik übliche Signal" spannung von 5 Volt ist es für eine sichere Betriebsweise wichtig, daß die Diode 22 eine Germaniumdiode ist. Germaniumdioden zeichnen sich durch eine besonders niedrige Durch-,~\ laßspannung von etwa 0/3 Volt aus. Das Taktsignal am Eingang 5a erzeugt somit eine Versorgungsspannung von nahezu 4/7 Volt am Eingang 12. Kostengünstige EEPROMS arbeiten noch sicher mit einer minimalen Versorgungsspannung von 4/4 Volt/ so daß die mit einer Germaniumdiode erhältliche Versorgungsspannung für einen sicheren Betrieb ausreicht. Ander· Dioden haben dagegen höhere Durchlaßspannungen/ so daß ein sicherer
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Betrieb nur noch mit einem speziellen und deswegen erheblich teureren EEPROM möglich wäre.
Die Erfindung eignet sich wie erwähnt für alle Anwendungsfälle/ bei denen ein zugleich sehr robustes und dennoch für eine verhältnismäßig große Datenmenge geeignetes interaktives Codeträgerelement, insbesondere für Identifikationscodes. benötigt wird.
Eine wichtiges Beispiel sind Betriebstanktste I len, beispielsweise für Omnibusunternehmen oder Speditionen. Zweckmäßigerweise ist dabei jedes Fahrzeug mit einer passenden Buchse für das Identifikationscode-Trägerlement, das im folgenden kurz als Codestecker bezeichnet wird, versehen. Jeder Fahrer besitzt einen Codestecker, der eine Identifikation für seine Person trägt. Vor der Benutzung eines Fahrzeuges steckt der Fahrer seinen Codestecker in die Buchse. Ein in dem Fahzeug eingebauter Bordcomputer kann einerseits abspeichern, welcher Fahrer zu welchem Zeitpunkt und bei welchem Kilometerstand des Fahrzeuges dieses geführt hat und andererseits diese oder andere Daten auf dem Codestecker übermitteln.
Wenn das Fahrzeug betankt werden muß, wird der mit diesen Informationen versehene Codestecker in eine entsprechende Buchse der Betriebstankstel Ie eingesetzt. Nun können die gespeicherten Daten, zum Beispiel über den Fahrer, das Fahrzeug und den Kilometerstand in einen Computer der Tankstelle überspielt und für die Kraftstoffabrechnung benutzt werden.

Claims (8)

Dr.-Ing. Herbert Moser A1015 Dr.rer.naf. Hans-Päier Pfeifer Patentanwälte Ansprüche
1. Tragbares batterieLoses Cocfet rägerelement mit einem apparativ Lesbaren Speichermedium, dadurch gekennzeichnet, daß
es einen mindestens dreipoligen Stecker (2) auf-
das Speichermedium ein serieller Halbleiterlangzeitspei eher baustein (10) ist, der einen Datenanschluß (12), einen Taktanschluß (13), einen Versorgungsspannungsanschluß (14) und einen Bezugspotentialanschluß (11) hat,
der Bezugspotentialanschluß (11) mit einem ersten Pol (3) des Steckers, der Datenanschluß (12) mit einem zweiten Pol (4) des Steckers verbunden ist und
der Taktanschluß (13) und der Versorgungsspannungsanschluß (14) mit einem dritten Pol (5) des Steckers verbunden sind, wobei zwischen den dritten Pol (5) und den Versorgungsspannungsanschluß (14) eine Trennstufe (17) geschaltet ist.
2. Codeträgerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstufe eine zwischen den dritten Pol (5) und den Versorgungsspannungsanschluß (14) geschaltete Diode (22) und ei-
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nen zwischen den Versorgungsspannungsanschluß (12) und den BezugspotentiaLanschluß (11) geschalteten Kondensator (23) umfaßt.
3. Codeträgerelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet, daß die Diode (22) eine Germaniumdiode ist.
4. Codeträgerelement nach Anspruch 1, dadurch
! gekennzeichnet, daß eine überspav.fiungs-
. &Lgr; schutzschaltung Cf5 b) parallel zum Dateneingang
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zwischen den zweiten Pol (4) und den ersten Pol (3)
f geschaltet ist.
5. Codeträgerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß eine Überspannungsschutzschaltung (15 a) parallel zum Takteingang
* zwischen den dritten Pol (5) und den ersten Pol (3)
geschaltet ist.
6. Codeträgerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß der Stecker (2) dreipolig ist.
7. Codeträgerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzei chnet, daß der Stecker (2) ein Klinkenstecker ist.
8. Indentifikationscode-Trägerelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Halbleiterlangzeitspreicherbaustein (10) im Griff' teil (2 a) des Klinkensteckers (2) untergebracht ist.
DE8709268U 1987-07-04 1987-07-04 Tragbares, batterieloses Codeträgerelement Expired DE8709268U1 (de)

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