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Einrichtung zur Steuerung von Sonnenblenden, Storen u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung von Sonnenblenden, Storen, Sonnen- schutzvorhängen u. dgl., bestehend aus mindestens einem auf die Sonneneinstrahlung ansprechenden Füh- ler, einem elektronischen Verstärker, Schaltglieder und einem die Blende bzw. den Storen öffnenden bzw. schliessenden oder hebenden und senkenden Motor.
Einrichtungen dieser Art sind bekannt. Ihr Nachteil liegt vor allem darin, dass sie unabhängig da- von ansprechen, ob der Fühler nun direkt von der Sonneneinstrahlung betroffen wird, oder ob nur ein starkes diffuses Licht vorhanden ist, wie es beispielsweise im Winter bei Schneelagen beobachtetwerden kann. Es musste die Erfahrung gemacht werden, dass diese Einrichtungen selbst dann angesprochen ha- ben, wenn bei einer dünnen Wolkendecke Schneefall vorlag, wobei zwar eine relativ grosse Hellig- keit herrschte, ohne dass jedoch eine direkte Sonneneinstrahlung zu beobachten und zu bemerken war.
Das Schliessen von Sonnenblenden und Storen unter solchen Umständen ist jedoch nicht erwünscht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln diese Nach- teile zu beheben vermag. Wie Versuche zeigten, gelingt dies überraschenderweise dadurch, dass die
Basis der Störgrösse (Widerstand, Spannung, Strom) unter Wärme- oder Lichteinfall in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Temperatur oder Helligkeit verschiebbar ist. Zweckmässigerweise gelingt dies dadurch, dass mindestens zwei licht-und/oder wärmeempfindliche Fühler (Photoelement, Photowiderstand, Photozelle, Photodiode, Phototransistor, Solarzellen, Thermistoren) vorgesehen sind, wobei der eine Fühler im unmittelbaren Einstrahlbereich der Sonne angeordnet ist und der andere Fühler im Schatten liegt. Dank dieses Fühleraufbaues, der den Verstärker steuert, der wieder das Ein- bzw.
Ausschaltsignal für den Motor zum Heben und Senken bzw. zum Ein- oder Ausfahren des Sonnenschutzvorhanges gibt, konnte der eingangs erwähnte Nachteil wirkungsvoll behoben werden. Handelt es sich beispielsweise um eine Sonnenschutzeinrichtung im Zusammenhang mit einem Schaufenster, in welchem lichtempfindliche Waren aufgestellt sind, so wird der eine Fühler im Bereich der Schaufensterscheibe befestigt, u. zw. in jenem Bereich, der von der einfallenden Sonnenstrahlung direkt getroffen wird, wogegen der andere Fühler im Schatten liegt, also beispielsweise im Bereich der Decke des Schaufensters bzw. der oberen Begrenzung desselben oder sonst im Schatten. Als Fühler eignen sich Photowiderstände, Photozellen, Photoelemente, Photodioden, Phototransistoren, Solarzellen und Thermistoren.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert, ohne sie dadurch einzuschränken. Es zeigen : Fig. l ein schematisches Schaltbild ; Fig. 2 die Anordnung der Fühler in einem Schaufenster und die Fig. 3 und 4 Widerstandskennlinien und deren Arbeitspunkte, Fig. 5 veranschaulicht eine weitere Schaltungsmöglichkeit.
Ein Vorhang --1-- in Form einer Sonnenschutzblende ist mittels eines Motors --M-- auf einer Welle --2-- auf- bzw. abwickelbar. Der Motor --M-- wird über einen Schalter-S-- ein-und ausgeschaltet, wobei dieser Schalter manuell über die Kontakte-3-zu betätigen ist oder aber automatisch über den Verstärker-V-, der vom Lichtfühler seine Steuerimpulse erhält. Dieser Fühler --F-- besteht nun aus einer mit Wechsel- oder Gleichspannung gespeisten Wheatston'schen Brücke aus zwei Zweigen, wobei der eine Zweig einen lichtempfindlichen Widerstand-A-, ein Potentiometer --4-- mit Mittel-
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abgriff und einen Arbeitswiderstand --5-- aufweist, der andere Zweig einen lichtempfindlichen Widerstand --B-- und einen Arbeitswiderstand --6--.
Beide Zweige der Wheatston schen Brücke liegen bezüglich der Gleichspannungsquelle parallel zueinander. Der Diagonalpunkt der Brücke ist an Masse an-
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teristiken, doch sind sie innerhalb der zu steuernden Anlage so angeordnet, dass der Photowiderstand --A- der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, wogegen der Photowiderstand-B-stets im Schatten liegt. Am Beispiel eines Schaufensters, das lichtempfindliche Waren zeigt, ist dies veranschaulicht. Unmittelbar an der Schaufensterscheibe-9- (Fig. 2) liegt der Photowiderstand --A--, wobei selbstverständlich bei Schaufenster entsprechender Grösse und unterschiedlicher Lichteinfälle mehrere Photowiderstände --A-- vorgesehen sein können.
Der andere lichtempfindliche Widerstand-B- innerhalb der Wheatston Ischen Brückenschaltung liegt nahe der Decke --10des Schaufensters und kann noch zusätzlich durch eine Blende-11-abgedeckt sein, falls das Schaufenster stark reflektierende Waren enthält, um so den Widerstand --B-- vor direktem Lichteinfall zu schützen.
Wenn hier die beiden Widerstände --A und B-- räumlich getrennt sind, so ist zu beachten, dass diese auch zu einer einzigen Baueinheit zusammengefasst werden können, mit einer dem Lichteinfall ausgesetzten Vorderseite und einer im Schatten liegenden Rückseite, was die Leitungsführung vereinfacht.
Die Wirkungsweise der Einrichtung wird an Hand der beiden Charakteristiken (Fig. 3 und 4) veranschaulicht, die die Widerstandskennlinien der Photowiderstände in Abhängigkeit von Helligkeit zeigen. Wird davon ausgegangen, dass beide Photowiderstände --A und B-- dieselbe Charakteristik aufweisen, was zumindest annähernd zutrifft, so wird angenommen, dass vorerst eine HeIligkeit--H1-- am Photowiderstand-A-herrscht, wie sie bei bedecktem Himmel vorliegt,. eine direkte Sonneneinstrahlung ist nicht vorhanden. In Fig. 3 ist der Arbeitspunkt des Photowiderstandes-A-mit A und der des Widerstandes --B-- mit B bezeichnet, unter der Voraussetzung, dass der Photowiderstand-A-, wie erwähnt, von der Helligkeit-H -getroffen ist.
Da der Photowiderstand --B-- im Schatten liegt, ist die auf ihn einwirkende Helligkeit geringer als Die beiden Widerstände --A und B-besitzen nur eine geringe Widerstandsdifferenz-AR-und die Brücke ist über das Potentiometer --4-- so abgestimmt, dass die dadurch bedingte Spannungsdifferenz an der Brückendiagonale nicht ausreicht, den Motor --M-- über über den Verstärker --V-- und den Schalter-S-zum Absenken des Vorhanges-l-ein- zuschalten.
Dringt die Sonne nun durch und treffen ihre Strahlen den Photowiderstand --A--, so wandert sein Arbeitspunkt auf der Kennlinie nach Fig. 3 nach --A1--. Infolge der einfallenden Lichtstrahlen wird zwar der Deckenbereich-10- (Fig. 2) aufgehellt, doch bringt dieses Anwachsen der Helligkeit an der Decke den Arbeitspunkt des Photowiderstandes--B-höchstens bis zum Arbeitspunkt --BI -- Fig. 3).
Die nunmehr vorliegende Widerstandsdifferenz-AR --reicht aber aus, den Verstärker --V-- an- sprechen zu lassen, so dass der Vorhang --1-- über den Motor-M-gesenkt wird.
An Hand der Charakteristik nach Fig. 4 werden nun die Verhältnisse geschildert, die dann vorliegen, wenn starkes diffuses Licht herrscht. Ausgegangen wird dabei wieder von einer auf den lichtempfindlichen Widerstand --A-- einwirken den Helligkeit --H1-0-, der, wie vorstehend, die beiden Arbeitspunk- te --A und B-- der lichtempfindlichen Widerstände --A und B-- auf den Kennlinien entsprechen. Ändern sich nun die Witterungsverhältnisse, so dass die Helligkeit --Hl-- sich in die diffuse Helligkeit--H - ändert, ohne dass jedoch eine direkte Sonneneinstrahlung vorliegt, so wandert der Arbeitspunkt des Widerstandes-A--nach--A,--.
Da jedoch auch der im Schatten liegende Widerstand --B-- von die-
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dert hat, so dass trotz der herrschenden relativ grossen Helligkeit der Verstärker nicht anspricht, was zu erreichen Sinn und Zweck der Erfindung ist. Dies wird, wie bereits erwähnt, im wesentlichen dadurch erreicht, dass die Bemessungsbasis für die Widerstandsänderung des Photowiderstandes-A-selbst von der Helligkeit gesteuert und nachgezogen wird.
Da sich die Richtung des einfallenden Sonnenlichtes während des Tages infolge des scheinbaren Laufes der Sonne um die Erde ständig ändert, kann es durchaus zweckmässig sein, mehrere Photowider- stände-A-vorzusehen. In Fig. 1 wurde dem Umstand, dass der Photowiderstand --B-- im Schatten liegt, dadurch symbolisch Rechnung getragen, dass zwei parallele Striche zu beiden Seiten des
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Widerstandssymboles --B-- eingetragen wurden, die die Abdeckung bzw. das im-Schatten-Liegen ver- sinnbildlichen sollen. Selbstverständlich ist es möglich, innerhalb der Steuereinrichtung Verzögerungs- glieder vorzusehen, so dass ein momentaner Lichteinfall, der nur kurzzeitig wirkt, die Anlage nicht in
Betrieb setzen kann.
Solche Möglichkeiten treten auf, wenn der Himmel teilweise bedeckt ist, so dass zeitweise und stets nur kurz die Sonne durchdringen kann, oder wenn beispielsweise ein Passant vor einem Schaufenster steht und mit seinem Körperschatten zufälligerweise das Photoelement --A-- ab- deckt bzw. beschattet. Die Einstellung des Potentiometers --4-- erfolgt zweckmässig bei der Montage der Einrichtung.
Beim vorstehend geschildertenAusführungsbeispiel nach Fig. l liegen die beiden lichtempfindlichen Photowiderstände --A und B-- auf derselben Seite des Diagonalzweiges der Wheatston Ischen Brücke (s. Fig. l), so dass diese Widerstände parallelgeschaltet sind. Grundsätzlich ist es möglich, diese licht- empfindlichen Photowiderstände in Serie zu schalten, d. h., dass in Fig. l an die Stelle des Arbeitswi- derstandes --5-- der Photowiderstand --B-- tritt und an die Stelle des Photowiderstandes-B-ein Ar- beitswiderstand.
Eine vereinfachte Schaltung ist dann möglich, wenn die lichtempfindlichen Widerstände-A'und B 1-- in Serie geschaltet werden und zwischen diesen beiden Widerständen, vorzugsweise über ein Po- tentiometer, der Verstärkereingang angeschlossen ist, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, wodurch ebenfalls der angestrebte Erfolg erzielbar ist. Auch in diesem Falle liegt eigentlich eine Brückenschaltung vor, da der Parallelzweig der Brücke durch die innere Schaltung des Verstärkers gegeben ist, wobei jedoch in diesem Falle die Spannung, an welcher die Photowiderstände liegen, vom Verstärker kommt, wogegen beim Ausführungsbeispiel nach Fig. l für die Speisung der Wheatstonischen Brücke eine eigene Span- nungsquelle erforderlich ist.
Im Zusammenhang mit den vorstehend geschilderten Ausführungsbeispielen war stets von licht- empfindlichen Widerständen --A und B-- die Rede. Es sei ausdrücklich erwähnt, dass an Stelle von sol- chen Photowiderständen selbstverständlich auch andere Fühler treten können, u. zw. nicht nur solche, die auf Grund des Lichteinfalles ihre Charakteristik ändern, sondern auch solche, bei denen diese Än- derung durch Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe erfolgt. Mit der Sonnenstrahlung ist stets die Entwicklung von Wärme verbunden, was daher für die Steuerung von Sonnenschutzvorhängen od. dgl. verwendet werden kann.
Da die Wärmeentwicklung infolge der einfallenden Strahlung wesentlich träger ist als die durch Lichteinfall bewirkte Reaktion der Fühler, können, sofern für die erwähnte Steuerung wärmeempfindliche Fühler (Thermistoren) verwendet werden, aufwendige Verzögerungsschaltungen eingespart werden, die andernfalls notwendigerweise benutzt werden müssen, um bei einer kurzzeitigen Unterbrechung des Lichteinfalles (Vorbeigang eines Passanten vor dem Schaufenster) die Anlage nicht zum Ansprechen bringen. Für den der Fühlerschaltung nachfolgenden Verstärker für die nachfolgenden Schaltglieder u. dgl. können herkömmliche Einrichtungen verwendet werden.
Wesentlich ist für die Erfindung, dass die Basis der Störgrösse und der Wärme- oder Lichteinfall in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Helligkeit oder Temperatur verschiebbar ist, um so den angestrebten erfindungsgemä- ssen Zweck erreichen zu können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Steuerung von Sonnenblenden, Storen, Sonnenschutzvorhängen u. dgl., bestehend aus mindestens einem auf die Sonneneinstrahlung ansprechenden Fühler, einem elektronischen Verstärker, Schaltgliedern und einem die Blende bzw. den Storen öffnenden bzw. schliessenden oder hebenden und senkenden Motor, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis der Störgrösse (Widerstand, Spannung, Strom) unter Wärme- oder Lichteinfall in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Helligkeit oder Temperatur verschiebbar ist.
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Device for controlling sun visors, blinds, etc. like
The invention relates to a device for controlling sun visors, blinds, sun protection curtains and the like. The like. Consisting of at least one sensor responsive to solar radiation, an electronic amplifier, switching elements and a motor that opens or closes or raises and lowers the shutter or blinds.
Facilities of this type are known. Their main disadvantage is that they respond regardless of whether the sensor is directly affected by solar radiation or whether there is only strong diffuse light, as can be observed in snow conditions in winter, for example. Experience had to be made that these facilities responded even when there was snowfall under a thin cloud cover, although the brightness was relatively high, but direct sunlight could not be observed or noticed.
Closing sun visors and blinds under such circumstances is, however, not desirable.
The object of the invention is to create a device which can remedy these disadvantages with simple means. As experiments have shown, this surprisingly succeeds in that the
Base of the disturbance variable (resistance, voltage, current) under the incidence of heat or light depending on the prevailing temperature or brightness. This is expediently achieved by providing at least two light- and / or heat-sensitive sensors (photo element, photoresistor, photocell, photodiode, phototransistor, solar cells, thermistors), one sensor being arranged in the direct radiation area of the sun and the other sensor in the shade lies. Thanks to this sensor structure, which controls the amplifier, which switches on and off again.
If there is a switch-off signal for the motor for lifting and lowering or for extending or retracting the sun protection curtain, the disadvantage mentioned at the beginning could be effectively eliminated. If, for example, it is a sun protection device in connection with a shop window in which light-sensitive goods are placed, one sensor is attached in the area of the shop window, and the like. between that area that is directly hit by the incident solar radiation, whereas the other sensor is in the shade, for example in the area of the ceiling of the shop window or the upper limit of the same or otherwise in the shade. Photoresistors, photocells, photo elements, photodiodes, phototransistors, solar cells and thermistors are suitable as sensors.
The invention is explained in more detail with reference to the drawings, without thereby limiting it. They show: FIG. 1 a schematic circuit diagram; FIG. 2 shows the arrangement of the sensors in a shop window and FIGS. 3 and 4 resistance characteristics and their operating points, FIG. 5 illustrates another possible circuit.
A curtain --1-- in the form of a sun protection screen can be wound up or unwound on a shaft --2-- by means of a motor --M--. The motor --M-- is switched on and off via a switch-S--, whereby this switch can be operated manually via contacts-3- or automatically via the amplifier-V-, which receives its control pulses from the light sensor. This sensor --F-- now consists of a Wheatston bridge, fed with alternating or direct voltage, consisting of two branches, one branch having a light-sensitive resistor-A-, a potentiometer --4-- with a central
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tap and a working resistance --5--, the other branch has a light-sensitive resistor --B-- and a working resistance --6--.
Both branches of Wheatstone's bridge are parallel to each other with respect to the DC voltage source. The diagonal point of the bridge is at ground
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teristics, but they are arranged within the system to be controlled in such a way that the photoresistor -A- is exposed to direct sunlight, whereas the photoresistor-B- is always in the shade. This is illustrated using the example of a shop window showing light-sensitive goods. Immediately on the shop window-9- (Fig. 2) is the photoresistor --A--, whereby of course several photoresistors --A-- can be provided for shop windows of the appropriate size and different incidence of light.
The other light-sensitive resistor-B- within the Wheatston Bridge circuit is located near the ceiling --10 of the shop window and can also be covered by a screen-11- if the shop window contains highly reflective goods in order to reduce the resistance --B-- to be protected from direct incidence of light.
If the two resistors - A and B - are spatially separated here, it should be noted that these can also be combined into a single unit, with a front exposed to light and a rear in the shadow, which simplifies the routing of the cables.
The operation of the device is illustrated by means of the two characteristics (FIGS. 3 and 4) which show the resistance characteristics of the photoresistors as a function of brightness. If it is assumed that both photoresistors - A and B - have the same characteristic, which is at least approximately true, then it is assumed that initially there is a brightness - H1 - on the photoresistor-A, as it is when the sky is overcast, . there is no direct sunlight. In Fig. 3, the working point of the photoresistor-A- is denoted by A and that of the resistor --B-- by B, provided that the photoresistor-A-, as mentioned, is affected by the brightness-H -.
Since the photoresistor --B-- is in the shade, the brightness acting on it is lower than the two resistors --A and B - have only a small difference in resistance - AR - and the bridge is over the potentiometer --4-- like this coordinated that the resulting voltage difference on the bridge diagonal is not sufficient to switch on the motor --M-- via the amplifier --V-- and the switch-S- to lower the curtain-l-.
If the sun now penetrates and its rays hit the photoresistor --A--, its working point moves on the characteristic curve according to Fig. 3 to --A1--. As a result of the incident light rays, the ceiling area-10- (Fig. 2) is brightened, but this increase in brightness on the ceiling brings the working point of the photoresistor - B - at most to the working point --BI - Fig. 3).
The now existing resistance difference-AR - but sufficient to let the amplifier --V-- respond, so that the curtain --1-- is lowered over the motor-M-.
With the aid of the characteristic according to FIG. 4, the conditions will now be described which exist when there is strong diffuse light. It is assumed that the light-sensitive resistor --A-- is affected by the brightness --H1-0-, which, as above, affects the two working points --A and B-- of the light-sensitive resistors --A and B - correspond to the characteristics. If the weather conditions change, so that the brightness --Hl-- changes to the diffuse brightness - H -, but without direct sunlight, the working point of the resistor-A - moves to - A, - -.
However, since the resistance --B-- lying in the shadow of the-
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has changed, so that despite the prevailing relatively high brightness, the amplifier does not respond, which is the purpose of the invention. As already mentioned, this is essentially achieved in that the basis of measurement for the change in resistance of the photoresistor-A-itself is controlled and adjusted by the brightness.
Since the direction of the incident sunlight changes continuously during the day as a result of the apparent course of the sun around the earth, it can be quite useful to provide several photoresistors-A-. In Fig. 1, the fact that the photoresistor --B-- is in the shadow was symbolically taken into account by the fact that two parallel lines on both sides of the
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Resistance symbol --B--, which should symbolize the cover or lying in the shade. Of course, it is possible to provide delay elements within the control device, so that a momentary incidence of light that only has a brief effect does not affect the system
Can put operation.
Such possibilities arise when the sky is partially covered so that the sun can only penetrate briefly at times, or when, for example, a passer-by is standing in front of a shop window and accidentally covers or covers the photo element --A-- with his body shadow. shaded. The setting of the potentiometer --4-- is best done when the device is installed.
In the exemplary embodiment according to FIG. 1 described above, the two light-sensitive photoresistors - A and B - are on the same side of the diagonal branch of the Wheatston Bridge (see FIG. 1), so that these resistors are connected in parallel. In principle it is possible to connect these light-sensitive photoresistors in series, i. This means that in Fig. 1 the photoresistor --B-- takes the place of the working resistor --5-- and a working resistor takes the place of the photoresistor -B-.
A simplified circuit is possible if the light-sensitive resistors - A 'and B 1-- are connected in series and the amplifier input is connected between these two resistors, preferably via a potentiometer, as shown in FIG. whereby the desired success can also be achieved. In this case, too, there is actually a bridge circuit, since the parallel branch of the bridge is given by the internal circuit of the amplifier, but in this case the voltage at which the photoresistors are applied comes from the amplifier, whereas in the embodiment according to FIG a separate voltage source is required to feed the Wheatstone bridge.
In connection with the exemplary embodiments described above, light-sensitive resistors --A and B-- were always mentioned. It should be expressly mentioned that other sensors can of course also be used instead of such photoresistors, and not only those which change their characteristics due to the incidence of light, but also those in which this change occurs through heat absorption or heat emission. The development of heat is always associated with solar radiation, which can therefore be used for controlling sun protection curtains or the like.
Since the heat development due to the incident radiation is much slower than the reaction of the sensor caused by incident light, if heat-sensitive sensors (thermistors) are used for the aforementioned control, expensive delay circuits can be saved, which otherwise necessarily have to be used in order to avoid a short-term Interruption of the incidence of light (a passer-by in front of the shop window) does not make the system respond. For the amplifier following the sensor circuit for the following switching elements u. Conventional means can be used.
It is essential for the invention that the basis of the disturbance variable and the incidence of heat or light can be shifted as a function of the prevailing brightness or temperature in order to be able to achieve the intended purpose according to the invention.
PATENT CLAIMS:
1. Device for controlling sun visors, blinds, sun protection curtains u. The like., consisting of at least one sensor responsive to solar radiation, an electronic amplifier, switching elements and a motor that opens or closes or raises and lowers the shutter or blinds, characterized in that the basis of the disturbance variable (resistance, voltage, current ) can be moved under the incidence of heat or light depending on the prevailing brightness or temperature.