AT500924B1

AT500924B1 - Helligkeitssteuerung von beleuchtungseinrichtungen über haupt- und nebenstellen

Info

Publication number: AT500924B1
Application number: AT0127300A
Authority: AT
Original assignee: Insta Elektro Gmbh
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2006-11-15
Also published as: DE19940273A1; NL1015848C1; AT500924A1; BE1012876A6; DE19940273B4

Description

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Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen durch eine Phasenanschnitts- oder Phasenabschnittssteuerung mit Nebenstellenfähigkeit unter Verwendung eines Drehbetätigungsorgans. 5 Als Hauptstelle einer Installation wird eine Steuereinrichtung bezeichnet, die mit dem L-Leiter einer meist einphasigen Netzspannung und mit einer Beleuchtungseinrichtung in Serlie liegt, wobei die Beleuchtungseinrichtung an den Neutralleiter N angeschlossen ist. Eine weiters vorgesehene Nebenstelle ist mit der Hauptstelle meist über den L-Leiter und eine Nebenstellenleitung verbunden. Bei Druck-Wechselschaltungen sind die Hauptstelle und die Nebenstelle, io miteinander über zwei korrespondierende Leitungen verbunden. Beispiele für eine Beleuchtungseinrichtung sind Allgebrauchsglühlampen, HV-Halogenglühlampen oder NV-Halogenglüh-lampen mit konventionellen oder mit elektronischen Vorschaltgeräten.

Stand der Technik sind Helligkeitssteuerungen von Beleuchtungseinrichtungen, welche an der 15 Hauptstelle und an der Nebenstelle mit einer Tastwippe ausgestattet sind, wobei die Art der Steuerung durch die Betätigungslänge bestimmt wird. Betätigungslängen von 0 ms bis 50 ms werden aus Störunterdrückungsgründen vermieden. Betätigungslängen von 50 ms bis 400 ms bewirken z.B. ein abwechselndes Ein- und Ausschalten des Betriebszustandes und Betätigungslängen über 400 ms bewirken z.B. einen kontinuierlichen Dimmvorgang. Dabei kann z.B. 20 der Dimmvorgang monoton so lange gesteigert werden, bis die maximale Helligkeit erreicht wird und bei dieser für einen kurzen Zeitraum verharrt, worauf der Dimmvorgang so lange verringert wird, bis die Dunkelstellung erreicht ist. Hierauf wird nach einer ebenfalls eingeführten Verharrzeit die Dimmrichtung wieder umgekehrt. Dabei können jedoch die Dimmrichtung und die Dimmgeschwindigkeit nicht beeinflusst werden. Dabei weisen die Haupstelle und die Neben-25 stelle für die Benutzer die gleiche Funktionalität auf. Als Hauptstelle wird z.B. der 'Tast-Dimmer für Glühlampen", Artikel-Nr. 245.07 der Firma Albrecht Jung GmbH & Co. KG, in Schalksmühle, Deutschland, verwendet. Als Nebenstelle kann z.B. die "Nebenstelle für Tast-Dimmer”, Artikel-Nr. 231.07, verwendet werden. 30 Weiters sind aus der DE 29817814 U1 Nebenstellenverfahren bekannt, welche eine zweiflächige Betätigung verwenden, wodurch die Dimmrichtung eindeutig festgelegt ist. Dabei ist die Tastfläche in zwei Bereiche unterteilt. Bei Betätigung der oberen Hälfte wird aufgedimmt, bis die maximale Helligkeit erreicht ist und bei Betätigung der unteren Hälfte wird abgedimmt, bis die Dunkelstellung erreicht ist. Der Funktionsunterschied zwischen Dimmen und Schalten wird 35 durch die vorstehend angeführten Betätigungslängen erreicht. Auch bei einer derartigen zweiflächigen Betätigung ist die Dimmgeschwindigkeit durch die Elektronik vorgegeben.

Zudem sind auch Dimmer bekannt, bei welchen mittels Verdrehung eines Potentiometers die Helligkeit stufenlos eingestellt wird. Diese Geräte sind meistens mit einem Druck-40 Wechselschalter ausgestattet, um die Beleuchtung aus- und einzuschalten. Die Funktionalität dieser Geräte ist durch weitere Druck-Wechsel- und Kreuzschalter, durch welche die Beleuchtung in Kreuz- und Wechselschaltungen ein- und ausschaltbar ist, erweiterbar. Dabei kann jedoch ein Dimmvorgang nur von der Hauptstelle weg ausgeführt werden. 45 Der gegenständlichen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Helligkeitssteuerung zu entwickeln, welche an der Hauptstelle und an der Nebenstelle die gleiche Bedienfunktionalität aufweist, durch welche die Dimmrichtung eindeutig vorgegeben ist und bei welcher die Dimmgeschwindigkeit variabel ist. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Helligkeitssteuerung sowohl an einer Hauptstelle als auch an einer Nebenstelle jeweils ein so Drehbetätigungsorgan vorgesehen ist, welche als Inkrementalgeber oder als Endlospotentiometer ausgeführt ist und dass von der Nebenstelle an die Hauptstelle Nebenstellensignale zur Auswertung abgegeben werden, welche Informationen hinsichtlich der Dimmrichtung, der Dimmgeschwindigkeit sowie der Änderung des Schaltzustandes enthalten. 55 Vorzugsweise wird zur Auswertung des Drehbetätigungsorgans ein Mikrokontroller verwendet. 3 AT 500 924 B1

Weiters kann die Nebenstellenfähigkeit durch eine einzige Nebenstellenleitung zwischen der Nebenstelle und der Hauptstelle erzielt werden, wobei als Bezugsleiter die Phase oder der Neutralleiter benützt ist. 5 Zudem kann zum Betrieb der Hauptstelle und der Nebenstelle bzw. der Nebenstellen an unterschiedlichen Phasen der Bezugsleiter zwischen der Hauptstelle und der Nebenstelle durch den Neutralleiter gebildet sein.

Vorzugsweise wird durch eine Linksdrehung des Drehbetätigungsorgans um einen definierten io kleinen Winkel und anschließendes Einschalten die Beleuchtung auf minimale Helligkeit eingeschaltet und wird durch eine Rechtsdrehung des Drehbetätigungsorgans um einen definierten kleinen Winkel und anschließendes Einschalten die Beleuchtung auf maximale Helligkeit geschaltet. 15 Zudem wird vorzugsweise als Nebenstelle ein Gerät verwendet, welches einen Empfänger für eine Funk-, Infrarot- oder Ultraschallbedienung enthält und durch welches ein von der Hauptstelle auswertbares Nebenstellensignal erzeugt wird.

Durch die Erfahrung bei Helligkeitssteuerungen von Beleuchtungseinrichtungen hat es sich 20 gezeigt, dass die Helligkeitssteuerung deshalb durch eine Drehbetätigung gut ausgeführt werden kann, da die Bedienung selbsterklärend ist und da die optische Rückmeldung durch die Beleuchtungseinrichtung unmittelbar und eindeutig ist. Weiters kann die Betätigung eines Drehknopfes eindeutig und grobmotorisch erfolgen, wogegen die Bedienung einer geteilten Tastfläche zur direkten Dimmrichtungsvorwahl feinmotorisch erfolgen muss, wobei die Aufmerksamkeit 25 den Bedienstellen und der Beleuchtungseinrichtung zugewendet werden muss. Somit muss dafür gesorgt werden, dass die Dreh betätig ung nicht mehr direkt mit einer Dimmstelle verbunden ist, wie dies bei einem Drehdimmer mit Potentiometer der Fall ist, da eine bestimmte Stellung des Potentiometers eine bestimmte Dimmstellung der Beleuchtungseinrichtung zur Folge hat. Zur Veranschaulichung wird eine Steuereinrichtung angenommen, bei der an einer Haupt-30 stelle und an einer Nebenstelle jeweils Potentiometer mit Anschlägen auf die Dimmstellung einwirken. Wenn hierbei beispielsweise an der Nebenstelle abgedimmt wird, wäre mit dem Potentiometer der Hauptstelle nicht der gesamte Stellbereich erreichbar.

Eine erfindungsgemäße Helllgkeitssteuerung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung 35 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung für eine erfindungsgemäße Helligkeitssteuerung;

Fig. 2 einen Bestandteil der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 in detaillierter Darstellung, und Fig. 3 zwei unterschiedliche Signalfolgen. 40

In Fig.1 ist eine Beleuchtungseinrichtung dargestellt, welche eine zwischen zwei Leitern L und N befindliche Glühlampe GL, eine Hauptstelle HST und eine Nebenstelle NST enthält. Die Nebenstelle NST ist mit der Hauptstelle HST über eine Nebenstellenleitung NL verbunden. Weiters ist die Nebenstelle NST je nach der Ausführungsform mit der Phase L und bzw. oder 45 mit dem Neutralleiter N des Niederspannungsnetzes als Bezugsleiter verbunden. Bei einer Verwendung des Neutralleiters N als Bezugsleiter ist ein mehrphasiger Betrieb der Hauptstelle und der Nebenstelle möglich.

Wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Hauptstelle HST mit einer Stromversorgungseinheit SV 50 ausgebildet, welche durch den Restphasenanschnitt oder -abschnitt zwischen den Leitern L und LAST versorgt wird. Eine solche Einheit ist z.B. in der DE 19632129 A1 beschrieben. Weiters weist sie einen Leistungsteil LT, mit zumindest einem MosFET, einem Triac, einem Thyristor oder einem IGBT als Leistungsschalter auf. Zudem weist sie eine Steuereinheit SE auf, durch welche mindestens die Auswertung des Nebenstellensignals NL, die Auswertung eines Drehbe-55 tätigungsorgans DBO und die Ansteuerung des Leistungsteils LT bewirkt werden. Dies kann

Claims

4 AT 500 924 B1 beispielsweise durch einen Mikrokontroller erfolgen. Im Leistungsteil LT und bzw. oder in der Steuereinheit SE muss zusätzlich eine Funkentstörung vorgenommen werden. Das Drehbetätigungsorgan DBO kann entweder als Inkrementalgeber oder als Endlospotentiometer ausgeführt sein. Die Änderung des Schaltzustandes kann z.B. durch einen zusätzlichen Tastkontakt eines 5 Schaltbetätigungsorgans SBO ausgeführt werden. Statt der Verwendung eines Schaltbetätigungsorgans SBO sind auch Lösungen möglich, bei welchen die Drehbetätigung zusätzlich zum Aus- und Einschalten genutzt wird. Anhand der Fig.3 ist die Funktionsweise eines bevorzugten Inkrementalgebers erläutert. Inkre-io mentalgeber sind Stellorgane, welche über zwei oder mehrere Schaltausgänge verfügen, welche z.B. mittels Mikrokontroller weiterverarbeitet werden. Bei einer Umdrehung stehen an jedem Schaltausgang beispielsweise 30 Impulse an. Inkrementalgeber können in rastenden und nicht rastenden Ausführungen vorgesehen sein. Gemäß Fig.3 werden die Signale der Schaltausgänge A und B über die Zeit bei gleichmäßiger Drehbewegung im Uhrzeigersinn angegeben. Dar-15 aus, dass das Signal am Schaltausgang A vor dem Signal am Schaltausgang B wechselt, kann durch einen Mikrokontroller ermittelt werden, dass der Inkrementalgeber im Uhrzeigersinn betätigt wird. Bei einer Betätigung entgegen dem Uhrzeigersinn würde das Signal am Schaltausgang A nach dem Signal am Schaltausgang B wechseln. Die Drehgeschwindigkeit des Inkrementalgebers kann von einem Mikrokontroller aufgrund der Zeitdauer zwischen der Ein-20 und der Aus-Stellung eines Schaltausgangs ermittelt werden. Zudem sind Raststellungen 1 bis 6 gestrichelt dargestellt. Durch die Nebenstelle NST, welche mit dem gleichen Stellorgan wie die Hauptstelle HST ausgebildet ist, wird über die Nebenstellenleitung die auszuführende Information übertragen. Dies 25 kann durch bekannte Signalübertragungsverfahren erfolgen, bei welchen das Signal der Steuerleitung getaktet wird und bzw. oder in Strom- oder Spannungshöhe kodiert wird. Als Informationen müssen die Dimmrichtung und deren Geschwindigkeitsänderung sowie die Änderung des Schaltzustandes übertragen werden. 30 Durch eine Verdrehung des Drehbetätigungsorgans DBO im Auszustand ist es möglich, beim anschließenden Einschalten bestimmte Werte voreinzustellen. Beispielsweise ist durch eine definierte kleine Linksdrehung mit anschließendem Einschalten der minimale Dimmwert abrufbar und ist durch eine definierte kleine Rechtsdrehung und anschließendes Einschalten der maximale Dimmwert abrufbar, wogegen beim Einschalten ohne vorherige Drehbetätigung der-35 jenige Dimmwert erneut abgerufen wird, welcher vor dem letzten Ausschalten eingestellt war. Zudem ist es möglich, die Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen fernbedienbar vorzunehmen. Dies ist prinzipiell durch eine Erweiterung der Hauptstelle HST, durch eine Erweiterung der Nebenstelle mit Drehbetätigung oder durch eine zusätzliche Fembedienungs-40 Nebenstelle ohne manuelle Bedieneinheit möglich. Hiezu muss das Fernbedienungssignal durch einen im fernbedienbaren Gerät enthaltenen Fembedienungsempfänger ausgewertet werden. Dabei können sowohl Funkfernbedienungen als auch Infrarot- oder Ultraschall-Fernbedienungen eingesetzt werden. Im Falle einer fernbedienbaren Nebenstelle muss diese das Fembedienungssignal in ein Nebenstellensignal umsetzen, welches von der Hauptstelle 45 ausgewertet wird. Der Parallelbetrieb von manuell betätigten und fernbedienten Nebenstellen ist bei entsprechender Gestaltung des Telegrammes auf der Nebenstellenleitung NL gewährleistet. Patentansprüche: 50 1. Heiligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen durch eine Phasenanschnitts- oder Phasenabschnittssteuerung mit Nebenstellenfähigkeit unter Verwendung eines Drehbetätigungsorgans (DBO), dadurch gekennzeichnet, dass zur Helligkeitssteuerung sowohl an einer Hauptstelle (HST) als auch an einer Nebenstelle (NST) jeweils ein Drehbetätigungs-55 organ (DBO) vorgesehen ist, welches als Inkrementalgeber oder als Endlospotentiometer 5 AT 500 924 B1 ausgeführt ist, und dass von der Nebenstelle (NST) an die Hauptstelle (HST) Nebenstellensignale zur Auswertung abgegeben werden, welche Informationen hinsichtlich der Dimmrichtung, der Dimmgeschwindigkeit sowie der Änderung des Schaltzustandes enthalten. 5
2. Helligkeitssteuerung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung des Drehbetätigungsorgans (DBO) ein Mikrokontroller verwendet wird.
3. Helligkeitssteuerung nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, io dass die Nebenstellenfähigkeit durch eine einzige zwischen der Nebenstelle (NST) und der Hauptstelle (HST) befindliche Nebenstellenleitung (NL) erzielt wird, wobei als Bezugsleiter die Phase (L) oder der Neutralleiter (N) benützt ist.
4. Helligkeitssteuerung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, 15 dass zum Betrieb der Hauptstelle (HST) und der Nebenstelle (NST) bzw. der Nebenstellen an unterschiedlichen Phasen der Bezugsleiter zwischen der Hauptstelle (HST) und der Nebenstelle (NST) durch den Neutralleiter (N) gebildet ist.
5. Helligkeitssteuerung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 20 dass durch eine Linksdrehung des Drehbetätigungsorgans (DBO) um einen definierten kleinen Winkel und anschließendes Einschalten die Beleuchtung auf minimale Helligkeit eingeschaltet wird und dass durch eine Rechtsdrehung des Drehbetätigungsorgans (DBO) um einen definierten kleinen Winkel und anschließendes Einschalten die Beleuchtung auf maximale Helligkeit eingeschaltet wird. 25
6. Helligkeitssteuerung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Nebenstelle (NST) ein Gerät verwendet ist, welches einen Empfänger für eine Funk-, Infrarot- oder Ultraschallbedienung enthält und durch welches ein von der Hauptstelle (HST) auswertbares Nebenstellensignal (NL) erzeugt wird. 30 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 35 40 45 50 55